材料 【材料工艺】双色注塑

格物者 2015-12-04   7917

格物者 ( 公众号gewuer-edu )

1. 概述

双色注塑(Bi-color injection)顾名思义就是一个部件用两种塑胶注塑来实现。广义的双色注塑包括over molding,通过普通的注塑机,两次注塑来实现,狭义的双色注塑是指利用双色注塑机,将两种不同的塑料在同一机台注塑完成部件,常见的是旋转式的。

前者对设备要求不高,但是生产效率低下,基本只适用于要求不高度软、硬胶两种材料的成型,后者的适用范围和产品质量好,生产效率高,是目前的趋势。


1.1 要求

双色注塑的配对材料必须满足两个基本兼容条件,粘合相容和加工过程相容。

此外,还必须满足以下要求:

△ 射出单元,平行同向、平行对向、水平及垂直L型、Y型同向单缸射出结构;

△ 混合射嘴,花纹、波浪、流痕、渐层、夹层等特殊射嘴;

△ 夹模,标准型、垂直转盘式、水平转盘式、转轴式、机械手转动式等机构;

△ 加料,除标准油压马达驱动外,还有ESD(ElectricScrew Drive)电动加料结构;

△ 油路,有ACC蓄压高速射出及闭回路设计。

1.2 特性

图:双色注塑机



△ 性能强节能高:注塑机节能改造后,系统能够快速响应,注塑机能够根据自身的需要对供给进行快速的调整,能够有效提高注塑机电能的利用率,从而达到高效节能。


△ 稳定性好:系统为压力与流量双闭环控制,根据注塑机的需求决定注塑机的供给。系统在给定输入或外界干扰作用下,能在短暂的调节过程后到达新的平衡状态,或者回复到原有的平衡状态。


△ 快速响应性好:快速响应性是伺服系统动态品质的重要标志之一,由于生产过渡过程时间短,一般在200ms以内,为实现超调的要求,要求过渡过程的前沿陡,节能改造后上升率要大,注塑机达到1500转的时间不到0.03秒。


△ 精度高:改造后的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。伺服电机采用永磁技术,准确、迅速,伺服电机采用PLC技术,控制更精确,允许的偏差一般都在0.01~0.00lmm之间。


 节能:采用取坯系统,降低电力消费。


△ 提高效率同时降低成本:达到了高响应,高重复性,提高了速度稳定性;采用2种原料或2种颜色可同时成型,大大减少工艺及人力从而实现节约成本;参数设定,系统调节为非常简单的数码操作。

1.3 双色注塑种类

① 双色注塑机注塑。

这种需二个前模一个后模,产品一次完成,中途不需要从啤机上御下,产品外观精细美观,第二次注塑的材料厚度一般为0.5-2MM,成本较高,一般用于比较小的产品。

图:双色注塑示意图


② 普通注塑机注塑

这种需要二个前模二个后模,第一次啤完后要将半成品取下再放入第二付模中进行第二次注塑,产品外观不是很好。对注塑技术要求高,一般第二次的注塑材料可到3MM,做较大的产品。

图:注塑机典型结构

1.4 双色注塑部件设计

按同一种材料设计即可,然后再拆件,在设计中需尽量避免尖锐的转角,以保证软与硬胶件接触优良,提升粘接效果

1.5 双色注塑工艺要求

① 软硬胶双射设计

两种材料必须熔点存在一定的温度差,一般推荐时60度,建议至少30度以上,第一射材料的熔点温度高,一般第一射是PC或PC/ABS,第二射是TPU或TPE,PC厚0.6-0.7mm,软件0.4mm以上。

尽量加宽接触面积,做沟槽等增加粘合力,或第一射采用抽芯,第二射部分材料注塑到第一射里面,第一射模具表面尽量做粗糙。


② 透明的和非透明的双射设计

△ 小镜片的双射设计

第一射做非透明的,第二射做镜片,第一射尽量用pc 熔点高,第二射用PMMA


△ 装饰用的透明和非透明的双射设计

第一射为非透明材料,第二射为透明材料,非透明材料常用的是SABIC的PC 料温高,第二射透明材料PMMA或pc。pc需要喷涂uv来保护,PMMA可选择uv或强化,如表面有字符则必须选择UV

1.6双色注塑模具特点

△ 动模是一样的,注塑过程是旋转、需要交换的,所以必须是一模一样的。(有特例,成型时候型腔可以不一样)


△ 模具的第一射的流道注塑完成后,是不能留在模具上的,最好是热浇道,不然也是可以用机械手抓取的,最差的也是潜伏类浇口,可以自动脱落,否则会浇口在上面第二射没法阖上模具。


△ 产品两次射出,产品开模后,第一射必须留在动模侧,就一般情况而言,一般都是选择将两射的产品都是留在动模侧的,所以模具需要开闭器、拉杆等实现顺序开模,先拉开定模侧,在定模侧需要加顶出机构,


△ 两组冷却系统,因为双射注塑的要求两种材料不一样,原则上要求第一射的材料的温度比第二射高出60度,而且模具的模温不一样,故需配备两套冷却系统。

2.双色注塑材料



双色注塑材料结合性图解

3. 双色注塑案例

得益于双色注塑机产品具有多样化的设计优势,目前已被广泛运用在手机业、制笔业、汽车业、家电业、手工具业及日用品业等众多领域。

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