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光学注塑工艺推动汽车塑料化-【新闻】

发布时间:2021-05-28 10:15:43 阅读: 来源:松子厂家

光学注塑工艺推动汽车塑料化

通常,对於一些形状相对规则和简单的产品,当传统的精密注塑依然不能达到要求的时候,会采用新的成型工艺,以应对收缩痕或冷却过程中持续的冷却补料动作造成过大而且不均的残余应力。目前各个公司在这方面都各有所长。对於流长比较高的大面积部件,目前以采用射出压缩技术为主,可以有效降低填满腔体所需的注射压力。充填压力和速度的降低使得熔融物的抗剪应力降低了,这样可以达到分子取向减弱的效果。而最小的分子取向是非常重要的,因为分子取向会使这种材质产生不需要的光学效果——显着的双折射。没有模内残余应力在光学部件中也是需要的,尤其是表面应力,这将降低表面涂层的粘附性,这一点非常必要。同样,所有机械制造者也都信赖双模仁转轴技术。这样通过多组分或覆盖注塑工艺能使制程达到最大的经济性。

目前基本上有多种不同的光学注塑工艺在应用。其中最传统的注塑压缩工艺是长行程压缩技术,它适用於夹具中相对规则的薄壁部件。我们通常也使用这种工艺成型信息光盘,如CD/DVD等。在这种工艺中,注塑之前,模具并不完全闭合,根据制品形状和大小预留一些距离,注射时采用较低的压力充填模腔,随後,模具在一定力的作用下闭合,将合模力作用於熔融物上,以消除内部压力不均匀的现象。在车窗的制程中,奥地利的ENGEL向市场推出包含取制品及车窗边缘包裹於一体的注塑成型系统,包括二板式的液压注塑机和自动取件的机械手。

另一个以低模内残余应力制造窗户的注塑压力制模的变体是膨胀压缩技术,由日本发明,在汽车行业成熟应用的有Krauss-Maffei(克劳斯玛菲)、Beston(巴斯顿)等。注塑前模具是完全闭合的。这种方法的优势是:解决了需要在边缘留溢料口的问题,而且可以提高闭模方向的尺寸精度。当腔体填充完全以後,部件厚度在较高的注射压力的控制下随腔体变大而增加,加量填充来预先提供冷却收缩所需要的体积。一旦达到所需的补缩体积时,关闭浇口,不使用传统工艺的保压功能,在逐渐降温冷却过程中,内部压力逐渐降低,体积逐渐缩小,在开模时获得低应力高精度制品。这一技术目前已经成熟应用在生产汽车的侧窗和天窗中,这种工艺要求注塑机提供极高的注射压力并具备射嘴或模具流道关闭功能。

对於流程比超长的成型工艺,Battenfeld公司曾经在美国行业展会上展出IMP-more工艺。成型的原理是通过楔形机械机构扩大充填腔来实现低压力充填。在注射开始後通过机械斜楔形结构进行闭合,使得腔体以非常低的压力灌满型腔。缺点是需要额外的机械结构来保证开模力的稳定和均匀。宝马公司的工程师自行研发了这个概念的三压板模具并应用於汽车侧板的成型,在模具中产生了相当於3200吨锁模力所达到的效果。

在一些简单的结构中,有时候也采用一些局部压缩工艺来提高成型质量,如在厚壁或者高要求部位的背面。采用活动或弹性机械结构,在充填时会受压而後退,冷却时可以在外机械力的作用下回压,使得冷却补缩需要的物料不需要从浇口补充,从而获得低应力和高表面质量的制品。

而对於异形复杂的车灯,在结构允许的情况下,通常采用长行程射出压缩法成型,但由於未来车灯的LED光源的应用,车灯零件的设计更具整合性,一种新型顺序变温控制技术正在被快速的应用到复杂光学零件的制程中,这种工艺最早由Beston(巴斯顿)提出,并在中国也进行了专利注册,该注塑机曾在2009年的广州CHINAPLAS中国国际橡塑展中展出,根据产品的形状和制程特点,利用分组控温技术,在注射前,模具完全闭合,模具的模腔表面根据需要对不同的部位进行分组加热温度控制,在低速低压的情况下完成充填。

因为在需要较高微观表面质量的位置有独立的温度控制,可以获得非常高的微观复制性,并且可以消除熔接痕。与传统的急冷急热技术不同,其加热和冷却降温过程是由电脑程序控制分组独立进行,在制品的不同部位可以区分优先满足高要求部位来设定优化成型工艺,并可以根据需要的冷却速度来进行冷却速度控制。收缩补料也得以在可控的状况下进行低压补料,从而获得复杂的高质量表面以及低残余应力的光学制品,这种工艺可以广泛应用到各种高要求的注射成型。

在成型工艺中,较好的熔融质量是注塑成功的基础,在熔融过程中,特别要注意避免黑点黑斑和发黄。螺杆的材料、参数和恰当的单过胶组件结构非常关键。因为PC有粘附螺杆表面并腐蚀的倾向,对螺杆的材质选择要加以特别重视。镀铬、镀钛或全硬特殊合金材料或一些表面涂层螺杆在各注塑机厂商中被成功地应用。由於材料和制造工艺的不同,这类螺杆的价格也差异极大,後续的保养更换也需要更多的成本,Beston新推出的一种新型合金螺杆No.37,其经济性甚至可用於普通民用PC的生产。

在光学零件的后续处理上,我们还会对表面进行一些加硬防刮、防腐蚀以及一些抗紫外线涂层。在一些特殊情况下甚至加入电子屏蔽涂层,以减少电磁辐射穿透,研发各种涂层技术用以保护涂层下的塑料可以更耐用,适应各种恶劣环境或者实现更多的功能。Battenfeld,Ticona和Wahloptoparts,材料科学部门,塑料工艺学院(RWTH大学),已经投资进行了不同表面涂层的新研究以应用於制塑部件,旨在创造一种适用於任何塑料树脂的最稳定的涂层系统。

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