模內(nèi)裝飾注射成型4課件

模內(nèi)裝飾注射成型4四、模內(nèi)裝飾成型模具設計1、IMD模具的種類

IMD成型工藝需要使用到薄膜成型模、薄膜剪切模和IMD產(chǎn)品注射模等模具。薄膜成型模：為片材熱成型模，常用的是真空吸塑?；驂嚎s空氣成型模；薄膜剪切模：主要用于已成型薄膜的裁剪或修邊。

IMD注射模：由于模腔內(nèi)有一層薄膜，造成塑件內(nèi)外壁冷卻收縮不同，而且還要考慮薄膜在模內(nèi)的定位等問題，使IMD注射模的設計有別于普通塑料注射模。

IMD的核心技術主要是片材的制造工藝和塑件注射成型模具兩方面。四、模內(nèi)裝飾成型模具設計2、IMD模具的設計流程

IMD制品的生產(chǎn)流程為薄膜成型→裁切→注射成型，但在模具設計時要求反推設計，要按注射成型?！们心！∧こ尚湍５捻樞騺碓O計。注射成型模具的設計步驟：

1）制品結構注射成型工藝性審查；

2）制品IMD成型工藝性審查；

3）制品材質成型收縮率的確認；

4）模具分型面的確定；

5）注料澆口的確定，著重考慮注射成型時的沖墨問題。2、IMD模具的設計流程（1）IMD制品結構注射成型工藝性審查需結合IMD工藝對塑件的形狀、尺寸精度、表面質量及注射成型性進行審查，存在不合理之處應予以修正。（2）IMD成型工藝性審查主要針對制品外觀進行審查，包括薄膜包覆范圍、外觀脫模斜度、過渡圓角是否合適的檢查。薄膜包覆范圍受片材成型的拉伸高度影響，結構復雜制品其薄膜拉伸高度應不超過2.5~3mm；中間有過度形狀、拔模角小于5°時，復雜制品拉伸高度應不超過3~3.5mm；大曲面且結構復雜制品其拉伸高度一般不超過6~8mm。制品的過渡圓角必須大于等于薄膜厚度的1.5~1.8倍。四、模內(nèi)裝飾成型模具設計3、IMD注射模設計要點因油墨能承受的溫度、壓力和耐溫時間有一定限制，在設計注射模時，需考慮注射壓力、注射時間、分型面、澆注系統(tǒng)及注射料的物性等因素。（1）分型面設計

IMD注射模的分型面不能直接從塑件分型面邊緣水平拉出，一定要向下延伸S距離（常取3~5mm，延伸面脫模角取3°以上），再水平拉出作為分型面，使定、動模的分型面之間會有一段對插配合面（又稱插穿面）。3、IMD注射模設計要點（1）分型面設計3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計因油墨的耐熱性有限，為了達到注射壓力低，注射時間短的目的，澆注系統(tǒng)的設計應注意：

1）澆道設計愈短愈好，最好采用熱澆道。

2）澆口面積可加大或采用多點澆口。

3）一模多腔時多采用內(nèi)側潛伏式澆口，或弧形潛伏式澆口。澆口設計：一般要求在型腔能夠完全充填的前提下，澆口數(shù)量愈少愈好。為減少澆口數(shù)量，應在材質允許的流程長度/壁厚比之內(nèi)，找出可以涵蓋最大產(chǎn)品面積的進澆位置。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計澆口設計應注意防止沖墨現(xiàn)象的發(fā)生，沖墨是因為熔體溫度過高或熔體剪切應力偏高。沖墨多半發(fā)生在澆口處，為了避免沖墨，可以在薄膜側加強冷卻，以穩(wěn)固油墨。防止沖墨的進一步措施有：

