微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展

塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ第４９卷第２期２０２１年２月
微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展∗
任亦心１ꎬ刘君峰１ꎬ许忠斌１ꎬ∗∗ꎬ王金莲２ꎬ∗∗∗ꎬ虞伟炳３ꎬ应建华３
(１.浙江大学能源工程学院ꎬ浙江杭州３１００２７ꎻ２.杭州科技职业技术学院ꎬ浙江杭州３１１４０２ꎻ
３.浙江赛豪实业有限公司ꎬ浙江台州３１８０２０)
㊀㊀摘要:微孔发泡注塑技术是实现塑料轻量化设计的重要途径ꎮ在简要回顾微孔塑料发泡注塑成型工艺的基础上ꎬ重点介绍了微孔发泡注塑成型设备的发展动向ꎮ从注气㊁塑化㊁注射㊁模具和辅助系统等五个模块ꎬ分析总结工艺要求及多种国外产业端的先进设备特点和解决方案ꎮ文中重点论述多个成功应用的生产设备创新案例ꎬ并对微孔发泡注塑成型技术和设备的未来发展趋势进行展望ꎮ
关键词:微孔泡沫塑料ꎻ注塑成型ꎻ设备ꎻ轻量化设计
中图分类号:ＴＱ３２０ ６６＋２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２１)０２－００１２－０４
ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２１ ０２ ００３开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒＦｏａｍＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ
ＲＥＮＹｉ￣ｘｉｎ１ꎬＬＩＵＪｕｎ￣ｆｅｎｇ１ꎬＸＵＺｈｏｎｇ￣ｂｉｎ１ꎬＷＡＮＧＪｉｎ￣ｌｉａｎ２ꎬＹＵＷｅｉ￣ｂｉｎｇ３ꎬＹＩＮＧＪｉａｎ￣ｈｕａ３(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００２７ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＨａｎｇｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１１４０２ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＺｈｅｊｉａｎｇＳａｉｈａｏＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＴａｉｚｈｏｕ３１８０２０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｗａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｒｏａｃｈａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｐｌａｓｔｉｃｓ.Ｂａｓｅｄｏｎａｂｒｉｅｆｒｅｖｉｅｗｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓꎬｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓｐｌａｓｔｉｃｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗａｓｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｖａｒｉｏｕｓａｄｖａｎｃｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｆｏｒｅｉｇｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｒｏｍｆｉｖｅｍｏｄｕｌｅｓꎬｓｕｃｈａｓꎬｇａｓｉｎｊｅｃｔｉｏｎꎬｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇꎬｉｎｊｅｃｔｉｏｎꎬｍｏｌｄａｎｄａｕｘｉｌｉａｒｙｓｙｓｔｅｍ.Ｍａｎｙｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｐｐｌｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｓｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＭｉｃｒｏＰｏｒｏｕｓＦｏａｍＰｌａｓｔｉｃꎻＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻＥｑｕｉｐｍｅｎｔꎻＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＤｅｓｉｇｎ
轻量化设计是未来塑料加工技术的趋势之一ꎮ塑料轻量
化不仅有助于节省原料成本ꎬ对于汽车㊁航天航空等产业更
意味着产品整体性能和竞争力的提升ꎮ微孔发泡注塑成型是
在这个背景下发展起来的新技术ꎮ其最大的优势在于能进一
步激发塑料轻量化的潜能ꎮ同时ꎬ该技术还可减少缩痕㊁翘
曲变形和内应力区域[１]ꎬ降低锁模力和注塑压力ꎬ实现节能环保ꎮ特殊制备的微孔发泡塑料还可以根据产品需求具备一
些功能特性ꎬ例如隔热[２]㊁隔声[３]㊁较低的介电常数等ꎮ近年来ꎬ国内外产业端的需求和环保政策的导向使发泡注塑成型技术成为领域内的研究热点ꎬ也促使该工艺不断发展和完善ꎮ但是微孔发泡注塑成型设备和工艺关键技术大多为国外大型公司如Ｔｒｅｘｅｌ㊁Ａｒｂｕｒｇ㊁Ｅｎｇｅｌ等所垄断ꎬ在一定程度上制约了国内产业的发展ꎮ本文介绍了微孔发泡注塑成型的原理和工艺过程ꎬ结合国内外产业界具体的设备创新案例ꎬ就微孔发泡注塑设备的各个功能模块分别展开综述ꎬ并对今后微孔发泡注塑的发展趋势进行了展望ꎮ
１㊀微孔发泡注塑成型工艺过程
微孔发泡注射成型的原理是利用快速改变温度㊁压力等工艺参数的方法ꎬ使聚合物－熔体气体均相体系进行微孔发泡而成型制品[４]ꎮ以Ｔｒｅｘｅｌ公司的ＭｕＣｅｌｌ技术为典例ꎬ微孔发泡注塑设备及其过程中对应的两相形态变化如图１所示ꎮ首先ꎬ由高压气瓶提供超临界流体(通常为氮气或二氧化碳ꎬ典型剂量为０ ２％~１ ０％)ꎬ在螺杆回收期间通过喷射器以精确的流率注入混合段机筒内已经熔化的聚合物中ꎻ在螺杆向前输送物料的同时ꎬ特殊设计的螺杆混合段元件把气体切碎㊁搅混ꎬ使其均匀溶解在聚合物熔体中ꎬ形成塑料熔体－气体均相体系ꎮ有些设备还会专门设置扩散室进一步均化ꎮ由于止回阀和封闭式射咀的存在ꎬ均相体系能在高压下保持不发生离析ꎬ这是均匀成核的条件ꎮ随后ꎬ该体系将通过封闭式射咀高速注入已充压缩气体的模腔ꎮ模腔内足够高的压力防止
２１
∗国家自然科学基金资助项目(５２０７３２４７)ꎬ浙江省教育厅一般科研项目(Ｙ２０１９４１４３０)ꎬ浙江大学项目(校合－２０２０－ＫＹＹ－５３３００５－００４１)
∗∗通信作者ｘｕｚｈｏｎｇｂｉｎ＠ｚｊｕ ｅｄｕ ｃｎ㊀㊀∗∗∗通信作者ｗａｎｇｊｉｎｌｉａｎ８３＠１２６ ｃｏｍ
作者简介:任亦心ꎬ女ꎬ１９９８年生ꎬ本科ꎬ主要从事高分子成型加工方面的研究ꎮ
第４９卷第２期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展
气泡在充模阶段生长ꎮ充模完成后ꎬ型腔内压力骤降ꎬ气体在聚合物中形成非常高的过饱和度ꎬ极不稳定ꎮ高能态分子聚合诱发形成泡核ꎮ随着外部压力继续减小ꎬ气泡迅速膨胀ꎬ直至模腔被充满㊁物料凝固
ꎮ
