注塑成型概述及未來發(fā)展

1、注塑成型概述及未來發(fā)展注塑成型注塑成型技術(shù)概述注塑成型工藝是 塑料制品加工 中非常重要技術(shù)類型，大多數(shù)行業(yè)的塑料件加工均需要注塑成型工藝來完成。所涉及的行業(yè)及領(lǐng)域甚廣，如食品、電子電器、儀表儀器、汽摩、日用、化工、農(nóng)業(yè)、運輸?shù)刃袠I(yè)都可使用 到注塑成型工藝制造的塑料元件。下面我們來介紹下注塑成型工藝在國內(nèi)的發(fā)展情況及其未來發(fā)展趨勢。注塑成型是塑料制品成型的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料、多種熱固性塑料和橡膠都可用此法成型。在中國，目前注塑成型制品約占塑料制品總量的30%左右，注塑機占塑料機械總產(chǎn)值的 38%左右。注塑成型可制造各種形狀、尺寸、精度、性能要求的制品。注塑制品包括小到幾克甚至幾毫

2、克的各種儀表小齒輪、 微電子元件、醫(yī)療微器械等，大到幾千克的電視機、洗衣機外殼、汽車用塑料件，甚至幾萬克的制品。注塑成型技術(shù)有重大突破南昌大學(xué)柳和生教授承擔(dān)的第二批江西省主要學(xué)科跨世紀學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)計劃項目氣體輔助注塑成型技術(shù)研究及氣輔注塑成型機研制項目，日前在南昌通過由江西省科技廳主持的驗收。該項目的研制成功， 為推動我國注塑成型技術(shù)進步，為塑料制品企業(yè)改進氣輔注塑工藝奠定了扎實的理論和實驗基礎(chǔ)。微型注塑技術(shù)開創(chuàng)新時代微型注塑技術(shù)是一種可在工作表面上造出微細結(jié)構(gòu)的工藝，從而為成品提供不同的功能，例如不吸水的特性、減少流動阻力、導(dǎo)光性等。目前，微型注塑技術(shù)可造出少至20mm 的微細結(jié)構(gòu)，

3、09年被北京塑料制品廠 引進。實施微型注塑技術(shù)需要特殊的加工及模具技術(shù)及設(shè)備，例如采用外部加熱系統(tǒng)（感應(yīng)發(fā)熱元件），其優(yōu)點有二：可以實現(xiàn)模腔表面溫度的局部控制；可以大幅縮短加熱和冷卻時間。-回-注塑成型新技術(shù)的發(fā)展概況Development Situation of the New Technology of Injection Molding 劉方輝，錢心遠，張 杰(1) Liu Fanghui, Qian Xinyuan, Zhang Jie-四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料工程國家重 點實驗室，四川成都-State Key Lab of Polymer Material Engin

4、eering, College of Polymer Science&Engineering, Sichuan University, Chengdu , China摘 要：綜述了近年來注塑成型技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了新型氣輔注塑成型、多組分注塑成型、粉末注塑成型、微孔發(fā)泡注塑成型、微注塑成型等技術(shù)的特點及最新動向。Abstract : The development of the injection molding technology in recent years was summarized, and the characteristics and developing tren

5、d of the new gas-assisted injection molding technology, multi-component injection molding technology, powder injection molding technology, microcellular foam injection molding, micro-injection molding technology were introduced.關(guān)鍵詞：注塑成型；新技術(shù)；發(fā)展動向Key words : Injection molding; New technology; Developm

6、ent trend評述文章編號：1005-3360 (2009) 03-0083-06中圖分類號 ：TQ320.662文獻標(biāo)識碼：A高分子材料的成型方法主要有擠出成型、注塑成型、吹塑成型、壓延成型、壓制成型 等，其中，注塑成型因可以生產(chǎn)和制造形狀較為復(fù)雜的制品、易于與計算機技術(shù)結(jié)合、易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，在高分子材料的成型加工中占有極其重要的位置。注塑成型技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、家電、電子設(shè)備、辦公自動化設(shè)備、建材等諸多領(lǐng)域。近年來，這些工業(yè)領(lǐng) 域迅速發(fā)展，給注塑成型技術(shù)的發(fā)展提供了強大的推動力，使注塑成型技術(shù)在發(fā)展速度上、 水平上都得到了迅猛的發(fā)展，特別是對于注塑成型新技術(shù)的發(fā)展更是起到了強