1）降低熔體通過澆口時的注射速度；

2）加大澆口的尺寸和斷面積；

3）以流動平衡為原則，優(yōu)化澆口的位置；

4）在流動平衡的前提下增加澆口的數(shù)目。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計當澆口處設有防沖墨圓頂結構時，圓頂外徑與透明窗口間需有3.0mm以上的距離。若澆口處沒有加厚圓頂結構，則進澆口外徑需與透明窗口保持最少5.0mm以上的距離。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計當采用側澆口進料時，澆注系統(tǒng)的流道需要設置進料緩沖結構，以防止熔體對印刷油墨產(chǎn)生沖擊。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計側澆口的熔體不能沿模內(nèi)薄膜側壁方向流動，應垂直于薄膜側壁方向進入模腔，以防止熔體料流的沖擊力使薄膜變形和移位。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計為使熔體料流能從制品頂部進料，可采用增設工藝柱的內(nèi)側潛伏式澆口結構，讓塑料熔體料流先填充到制品頂部，再填充模腔的區(qū)域。3、IMD注射模設計要點（2）澆注系統(tǒng)設計選擇澆口位置時，應避免熔接線處于薄膜件拉伸最大的位置（大多在塑件的四角位置），否則極易在這些部位產(chǎn)生皺折。當存在下列情況時極易使薄膜產(chǎn)生皺折：

1）薄膜在轉角處難以和型腔貼合；

2）塑料熔體流動不順暢、不平衡，以致薄膜有被過度拉伸或擠壓；

3）充填時存在困氣問題；

4）薄膜和與其黏合的注塑料層收縮差異偏大。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定薄膜件尺寸與型腔的關系，通常要求其尺寸要比最終的塑件尺寸小一點（單邊小0.02~0.03mm）。薄膜件在模內(nèi)定位不準或固定不可靠，注射成型時就會出現(xiàn)薄膜移位、起皺、印刷圖案變形等一系列問題。定位方法：有型芯定位、彈簧定位、側邊定位、外部工藝孔定位、真空或靜電吸附定位等，立式注射機可直接將薄膜件放置在下模定位。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定型芯定位：利用薄膜件上的孔進行定位的結構。定位孔位置選擇：應保證薄膜件能平衡地放置于模腔內(nèi)，成型時保持不移位，且有良好的定位精度。定位型芯的定位高度：至少是薄膜厚度的1.5~2倍。定位孔直徑：視薄膜件的大小而定，一般為φ3~10mm。定位孔數(shù)量：可取1~3個。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定彈簧定位：是在模具型芯一側設置若干個彈性頂桿，利用彈性頂桿壓緊薄膜件，從而起到定位與固定作用。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定側邊定位：是在型腔側邊設置兩個彈性側邊定位塊，利用彈性側邊定位塊阻擋著薄膜件的側邊，防止合模過程中薄膜件因振動而脫落。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定外部工藝孔定位：是在薄膜成型件外緣增加兩個定位工藝孔，放入模內(nèi)時用這兩個工藝孔定位，待塑件注射成型后再用熱刀或熱絲將其切除的一種定位方法。3、IMD注射模設計要點（3）薄膜件的固定真空定位：是將薄膜件與模腔之間的空隙進行抽真空，依靠真空負壓使薄膜件吸附定位并固定在模腔內(nèi)的方法。靜電吸咐定位：讓薄膜帶上一定量的靜電，利用靜電吸附原理將薄膜吸附在模具內(nèi)定位的方法。不論采用何種定位方法，均必須保證薄膜件始終保持正確的位置和可靠定位。3、IMD注射模設計要點（4）成型鑲塊設計