图１㊀微孔发泡注塑成型设备及工艺对应两相形态简图Ｆｉｇ１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆａｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｔａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ相对于普通注射成型ꎬ气体的加入导致了系统额外的可变工艺参数ꎬ因此微孔发泡注塑成型过程要复杂得多ꎮ许忠斌等
[５]
曾系统地分析了影响微孔塑料注射成型过程的重要工
艺参数ꎬ包括注射压力㊁注射时间㊁熔体温度等ꎮＫａｓｔｎｅｒ等[６]也曾就改变各个工艺参数进行过最终塑料制品力学性能的测试ꎮ微孔发泡过程工艺参数的复杂性要求设备的设计者必须深入了解原理ꎬ准确控制各部分参数ꎬ最大程度利用微孔发泡的优势而减少其负面影响ꎮ
２㊀微孔发泡注塑成型设备典范
２ １㊀注气系统
注气系统即实现发泡剂注入聚合物体系的设备模块ꎮ不同的设备注气系统所在位置和注气形式各不相同ꎬ但均需要考虑能否精确控制注剂量㊁能否为后续的两相混合预留时间或提供基础ꎮ最后ꎬ注气系统的成本和可拆卸性也越来越成为重要的参考ꎮ
注气系统所在位置主要可分为均化段机筒处和喷嘴处ꎮ注气系统接入均化段的机筒的典型案例有Ｔｒｅｘｅｌ公司的ＭｕＣｅｌｌ注塑机ꎮ该系列注塑机将微孔发泡技术最早实现商用ꎮ早期的ＭｕＣｅｌｌ注塑机用泵通过旁路阀控制注入量ꎻ随后先后引入了阻力元件㊁歧管系统㊁伺服电机系统等ꎬ实现精准注气和同步计量ꎮ目前ꎬ最新Ｔ系列注塑机拥有对新用户友好的智能给料控制系统ꎬ仅要求操作员输入装料质量和超临界氮的百分比ꎮ其注气系统会根据螺杆位置信号的反馈自动控制单个或多个位置的注气喷嘴开闭ꎬ根据实际熔胶时间和压力降情况调节打气时间和流速ꎬ实现注气环节智能化ꎮ然而该技术对已有注塑机的机筒㊁螺杆改造程度大ꎬ对起始投入资金要求高ꎮ
针对此ꎬＴｒｅｘｅｌ公司在２０１９年塑料技术大会上发布了可代替端盖ꎬ用螺栓加装在标准化的螺杆/机筒上的新型螺杆尖
端加料模块ꎬ如图２ｂ所示ꎮ该技术使得新机不需要特殊的定制螺杆㊁机筒和止回环ꎬ能够方便地切换回传统注塑ꎬ灵活适应生产
ꎮ
ａ－传统ＭｕＣｅｌｌ
定制螺杆
ｂ－ＭｕＣｅｌｌ
新型螺杆尖端加料模块
ｃ－Ｏｐｔｉｆｏａｍ
技术鱼雷体状注气喷嘴
ｄ－ＰｒｏＦｏａｍ
技术及其颗粒锁
ｅ－ＩＱＦｏａｍ颗粒－ＳＣＦ气体注气方式图２㊀微孔发泡注塑成型技术案例示意图Ｆｉｇ２㊀Ｃａｓｅｄｉａｇｒａｍｓｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
注气位置同样在均化段的还有意大利ＮｅｇｒｉＢｏｓｓｉ公司在２０１７年法国国际塑料行业解决方案展览会上推出的泡沫微孔成型方案(ＦＭＣ)ꎮ与ＭｕＣｅｌｌ不同ꎬＦＭＣ将气体从螺杆尾部引入螺杆内部的通道中ꎬ并通过螺杆均化段上的一系列 喷针 注入熔体聚合物ꎮ该方法无需对机筒进行更换ꎮ
另一个常见的注气位置在喷嘴处ꎬ经典的工业案例有
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塑㊀料㊀工㊀业２０２１年㊀㊀
Ｓｕｌｚｅｒ化学技术公司和德国亚琛大学塑料加工研究所(ＩＫＶ)的Ｏｐｔｉｆｏａｍ以及Ｄｅｍａｇ公司的Ｅｒｇｏｚｅｌｌ技术ꎮ如图２ｃＯｐｔｉ￣ｆｏａｍ[７]在注气时设计了一种鱼雷体状有环形间隙结构的喷嘴ꎮ该环形间隙由可通过气体的特殊烧结的金属制成ꎬ可将ＳＣＦ由此注入聚合物流道ꎬ既使注入时气体与熔体之间的接触表面最大化ꎬ又可防止聚合物渗出流道ꎮ使用这个注气系统ꎬ只需更新传统注塑机的喷嘴即可ꎮ但相较于均化段注塑ꎬ该方法建议的注射速度更小ꎮ
