免噴涂材料注塑成型
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-07
免噴涂材料注塑成型的視頻教程
碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內(nèi)部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數(shù)據(jù)，利于進(jìn)行成型質(zhì)量?jī)?yōu)化。
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免噴涂材料注塑成型的實(shí)例教程
1、干燥控制——含水量5%以下
免噴涂材料與大多數(shù)材料一樣，會(huì)吸收空氣中的水汽。在成型加工前必須進(jìn)行干燥，否則可能導(dǎo)致制品表面銀絲和水花以及影響制品表面光澤。
通常要求干燥后免噴涂材料含水量控制在0.05以下。例如，對(duì)于ABS基材的免噴涂材料，干燥溫度通常為70℃-85℃，干燥3-4小時(shí)。
溫度過高容易引起材料性能降低;溫度過低、干燥時(shí)間不夠，樹脂含水率過高，制品表面容易產(chǎn)生氣痕。
2、注塑溫度——中低溫注塑
由于免噴涂樹脂中添加了金屬顏料，在螺桿的高剪切作用下，容易引起金屬顏料的變色。因此，免噴涂材料成型溫度設(shè)置原則是在確保材料充分塑化前提下，盡量使用中低溫度注塑，以防止材料降解。
例如，以ABS為基材的免噴涂材料加工溫度為210℃-230℃。溫度過高，材料發(fā)生降解，制品表面產(chǎn)生氣痕。
3、注塑速度—中速分段階梯式控制
在使用免噴涂材料注塑時(shí)，選擇注塑速度主要考慮制品的外觀、模具的排氣以及注塑機(jī)型腔內(nèi)樹脂流動(dòng)的阻力。
較快的注塑速度一般會(huì)使熔膠流程加長(zhǎng)，適合充填薄壁制品，并形成較好的表面光潔度和表面效果。但過快的注塑速度容易使熔膠遭受強(qiáng)剪切，導(dǎo)致珠光色粉形狀和粒徑發(fā)生破壞而降低制品的特殊色彩效果。另外，澆口附近容易出現(xiàn)噴射痕、排氣不良等問題。
因此，在保證產(chǎn)品表面效果和質(zhì)量的前提下，建議選用中速的分段階梯式速度控制，以確保充填順暢和制品外觀。
展開 1、材料相對(duì)容易降解
由于樹脂中添加了特殊顏料、金屬顏料等，在材料的加工過程中，在溫度和剪切力的作用下，金屬顏色容易充當(dāng)催化劑的作用，引起材料降解，造成制品表面產(chǎn)生氣痕或銀絲、甚至是表面氣孔及材料發(fā)黃降解等不良現(xiàn)象。
2、金屬顏料容易沿剪切方向排布
注射速度過高造成剪切過大，金屬顏料將沿著剪切方向進(jìn)行排布，使產(chǎn)品表面產(chǎn)生熔接痕和流痕，影響產(chǎn)品外觀。
盡管免噴涂材料具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用上，汽車企業(yè)對(duì)免噴涂材料的選擇還是相對(duì)較少。原因是，免噴涂材料的有些性能比不上噴漆塑料，比如耐刮性能。
少了噴涂層，相同硬度下，免噴涂材料的表面摩擦力更大，也更容易刮劃。對(duì)耐刮劃性能有著苛刻的要求的汽車企業(yè)來說，免噴涂材料確實(shí)存在軟肋。
免噴涂：模具第一，結(jié)構(gòu)第二，材料第三。
要想免噴涂打出來的效果好，高光模具的配合在所難免；另外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也非常重要，目前市場(chǎng)上的免噴涂技術(shù)還不適合打復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)夾線、流痕等注塑工藝；相對(duì)而言，材料是三者中較為容易實(shí)現(xiàn)的。
因此，在實(shí)際生產(chǎn)中需要合理的模具設(shè)計(jì)和注塑工藝配合，才能制備出完美的制件。
展開 注塑材料的發(fā)展中，慢慢的免噴涂材料開始登場(chǎng)。一般是將顏色做亮或者是添加其余粉末來改善塑料材料的本身外觀特征，或者是提升材料本身的物性。最近在新開發(fā)的免噴涂材料中發(fā)現(xiàn)了原來并沒有出現(xiàn)過的問題。
在新的材料中發(fā)現(xiàn)的問題，現(xiàn)暫時(shí)稱之為新波痕。寓意為新的澆口打開，出現(xiàn)像水波一樣的一條痕跡。