7、大的推動作 用。本文著眼于注塑成型新技術(shù)的最新發(fā)展動向，介紹了幾種用途較為廣泛的注塑成型新技術(shù)。近幾年來，注塑成型新技術(shù)發(fā)展動向主要集中在：新型氣輔注塑成型技術(shù)、多組分注塑 成型新技術(shù)、微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)、微注塑成型技術(shù)等方面。1新型氣輔注塑成型技術(shù)氣體輔助注塑成型技術(shù) （Gas-assisted InjectionMolding Technology）是自往復(fù)式螺桿注 射機問世以來，注塑成型技術(shù)最重要的發(fā)展之一。它通過高壓氣體在注塑制件內(nèi)部產(chǎn)生中空截面，利用氣體積壓，減少制品殘余內(nèi)應(yīng)力，消除制品表面縮痕，減少用料，顯示傳統(tǒng)注塑 成型無法比擬的優(yōu)越性。一般氣體輔助注塑成型的過程是：先向模具型

8、腔中注入經(jīng)過準(zhǔn)確計量的塑料熔體，再直接注入壓縮氣體；氣體在塑料熔體的包圍下沿阻力最小的方向擴散前進， 對塑料熔體進行穿透和排空，作為動力推動塑料熔體充滿模具型腔并對塑料熔體進行保壓， 待制品冷卻凝固后再開模頂出。近年來，氣體輔助注塑成型技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了一些創(chuàng)新性技術(shù)，如水輔助注塑成型技術(shù)、冷卻氣體氣輔技術(shù)、氣輔共注成型技術(shù)、外部氣輔注塑技術(shù)及振動氣輔技術(shù)等。1.1 水輔助注塑成型技術(shù)水輔助注塑成型技術(shù) （Water-Assisted Injection Molding Technology）是以德國 Aachen 大學(xué)塑料加工研究所為代表的研究人員基于氣輔成型原理開發(fā)出的新的注塑成型技術(shù)。

9、由于氣體的熱容量比較小、導(dǎo)熱性差，氣體輔助注塑時，制件相當(dāng)于單面冷卻，因而其成型周期往 往比普通注塑長。水輔助注塑成型技術(shù)的原理與氣體輔助注塑成型技術(shù)基本相同，只是用水代替氣體注入熔體中心。其工藝過程為：（1）將熔體注滿型腔，進行短暫保壓；（2）將水注入熔體中心，在水的壓力下，制件中心的熔體倒流回注塑系統(tǒng)；（3）經(jīng)過一段時間保壓后，減壓將水排出制件。排水所需的壓力可以由水的蒸發(fā)產(chǎn)生，或者通過加入水中的 CO2的蒸發(fā)產(chǎn)生。在注塑直徑為30mm的PP中空制件的比較實驗中發(fā)現(xiàn)，水輔助注塑的冷卻時間比氣 體輔助注塑減少了 75%。按照成型工藝過程的不同，水輔助注塑成型有短射（欠料注塑）法、返流法、溢流

10、法和流動法 4種工藝方法1。1.2 冷卻氣體氣輔成型技術(shù)在氣輔成型過程中， 盡管氣體輔助成型降低了塑件的壁厚，但在工藝過程中，冷卻階段在成型周期中所占比例最大。當(dāng)氣體（氮氣）將塑件穿透時，其冷卻作用是非常小的。如果制品在脫模時冷卻不夠充分，則內(nèi)部殘余熱量會形成表面再結(jié)晶，從而導(dǎo)致制品質(zhì)量降低或者變形，嚴重的時候制品內(nèi)部會出現(xiàn)氣泡。為避免以上情況的發(fā)生，可以采取延長模具冷卻時間或使用次級冷卻裝置的措施，但會增加成本。冷卻氣體輔助成型技術(shù)便是針對以上的問題而出現(xiàn)的一種新的氣輔成型方法。在冷卻氣體輔助成型工藝中，氣體通常被冷卻至 20 c780 c。冷卻氣體形成的過程是：常溫氣體通過一個腔室，在其中