在注气形式上ꎬ除了上述的注入超临界流体外ꎬ一些公司和研究所还开发了不需使用超临界流体的微孔发泡技术来避免造价高昂的超临界流体控制系统ꎮ例如塑胶颗粒－气体的混合注气方式ꎮ如图２ｄꎬＡｒｂｕｒｇ和ＩＫＶ开发的ＰｒｏＦｏａｍ技术[８－９]可以将自创的颗粒密封锁安装在任何常规注塑机的料斗和进料口之间ꎮ颗粒锁内的密封舱将颗粒聚合物从环境压力转移到发泡剂压力ꎬ在恒压储存仓中用气体浸渍ꎮ颗粒锁有专门的控制器ꎬ全过程仅新增一个发泡剂的压力参数ꎮ从整体上ꎬ该技术除了加入防气体流失的螺杆尾部额外密封外ꎬ无需干预原增塑单元ꎮ大众汽车公司构思并申请专利㊁预计近几年投产的ＩＱＦｏａｍ[１０]采用类似的方式ꎬ如图２ｅꎬ通过调节阀门以及两个致动器ꎬ在中低压下将气体与颗粒一起引入塑化系统ꎮＰｒｏＴｅｃｈ公司在２０１８年国际塑料加工贸易展览会上首次展示的ＳｏｍｏｓＰｅｒｆｏａｍｅｒ制造解决方案也采取将粒料经过浸渍送入一台或多台注塑机内的类似做法ꎮ
塑胶颗粒 气体的注气方式体现了工业生产中模块化思想ꎬ通过可拆卸的组件进行扩展ꎬ从而灵活适应生产需求ꎮ但是在如何加快这种形式的气固吸收㊁缩短间歇注入的周期的问题上还有研究的空间ꎮ
目前研究领域也提出了诸多代替超临界流体实现发泡的想法ꎮＹｕｓａ等[１１]开发的微孔发泡技术将物理发泡剂通过喷射阀和特殊螺杆运动的配合直接从气瓶中注入到熔融聚合物中ꎮ该装置形态与ＭｕＣｅｌｌ装置类似ꎬ新增一个排气循环系统ꎬ在聚合物饱和时将气体回收ꎬ不饱和时再次注入气体ꎮ在此基础上ꎬＷａｎｇ等[１２]实现了用空气作为发泡剂进行微孔塑料的制备ꎬ并验证得到相比于氮气和二氧化碳发泡剂更细腻均匀的微孔结构ꎬ具有较好的商业前景ꎮ
２ ２㊀塑化系统
塑化系统是微孔发泡注塑机的核心组成部分ꎬ它是实现聚合物机械塑化㊁加热塑化和两相混合的场所ꎮ
对于注气位置靠前的设备ꎬ往往会从优化螺杆的角度促进两相混合ꎮ专为微孔发泡而开发的螺杆主要需考虑:提高塑化能力和分散混合能力㊁降低熔体温度不均匀性㊁防止发泡熔体中气体溢出逆流等ꎮ例如ꎬＴｒｅｘｅｌ为ＭｕＣｅｌｌ技术定制的螺杆具有长径比大的特点ꎬ塑化段后设置提高聚合物/气体混合效果的混炼元件ꎮ螺杆上的后止回阀和前止回阀使得混合段保持高压ꎬ防止混合物向进料区和喷嘴膨胀ꎮ
对于注气位置偏后的设备ꎬ通过螺杆机械混合时间极短的工艺ꎬ例如Ｅｒｇｏｃｅｌｌ和Ｏｐｔｉｆｏａｍ[１３]ꎬ塑化系统会在螺杆到喷嘴之间专门设置混合室㊁扩散室等来强化气体在聚合物中的扩散和均化ꎮ其中ꎬＯｐｔｉｆｏａｍ采取了高压静态混合室ꎬ使得两相混合更充分ꎮＥｒｇｏｃｅｌｌ则采用动态混合室ꎬ由电机驱动旋转ꎬ连接气体计量模块ꎬ加在标准化的塑化装置前端ꎬ该设计使得注入气体的混合速度独立于螺杆转速ꎬ让塑化过程和两相混合过程分别控制在最优参数下ꎮ
２ ３㊀注射装置
在微孔发泡技术的注射环节ꎬ压降速率的增加会使得熔体成核速率提高ꎬ泡核均含气量减少ꎮ因此注射时的压降速率是得到均匀尺寸及分布的微孔的关键加工参数ꎮ提高压降速率的方式有提高注射速度㊁缩小喷嘴尺寸和延长喷嘴通道等ꎮ例如ꎬＭｕＣｅｌｌ注塑机喷嘴大小相较等效实心注塑缩小了九成ꎻ微孔发泡注塑机的塑化系统和注塑系统的动力装置也通常是分离的ꎬ分别提供较高的分散混合能力和注射速率ꎮ由于熔体黏度降低ꎬ微孔发泡注射装置的注射压力相比于传统注塑可降低４０％~５０％ꎮ注射喷嘴通常选择封闭式喷嘴以防止气体泄漏和提前发泡ꎮ
２ ４㊀模具装置
模具系统是塑料发泡成型的场所ꎬ同时具有了监控和调整塑料发泡过程的功能ꎮ
为防止充模时期的预发泡ꎬ用于微孔发泡注塑的模具中通常会注入压缩气体ꎮ当塑料熔体被高速注入模腔时ꎬ该部分气体产生反压阻碍压降ꎮ因此微孔发泡的模具系统需具备高效排气进气系统ꎬ以便产生均匀的充模流场ꎮ由于注射速度高ꎬ连接流道和型腔的浇口截面积相对较大ꎮ
对于传统注塑过程ꎬ模腔压力已被广泛应用作为监控成型过程的参量ꎮ但微孔发泡注塑中ꎬ在充模即将结束时压力就已经比较低的情况下ꎬ发泡过程的模腔压力很可能无法单独作为有用的反馈量ꎮ针对此ꎬＢｅｒｒｙ等[１３]的研究提出可以通过快速响应热电偶和传统的压力传感器的结合来监控㊁预测微孔发泡成型的效果ꎮ另一方面ꎬ由于聚合物发泡会自主膨胀压实型模腔ꎬ几乎不需要保压的过程ꎬ微孔发泡技术有着更节能省时的优点ꎮ