材料為PS基料，增強(qiáng)物為60um級(jí)的鋁粉，具體配比不做透露，現(xiàn)在是這種材料作為一種免噴涂的材料，同時(shí)可以增強(qiáng)材料本身的外觀金屬感。可能日后這種加入鋁粉的材料會(huì)慢慢的增加在市場(chǎng)上的比重，現(xiàn)在的新問題點(diǎn)恰好發(fā)現(xiàn)在此材料上。可能這個(gè)問題一直存在，但是并沒有具體的表現(xiàn)，因?yàn)?em>材料的填充物將此問題點(diǎn)暴露。
同時(shí)，恰巧moldflow軟件在青島做宣傳，與金牌的分析師以及和軟件公司的人員探討此問題后均無什么名字，而且是目前軟件暫時(shí)是無法分析，在此將新發(fā)現(xiàn)問題點(diǎn)做一個(gè)總結(jié)，為以后遇見此材料制作模具的時(shí)候提供規(guī)避。
產(chǎn)品為抽屜，雙澆口進(jìn)膠的模式。因?yàn)椴蛔?em>噴涂，在此時(shí)候需要將熔接線放到產(chǎn)品最后的兩端，同時(shí)盡量調(diào)直，用拉絲紋做一個(gè)掩蓋，解決直接能夠看到的弊端。
抽屜上亮點(diǎn)，后面一點(diǎn)為調(diào)整最后方的熔接線的位置準(zhǔn)備，而在調(diào)整的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品的末端會(huì)有一個(gè)除溫差線之外的線，一眼看出來，不是溫差線，更像是材料融料不均的一根線，但是更改材料溫度、增加背壓都沒有任何的改善，表現(xiàn)形狀略略改變，但是位置不變，長(zhǎng)度也沒有任何變化。
就是位置不會(huì)變化，但是其余表現(xiàn)形式會(huì)略有差異，前期CAE分析報(bào)告中也沒有提及此處會(huì)有變化。此線即為新發(fā)現(xiàn)的瑕疵，取名新波痕。
展開 相比傳統(tǒng)改性塑料而言，免噴涂材料具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、可依客戶需求，定制豐富色彩，并保持良好的表面光澤，可達(dá)到如金屬、陶瓷、水晶、珠光和閃爍等表面效果，呈現(xiàn)更好的科技時(shí)尚感。
圖2: 免噴涂技術(shù)可使制品表面直接獲得特殊的顏色效
2、擁有個(gè)性化定制的特點(diǎn)，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)師發(fā)揮更多的創(chuàng)意空間，幫助客戶因應(yīng)市場(chǎng)的快速變化及增加差異性。
3、應(yīng)對(duì)制品的應(yīng)用場(chǎng)景，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和耐刮擦性能，可以保證制品更長(zhǎng)的使用壽命，避免了噴涂制件掉漆的現(xiàn)象。
圖3: 免噴涂技術(shù)廣泛運(yùn)用在家電、汽車領(lǐng)域、包包等
4、省去了傳統(tǒng)塑料制品需要噴涂的工序、降低了產(chǎn)品不良率，免噴涂材料更加環(huán)保，并可以100% 回收再利用，綜合使用成本可降低20-50% 左右。
免噴涂材材料的應(yīng)用
免噴涂材料的加工方式可以采用注塑、吹塑、壓鑄、擠出等成型方式，因此此材料的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛。
在家電領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛和成熟。特別是諸如海爾、長(zhǎng)虹、三星等國(guó)內(nèi)外知名家電企業(yè)近幾年分別推出免噴涂的家電產(chǎn)品，讓該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)注度也越來越高。
目前，家電領(lǐng)域常用的免噴涂材料有ABS、PP、PC 和ABS，主要應(yīng)用在液晶電視面框、空調(diào)、洗衣機(jī)面板、吸塵器外殼和飲水器等。
在汽車領(lǐng)域，免噴涂材料主要以高光和金屬光澤的應(yīng)用為主。高光免噴涂材料主要有PMMA、ASA、PC 和ASA，它們主要應(yīng)用在汽車控制面板、格柵、擋泥板等部件。金屬光澤效果的免噴涂材料則以PP、ABS、PC、ABS、PMMA 和PA 為主，可以替代電鍍塑料，用于汽車保險(xiǎn)杠、踏板、行李支架等制件。
目前趨勢(shì)
免噴涂材料迎合了當(dāng)前的環(huán)保和低碳節(jié)能趨勢(shì)。當(dāng)然，新技術(shù)的應(yīng)用也并非一蹴可及，在實(shí)際使用過程中對(duì)加工模具、注塑工藝也提出了更高的要求。