11、被液氮冷卻。 這種冷卻氣體輔助成型技術(shù)的主要優(yōu)勢在于：當(dāng)冷卻氣體穿透熔體時，在模腔內(nèi)會產(chǎn)生塞流效應(yīng)，塞流產(chǎn)生的殘余壁厚比傳統(tǒng)氣體輔助成型要?。焕鋮s氣體也防止了制件內(nèi)部起泡，并能產(chǎn)生較光滑的內(nèi)表面2。1.3 氣輔共注成型技術(shù)氣輔共注成型技術(shù)（ Co-Injection and Gas-Assisted Injection Molding ）是將聚合物共注 成型技術(shù)與氣輔技術(shù)相結(jié)合而得到的一種新工藝。聚合物共注成型技術(shù)是同時或者先后向模腔內(nèi)注入不同的聚合物熔體，形成多層結(jié)構(gòu)的一種成型技術(shù)，而與共注成型工藝相比多了 一個注氣過程；相對氣輔成型而言，則多了一個多層結(jié)構(gòu)的形成過程3-5。氣輔共注成型的過

12、程包括三個階段：（1）共注塑階段。此階段與一般共注成型工藝類似，只是在形成表/內(nèi)層結(jié)構(gòu)后，當(dāng)表層和內(nèi)層所注入的材料總量占型腔總體積一定比例時，停 止注塑熔體，此過程可謂氣輔過程的欠料注塑”，只是注入兩種以上的熔體；（2）氣輔注塑階段。氣體對內(nèi)層熔體進行穿透，隨著氣體的推進，被氣體 排擠”的內(nèi)層熔體又帶動表層熔 體向前流動；（3）保壓冷卻，釋壓脫模，獲得制品。為了實現(xiàn)聚合物的氣輔共注成型，必須 對原有共注成型設(shè)備進行改造，即在共注成型設(shè)備的基礎(chǔ)上增加一套氣輔系統(tǒng)。1.4 外部氣體輔助成型技術(shù)外部氣體輔助注塑成型技術(shù)（External Gas Molding Technology）是與傳統(tǒng)的內(nèi)部氣

13、體注塑成型不同的一種氣體輔助注塑方法。傳統(tǒng)的氣體輔助成型技術(shù)是將氣體注入塑料熔體內(nèi)以形成中空的部位或管道，而新型氣輔成型技術(shù)是將氣體注入模腔表面的局部密封位置中（相當(dāng)于在塑料熔體外部），故稱之為 外氣注塑” 61.5 振動氣輔成型技術(shù)一般的氣體輔助注塑成型屬于非動態(tài)成型工藝，而振動氣體輔助注塑成型（VibratedGas-Assist Molding）工藝最大的不同便是引入振動波，使常規(guī)氣體輔助注塑成型時注入的 穩(wěn)態(tài)氣體”，變?yōu)榫哂幸欢ㄕ駝訌姸鹊膭討B(tài)氣體”，從而利用氣體作為媒介將振動力場引入到氣輔注塑成型的充模、保壓和冷卻過程中，使其成為動態(tài)的成型工藝7。2多組分注塑成型技術(shù)多組分注塑（Mul

14、ti-Component Injection Molding ）是由至少兩種不同的材料通過注塑 成型得到所需部件的加工過程，其整合各組分的優(yōu)越性能，可以生產(chǎn)普通單組分注塑過程無法實現(xiàn)的特殊性能制品。這種由兩種或更多種材料組成的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的由一種材料成型的注塑產(chǎn)品相比具有不同的物理特性。多組分注塑成型的獨特之處在于8 : （1）可將不同加工特性的材料復(fù)合成型；（2）提高制品手感和外觀，集多種性能于一體；（3）縮短了產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)及成型周期，降低了成本；（4）省略了傳統(tǒng)注塑成型后二次加工、裝配的過程。2.1 多組分注塑成型工藝當(dāng)前，多組分注塑成型主要有共注塑成型、三明治成型、雙色注塑成型、包覆

15、成型、 多色注塑成型等技術(shù)9,而根據(jù)各組分在其成型過程中結(jié)合形式的不同，大致可分為順序 注塑成型和疊加注塑成型兩大類。2.1.1 順序注塑成型順序注塑成型是指依次注入物料的工藝過程，這一過程是通過特殊的多組分噴嘴來 實現(xiàn)的。其過程是先向模腔中注入第一種熔融組分形成制品表層，然后通過切換多組分噴嘴的切換閥，注射第二種組分，形成制品的內(nèi)核部分，其過程如圖1所示。就常見的雙組分夾芯注塑來說，可以將兩組分某方面的性能互補， 揚長避短，以達到單組分制品無法獲得的性 能。順序注塑成型應(yīng)用最多的有以下三大類：（1）對于大體積制品，內(nèi)核利用回收的物料，而外層為起裝飾作用的新材料；（2）對于要求承受彎曲應(yīng)力等載

