注塑成型新工艺

注塑转移成型
 
一种被称作注塑转移成型（ITM）的新工艺不仅可以使多腔成型的热塑性塑料小零件获得很好的一致性，还可以得到更好的成型质量。这种借鉴了热固性塑料转移成型工艺的新工艺是将“使用热流道注塑”和“压力成型”进行组合的工艺。
 
据塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门介绍，在传统的热流道注塑成型中，熔体进入多个腔室的温度和压力是不一样的，这意味着每个腔室具有不同的粘度、不同的填充量和不同的冷却状况，最终将导致零件的尺寸和性能也不相同。此外，传统注塑模具的另一个局限性是，通常对热流道的设计都是针对具体的模具或物料，对于完全不同的模具或物料而言，这个热流道就不一定适用了。
 
为此，塑料加工研究院研制了一种模具。在模具的固定侧采用了特殊的电加热，在热半模里有一个熔体转移室，用来储存来自螺杆的熔体，并借助于一个活塞/气缸系统把熔体转移到模腔里去；冷半模在移动压板一侧。利用固定在半模里的隔热板来减少冷、热半模之间的热传导。当模具的开模线合拢时，活塞/气缸系统对熔体转移室施压，通过短门，将物料直接推入模腔。在这个系统里，注塑和保压是由静止不动的模具而不是通过螺杆来实现的。在保压阶段之后，转移室开始充填下一个周期的物料。在这个过程中，主开模线（它的开与合都与转移室的动作互不相干）一直保持合拢，直到加工件充分冷却为止。
据说，这种工艺具有许多好处。模具的熔体转移部分与该部分的几何形状无关，因此无需为不同的模具而做相应的改变；由于注塑体积是由腔室的运动距离来决定的，所以可以降低多腔模具的造价，同时不需要再使用昂贵的热流道温度控制器；因为熔体的通道很短，而且熔体是直接从蓄集室的门进入模腔，所以所需要的压力比传统热流道可提供的压力更低，熔体完全能够均匀地充满所有模腔；作用在熔体上的剪切力和应力更小了，有利于长玻纤增强料或者瓷粉掺混料的成型，并使得加工件的收缩率和翘曲变形更小。
 
目前，塑料加工研究院已经使用了多达12个模腔的模具对长玻纤增强聚丙烯材料进行注塑成型试验，并取得了成功。据说，他们很快就会用超过100个模腔的模具来进一步测试这种工艺。
 
结合多种工艺
 
目前，很多成型商已采用了诸如三明治成型、注射压力成型以及气体或水的辅助成型工艺来生产超薄壁零件或玻纤增强的内表面光滑的中空零件。塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门建议，如果将上述各种先进工艺组合起来，可以得到更高级的加工件，并能够降低成本，克服单一方法的局限性。
 
塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门评价说，将三明治成型、注射压力成型以及气体或水的辅助成型相结合，这种组合工艺完全是从在模具里成型“皮-芯-皮”的三明治结构开始的。把三明治成型与注射压力成型相结合，加工的零件具有更均匀的芯-皮分布。在注射压力成型工艺中，使用较低的注射或充模压力，不仅可以使加工件中的物料定向程度较低，减少收缩和变形，而且还可以降低对模腔的耐压要求。
 
此外，有加压这个步骤，可以获得较小的皮厚或总壁厚。塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门认为，利用“三明治成型＋注射压力成型”工艺，可以生产出采用传统成型工艺根本无法实现的薄壁加工件。采用传统的三明治注射成型工艺，可以实现的最薄的壁厚为1.5 mm，而采用三明治/压力工艺后，制作出的工件壁厚仅为1 mm。当然，传统的三明治成型工艺允许用户把加工件里芯材的百分比加大。
 
塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门还进行了如下试验，即通过“三明治成型+水辅助成型”的组合工艺，用长玻纤PP和无填料PP来成型扶手。根据以往的经验，用注水的办法会使短玻纤增强的尼龙66或长玻纤PP这类纤维增强材料形成空心，导致加工件内表面的质量很差，而且空心腔的尺寸也会发生偏差。因此，塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门认为，玻纤填充树脂的流动特性使水辅助成型工艺很难或者无法实现。因此，他们采用30％长玻纤增强PP作为表皮、无填料PP作为芯来进行三明治试验。扶手模具的直径为30 mm，长度为500 mm。通过注水，使无填料的物料形成空心。这样，外层材料具有了刚性、韧性以及抗张力和迸裂强度，而内层材料具有了良好的阻隔性能，内表面也很光滑。目前，这种方法已经被用于工业生产中.