多色注塑
關(guān)注創(chuàng)建者：ACMT協(xié)會(huì) 創(chuàng)建時(shí)間：2023-06-29
多色注塑的實(shí)例教程
雙色注塑是當(dāng)前較為流行的先進(jìn)注塑方式之一，為產(chǎn)品生產(chǎn)制造提供了有意義的節(jié)約潛力及全新的設(shè)計(jì)可能性。本文主要探討雙色注塑發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，特別重點(diǎn)介紹在汽車車燈應(yīng)用的情況。
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雙色注塑定義
多色多物料注塑工藝是指在一個(gè)制造工序或一個(gè)生產(chǎn)單元內(nèi)把若干種塑料組合成多功能部件。這種技術(shù)是利用多種物料進(jìn)行注塑生產(chǎn)，并在模塑過(guò)程中將不同材料的特性相結(jié)合進(jìn)行裝配或其它適合粘結(jié)的方法，以提高產(chǎn)品的功能性和美觀度，為產(chǎn)品生產(chǎn)制造提供了有意義的節(jié)約潛力及全新的設(shè)計(jì)可能性。
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多色注塑的必要條件
多色注塑的配對(duì)材料必須滿足兩個(gè)基本兼容條件，分別是粘合相容和加工過(guò)程相容。
多色注塑對(duì)注射設(shè)備也提出了新的要求。就射出單元而言，可釆用平行同向、平行對(duì)向、水平及垂直L型、Y型同向單缸射出結(jié)構(gòu)。就混合射嘴而言，可選擇花紋、波浪、流痕、漸層、夾層等特殊射嘴。就夾模而言，可選擇標(biāo)準(zhǔn)型、垂直轉(zhuǎn)盤式、水平轉(zhuǎn)盤式、轉(zhuǎn)軸式、機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)式等機(jī)構(gòu)。
多色注塑成型關(guān)鍵因素之一是電腦控制程序的多變性。因?yàn)榧词故窍嗤愋偷?em>多色產(chǎn)品，如果釆用不同的模具設(shè)計(jì)，就必須搭配不同的電控程序。
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車燈的多色成型技術(shù)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)成為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前汽車工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)汽車照明提出了越來(lái)越高的要求。
汽車照明質(zhì)量的好壞對(duì)行車安全非常重要，因此當(dāng)今世界各國(guó)的法規(guī)都對(duì)汽車照明有著嚴(yán)格的要求。
展開 （4）模內(nèi)組裝制品
兩種相互不相容的材料可以通過(guò)注塑結(jié)合起來(lái)后，變成一個(gè)相互連接而且可以移動(dòng)的零件，我們稱之為模內(nèi)組裝零件。由于模塑件的尺寸、收縮率不同及不相容性，使兩種材料注塑出來(lái)的零件可以“活動(dòng)”，比如應(yīng)用在汽車的出風(fēng)口、玩具及機(jī)械連接零件等。
二、不同注塑單元
多色多物料注塑機(jī)由兩個(gè)或兩個(gè)以上注塑單元組成，根據(jù)注塑單元（副射臺(tái)）的布置方式，可以分類為V型、L型、P型及W型。
這幾種類型的多色多物料注塑機(jī)各有特點(diǎn)，用戶需要根據(jù)自身需求來(lái)選擇。其中，V型及L型在歐洲注塑機(jī)的應(yīng)用較為廣泛，而日本及國(guó)產(chǎn)機(jī)臺(tái)則多數(shù)采用P型。
目前，巿場(chǎng)上的多色多物料注塑機(jī)臺(tái)大多數(shù)為注塑機(jī)制造廠家根據(jù)用戶需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制作，在很多情況下這些機(jī)臺(tái)只可以生產(chǎn)特定的制品，而獨(dú)立副射臺(tái)的應(yīng)用則可以利用現(xiàn)有機(jī)臺(tái)來(lái)改造，大大提升了設(shè)備的利用率及使用靈活性，也減少了初期的設(shè)備投資，這是目前一個(gè)靈活、環(huán)保及低成本的多色多物料設(shè)備方案。
展開 圖1：多材質(zhì)多色注塑的手機(jī)外殼
圖2：埋入鐵件的手機(jī)外殼
圖3：埋入鐵件的手機(jī)外殼
圖 1~3：圖中案例為典型流道與澆口設(shè)計(jì)方式。
圖 4：在澆口位置的感測(cè)節(jié)點(diǎn)，透過(guò)溫度隨時(shí)間下降的情況，可以判斷出每支位置的有效保壓時(shí)間。
圖 5：將四支潛伏式澆口位置比對(duì)圖 4 中溫度下降情況，便能知道哪支澆口提早固化。
圖 6：雖然都是潛伏式澆口，但是截面不同，溫度、冷卻也不同，D 的設(shè)計(jì)顯示截面大、保壓較佳，且不易固化。
產(chǎn)品的模具剖面溫度顯示，有高溫積熱的區(qū)域。
圖 7：充填階段感測(cè)點(diǎn)放在各區(qū)的位置。
充填階段 (filling stage)：
