成本低而附加值高的注射模塑技術(shù)
時間:2005-07-04
對于小規(guī)模的工廠來說，依靠創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展企業(yè)的戰(zhàn)略也許難以實現(xiàn)，因為在新設(shè)備技術(shù)上的投資通常很少。這些模塑商可能忽略了那些成本低而附加值高的技術(shù)。
表面裝飾
Ube Mechinery公司的DIEPREST是一種表層夾物模壓技術(shù)，允許模塑商在不使用粘結(jié)劑或特殊模具的情況下將塑料注射到織物、乙烯泡沫、單張膠片或者預(yù)成型的表面鑲件上。據(jù)Ube的市場銷售經(jīng)理Taku Tawarada說，盡管這項技術(shù)的工業(yè)化時間只有四年，但是許多汽車生產(chǎn)廠商（包括豐田和日產(chǎn)）都將它用在多種汽車內(nèi)裝飾件的制造上。
Tawarada說DIEPREST的主要優(yōu)點之一是經(jīng)改裝后可以用在標準電機上。該設(shè)備不僅可以用于表層夾物模壓，還可以用在其他類型的模塑中，因此操作靈活性更高。電機的使用是因為DIEPREST要求高度準確和可再現(xiàn)的合模運動，誤差在幾分之一毫米之內(nèi)。
這項技術(shù)的核心是多級合模控制軟件，通過一個伺服閥控制的閉環(huán)回路合模單元精確控制合模運動。操作過程中，乙烯泡沫或TPO表層被插入模腔內(nèi)，塑料被注射到表層的背后。一般情況下由于注入模腔內(nèi)的高壓會破壞表層的結(jié)構(gòu)，因此用粘結(jié)或者其他需要特殊設(shè)備的低壓技術(shù)將塑料粘到表層上，而DIEPREST通過控制合模運動克服了這一局限性。
在DIEPREST C機型上，表層插入模腔內(nèi)之后閉模。塑料被注射到表層的背后，由于注射壓力的作用，模板打開，然后再合模使制件成型，在表層結(jié)構(gòu)受到任何破壞之前模板再迅速打開。Tawarada說，因為啟閉模發(fā)生在冷卻時，所以循環(huán)時間沒有延長。還有其他一些DIEPREST機型用于特定的工藝或材料。除汽車制造業(yè)之外，該技術(shù)還面向家電、家具、醫(yī)療器械和消耗品。
模內(nèi)貼膜技術(shù)已應(yīng)用多年，用于在制品表面產(chǎn)生裝飾和其他印刷效果。近幾年來，這項技術(shù)越來越多地代替噴漆，用于各種塑料制品上。Bauer Plastics Technology Group的技術(shù)銷售代表Karl Berdan說，與氣輔成型復(fù)合使用，模內(nèi)表面貼膜技術(shù)的收益更高。
目前Berdan正在幫助一家汽車制造商建設(shè)一條模內(nèi)貼膜生產(chǎn)線，用于為下一個年型的一種多用途運動車模塑汽車側(cè)體。這條生產(chǎn)線由四臺合模力125～500t的注塑機組成。模塑使用的膜是非預(yù)成型或扁平膜，與預(yù)成型膜相比，這種膜的操作量少，價格便宜。膜由一個滾輪引導(dǎo)，在此和TPO基材塑合。成型的制品經(jīng)激光修型，粘結(jié)助劑處理后，被雙面膠帶串接起來。
Berdan說：“貼膜省去了噴漆的高昂費用。氣輔成型技術(shù)將循環(huán)時間縮短了15sec。此外中空制品更堅硬，更容易粘貼雙面膠。”
添加動力：更多的選擇
傳統(tǒng)的氣輔成型技術(shù)是帶壓氮氣通過一個通道或鎖孔注射到塑料中。Incoe公司的新方法是外部氣體模塑（EGM），即氣體被通到流入模內(nèi)的塑料表面或者被選擇區(qū)域的表面。同傳統(tǒng)氣輔成型技術(shù)相似，EGM可以用于扁而長的制品或者異型制品，消除了縮痕和表面缺隙，降低了過程的合模力要求。但是Incoe的業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁John Blundy說，相同點僅此而已。他說：“傳統(tǒng)的氣輔成型通常用于頂出棱紋和凸飾，但是存在一些問題，如氣體滲透制件的薄壁部分。”
EGM需要氮氣源和簡單的送氣設(shè)施。氮氣在低于1000psi的典型壓力下通過模具的型芯側(cè)。Blundy說，EGM是型芯側(cè)有棱紋結(jié)構(gòu)的制件的理想方法，也適合生產(chǎn)薄壁制件，如手機、計算機殼、商務(wù)機蓋和汽車儀表盤。對于薄壁制件，EGM可能比傳統(tǒng)氣輔模塑更加經(jīng)濟實惠。
