注塑成型概述及未来发展

注塑成型概述及未来发展

注塑成型

注塑成型技术概述

注塑成型工艺是塑料制品加工中非常重要技术类型，大多数行业的塑料件加工均需要注塑成型工艺来完成。所涉及的行业及领域甚广，如食品、电子电器、仪表仪器、汽摩、日用、化工、农业、运输等行业都可使用到注塑成型工艺制造的塑料元件。下面我们来介绍下注塑成型工艺在国内的发展情况及其未来发展趋势。

注塑成型是塑料制品成型的一种重要方法。几乎所有的热塑性塑料、多种热固性塑料和橡胶都可用此法成型。在中国，目前注塑成型制品约占塑料制品总量的30%左右，注塑机占塑料机械总产值的38%左右。注塑成型可制造各种形状、尺寸、精度、性能要求的制品。注塑制品包括小到几克甚至几毫克的各种仪表小齿轮、微电子元件、医疗微器械等，大到几千克的电视机、洗衣机外壳、汽车用塑料件，甚至几万克的制品。

注塑成型技术有重大突破

南昌大学柳和生教授承担的第二批江西省主要学科跨世纪学术和技术带头人培养计划项目–气体辅助注塑成型技术研究及气辅注塑成型机研制项目，日前在南昌通过由江西省科技厅主持的验收。该项目的研制成功，为推动我国注塑成型技术进步，为塑料制品企业改进气辅注塑工艺奠定了扎实的理论和实验基础。

微型注塑技术开创新时代

微型注塑技术是一种可在工作表面上造出微细结构的工艺，从而为成品提供不同的功能，例如不吸水的特性、减少流动阻力、导光性等。目前，微型注塑技术可造出少至20mm的微细结构，09年被北京塑料制品厂引进。实施微型注塑技术需要特殊的加工及模具技术及设备，例如采用外部加热系统（感应发热元件），其优点有二：可以实现模腔表面温度的局部控制；可以大幅缩短加热和冷却时间。

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注塑成型新技术的发展概况

Development Situation of the New Technology of Injection Molding

刘方辉，钱心远，张杰（1）Liu Fanghui, Qian Xinyuan, Zhang Jie(1)

- 四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室，四川成都610065

- State Key Lab of Polymer Material Engineering, College of Polymer Science&Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China

摘要: 综述了近年来注塑成型技术的发展状况，介绍了新型气辅注塑成型、多组分注塑成型、粉末注塑成型、微孔发泡注塑成型、微注塑成型等技术的特点及最新动向。

Abstract : The development of the injection molding technology in recent years was summarized, and the characteristics and developing trend of the new gas-assisted injection molding technology, multi-component injection molding technology, powder injection molding technology, microcellular foam injection molding, micro-injection molding technology were introduced.

关键词: 注塑成型；新技术；发展动向

Key words : Injection molding; New technology; Development trend

评述

文章编号：1005-3360（2009）03-0083-06

中图分类号: TQ320.662 文献标识码: A

高分子材料的成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、压制成型等，其中，注塑成型因可以生产和制造形状较为复杂的制品、易于与计算机技术结合、易于实现自动化生产等优点，在高分子材料的成型加工中占有极其重要的位置。注塑成型技术广泛应用于汽车、家电、电子设备、办公自动化设备、建材等诸多领域。近年来，这些工业领域迅速发展，给注塑成型技术的发展提供了强大的推动力，使注塑成型技术在发展速度上、水平上都得到了迅猛的发展，特别是对于注塑成型新技术的发展更是起到了强大的推动作用。本文着眼于注塑成型新技术的最新发展动向，介绍了几种用途较为广泛的注塑成型新技术。近几年来，注塑成型新技术发展动向主要集中在：新型气辅注塑成型技术、多组分注塑成型新技术、微孔发泡注塑成型技术、微注塑成型技术等方面。

1 新型气辅注塑成型技术

气体辅助注塑成型技术(Gas-assisted InjectionMolding Technology) 是自往复式螺杆注射机问世以来，注塑成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面，利用气体积压，减少制品残余内应力，消除制品表面缩痕，减少用料，显示传统注塑成型无法比拟的优越性。一般气体辅助注塑成型的过程是：先向模具型腔中注入经过准确计量的塑料熔体，再直接注入压缩气体；气体在塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空，作为动力推动塑料熔体充满模具型腔并对塑料熔体进行保压，待制品冷却凝固后再开模顶出。近年来，气体辅助注塑成型技术发展迅速，出现了一些创新性技术，如水辅助注塑成型技术、冷却气体气辅技术、气辅共注成型技术、外部气辅注塑技术及振动气辅技术等。

1.1 水辅助注塑成型技术

水辅助注塑成型技术(Water-Assisted Injection Molding Technology) 是以德国Aachen 大学塑料加工研究所为代表的研究人员基于气辅成型原理开发出的新的注塑成型技术。由于气体的热容量比较小、导热性差，气体辅助注塑时，制件相当于单面冷却，因而其成型周期往往比普通注塑长。水辅助注塑成型技术的原理与气体辅助注塑成型技术基本相同，只是用水代替气体注入熔体中心。其工艺过程为：（1）将熔体注满型腔，进行短暂保压；（2）将水注入熔体中心，在水的压力下，制件中心的熔体倒流回注塑系统；（3）经过一段时间保压后，减压将水排出制件。排水所需的压力可以由水的蒸发产生，或者通过加入水中的CO2的蒸发产生。在注塑直径为30mm的PP中空制件的比较实验中发现，水辅助注塑的冷却时间比气体辅助注塑减少了75%。按照成型工艺过程的不同，水辅助注塑成型有短射( 欠料注塑) 法、返流法、溢流法和流动法4种工艺方法[1]。

1.2 冷却气体气辅成型技术

在气辅成型过程中，尽管气体辅助成型降低了塑件的壁厚，但在工艺过程中，冷却阶段在成型周期中所占比例最大。当气体( 氮气) 将塑件穿透时，其冷却作用是非常小的。如果制品在脱模时冷却不够充分，则内部残余热量会形成表面再结晶，从而导致制品质量降低或者变形，严重的时候制品内部会出现气泡。为避免以上情况的发生，可以采取延长模具冷却时间或使用次级冷却装置的措施，但会增加成本。冷却气体辅助成型技术便是针对以上的问题而出现的一种新的气辅成型方法。在冷却气体辅助成型工艺中，气体通常被冷却至–20℃~180℃。冷却气体形成的过程是：常温气体通过一个腔室，在其中被液氮冷却。这种冷却气体辅助成型技术的主要优势在于：当冷却气体穿透熔体时，在模腔内会产生塞流效应，塞流