《塑料先进成型技术 教学课件 ppt 作者 范有发 (第14~16讲)第5章 多组分材料成型技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料先进成型技术 教学课件 ppt 作者 范有发 (第14~16讲)第5章 多组分材料成型技术（136页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5.1 双（多）色塑料注射成型,第5章 多组分材料成型技术,5.2 层状注射成型,5.3 模内装饰注射成型,5.4 多组分材料组合成型技术,5.1 双（多）色塑料注射成型,第5章 多组分材料成型技术,塑件由两种材质或同种材质不同颜色塑料原料注射成型时，称为双色塑料制品，由两种以上材质或颜色塑料原料注射成型的制品称多色塑料制品。 双（多）色注射成型的优点： 1）减少了产品生产环节，使产品整体的生产周期缩短； 2）减少后继装配工序的费用； 3）塑件的结构设计可使其功能综合化，更加紧凑、灵活，外形也更加美观，塑件具有多样性。 4）产品生产过程只需更少的厂家、更少场地、更少次品、更少能耗、更少环境污染
2、（如粘合剂）。,1、双色塑件分类 分类：分为双混色塑件与双清色塑件两类。 双混色塑件：不同颜色材质之间没有明确的分界，两者之间过程模糊，带有注射成型时的自然流动花样，对塑件有一定的装饰性作用。 双清色塑件：不同颜色材质之间有明确清晰的分界。 目前，除双清色塑料制品外，塑件组合的颜色最多可达四种。,一、双（多）色塑料注射成型工艺,双色塑件针对不同的塑件结构要求，可采用不同的注射成型工艺方法。,2、双色塑件注射成型工艺方法,一、双（多）色塑料注射成型工艺,（1）分流阀控制工艺：它是用分流阀驱动分流型芯切断型腔或流道的部分料流通道，使两种熔体先后填充不同的模腔，最终获得双清色塑件的工艺方法。,2、双
3、色塑件注射成型工艺方法,一、双（多）色塑料注射成型工艺,（2）模腔换位工艺：按模腔换位方法的不同，又可分为二次注射成型、机械手转移工件、旋转换位工艺和型芯运动工艺等。 二次注射成型工艺：将双清色塑件分两次注射，将第一副模注射成型的塑件作为嵌件，放入第二副模具中注射成型，获得双清色制品的方法。 机械手转移工件工艺：利用机械手完成半成品换位，获得双清色制品的方法。,2、双色塑件注射成型工艺方法,一、双（多）色塑料注射成型工艺,（2）模腔换位工艺 型芯运动工艺：用型芯移动方式改变模腔形状，实现双清色注射成型的方法。,2、双色塑件注射成型工艺方法,（2）模腔换位工艺 模腔旋转换位工艺是双色塑件注射成型
4、最常使用的方法，它可分为平面转盘换位和托芯转盘换位两种。 平面转盘换位机构：它可绕模板中心回转轴作正、反向180往复旋转运动，实现两副模具动模的换位。,2、双色塑件注射成型工艺方法,（2）模腔换位工艺 托芯转盘换位机构：托芯机构能将模具镶块连同塑件顶升一定距离（高于模具分型面），并回转180后再拉回模内，进行第二色料的注射成型。,2、双色塑件注射成型工艺方法,1、分流阀工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,成型方法：将模具型腔分割为两部分，由分流阀来控制熔体料流填充型腔的顺序，成型过程中模具与注射机模板保持固定不动。 特点：模具的总体结构与普通塑料注射模类似，只是模具中多了分流阀部分
5、的运动机构。 优点：节省成本和缩短了注射循环时间；可改进两种塑料的粘合效果。 不足：要求双色塑件具有沿壁厚方向全断面分界，以便分流阀能将型腔完全分割为两部分，模具设计的自由性受到限制。,1、分流阀工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,分流阀工艺生产的双色制品,2、型腔换位工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,（1）机械手换位注射成型 特点：因机械手沿上下方向移动，所以要求模腔上下排列成一直线。 优点：模具结构相对简单、不需设置模具运动机构。 不足：需配备机械手和专用夹钳，过程控制较为复杂。,2、型腔换位工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,（2）平面转盘旋转换位注