16、荷的制品，其外層使用玻纖增強材料，而內(nèi)核可以采用非增強材料；（3）對于厚壁制品，常使用發(fā)泡物料制成其內(nèi)核10-11。1停力點章F。I 訃電CfeAgr.tiriHiOi MQutfWS tnjSCMfi 府dU隔Q圖1順序注塑成型示意圖Fig.1 The schematic diagram of sequence injection molding2.1.2 疊加注塑成型疊加注塑成型過程是通過不同的澆口或流道將多種組分（通常是兩種）注塑到一起，或者將一種組分疊加在另一種組分之上。與順序注塑成型相比，其關(guān)鍵在于模具部分的改進和變化。疊加注塑成型又可分為熔融/熔融”注塑成型和 固體/熔融”注塑成型

17、兩種10。熔融/熔融”注塑成型也就是一般說的共注塑成型，其特點是同時把兩種熔融組分經(jīng)由不同的 澆口注入模腔。固體/熔融”注塑成型的特點是在第一種熔融組分部分固化后，再注塑第二種，甚至第三種、第四種組分。如模內(nèi)自組裝注塑成型，是在第一種組分完全固化后，通過內(nèi)部或外部的傳遞機構(gòu)轉(zhuǎn)移至下一成型位置,注入下一組分，實現(xiàn)多組分注塑，如圖2所示10,12。颯分A也分B爆分C圖2模內(nèi)自組裝注塑成型示意圖Fhe schematic diagram of norm inner self-assembled injection molding圖2模內(nèi)自組裝注塑成型示意圖Fig.2 The schematic di

18、agram of norm inner self-assembled injection molding2.2 多組分注塑成型設(shè)備不同的成型工藝需要由對應(yīng)的成型設(shè)備來實現(xiàn)。對應(yīng)于上述多組分注塑成型工藝的分類，相應(yīng)成型設(shè)備的注射單元的主要形式有：（1）數(shù)個注射單元水平方向相互平行或互成一定角度的布局（L型或V型）設(shè)計或在豎直面內(nèi)垂直分布；（2）兩個注射單元共用一個噴嘴，注塑部分允許兩種組分交替順序注塑或間歇順序注塑。多組分成型設(shè)備的代表有德國（Krauss Maffei）克勞斯？瑪菲公司的 Revolution旋轉(zhuǎn)壓板雙組分注塑系統(tǒng)等13。2.3 多組分注塑成型技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著塑料注塑制品的廣

19、泛應(yīng)用，多組分技術(shù)在當(dāng)代注塑技術(shù)中具有巨大的機遇和希望。與單一組分的普通注塑技術(shù)相比，多組分技術(shù)在設(shè)計和功能上具有明顯的優(yōu)勢。不同熱塑性塑料共成型、彈性體塑料和熱固性塑料共成型、超壁雙組分成型、裝飾性襯里成型等是多組分技術(shù)的趨勢14。另外，用多組分技術(shù)制出的具有磁性、導(dǎo)熱或?qū)щ娦缘忍畛湫凸δ軣崴?性塑料制件也成為當(dāng)前研究熱點。3粉末注塑成型技術(shù)粉末注塑成型（Powder Injection Molding）是將現(xiàn)代塑料注塑成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金成型新技術(shù)。它是塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)、粉末冶金工藝學(xué)和金屬材料學(xué)等多學(xué)科滲透與交叉的產(chǎn)物，利用模具注塑成型坯件， 并通過

20、燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，能夠快速準(zhǔn)確地將設(shè)計思想物化為具有一定 結(jié)構(gòu)、一定功能的制品，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革。3.1粉末注塑成型的工藝過程及技術(shù)特點粉末注塑成型的工藝流程，如圖3所示。（1）選取符合粉末注塑成型技術(shù)要求的金屬粉末和有機黏結(jié)劑；（2）在一定溫度下，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒎勰┖宛そY(jié)劑混合成均勻的喂料；（3）用注塑成型機將制成粒狀后的喂料注入模腔內(nèi)后冷凝成型，得到成型坯件；（4）對成型坯件進行脫脂處理；（5）燒結(jié)成型坯件，得到最終產(chǎn)品。圖3粉末注塑成型的工藝流程Fig.3 The flow chart of powder inject

