雙色模具,是模具大家庭中的一個亮點,從一登場就引起了世人的矚目,它掀開了世界模具史的新篇章,也代表了模具行業發展的一個新的方向，兩種塑膠材料在同一臺注塑機上注塑，分兩次成型，但是產品只出模一次的模具。一般這種模塑工藝也叫雙料注塑，通常由一套模具完成，且需要專門的雙色注塑機。 雙色模具目前市場上日益盛行，于這種工藝可以使產品的外觀更加漂亮，易于換顏色而可以不用噴涂，但造價昂貴，技術要求高，所以會設計雙色模具的設計師工資都很高~

第一部份 雙色注塑的原理與注塑機的認識

雙色模具通常有兩幅模具,一半裝在機器的固定板上,另一半裝在回轉板上. 兩幅模具的公模是完全一樣的,一次母模和二次母模不一樣.當第一種顏色的塑料注塑完畢,公母模打開,一次公模帶著一次產品旋轉180度,到達第二種顏色注塑的位置上,進行二次注射,即可取得雙色制件.如此循環,每個成型周期內都會有一模一次產品及二次產品產生

圖 1, 臺灣雙色模具一幅

臺灣和日本的注塑機,就是上面講到的做法,注塑機有兩幅平行的注射系統;而歐洲的雙色注塑機,則是一個料管水平,一個料管垂直. 雙色模具也只有一幅.但原理是基本相似的,母模上下兩排形狀不一樣,公模旋轉180度分別和一次,二次母模成型.

圖 2. 歐洲雙色模一幅

下面將會詳細介紹

圖 3. 大禹立式雙色機

圖 4 國產海天雙色注塑機

圖 5 德國亞寶的雙色注塑機

第二部份 雙色模具的應用

選擇雙色模具,一般不外乎以下幾種情況.

1. 產品功能的要求. 例如電源開關,手機按鍵,鍵盤指示燈,汽車開關等,要求 LED的部分能夠透光

圖 6. 電源開關按鈕,LED 燈需要透光

2. 改善手感. 一些手持產品,要求在手持部位使用 Rubber,手感會比較舒適. 例如對講機外殼, 電動工具把手,扳手,起子把手,牙刷柄,保溫杯等

圖 7 電動工具扣機

3. 增加美感,作為裝飾品. 如一些外觀件的 Logo,如果采用雙色注塑,又漂亮又不用擔心它會被摩掉.

4. 產品局部區域需要電鍍.

大家知道,在塑料家族中,只有 ABS 和聚砜(PSU)表面可以電鍍, 如果要求產品的局部區域或者單側需要電鍍,就要把電鍍區域注射為 ABS,把不需要電鍍的區域注射為其他材料如 PC 等

圖 8. 產品表面局部區域需要電鍍(非發光區)

第三部份 模具設計技巧

1. 縮水率 一般來說,雙色模具的縮水率取決于一次材料. 二次材料和一次材料選相同的縮水率. 例如一次材料為 ABS(縮水率通常為 0.5%),二次材料為TPE(縮水率通常為 1.8%),在雙色模具設計時,要全部選用 0.5%,因為一次材料已經把產品輪廓撐住了,二次材料不會收縮更多

圖 9. 鼠標小滾輪, 中間為 POM 料, 外表為 San 料

2.一.二次料的分割

在分割一二次料的時候,有諸多因素要考慮, 這是模具設計非常關鍵的一步,關系到整幅模具最終設計的成敗.

2.1 要考慮原料的流動性,選擇適當的壁厚. 由于二次料要爬越一次料, 如果壁厚不夠, 就會造成流動性不好,容易導致缺料,縮水, 熔接痕等不良狀況.一般來說,二次料的壁厚要保證 0.8mm 以上,最好能占到整個壁厚的 1/2.

2.2 要借助 Mould Flow 進行流動性分析,降低失敗的風險.