6、射成型 模具特点：要求模具型腔应绕回转中心对称布置，由注射机的平面转盘驱动动模旋转换位；动模型芯结构相同，型腔结构不同；模具推出机构应能实现成品推出而半成品不推出的要求。 动作过程为：闭模注射保压冷却开模成品顶出顶出复位动模旋转180换位（正、反向旋转交替）闭模注射。 若注射机未配置平面转盘机构，可在模具上增设转盘机构，来完成模具型腔的换位。,2、型腔换位工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,（2）平面转盘旋转换位注射成型,2、型腔换位工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,（3）托芯转盘旋转换位注射成型 模具特点：要求模腔绕回转中心对称布置，由注射机的托芯转盘驱动模具的成型
7、镶块（连同半成品塑件）旋转换位；模具上要设置托芯换位回转机构，结构较为复杂。 动作过程为：闭模注射保压冷却开模成品顶出顶出复位托芯机构顶升旋转180（双色注射）换位托芯机构下降复位闭模注射。,2、型腔换位工艺的成型特点,二、双（多）色塑料注射成型特点,（3）托芯转盘旋转换位注射成型,3、双（多）色注射成型塑料材料的选择,二、双（多）色塑料注射成型特点,塑件材质组合形式：同种材料不同颜色组合、可兼容的不同材料组合或不可兼容的不同材料组合、软材料与硬材料组合、发泡材料与硬材料组合等。 为使材料组合能可靠地粘连，最好是选用同种材料或可相互兼容的材料进行组合。 材料组合原则： （1）原料间的收缩率应相
8、同或相近； （2）原料间的粘度应相近； （3）原料间应具有良好的粘合性。,3、双（多）色注射成型塑料材料的选择,二、双（多）色塑料注射成型特点,若两种材质结合性较差时，双色塑件上应设计机械连接的互锁结构。机械互锁结构有阶梯柱式、燕尾式和凸筋式等结构。,三、双（多）色塑料注射成型模具设计,模具结构设计思路与常规塑料注射模相同，只是在浇注系统、推出机构和模具型腔换位机构的设计方面存在差异，需要根据双色塑件所使用的注射成型工艺方法和设备的不同，进行相应的模具结构设计。,1、双色注射模浇注系统的设计 双色注射模的浇注系统类型、浇注系统结构和浇口位置的选择，受双色注射机的结构类型影响，同时也受浇注系统脱
9、模因素的影响。 （1）不同双色注射机对浇注系统形式的影响 V型、L型双色注射机上使用的双色注射模浇注系统一个垂直于模具分型面，另一个则平行于模具分型面。,三、双（多）色塑料注射成型模具设计,1、双色注射模浇注系统的设计 （1）不同双色注射机对浇注系统形式的影响 用于P型、R型机上的双色注射模的浇注系统均垂直于模具分型面。,1、双色注射模浇注系统的设计 （1）不同双色注射机对浇注系统形式的影响 当V型或L型注射机进行双混色注射时，常使用一个公共喷嘴系统给模具浇浇系统注料。,1、双色注射模浇注系统的设计 （2）浇注系统受其脱模方式的影响 双色注射模第一色料注射完成后，开模时只顶出浇注系统凝料，而半
10、成品塑件不顶出，并且随动模旋转换位，这就要求第一色料的浇注系统必须与塑件能自动分离。 通常第一色料的浇注系统宜选用点浇口或潜伏式浇口，为简化模具结构，第一色料和第二色料的浇注系统类型往往选用同一种类型为宜。 对于采用分流阀或型芯运动工艺注射成型的双色注射模的浇注系统则不受此条件限制。,2、双色注射模推出机构的设计 采用分流阀或型芯运动工艺的双色注射模，推出机构与常规注射模相同。 采用旋转换位工艺的双色注射模 当第一色料的浇注系统采用点浇口时，模具的推出机构仍可按常规注射模一样设计。 若第一色料的浇注系统采用潜伏式浇口时，须将推出浇道凝料和推出塑件的推出机构分为两部分，在第一色料注射位置，只允许
11、推出浇道凝料，而在第二色料注射位置，则必须将浇道凝料和双色塑件同时推出，且二者必须能够联动。,2、双色注射模推出机构的设计 采用旋转换位工艺的双色注射模,3、双色注射模模腔换位机构的设计 （1）平面转盘换位装置 这类双色注射模的模腔换位由注射机提供，模具上无需设置专门的模腔换位机构。 （2）托芯转盘换位装置 这类双色注射模上必须设计有模腔换位机构，并能与注射机的托芯装置可靠连接，可随注射机的托芯杆顶升、旋转及下降复位，同时应保证托芯镶块随换位装置运动过程中不与模具的顶杆发生干涉。,四、双（多）色塑料注射成型模具设计实例,1、双色塑件注射成型工艺分析 塑件材质为单一的ABS塑料，其内面板为红色A