展開 在注塑成型的世界里，塑料材料的性能參數(shù)絕非枯燥的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，而是貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具制造、工藝設(shè)定及質(zhì)量控制的靈魂地圖。每一組數(shù)字背后，都隱藏著材料在特定條件下的行為密碼，深刻理解并靈活運(yùn)用這些參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵。本文將以多項(xiàng)核心性能參數(shù)為線索，系統(tǒng)闡述其對(duì)注塑成型全過程的指導(dǎo)價(jià)值。
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流動(dòng)性能
熔體流動(dòng)速率（MFR）或熔體體積速率（MVR），是衡量塑料材料在特定溫度、負(fù)荷下熔體流動(dòng)性的核心指標(biāo)。它直觀反映了材料在熔融狀態(tài)下的粘度高低，是注塑工藝設(shè)定的首要依據(jù)。
國(guó)高材分析測(cè)試中心熔指儀
高M(jìn)FR值的材料（如某些薄壁制品專用的PP、PE），意味著熔體粘度低，流動(dòng)性好。這類材料在注塑時(shí)，充填薄壁、長(zhǎng)流道或復(fù)雜結(jié)構(gòu)型腔更為容易，所需注射壓力較低，能有效減少內(nèi)應(yīng)力，避免缺料。
反之，低MFR材料粘度高，流動(dòng)性差。它們通常具有更高的分子量和更好的力學(xué)強(qiáng)度，但需要更高的注射壓力和注射速度來保證充填。成型時(shí)，熔體溫度也需適當(dāng)提高以降低粘度，但這又可能增加材料熱降解的風(fēng)險(xiǎn)。例如，對(duì)于一些結(jié)構(gòu)件或承載件，如選用低MFR的PC或ABS，工藝上就必須采用較高的注塑壓力和充足的保壓來驅(qū)動(dòng)熔體并補(bǔ)償收縮。
MFR數(shù)據(jù)直接指導(dǎo)著注塑機(jī)的螺桿選擇。高M(jìn)FR材料應(yīng)搭配壓縮比較小的螺桿，以防止過度的剪切熱導(dǎo)致降解；而低MFR材料則需要壓縮比較大、剪切作用較強(qiáng)的螺桿，以確保塑化均勻。此外，MFR的測(cè)試條件（溫度、負(fù)荷）本身就是一個(gè)微型化的“注塑過程模擬”，為設(shè)定實(shí)際的料筒溫度、注射壓力提供了最直接的參考基準(zhǔn)。
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熱性能
成型周期是客戶關(guān)注的核心生產(chǎn)指標(biāo)，而材料的熱性能直接主導(dǎo)冷卻效率。
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免噴涂材料注塑成型的最新內(nèi)容
在注塑成型的世界里，塑料材料的性能參數(shù)絕非枯燥的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，而是貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具制造、工藝設(shè)定及質(zhì)量控制的靈魂地圖。每一組數(shù)字背后，都隱藏著材料在特定條件下的行為密碼，深刻理解并靈活運(yùn)用這些參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵。本文將以多項(xiàng)核心性能參數(shù)為線索，系統(tǒng)闡述其對(duì)注塑成型全過程的指導(dǎo)價(jià)值。
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流動(dòng)性能
熔體流動(dòng)速率（MFR）或熔體體積速率（
近年來，短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車和電子等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這類材料通常由注塑成型加工而成，因而產(chǎn)品內(nèi)部的材料微觀結(jié)構(gòu)（例如纖維方向及體積比）擁有非均勻分布的特點(diǎn)，并且其復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了復(fù)合材料在宏觀尺度上表現(xiàn)出各向異性的非線性力學(xué)行為。因此，當(dāng)對(duì)注塑成型的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能預(yù)測(cè)時(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)值方法與材料本構(gòu)模型往往難以取得令人滿意的計(jì)算精度。