2.3 在適當的地方改變一次產品的形狀, 進而改善二次料的流動方向與速度, 以消除注塑缺陷或者把不良狀況趕到非外觀面.

2.4 由于雙色產品的設計比較靈活, 要事先把其它注塑不良也考慮進去,加以改善.

圖 x-a Boss 柱的上方容易縮水

圖 X-B, 可以改善縮水的問題

3. Gate 位置的選擇

雙色模具對 gate 的選擇比較有講究.

3.1 對于有 Logo 的產品,Gate 要選擇 Logo 開口的一側, 以有利于二次料的填充

3.2 一次料如果是點澆口,要做波仔,避免因一次進點殘留而碰穿二次料

圖 x-a 1 次進點殘留過高,碰穿二次料表面

圖 x-b 設計波仔,避免進點殘留過高的問題

3.3 一次產品宜選擇潛伏式進膠, 保證產品與流道可以自動切斷. 無法采用潛伏

式進膠時, 可考慮三板模或熱流道. 三板模的缺點是壓力損耗大, 料頭重.

4. 預壓

這是雙色模具上用的一個專業術語.因為一次產品要壓二次母模,這會對 logo的形狀有相當敏感的影響.一般來說, logo 的高度要比理論值大 0.02—0.05,如果太小,二次料會跑進來,使文字的輪廓不清楚. 如果預壓太大,則會導致 logo

的線條過寬.

5. 拔模角

雙色模一次材料的拔模角選擇會比較靈活,應盡可能做大. Logo 的拔模角甚至可以放到 15 度, 把底盤做大,這樣就不容易被二次材料沖垮.

第四部分 特殊結構的雙色模具

1. 蹺蹺板結構

這類結構主要是用在數字鍵盤上, 像 0, 4,6,8,9 封閉的數字和 A,B,D,O,P,Q,R,封閉的字母, 只有用蹺蹺板結構, 二次料才會流入封閉的區域

圖 一個雙色注塑的對講機鍵盤

蹺蹺板的工作原理: 一次注塑時, 靠破針在蹺蹺板的作用下往上運動, 將一次產品封閉區域的邊界處靠破出一個靠破孔; 二次注塑時, 靠破針又在蹺蹺板的作用下往下運動, 讓出一個圓形的孔, 使得二次料能夠從靠破孔鉆進封閉區域.

蹺蹺板結構圖

(1) 靠破針 (2) 靠破頂出板 (3) 蹺蹺板 (4) 蹺蹺板上行頂桿 (5) 蹺蹺板

下行頂桿

2. 中板模

大家知道, 雙色模的兩個公模是完全一樣的. 但是, 如果產品的結構要求兩個公模也有所不同的時候該怎么解決呢? 請想到中板模!中板模的工作原理: 注塑成型時, 兩幅公模不動, 注塑機在完成一次注塑后, 先把中板扥出, 然后使中板旋轉 180 度, 再進行二次成型. 這樣, 中板的一二次部位可以做成不同的形狀, 達到我們預期的設計目的.

圖 一幅典型的中板模結構

第五部分 一些常用技巧

架模：

① 先上二次（公模、母模合在一起）模稍微鎖上能開模，再上一次（公母模）稍微鎖上，再來鎖上二次公母模（防止一、二次模不在同一水平上）。

② 旋轉公模一次公模就二次母模鎖緊；一次母模就二次公模鎖緊。

③ 再旋轉公模如果一次公模母模能合上即 OK。

下模修理注意理項：

① 下公模修理一定得從二次母模上與二次母模合后，再鎖緊（導柱與孔有一定的間隙。

② 下一次母模修理：直接上與公模合即可鎖緊。下二次母模修理：上模后稍鎖上，公模亦要松鎖，一次母模與公模亦要松緊，二次母模與公模合后鎖緊再旋轉公模。一次公模與二次母模合上鎖緊公模，一次母模與二次公模合上后鎖緊母模（一次）再旋轉一次母模與公模能合上即可。

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