12、BS，外边框及固定框架为乳白色ABS，材料的相容性很好。 塑件尺寸72 mm64 mm6.5mm，均匀壁厚2.5mm，但面板与框架之间由0.3mm厚的薄片连接，充模较困难。 塑件尺寸精度等级为MT45级，属中等精度要求。 选用Demag Ergotech multi 125（P型）双色塑料注射机生产，设备配备有平面旋转转盘，模具不必设置模内旋转换位机构。,四、双（多）色塑料注射成型模具设计实例,2、双色注射模结构设计 双色注射模因生产所使用的双色注射机类型和半成品件的换位方式的不同，其模具的浇注系统和各部分的结构会不同，设计时应注意模具与设备的匹配问题。 （1）分型面与型腔数确定 1）分型面选
13、择 控制开关面板塑件为扁平件，其分型面位置通常选在塑件最大轮廓面的边界上。 由于双色塑件第一色注射成型的半成品塑件需在下一次注射前旋转换位至第二色注射工位，它要求两种颜色塑件的分型面应一致，故分型面应选择在二者的公共面上。,2、双色注射模结构设计 （1）分型面与型腔数确定 1）分型面选择,2、双色注射模结构设计 （1）分型面与型腔数确定 2）型腔数的选择 因塑件生产批量较大，且为中小型件，塑件结构较为简单，可选用一模多腔成型。 但模腔数太多将造成冷却管路连接困难，且模具尺寸受注射机装模空间限制，不宜太大；所以确定采用一模两腔的成型方案。,2、双色注射模结构设计 （2）模具浇注系统设计 浇注系统
14、类型选择 塑件材质为不同颜色的ABS塑料，其注射成型性能较好，对浇注系统的类型和尺寸无特殊要求。 因塑件外表面有外观要求，其外露表面上不允许有浇口痕迹存在，所以浇口位置应设置在塑件非外露表面位置。 因成型要求第一色塑件所选浇注系统的类型应具有与塑件自动分离的功能，即可选的浇注系统类型主要有潜伏式浇口和点浇口。 塑件为扁平件，如采用潜伏式浇口需要增设注料浇口的工艺柱，它会影响塑件脱模，使模具结构变得复杂，故选用点浇口更为合适。,2、双色注射模结构设计 （2）模具浇注系统设计 浇口数量选择：因第一色塑件的4个内面板两两相连，内面板之间仅由2.5mm宽、0.3mm厚的薄片与梯形凸台连接，塑料熔体充模
15、较困难，宜采用四点浇口进料，以保证各型腔达到较好的流动平衡。 第二色塑件结构与第一色塑件有类似的特点，所以也采用四点浇口进料。 浇注系统尺寸确定 因塑件的注塑量较小，浇口尺寸不宜太大，依经验选用点浇口的内浇口尺寸为1.0mm，分流道截面为梯形，最大宽度4mm，深度3mm，侧面斜度取8。,2、双色注射模结构设计 （3）成型零件结构设计 选材：因生产批量大，塑件外观要求高，成型零件的加工要求较高，宜选用性能良好的预硬钢P20制造镶块，并预硬化处理至3537HRC。 结构：塑件外表面由动、定模大镶块整体成型，而内孔部分采用局部镶拼结构，以利于内孔成型镶块表面加工。 在定、动模镶块的四角设置锁扣精定位
16、结构，可提高动、定模镶块的合模精度，并有利于模具制造时动、定模镶块在模外的修配。,2、双色注射模结构设计 （4）模具温控系统设计 设计依据：ABS的成型模温通常在4060之间，其模温低于80，模具上可设置冷却水道系统。 模具刮料板上设置的冷却循环水道主要对浇注系统进行冷却，如图5-19所示。 定模和动模镶块上设置的循环水道系统（参见图5-16、图5-18），主要用于塑件的冷却。,2、双色注射模结构设计 （5）模具推出机构设计 因塑件的浇注系统类型是多点浇口，浇注系统凝料由定距分型机构驱动刮料板使其脱模，无需推出机构顶出。 类型选择：因塑件四个内面板依靠细小外边框和固定框架连为一体，宜用顶杆推出机构。 顶杆尺寸与布局：因受塑件尺寸限制，顶杆直径只能选用2.5mm，考虑到边框和凸台处的脱模力较大，适宜布置顶杆，因此，在每个塑件上均匀设置了27根顶杆，顶杆的布局如图5-16b所示。,2、双色注射模结构设计 （6）模具合模精度与刚度的加强 合模精度的提高：模具专门设置两组圆锥形精定位锁（参见图5-19件8）；定模和动模镶块的四角设置定位