充填階段即是塑料在設(shè)定射壓作用下由螺桿計(jì)量區(qū)經(jīng)噴嘴、豎澆道 (sprue)、流道 (runner)、澆口 (gate) 填入模穴的過(guò)程（圖 8）。
圖 8：感測(cè)點(diǎn)位置的壓力傳遞分布
tf-tf1：流量控制 (flow control) 階段。塑塑料開始充填空模穴，流量保持固定，模穴壓力緩慢上升。
tf1-tp：壓力控制 (pressure control) 階段。壓實(shí)塑料熔膠 (melt) 過(guò)程，模穴壓力迅速增加，塑料流量開始降低。填模壓力傳遞至模穴最末端。
保壓階段 (Packing stage)
保壓是充填的延續(xù)，因此有效的保壓狀況取決于澆口固化時(shí)間，若流道澆口設(shè)計(jì)尺寸太小，則塑料溫度下降快速，容易使?jié)部谔嵩绻袒Ａ髀氏陆悼焖賹?dǎo)致停止進(jìn)料，當(dāng)澆口固化后，則透過(guò)傳統(tǒng)上的增加時(shí)間、增加壓力等方法都不會(huì)有效果。■
展開 ■稿件來(lái)源：阿博格機(jī)械
謝鵬程
? 北京化工大學(xué)教授、博導(dǎo)
? 中國(guó)塑協(xié)注塑制品專委會(huì)秘書長(zhǎng)
? 中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)理事
? 中國(guó)塑料機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)委員
? 中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)委員
專長(zhǎng)
精密注射成型原理及設(shè)備
專欄簡(jiǎn)介
本“注射成型創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)展”專欄聚焦技術(shù)前沿，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，每期將為讀者推薦注射成型行業(yè)國(guó)內(nèi)外最近技術(shù)進(jìn)展。本期為大家介紹的是來(lái)自阿博格的基于紫外線表面激活技術(shù)的新包膠注塑工藝，該工藝將紫外線表面激活功能集成在機(jī)械手的夾具中完成硅橡膠和熱塑性材料的粘結(jié)實(shí)現(xiàn)雙組分注塑的自動(dòng)化生產(chǎn)，方法更簡(jiǎn)便、成本更低，有望在汽車和醫(yī)療領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
前言
隨著多色注塑需求的日益漸長(zhǎng)，軟硬材料兩者之間如何牢固粘結(jié)成為人們密切關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)，不同材料之間要形成不可分離的粘結(jié)需要提高材料表面的張力，尤其是硅橡膠和熱塑性材料的粘結(jié)，必須借助其他工藝才能得以實(shí)現(xiàn)，例如：電暈處理、等離子處理以及火焰處理等。在2017 年阿博格技術(shù)節(jié)上，ARBURG（阿博格）展示了一種可替代工藝：紫外線表面激活，并將這個(gè)功能集成在機(jī)械手的夾具中。
該項(xiàng)目由以塑料技術(shù)見長(zhǎng)的卡塞爾大學(xué)和UNIpace 應(yīng)用中心聯(lián)合開發(fā)。他們正致力于研究粘結(jié)劑的創(chuàng)新、自粘硅膠的使用以及塑料之間通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)的技術(shù)。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)雙組分的自動(dòng)化生產(chǎn)，可以采用轉(zhuǎn)模塊、轉(zhuǎn)模芯，抽芯技術(shù)，或者阿博格在2017 年技術(shù)節(jié)上展示的轉(zhuǎn)移技術(shù)。
關(guān)于 Arburg（阿博格）
德國(guó)家族企業(yè) Arburg（阿博格）公司在塑料加工方面屬于世界領(lǐng)先的機(jī)器制造商。
展開 【一】
雙色注塑與模內(nèi)注塑的本質(zhì)區(qū)別
1. 雙色注塑即在雙色注塑機(jī)上實(shí)現(xiàn)，將一種材質(zhì)注塑成制品，然后在雙色機(jī)上靠模具翻轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)到另外一個(gè)注塑料筒對(duì)應(yīng)的模具型腔中，該部件做作為鑲件，在上面注射上另一材質(zhì)形成一體化雙材質(zhì)的制品。注塑機(jī)是雙料筒、雙模具型腔，注塑過(guò)程是兩種材質(zhì)的制品同時(shí)生產(chǎn)，只是一個(gè)型腔的制品會(huì)作為鑲件進(jìn)入下一個(gè)型腔而已。
2. 另外一種是兩步注塑（模內(nèi)注塑），在一臺(tái)注塑機(jī)上將一種材質(zhì)的部件成型，該部件作為鑲件放到另外一部模具里，再注射上第二種材質(zhì)。
最簡(jiǎn)單的解釋那就是。雙色注塑為注塑機(jī)一次成型，模內(nèi)注塑為內(nèi)附產(chǎn)品進(jìn)行單次或者多次成型。