Blundy指出：“使用EGM生產(chǎn)超厚棱紋制品時不必在棱紋中設(shè)計一個氣道。”EGM的其他優(yōu)勢包括60%合模力要求的降低，以及無應(yīng)力制品的生產(chǎn)。EGM在生產(chǎn)高收縮率的注塑材料（如PC/ABS）時還可以節(jié)省材料費用。氣體被用于頂出塑料，消除材料在模內(nèi)的大幅收縮。Incoe正在向北美和南美的模塑商出售該技術(shù)的使用權(quán)。
Battenfeld將在今年的K展會上推出該公司的水注射新技術(shù)Aquamold 。Aquamold可以在很短的循環(huán)時間內(nèi)生產(chǎn)管子和車門把手這樣壁非常厚的制件。由于制件的內(nèi)外同時冷卻，因此在多次試驗中循環(huán)時間比氣輔成型技術(shù)縮短了70%。水的注射也產(chǎn)生了極光滑的內(nèi)壁。
Battenfeld加拿大公司的區(qū)域經(jīng)理 Bruno Lamont 說：“Aquamold將會有一些特定的應(yīng)用。”在K展會上Aquamold將被用在Battenfeld TM2100/100注塑機上模塑多色海灘球拍。
據(jù)Lamont說，Aquamold需要為壓力注水而設(shè)計專門的壓力控制模塊。這種控制模塊是獨立的單元，可以從一臺機器移到另一臺機器。此外Aquamold需要一個特定的水進入模具的注射點和水流出模具的排放點。Lamont說，Battenfeld將與模塑商合作以保證特定應(yīng)用的正確設(shè)計和建立。
小氣泡，大節(jié)省
MuCell是一種微孔泡沫工藝，用在注射模塑中時，制品重量減輕，材料消耗降低，循環(huán)時間縮短以及其他的一些優(yōu)點。雖然這種技術(shù)已在市場上出現(xiàn)多年，但是許多模塑商才剛剛開始理解那些使它不同于其他注塑技術(shù)的獨特加工條件。
由Trexel公司開發(fā)并申請專利的MuCell技術(shù)使用超臨界流(SCF)狀態(tài)的氣體在塑料中生產(chǎn)直徑從5微米到50微米的微孔氣泡或氣囊。盡管MuCell不適合A級表面拋光度的制件，但它可以用于制造汽車內(nèi)部零部件、HVAC組件、保險絲盒和插頭等電氣/電子制品以及商務(wù)機等。模塑商通過注塑機制造商購買MuCell，現(xiàn)在有10個注塑機生產(chǎn)廠商隨他們的設(shè)備提供MuCell技術(shù)，他們是Arburg，Battenfeld，Engel，F(xiàn)erromatik Milacron，Husky，Italtech，JSW，Krauss Maffei，Toyo 和Van Dorn Demag。
Trexel的業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Dan Szczurko說，盡管從技術(shù)上講MuCell可以用于所有的熱塑性塑料，但它最適合大批量模塑工程填充樹脂，這時可以最快地收回投資。
Szczurko說：“MuCell的主要優(yōu)點之一是模腔壓力的降低，從而減少模制應(yīng)力，改善制件尺寸。”MuCell使塑料的粘度降低，因此對機器合模力的要求也降低。
Engel公司最近售出了一臺配有MuCell工藝的無拉桿注塑機。設(shè)備銷售和技術(shù)經(jīng)理Kai Jacobsen說，用戶用這臺機器模制一種以前在1500t機器上模制的HVAC件。Jacobsen說Engel在過去四個月里向汽車市場出售了帶MuCell的300t和400t的無拉桿注塑機。
Jacobsen說：“我們發(fā)現(xiàn)人們對MuCell和無拉桿技術(shù)的組合產(chǎn)生了很大的興趣。”他說Engel已經(jīng)在全球銷售了40臺配備MuCell的機器，并估計其中三分之二都是無拉桿注塑機。Engel在Guelph的技術(shù)中心有一臺開發(fā)MuCell用的測試機。
同樣，Husky公司向模塑商提供MuCell的應(yīng)用開發(fā)，并通過它在密歇根州Novi市的注塑系統(tǒng)技術(shù)中心給予支持，在那里Husky安裝了一臺175t具備MuCell功能的S系列注塑機。Husky在65～8000t的設(shè)備上提供MuCell技術(shù)。
Szczurko估計目前全球有幾十種工業(yè)化的MuCell應(yīng)用。“一個積極的跡象是我們正在得到重復(fù)訂單。這項技術(shù)不僅正在被使用，而且正在被推廣使用。”
毫無疑問這個跡象也表明，模塑商們逐漸懂得，從長遠的角度看，擴大他們的模制技術(shù)武器庫對他們自己和對他們的用戶都是雙贏的。
Ube的DIEPREST模塑技術(shù)可用在電機上，在塑料基質(zhì)上注塑紋理組織表層，而不必使用粘合劑或特殊模具。
