1.4.3 高光无痕注射成型技术
高光无熔痕注射成型技术简称高光无痕注射成型技术,又被称作快速热循环注射(Rapid Heat Cycle Moulding,RHCM)。这种技术是采用快速加热和快速冷却注射模具及动态温控装置,并对模具温度实行闭环控制的注射成型技术。
1.工艺过程
高光无痕注射成型的工艺过程与传统常规注射基本一致,包括合模、熔料、注射、保压、冷却、开模、取件等几个阶段。其工艺过程有如下特点。
(1)加热阶段,通过利用动态温度控制系统,使模具温度快速上升到聚合物的熔点或热变形温度以上,并维持一定的时间。
(2)注射阶段,将聚合物的熔体注射到模具的型腔之中,要一直使模具保持较高的温度,防止注射和保压过程中熔体的过早冷却。
(3)冷却阶段,快速冷却已定型的聚合物熔体,将聚合物熔体温度迅速降低到塑料顶出温度以下。
(4)取件阶段,打开模具,取出塑件产品。
2.优点及其应用
高光无痕注射可消除产品表面熔接线、熔接痕、波纹及银丝纹,彻底解决塑料产品的表面缩水现象,并使产品表面光洁度达到镜面水平,几乎可以完全再现模具的表面状态,达到无痕的效果。
产品不需要喷涂的后续加工,有效降低成本,缩短交货时间。此外,高光无痕注射还可解决加纤产品所产生的浮纤现象,从而使产品品质更加完美。在薄壁成型中,在高温下注入熔融树脂有助于提高注射流动性,减小注射压力,避免浇不足和困气等问题,提高产品质量与强度。而且通过成型后的速冷,也可以减小收缩应力,使脱模变得容易。同时,它也可使厚壁成型注塑周期降低60%~70%。
高光无痕注射成型可广泛应用于目前DVD/DMR/BD/BR/PDVD等视听播放器的外装面板、液晶电视机、电脑液晶显示器、汽车液晶显示器、空调、汽车内饰件、车灯、光学仪器等家电、汽车、通信、医疗等行业。
3.关键技术
高光无痕注射成型技术的关键点在于材料、模具和模具温度控制。
1)材料
对于高光要求,较重要的部分当然就体现在原材料上面了,因此对于一般的表面高光产品有一些强制性的原材料要求。
(1)材料的流动性要高,以便更好地在腔内流动,避免产生气纹、熔接线及高剪切力影响性能。
(2)材料表面耐磨性好,对于产品表面硬度的要求是保证产品在使用过程中保持良好外观的要求,一般都需要在H铅笔硬度以上的材料才能满足需求。
(3)材料热稳定性好,以免在日常使用过程中各种温差变化引起不良反应。
(4)耐化学性能要好,特别是减少挥发反应,以防造成对模具的腐蚀及使用过程中产生雾化反应。
(5)材料光泽度要高。
(6)韧性和刚性要求,以满足产品能经受跌落等考验。
2)模具
高光产品对于模具从设计到钢材选择,再到加工工艺都有着更高的要求,这点与传统注射模具也有着本质的区别。简单体现在下面几点上。
(1)温度控制精准度高,所以对于冷热水循环系统的设计要求更高,宜采用贴近型腔的随形水道设计,并增加隔热层,以确保模具具有快热快冷的控制效果。另外,就是保证温度的均匀性分布。
(2)浇口的设计要更加合理,降低注射过程中产生的剪切力,避免产生气纹和熔接线。
(3)排气系统要流畅,以使熔体能快速顺畅地在型腔内流通,达到更快充模的效果和减小气体对成型的影响。
(4)耐化学性更强,以免注射过程中受原料中的挥发性气体腐蚀,并且机械刚性也要更高。
(5)表面镜面处理,高光产品可以直接用于装配,无须做任何表面处理,因此型腔表面一般要求镜面2级或更高。
3)温度控制
模具表面的加热方式是温控系统的关键技术。常见模具加热方式及其优缺点如表1-5所示。
表1-5 常见模具加热方式及其优缺点