21、ion molding圖3粉末注塑成型的工藝流程Fig.3 The flow chart of powder injection molding粉末注塑成型技術(shù)在制造具有復(fù)雜形狀、均勻組織結(jié)構(gòu)和高性能、高強度、高精度的產(chǎn)品方面顯示了獨特的優(yōu)勢。不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、 經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機械性能低，不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點，特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜形狀以及具有特殊要求的金屬零件，采用粉末注塑成型進行大批量生產(chǎn)有較大的成本優(yōu)勢，生產(chǎn)成本只有傳統(tǒng)工藝的20%60%。粉末注塑成型技術(shù)的出現(xiàn)，給各行各業(yè)設(shè)計和制造人員提供了嶄

22、新的設(shè)計思路和制造技術(shù)，采用粉末注塑成型技術(shù)可以大膽采用原來由于可加工性和加工經(jīng)濟性差而不得不放棄的一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)計方案。還可使原來由于加工困難、而不得不采用的組合件、拼裝件進行一 次復(fù)合完成加工15-16。3.2 粉末注塑成型工藝的新發(fā)展近幾年，粉末注塑成型技術(shù)得到快速發(fā)展。其最大特點是粉末注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相結(jié)合，得到了許多優(yōu)異的產(chǎn)品。 微型注塑成型和雙組分注塑成型與粉末注塑成型結(jié) 合：以微型拉伸試樣作為研究對象，證明雙組分注塑成型粉末產(chǎn)品切實可行，開發(fā)的產(chǎn)品實例為一種微型加熱針。Arburg公司注塑了質(zhì)量為0.0679g的陶瓷產(chǎn)品，用作絕緣材料 17-18。振動輔助注塑成型：殷

23、小春等19對振動輔助注塑成型應(yīng)用于金屬粉末注塑成型過程進行了研究。結(jié)果表明：振動力場可以使不同徑向位置處的模腔最大壓力隨振動振幅、頻率的增加而減小，從而可以在不影響制品性能的條件下降低注塑成型壓力，以拓寬金屬粉末注塑成型的適用范圍。今后，粉末注塑成型技術(shù)研究和開發(fā)的主要方向是：開發(fā)高效、低成本的預(yù)混合粉生產(chǎn)技術(shù)；研究和開發(fā)工藝性能更佳的新型黏結(jié)劑，建立起黏結(jié)劑設(shè)計原理和數(shù)據(jù)庫20;開發(fā)粉末注塑成型過程模擬與仿真技術(shù)，為模具設(shè)計和注塑工藝制定奠定理論基礎(chǔ)；發(fā)展低溫、快速脫脂和低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，減小缺陷和變形。 4微孔發(fā)泡注塑成型微孔泡沫塑料（MCF）是指微孔直徑為0.110.0%m微孔密度達1091

24、 015個/cm3 ,材 料密度比發(fā)泡前減少 5%98%的泡沫塑料。與不發(fā)泡塑料相比，微孔泡沫塑料具有優(yōu)良的 沖擊性能、高疲勞壽命、低介電常數(shù)和熱導(dǎo)率。由于微孔發(fā)泡塑料達到了既降低材料的成本 又提高其性能的雙重效果，性價比更高，因此具有極大的應(yīng)用前景。利用氣體超臨界液體狀 態(tài)在整個聚合體中產(chǎn)生分布均一和尺寸統(tǒng)一的微小的氣孔（根據(jù)聚合體不同的材質(zhì)及應(yīng)用， 其尺寸通常為5700 d m ）是微孔發(fā)泡注塑成型的技術(shù)特點。微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)塑料發(fā)泡技術(shù)比較21,既不需要化學(xué)發(fā)泡劑，也不需要以煌基為原料的物理催化劑、泡沫 劑及其他助劑。合理利用微孔注塑成型技術(shù)可以擴大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式、提高生產(chǎn)效率、

25、降低生產(chǎn)成本。按照成型過程的連續(xù)性，可將微孔發(fā)泡注塑成型工藝分為間隙式微孔發(fā)泡塑料注塑成型和連續(xù)微孔發(fā)泡塑料注塑成型。4.1 間隙式微孔發(fā)泡塑料注塑成型間隙式微孔發(fā)泡塑料注塑成型是早期進行微孔注塑成型的一種方法，工藝過程22-23是先在高壓下使氣體（CO2）均勻地溶解于固態(tài)聚合物中（在聚合物玻璃態(tài)下進行），形成固態(tài)聚合/氣體飽和體系，加熱至熔融狀態(tài)。然后在高壓下注塑成型，并降低溫度和壓力至某 一狀態(tài)，使聚合物熔體中的氣體過飽和，析出形成大量的氣泡核， 最后快速冷卻阻止氣泡生長，由此成型微孔發(fā)泡塑料。這種利用壓力使惰性氣體滲入固態(tài)聚合物中成型微孔泡沫塑料 的方法只適用于間歇式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率比較低

