免噴涂材料注塑成型的案例
免噴涂材料成型需要注意的5個(gè)注塑工藝
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(guò)高容易引起材料性能降低;溫度過(guò)低、干燥時(shí)間不夠，樹脂含水率過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(kāi) 免噴涂材料注塑成型兩大工藝難點(diǎn)解析
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(guò)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(guò)高造成剪切過(guò)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(kāi) 免噴涂材料中出現(xiàn)“新款”注塑缺陷，moldflow居然無(wú)法預(yù)測(cè)
注塑材料的發(fā)展中，慢慢的免噴涂材料開(kāi)始登場(chǎng)。一般是將顏色做亮或者是添加其余粉末來(lái)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(kāi)發(fā)的免噴涂材料中發(fā)現(xiàn)了原來(lái)并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題。
在新的材料中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，現(xiàn)暫時(shí)稱之為新波痕。寓意為新的澆口打開(kāi)，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(wèn)題點(diǎn)恰好發(fā)現(xiàn)在此材料上。可能這個(gè)問(wèn)題一直存在，但是并沒(méi)有具體的表現(xiàn)，因?yàn)?em>材料的填充物將此問(wèn)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(wèn)題后均無(wú)什么名字，而且是目前軟件暫時(shí)是無(wú)法分析，在此將新發(fā)現(xiàn)問(wèn)題點(diǎn)做一個(gè)總結(jié)，為以后遇見(jiàn)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(lái)，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(méi)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(méi)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(méi)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(kāi) 免噴涂材材料的介紹與應(yīng)用
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(lái)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(guò)程中對(duì)加工模具、注塑工藝也提出了更高的要求。
展開(kāi) 
注塑調(diào)的不僅是機(jī)器，更是材料！塑料性能參數(shù)對(duì)注塑成型工藝的影響
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(guò)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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。
展開(kāi) 注塑模具成型零件材料選用的要求
為此，選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少，顯微組織應(yīng)均勻致密，無(wú)纖維方向性，拋光時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)麻點(diǎn)或桔皮狀缺陷。
(4) 良好的熱穩(wěn)定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜，淬火后難以加工，因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的材料，使得模具成型零件經(jīng)熱處理后線膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織和模具尺寸穩(wěn)定，可減少或不再進(jìn)行加工，從而保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
(5) 良好的耐磨性和抗疲勞性能
注塑模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱交變的溫度應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差，易形成表面裂紋，不宜采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模的次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到批量生產(chǎn)的使用壽命期限。
(6) 耐腐蝕性能
對(duì)有些塑料品種，如聚氯乙烯和阻燃型塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。
此外，在選擇材料時(shí)還須考慮防止擦傷與膠合，如兩表面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料，特殊狀況下可將一面施鍍或氮化，使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。
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你知道嗎？
展開(kāi) 注塑成型時(shí)不同材料該如何替換？
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(lái)進(jìn)行作業(yè)，料筒的溫度控制應(yīng)預(yù)先著手決定。
對(duì)一般性的熱可塑性材料，溫度高就客易粘在金屬面上，而溫度低就不易粘在金屬面上，替換作業(yè)就是利用材料的這個(gè)性質(zhì)，讓想替換掉(想擠出)的材料粘在熱的加熱料筒內(nèi)壁上，然后對(duì)冷的螺桿供給粘度高的材料(替換材料)旋轉(zhuǎn)除去想擠出的材料，這些是我們的基本考慮點(diǎn)，這時(shí)，螺桿側(cè)的溫度盡量保持低的溫度為好，使想替換掉的材料不
粘在螺桿上是最主要的。
因此，在替換用材料中適用的是嚳融粘度結(jié)實(shí)的材料，一般使用的是高密度PS或特殊的一些替換材料。
異種材料的替換作業(yè)的一般順序和注意事項(xiàng)，表示在以下過(guò)程：
1、加熱料筒的溫度，到替換作業(yè)終了為至，要比實(shí)際的成形溫度保持盡量低的程度，圖A表示在異種材料替換作業(yè)中溫度控制的過(guò)程。
2、螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)盡可能低，還有，降低螺桿的背壓，以防止出由于摩擦熱而引起的材料溫度上升。
3、每次供給螺桿在少量的替換材料，盡可能不使溶融的樹脂卷纏在螺桿上。
4、使螺桿在短的行程中前進(jìn)，返復(fù)數(shù)次以沖擊式地射出樹脂，這樣的作業(yè)是非常有效果的。
5、加熱料筒內(nèi)壁，螺桿的頭部外徑等部份有損傷的話，在這一部份有溶融樹脂，滯留替換作業(yè)變得困難。
展開(kāi) 注塑成型材料收縮率與密度速查表
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塑料單位換算表，隨身帶啊！
LS-DYNA人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)及其在注塑成型復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用
近年來(lái)，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。
最近，LS-DYNA基于人工智能技術(shù)發(fā)展了一套嶄新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多尺度計(jì)算技術(shù)，該技術(shù)集成了注塑成型過(guò)程模擬、材料多尺度力學(xué)建模、結(jié)構(gòu)非線性有限元分析，以及基于物理的機(jī)器學(xué)習(xí)方法“深度材料網(wǎng)絡(luò)（DMN）”。DMN可以通過(guò)離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)隱藏在材料代表性體積單元（RVE）中的微尺度材料物理規(guī)律，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的DMN模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)合材料的非線性力學(xué)行為，并且其計(jì)算速度比傳統(tǒng)多尺度有限元模型快多個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)對(duì)不同纖維分布的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，在通用非線性有限元分析軟件LS-DYNA內(nèi)創(chuàng)建了一個(gè)可模擬預(yù)測(cè)各種短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的DMN數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，借助前處理軟件LS-PrePost提供的映射功能，可以將模流分析軟件Moldex3D預(yù)測(cè)得到的纖維分布數(shù)據(jù)導(dǎo)入LS-DYNA，從而得到能夠?qū)?em>注塑成型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行高效非線性分析的多尺度有限元模型。
展開(kāi) LS-DYNA人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)及其在注塑成型復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用
近年來(lái)，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。
最近，LS-DYNA基于人工智能技術(shù)發(fā)展了一套嶄新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多尺度計(jì)算技術(shù)，該技術(shù)集成了注塑成型過(guò)程模擬、材料多尺度力學(xué)建模、結(jié)構(gòu)非線性有限元分析，以及基于物理的機(jī)器學(xué)習(xí)方法“深度材料網(wǎng)絡(luò)（DMN）”。DMN可以通過(guò)離線訓(xùn)練學(xué)習(xí)隱藏在材料代表性體積單元（RVE）中的微尺度材料物理規(guī)律，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的DMN模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)復(fù)合材料的非線性力學(xué)行為，并且其計(jì)算速度比傳統(tǒng)多尺度有限元模型快多個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)對(duì)不同纖維分布的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，在通用非線性有限元分析軟件LS-DYNA內(nèi)創(chuàng)建了一個(gè)可模擬預(yù)測(cè)各種短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的DMN數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，借助前處理軟件LS-PrePost提供的映射功能，可以將模流分析軟件Moldex3D預(yù)測(cè)得到的纖維分布數(shù)據(jù)導(dǎo)入LS-DYNA，從而得到能夠?qū)?em>注塑成型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行高效非線性分析的多尺度有限元模型。
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