再來(lái)通俗一點(diǎn)的解釋那就是：
雙色注塑為將材料丟進(jìn)注塑機(jī)，出來(lái)就是你需要的成品了。
模內(nèi)注塑則需是在成型前先放進(jìn)去需要結(jié)合的產(chǎn)品，然后經(jīng)過(guò)注射成型為一體。
具體樣品，可以看牙刷手柄（雙色注塑）與手機(jī)數(shù)據(jù)線（模內(nèi)注塑）的做法
【二】
雙色注塑與模內(nèi)注塑如何選擇
01，什么樣的產(chǎn)品需要雙色注塑？
A，外觀效果要求高的產(chǎn)品
外觀材料是硬膠透明的，而且透明件外觀內(nèi)不能看到明顯雜質(zhì)，質(zhì)感上看上去有厚度感的產(chǎn)品。
比如：蘋果無(wú)線鼠標(biāo)，樂(lè)視的移動(dòng)電源。如下圖：
B，外觀多色且無(wú)表面處理的產(chǎn)品
外觀材料為硬膠多色，且不做表面處理，大部分用在透光產(chǎn)品上。
比如：鍵盤按鍵，鼠標(biāo)，手機(jī)保護(hù)殼等。如下圖：
C，結(jié)構(gòu)結(jié)合性強(qiáng)的產(chǎn)品
外觀材料為軟膠，而且需要經(jīng)常使用，不可在使用過(guò)程中開膠，松動(dòng)等，性能要求高，結(jié)合性要求高的產(chǎn)品。
比如：牙刷手柄，工具產(chǎn)品螺絲刀，三防產(chǎn)品手機(jī)手表等。如下圖：
那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意哪些要點(diǎn)？
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多色注塑的最新內(nèi)容
前言
隨著多色注塑需求的日益漸長(zhǎng)，軟硬材料兩者之間如何牢固粘結(jié)成為人們密切關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)，不同材料之間要形成不可分離的粘結(jié)需要提高材料表面的張力，尤其是硅橡膠和熱塑性材料的粘結(jié)，必須借助其他工藝才能得以實(shí)現(xiàn)，例如：電暈處理、等離子處理以及火焰處理等。在2017 年阿博格技術(shù)節(jié)上，ARBURG（阿博格）展示了一種可替代工藝：紫外線表面激活，并將這個(gè)功能集成在機(jī)械手的夾具中。
圖1：多材質(zhì)多色注塑的手機(jī)外殼
圖2：埋入鐵件的手機(jī)外殼
圖3：埋入鐵件的手機(jī)外殼
圖 1~3：圖中案例為典型流道與澆口設(shè)計(jì)方式。
圖 4：在澆口位置的感測(cè)節(jié)點(diǎn)，透過(guò)溫度隨時(shí)間下降的情況，可以判斷出每支位置的有效保壓時(shí)間。
圖 5：將四支潛伏式澆口位置比對(duì)圖 4 中溫度下降情況，便能知道哪支澆口提早固化。
隨著我國(guó)家用電器、電腦、視聽設(shè)備、通信器材等產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)塑料及其成型設(shè)備的需求量將有較大的增加，這些塑料成型設(shè)備是精密注塑機(jī)、多色多組份特殊注塑機(jī)、多層、大型對(duì)稱中空成型機(jī)、大型混料造粒機(jī)組等。
此外，在國(guó)際市場(chǎng)上，中小型注塑機(jī)、中、小型混煉機(jī)組、多層擠出機(jī)組等產(chǎn)品的需求也將增加。
比如成型就包括（雙色或多色）注塑、壓鑄、粉末冶金、MIM、CIM等，表面處理工藝包括陽(yáng)極、噴砂、PVD、拋光、拉絲、鐳雕等；
紋理及圖案的設(shè)計(jì)應(yīng)用還不太多，畢竟可展露的空間不大，有一些是設(shè)計(jì)在表冠、表圈上。
多色多物料注塑制品是指兩種或兩種以上顏色的材料或不同材料通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的流道注塑成型的塑膠制品。
多色注塑制品由不同顏色的塑料材料通過(guò)注塑成型，每種材料在成型過(guò)程中不允許相互滲透，必須要嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)，比如各種帶標(biāo)識(shí)的按鍵及汽車車燈等。
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多色注塑的必要條件
多色注塑的配對(duì)材料必須滿足兩個(gè)基本兼容條件，分別是粘合相容和加工過(guò)程相容。
多色注塑對(duì)注射設(shè)備也提出了新的要求。就射出單元而言，可釆用平行同向、平行對(duì)向、水平及垂直L型、Y型同向單缸射出結(jié)構(gòu)。就混合射嘴而言，可選擇花紋、波浪、流痕、漸層、夾層等特殊射嘴。
如下圖
C，多種塑膠材料結(jié)合的產(chǎn)品
外觀材料為硬膠或者軟膠，內(nèi)部包裹硬質(zhì)塑膠材料，主要為了節(jié)約單價(jià)成本而又有多色注塑的效果作用。
比如：三防手機(jī)的外殼，實(shí)心塑膠支架等。如下圖
那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意哪些要點(diǎn)？
a，內(nèi)部有電子元器件時(shí)，需要考慮元器件承受高溫的熔點(diǎn)是多少，如果低于包裹塑膠的熔點(diǎn)，則不能實(shí)現(xiàn)模內(nèi)注塑。