26、，不及其他連續(xù)的微孔發(fā)泡注塑技術(shù)。4.2 連續(xù)微孔發(fā)泡塑料注塑成型美國Trexel公司提供的 MuCell技術(shù)24被認為是第一種適合市場推廣的微孔發(fā)泡注塑技術(shù)，其工藝過程可以分為以下4步：（1）超臨界狀態(tài)下的氣體（如CO2）在螺桿后退階段通過機筒注塑進入聚合物熔體中，形成單相溶液；（2）當(dāng)高壓下機筒內(nèi)的熔體注塑進人壓力較低的模具時，由于壓力變化，單相溶液經(jīng)歷熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀態(tài)，大量的成核點形成泡沫氣室；（3）氣體擴散到泡沫中，引起氣泡膨脹；（4）當(dāng)氣泡長大到一定尺寸時，冷卻定型。MuCell在注塑成型技術(shù)上的突破，為注塑制品生產(chǎn)提供了其他注塑工藝所不具有的巨 大能力，為新型制品設(shè)計、優(yōu)化工藝和

27、降低產(chǎn)品成本開拓了新的途徑。其他連續(xù)微孔發(fā)泡塑料注塑成型工藝有：Ergocell微孔發(fā)泡塑料注塑成型24、超臨界流體微孔發(fā)泡塑料注塑成型25等。5微注塑成型技術(shù)近年來，微系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用已從微電子元件、微型光學(xué)儀器、微型醫(yī)療儀器、微型傳 感器擴展到磁盤讀寫裝置、噴墨打印等。為了能夠生產(chǎn)具有實用價值的微細組件，許多新興制造技術(shù)隨之產(chǎn)生，包括光刻，電鑄及脫模技術(shù)（LIGA）、紫外光蝕刻技術(shù)（UV）、放電加工（EDM）、微注塑成型、精密磨削和精密切削等26-27。其中，微注塑成型技術(shù)以容易實現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)具有精密微細結(jié)構(gòu)零件的優(yōu)點，成為世界制造技術(shù)的研究熱點之一28-29。5.1微注塑成型技術(shù)的工

28、藝特點微注塑成型的工藝過程，如圖4所示。與普通注塑成型相比，具有如下的優(yōu)點：（1）原料利用率提高。微注塑系統(tǒng)可以顯著縮小流道的尺寸，從而提高原料的利用率；經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的流道，其物料利用率可達 60%; （2）制品精度高?？煽刂频淖⑸淞俊⒖s小的澆口和流 道都有利于提高制品的精度，目前微注塑制品的尺寸誤差可控制在0.01mm之內(nèi)，質(zhì)量誤差不超過0.00008g; （3）生產(chǎn)周期縮短。澆口、流道尺寸縮小及變溫控制系統(tǒng)加快了制品的充 模、冷卻速度，縮短了成型周期。一般采用用微注塑成型的零件，其成型循環(huán)時間較從前縮短40% 左右30-31。港度但定、卻擋小熱 至解融戊圖4微型注燙的工藝過程Fig.4 T

29、he process of micro-»n)ection molding圖4微型注塑的工藝過程Fig.4 The process of micro-injection molding5.2微注塑成型設(shè)備微注射機是微注塑成型的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)相比，微注塑成型技術(shù)對生產(chǎn)設(shè) 備有許多特殊要求，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）高注射速率；（2）精密注射量計量；（3）快速反應(yīng)能力。按驅(qū)動方式分類，可分為液壓/氣壓式驅(qū)動、全電式驅(qū)動和電液復(fù)合式驅(qū)動。 按塑化和注射單元的機構(gòu)設(shè)計分類，可分為螺桿式、柱塞式、螺桿柱塞混合式及其他特殊形式。螺桿式微注射機的代表型號有德國Dr.BOY公司的BOY