２ ５㊀液压系统
液压系统起到支持以上系统实现低注射压力㊁高注射速率的作用ꎬ并且能在螺杆停止转动和注射开始前维持机筒内压力ꎬ固定螺杆和防止预发泡ꎮ液压系统与注塑设备是相对独立的体系ꎬ在这里不做具体展开ꎮ
２ ６㊀辅助系统
通过微孔发泡注塑制作的产品在表面性能和力学性能可能有缺陷ꎮ针对这个问题ꎬ常采用共注射模塑㊁快速热循环㊁绝缘涂层法㊁气体对压和芯背膨胀法等[１４－１８]加以改善ꎬ注塑机中会相应增加辅助系统ꎮ
共注射模塑是传统的改善产品表面的方式ꎬ在微孔发泡中也有运用ꎮ实心－微孔材料共注射成型设备能够解决产品表面缺陷的问题ꎮ它增设了固体表层塑料的注射筒ꎮ在加工时ꎬ先注射实心塑料作为表皮ꎬ然后注射发泡塑料作为制品芯部ꎬ最后以实心材料封口[１４]ꎻ循环加热法能提高模具和聚合物熔体之间的界面温度以保证表面的质量ꎬ同时避免长时间升温
４１
第４９卷第２期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展
影响成核发泡ꎬ减少能耗浪费ꎮＣｈｅｎ等[１５]采用电磁感应加热
与水冷相结合的方法ꎬ实现了快速的㊁仅限于模具表面的温度控制ꎬ可消除涡流痕迹ꎮ薄膜绝缘涂层法[１６]则是通过在模
具的内表面添加不同厚度的聚四氟乙烯隔热薄膜ꎬ将界面温度保持在熔融温度以上ꎻ气体对压法即将模腔内气压升高ꎬ使得聚合物在填充过程中被限制发泡ꎮ一旦模腔被完全填充ꎬ表面层冷却ꎬ再减压发泡[１７]ꎮ该方法还能用来控制核的生长ꎮＭｕＣｅｌｌ的经典设备中应用了气体对压法ꎻ芯背膨胀法[１８]
在对压法的基础上发展ꎬ以高注射速度将聚合物注入腔体厚度可变的精密机械ꎬ形成固体外层 皮肤 后ꎬ模具扩张厚度ꎬ压力突然下降诱导零件内部产生泡孔ꎬ逐渐达到更低的密度ꎮ该工艺能使制品减少表面漩涡痕迹ꎬ表层变薄ꎬ制品密度更低ꎮ此外ꎬ由于总厚度的增加ꎬ也改善了包括抗弯刚度在内的部分力学性能ꎮ
３㊀展望
微孔发泡注塑成型技术和设备在未来会呈现如下发展趋势:
１)设备复杂性降低ꎮ许多大型注塑设备企业开始涉足这一市场ꎬ他们迫切需要解决的是如何将微孔发泡技术与客户已有的普通注塑机进行适配ꎬ实现低成本的更新改造ꎮ设备研发整体朝着降低发泡设备复杂性的方向发展ꎮ
２)智能化提升ꎮ随着仿真软件和人工智能技术的发展ꎬ更加智能㊁操作友好的控制系统会集成到微孔发泡注塑机中ꎮ能进行状态监测㊁仿真计算㊁智能控制及可视化呈现的辅助模块在未来也适合应用于更为复杂的微孔发泡注塑过程ꎬ在气泡形态稳定性的控制㊁表面缺陷处理上有所突破ꎮ３)关注环保领域ꎮ作为一种绿色塑料加工技术ꎬ微孔发泡还可能进一步与塑料循环利用相结合ꎮ例如对废弃塑料制品粉碎㊁再造粒和再发泡ꎻ或采用三明治结构将回收的废弃塑料发泡作为内芯等ꎮ
４)关注功能材料领域ꎮ对于微孔发泡塑料功能的深入研究会让微孔发泡技术潜在的应用场景进一步拓宽ꎬ特别是在对声学㊁热学㊁减震等有要求的特殊场景中ꎮ
目前ꎬ几乎所有领先的微孔发泡注塑设备厂商都是国外的企业ꎮ国内微孔发泡领域主要集中在对原料工艺方面的研究ꎬ在设备和产业化方面还处于起步阶段ꎮ为实现国内微孔发泡塑料技术革新ꎬ还需通过产学研结合ꎬ不断优化过程设备ꎬ早日实现我国塑料产业的高端化㊁智能化升级ꎮ
参㊀考㊀文㊀献
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(本文于２０２０－１１－０５收到)㊀
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(本文于２０２０－１１－０９收到)㊀
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(本文于２０２０－１０－１９收到)
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