近年來，短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車和電子等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這類材料通常由注塑成型加工而成，因而產(chǎn)品內(nèi)部的材料微觀結(jié)構(gòu)（例如纖維方向及體積比）擁有非均勻分布的特點(diǎn)，并且其復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了復(fù)合材料在宏觀尺度上表現(xiàn)出各向異性的非線性力學(xué)行為。因此，當(dāng)對(duì)注塑成型的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能預(yù)測(cè)時(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)值方法與材料本構(gòu)模型往往難以取得令人滿意的計(jì)算精度。
■郭永新/ 金旸新材料
郭永新 研發(fā)總監(jiān)
帶領(lǐng)免噴涂研發(fā)團(tuán)隊(duì)，行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富，旗下工程師均具有多年相關(guān)材料開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
金旸（廈門）新材料科技有限公司是以合伙制創(chuàng)業(yè)平臺(tái)為載體，專注于高分子新材料行業(yè)研究與運(yùn)營(yíng)的科技型公司。產(chǎn)品涵蓋通用塑料、工程塑料及特種工程塑料等領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于高鐵、航天以及家電、汽車
1、材料相對(duì)容易降解
由于樹脂中添加了特殊顏料、金屬顏料等，在材料的加工過程中，在溫度和剪切力的作用下，金屬顏色容易充當(dāng)催化劑的作用，引起材料降解，造成制品表面產(chǎn)生氣痕或銀絲、甚至是表面氣孔及材料發(fā)黃降解等不良現(xiàn)象。
2、金屬顏料容易沿剪切方向排布
注射速度過高造成剪切過大，金屬顏料將沿著剪切方向進(jìn)行排布，使產(chǎn)品表面產(chǎn)生熔接痕和流痕
1、干燥控制——含水量5%以下
免噴涂材料與大多數(shù)材料一樣，會(huì)吸收空氣中的水汽。在成型加工前必須進(jìn)行干燥，否則可能導(dǎo)致制品表面銀絲和水花以及影響制品表面光澤。
通常要求干燥后免噴涂材料含水量控制在0.05以下。例如，對(duì)于ABS基材的免噴涂材料，干燥溫度通常為70℃-85℃，干燥3-4小時(shí)。
注塑材料的發(fā)展中，慢慢的免噴涂材料開始登場(chǎng)。一般是將顏色做亮或者是添加其余粉末來改善塑料材料的本身外觀特征，或者是提升材料本身的物性。最近在新開發(fā)的免噴涂材料中發(fā)現(xiàn)了原來并沒有出現(xiàn)過的問題。
在新的材料中發(fā)現(xiàn)的問題，現(xiàn)暫時(shí)稱之為新波痕。寓意為新的澆口打開，出現(xiàn)像水波一樣的一條痕跡。
材料為PS基料，增強(qiáng)物為60um級(jí)的鋁粉，具體配比不做透露，現(xiàn)在是這種材料作為一種免噴涂的材料
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材料
標(biāo)稱
密度
收 縮 率
[g/cm3]
[%]
聚苯乙烯
PS
1.05
0.3-0.6
聚苯乙烯，中.高沖擊性
注塑模具成型零件材料選用的要求
模具材料的選用在模具設(shè)計(jì)和制造中是一個(gè)比較重要的問題，直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量和模具的加工成本等一系列方面。
正因?yàn)槿绱耍瑖?guó)內(nèi)外學(xué)者開發(fā)出具有良好使用性能和加工性能、熱處理變形小的新型模具鋼種，如預(yù)硬鋼、新型淬火回火鋼和馬氏體時(shí)效鋼等。另外，為了提高模具的壽命，在模具成型零件的表面強(qiáng)化處理方面也做了許多研究與工程實(shí)踐
異種材料的替換作業(yè)，在材料替換的前后，我們利用各種材料的溶融粘度的差異來進(jìn)行作業(yè)，料筒的溫度控制應(yīng)預(yù)先著手決定。