30、12A ,日精樹脂工業(yè)株式會社的HM7-DENKEY ,樹研工業(yè)的JMW-015S-5T及東芝的EC5。柱塞式微注射機代表機型有 西班牙 Cronoplast 公司的 Babyplast6/10 ,英國 MCP 公司的 Rabbit2/3 和美國 Medical Murray 公司的Sesame螺桿柱塞混合式微注射機的代表型號有英國MCP公司的12/90HSP,日本Sodick 公司的 TR18S3A 及 Battenfeld 公司的 Microsystem5032。6結(jié)語目前，注塑成型技術(shù)是塑料加工中最常用的方法之一，可用來生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制件。近年來，各種注塑成型技術(shù)取得了顯

31、著的進步，其發(fā)展總趨勢是不斷滿足高分子制向高度集成化、高度精密化、高產(chǎn)量等方面發(fā)展的要求，實現(xiàn)對制品材料的聚集態(tài)、相形態(tài)、組織態(tài)等方面的控制，或?qū)崿F(xiàn)對制品進行異質(zhì)材料的復(fù)合，最大程度地發(fā)揮聚合物的特性，達到制品高性能的目的。 深入研究塑料注塑成型技術(shù)與注塑成型設(shè)備，克服制品中的缺陷，對科技進步與人們高標(biāo)準(zhǔn)的生活要求有重要意義。參考文獻（略）塑料成型概述2011/12/7 點擊:127 收藏：0 評論：0 作者：unnme2010文章關(guān)鍵詞：內(nèi)容摘要：塑料制品的生產(chǎn)是一種復(fù)雜而又繁重的過程，其目的是根據(jù)各種塑料的固有性能， 利用一切可以實施的方法，使其成為具有一定形狀而又有使用價值的物件或者定型

32、材料。塑料制品的生產(chǎn)是一種復(fù)雜而又繁重的過程，其目的是根據(jù)各種塑料的固有性能，利 用一切可以實施的方法，使其成為具有一定形狀而又有使用價值的物件或者定型材料。除 了加工技術(shù)外，生產(chǎn)成本和制品的質(zhì)量都應(yīng)該列為重點考慮的因素。塑料制品生產(chǎn)系統(tǒng)主要是由成型、機械加工、修飾和裝配四個連續(xù)過程組成的。成型是將各種形態(tài)的塑料（粉料、粒料、溶液或分散體）制成所需形狀的制品或坯件 的過程，它在四個過程中最為重要，是一切塑料制品或型材生產(chǎn)的必須過程。成型的種類 很多，諸如各種模塑、層壓以及壓延等。其它三個過程，通常都是根據(jù)制品的要求來取舍的，也就是說，不是每種制品都須完 整地經(jīng)過這三個過程。機械加工指的是在成型

33、后的工件上鉆孔、切螺紋、車削或銃削等過程，它是用來完成 成型過程中所不能完成或完成得不夠準(zhǔn)確的一些工作。修飾的目的是美化塑料制品的表面外觀，另外也有一些其它目的，比如，為提高塑料 制品的介電性能就要求具有高度光滑的表面。裝配是將各個已經(jīng)完成的部件連接或配套以使其成為一個完整制品的過程。機械加工、修飾、裝配這三種過程有時統(tǒng)稱為加工。從對比的角度來說，加工過程常 居于次要地位。注射模塑（注射成型）是熱塑性塑料成型制品的一種重要方法，除了極少數(shù)熱塑性塑 料外，大部分的熱塑性塑料都可以用這種方法成型。近年來，注塑成型還成功應(yīng)用于某些 熱固性塑料。注塑制品約占整個塑料制品的 2030%特別是在塑料作為工

34、程結(jié)構(gòu)材料后，其用途已 從民用擴大到各個領(lǐng)域，并逐步替代傳統(tǒng)的金屬和非金屬材料；在發(fā)展尖端科技中也是不 可缺少的。注塑成型的過程：先合上注塑模具，然后將塑膠原料從注塑機的料斗送進加熱的料筒 中，經(jīng)過加熱熔化成為流動狀態(tài)后，靠柱塞或螺桿的推動，通過料筒前端的噴嘴，注射進 閉合的塑料模具中。充滿模具的熔融膠料在受壓的情況下，經(jīng)過冷卻固化后，就可以保持 模具型腔給予的形狀。最后打開模具，取出制品。這在操作上就完成了一個模塑周期，后 面就是不斷重復(fù)上述周期的生產(chǎn)過程。注塑成型的一個周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于制品的大小、形狀、厚度、注塑機的類型以及塑料的品種和工藝條件等因素。注塑制品的重