IMD注射模鑲塊與薄膜件接觸的表面要求拋光到鏡面，防止薄膜件表面擦傷或留有印痕。鑲塊材料應選用優(yōu)質塑料模專用模具鋼，以方便表面鏡面拋光，并進行適當熱處理，提高鑲塊成型表面的硬度。模具材料還應具有較好的耐蝕性能和高溫不碳化性能，以保證鏡面拋光表面使用過程中不會因灰塵等原因損傷拋光面。3、IMD注射模設計要點（5）模具溫度控制系統(tǒng)設計因模內(nèi)薄膜導致熔體內(nèi)外表層的導熱效果不一致，熔體冷卻速率也不同，造成收縮不均而出現(xiàn)變形、翹曲，并影響薄膜與注射料層的粘結強度。需要適當調整動、定模的模溫，其模溫通常會比普通注射成型的模溫低，放置薄膜件一側的模溫要更低些。冷卻系統(tǒng)應盡可能達到均衡冷卻，通常應加強有薄膜一側模具的冷卻效果，減小兩側表面的冷卻差異，從而控制制品的收縮變形與翹曲。必須注意平衡冷卻液的流動，并排除傳熱渠道上的空氣間隙等隔熱結構，使傳熱渠道暢通。3、IMD注射模設計要點（6）排氣系統(tǒng)設計因為IMD制品一般都比較薄，一般采用較高的注射速度，需要有良好的排氣系統(tǒng)來支持。排氣槽布局：應保證注射成型時能快速、均衡地排氣，否則會影響到模內(nèi)薄膜件的定位和變形。通常可通過模具結構和注射成型工藝參數(shù)的共同調整來實現(xiàn)快速排氣。3、IMD注射模設計要點（7）注射機選用類型選擇：應根據(jù)產(chǎn)品的結構特點，正確選擇立式或臥式注射機的類型，以便薄膜件能可靠定位與固定。注射機宜選用性能優(yōu)良有半閉環(huán)或全閉環(huán)控制的注射機。因IMD工藝的工藝參數(shù)可變性較少，且要求參數(shù)控制精度較高。因內(nèi)置薄膜具有伸縮性，塑件的平整度、成型收縮率過大等問題不能用傳統(tǒng)的提高保壓壓力的方法來處理，應通過改善塑件壁厚均勻性、冷卻均衡等方法來解決。3、IMD注射模設計要點（8）其它注射成型中常見的成型收縮、殘余應力、流痕等問題，在IMD工藝中一樣不可避免，這些問題難以用傳統(tǒng)的參數(shù)調整方法來解決，應通過加大澆口、選擇流動性較好的塑料或采用多澆點、熱流道等方法來解決。在一模多腔成型時，參數(shù)控制它比傳統(tǒng)注射模要求更為嚴格，各參數(shù)均要盡可能的一致。

IMD注射料的選用時，流動性愈高愈好，成型溫度愈低愈好。3、IMD注射模設計要點（8）其它注塑前應對原料進行干燥處理，確保成型時避免油墨的飛濺，并提高注塑料與薄膜件的緊密貼合，避免成型后注塑料與薄膜件之間產(chǎn)生氣泡而影響透明度。此外，還要考慮到薄膜成型、剪切和注射成型三個工序模具匹配的問題。4、IMD薄膜成型模設計要點（1）薄膜成型模材料選擇粉末冶金燒結成型的多孔性全材質透氣材料，用于制造薄膜成型模最為理想，其缺點是成本較高?？蛇x用鋁合金制造薄膜成型模，并在合適位置加工出透氣孔，加工的孔徑越小越好；該模具成本低，但模具表面要達到鏡面程度以及保養(yǎng)較不容易。可采用不銹鋼加透氣孔的方法制造薄膜成型模，優(yōu)點是鏡面加工及保養(yǎng)較容易，缺點是不銹鋼加工較難，費用較高。4、IMD薄膜成型模設計要點（2）薄膜成型模產(chǎn)能確定薄膜高壓成型周期約23~70s，通常以平圴周期60s為產(chǎn)能計算依據(jù)。不論是單腔或多腔成型，模具結構仍需按單腔成型模具結構來設計，才不會造成多腔成型時定位偏移的現(xiàn)象。（3）成型收縮率確定

IMD注射成型的塑料收縮率大約為0.3%~0.5%，而表層PC薄膜成型后的收縮量大約為0.8%，二者存在一定