35、量可以從低于1克到幾十千克。注塑成型具有以下優(yōu)點：1 .成型周期短；2 .生產(chǎn)效率高，可以實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)；3 .對成型不同塑料的適應(yīng)性強；4 .能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶金屬或非金屬嵌件的模塑制品。綜上所述，注射模塑是一種經(jīng)濟而先進的成型技術(shù)，發(fā)展迅速，并不斷朝高速化和自 動化方向發(fā)展PP塑料對注塑成型機的要求和加工工藝塑料原料加工過程主要是膠粒熔融、流動、定型后冷卻成為成品，是一個加溫后再冷卻的過程，也是塑料從顆粒改變到各不同形狀的過程，以下將就各個不同階段角度去說明加工過程。1 .熔融裝置加溫器（Heater）讓原料顆粒逐漸熔解成流體狀流動，主要以各不同原料適合溫度調(diào)節(jié)， 調(diào)高溫度

36、會趨使原料流動加快，可增加效率但不一定能保證良率，必須取得合適的平衡。 另良好的效果與PP遇高熱裂解的特性，都是生產(chǎn)時最好能讓原料順利流暢到模頭，以避免充 料不足或回流現(xiàn)象的產(chǎn)生，回流代表原料流動較產(chǎn)出速率快，最后會造成平均流動效率加大等于MFR提高，是加工可利用的方法之一，但卻也造成MFR分布非常態(tài)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定性加大，導(dǎo)致不良率可能加大。 不過PP成品因為應(yīng)用的關(guān)系都不是尺寸精密度很高的產(chǎn)品， 所以影響還不大。2 .螺桿PP加工絕大部份都是靠螺桿帶動流動性，所以螺桿的設(shè)計影響非常大，口徑大小影響產(chǎn)出量，壓縮比大小影響壓力值也影響產(chǎn)出量及成品效果，這也包括多種材料（色母、添加劑及改質(zhì)劑）的混

37、煉效果。原料流動主要靠加溫器，但原料翻動磨擦也會產(chǎn)生磨擦熱能促使流動 性加快，所以螺桿壓縮比小帶動流動小，轉(zhuǎn)速必須加大所造成磨擦熱能必較壓縮比大的螺桿 多。所以常說塑料加工無師傅，用心了解機器性能的人就是師傅。原料受熱不只是加溫器而已，必須連摩擦熱及窒留時間都并算在內(nèi)。所以這是實務(wù)問題， 經(jīng)驗有助于生產(chǎn)問題解決及效率。螺桿如果需要混煉效果特別好，有時會設(shè)計二段式不同螺桿或雙軸螺桿并分設(shè)各段不同形式螺桿以達各式混煉效果。3 .模具或模頭塑料重新定型依靠的是模具或模頭，射出成型成品是立體的，模具也比較復(fù)雜更要考慮收縮率問題，其它皆為平面、條狀、針狀連續(xù)式產(chǎn)品模頭，若為特殊形狀則歸為異型，需要注意

38、立即冷卻定型問題。塑料機器的設(shè)計大部份皆像注射針筒，螺桿帶動的擠壓力量都會在小小出口造成巨大壓力， 提高生產(chǎn)效率。當(dāng)模頭設(shè)計為平面時如何讓原料平均分布整個面上，衣架模頭的設(shè)計就十分重要，講究的壓出機會增加魚鯉式幫浦穩(wěn)定原料供應(yīng)量。4 .冷卻射出模具除了澆道澆口灌注原料外，也有冷卻水道冷卻原料設(shè)計。壓出成型則靠滾輪內(nèi)冷 卻水道來達成冷卻效果，除外也有風(fēng)刀，冷卻水直接淋在吹袋上，以及中空吹氣等冷卻方5 .延伸成品再加工延伸會增強效果，例如打包帶靠前后滾輪帶動速率不一即造成延伸效果，成品 配向延伸部份抗張拉力加強不易撕斷，但橫向就極容易撕開。分子量分布也會影響高速生產(chǎn)時的延伸效果，所有壓出成品包括纖維都有不等的延伸，真空及壓空成型也可視為延伸的另一種形式。6 .收縮任何原料都有收縮率的問題，收縮原因來自熱脹冷縮與結(jié)晶形成時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力所造成。一般而言熱脹冷縮較易克服，可在加工上以