发泡工艺培训资料
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点 • 设备复杂程度不高(一个混合头)
• 发泡工艺选择性高 -节省原料 -切割区域少
• 气泡等缺陷总是在一个地方出现 • 发泡过程可以仿真
• 合模时容易压到升起的泡沫
• 只能从一个点注入发泡料
缺
• 合模时容易造成困气，可能随机位 • -发泡料不易流到零件的边缘
点
置产生气泡
• 一个模具一个混合头
• 切割的位置和浪费的原料较多
泡沫与表皮之间无粘接力，当撕开表皮时，表皮内表面无泡沫残渣， 泡沫表面光亮平滑
发泡工艺
1-4. 原料简介 POLY: 是一种黑色液状混合物，由多种化合物混合而成，长期存储的情况下 会分层，因此在使用前必须预搅拌。而且，在比较寒冷的条件下，组和 多元醇会越来越稠并且难于混合，因此必须在温暖（通常室温）的条件 下储存，并且在填充入原料罐之前预热至室温。
ISO： 是一种棕黄色液状的纯净物，长期存储的情况下不会分层，因此不需 要预搅拌。但其冰点较低易结晶，且与OH反应，因此，必须在室温下密 封的容器中储存. 在填充进相应的原料罐之前必须与潮湿的条件隔离 （container装置上装有干燥单元）。
发泡工艺
1-5 原料的储存条件
•稳定的温度 30°> T°>10° •使用前多元醇混合均匀
Tips 温度低于10°时，多元醇粘度会增加，导致在设备里流动困难。异氰酸酯由于凝固点较
低，所以低于2°时会结晶，在150~170°左右结晶才能完全溶解。
发泡工艺
1-6 .混合比例
多元醇(A料)和异氰酸酯(B料) 100份的A料 ：XX份的B料
发泡工艺
1-3 .B料是什么？
主要是异氰酸酯盐(Isocyanate)。 它提供反应所需要的异氰酸酯基[-NCO].
异氰酸酯盐(Isocyanate)，目前应用最广、产量最大的是 有： •甲苯二异氰酸酯（Toluene Diisocyanate，简称TDI）； •二苯基甲烷二异氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate， 简称MDI）。
• 浇注两个地方需要两个混合头
• 发泡过程不可以仿真
发泡工艺
3-1 发泡机工作原理
13
发泡工艺
高压浇注过程
14
发泡工艺
3-2发泡模具动作
模具的动作
排气:必须把气从模具中排出去
1
脱模:模具打开，顶出lP零件
2
浇注:根据相应技术将料浇注到模具
3
放气:排除反应中分CO2
4
膨胀:产生CO2气体。
5
保压:密封条密封，保持压力
内部气泡（暗洞）
什么是内部气泡（暗洞）？
如图片：内部光滑
可能原因：
浇注点或浇注路径不合适 浇注过程中发生震荡 模具浇注位置或角度不合适 上下模具间隙太小 模具密封太紧 合模速度太快或合模时间太长 模具局部设计不合理... 原料流动特性不合适，如化学反应速度太快
6
熟化:必要的时间保证泡沫熟化
7
发泡工艺
发泡工艺
发泡工艺
Biblioteka Baidu 发泡工艺
塌泡
4 发泡缺陷
什么是塌泡？ 塌泡是指局部泡沫结构塌陷，泡沫结构内部呈现纤维状不规则形状，
如图片所示：
可能原因：
异氰酸酯量少 模具温度太低 骨架温度太低 原料温度太低 混合不好 泡孔结构太粗糙 浇注量太少，原料流动路径太长 模具密封条处泡沫泄漏 原料质量问题
BZ3IP 比率0.54 即是 100gA料 ：54gB料
异氰酸酯与羟基反应
反应得到的二氧化碳气体 扩散在聚氨酯分子矩阵中，发
泡的泡沫就产生了。
发泡工艺
1-7 发泡反应的特征时间:
(以两种料开始混合时为时间点开始计时) •乳白时间(Cream time): 发泡料的体积开始增长。 •杯口时间(Cup border time):发泡料体积增大，达到杯子口。 •拉丝时间(String time):发泡料开始固话凝结，轻触表面后会出现拉丝现 象。 •上升时间(Rise time):发泡料停止。 •表干时间(Tack-free time):发泡料表面没有黏性。 •固化时间(Curing time):泡沫的空间尺寸充分稳定。
泡孔结构太粗糙
现象:
如图片：
较大面积内，泡孔表面结构不规则、碎裂
可能原因：
浇注重量太低 模具内局部原料填充不满 模具周边泡沫泄漏，如：充气式密封不合适或气袋充气不足等 脱模剂质量问题 原料污染 原料温度太低 模具温度太低
与表皮之间粘接强度不够
现象:
如图示：
发泡工艺
2-1 发泡技术
典型的开模浇注骨架
典型的开模浇注表皮 发泡后需要铣削和冲孔
发泡工艺
2-1 发泡技术
典型的闭模浇注骨架
典型的闭模浇注表皮
发泡后不需要或少量的铣削和冲 孔，需手工切掉多余部分
发泡工艺
2-2 发泡技术对比
比较
开模
闭模
• 发泡料可以随模具线型随意分配
优 • 泡沫密度均匀
• 泡沫可以达到IP的边缘
A料 多元醇 (Polyol) B料 异氰酸酯(Isocyanate)
发泡工艺
1-2. A多元醇料是什么？
多元醇是分子中含有三个或三个以上羟基的醇类。
醇类 polyester
•长链无骨提供胶粘性 交联剂 cross linker •提供硬度调节 发泡机剂blowing agent 催化剂 catalysts 附加成分： 色素 粘度活性剂 开孔剂 阻燃剂 乳化剂 水解稳定剂 防氧化剂
发泡工艺 1.为什么用发泡IP？发泡是什么？
发泡工艺
1.为什么用发泡IP？发泡是什么？
- 与注塑对比 - 注塑是用原料把模具填满的过程。 - 发泡是用少量的可以膨胀的原料把模具填满的过程。
发泡工艺
1-1 模具里膨胀的料是什么？
膨胀的料叫做聚氨酯 (polyurethane)， 是由组合多元醇（Polyol）与异氰酸 酯（Iso)两种物质反应形成的物质它是一种高分子材料。 1937年由德国拜耳博士用异氰酸酯和多元醇化合物发生加聚反应制成。
泡沫层裂
什么是泡沫层裂？
如图片：
如果在刚刚脱模后零件表面呈膨胀状态，则内部泡沫常常会发生层裂
可能原因：
密封条放气时间不合适 下模底部气袋放气时间不合适 模具开模太快 异氰酸酯量多 模具温度太高 原料温度太高 浇注量太多 泡孔结构太细密 原料本身质量问题，开孔率低
• 发泡工艺选择性高 -节省原料 -切割区域少
• 气泡等缺陷总是在一个地方出现 • 发泡过程可以仿真
• 合模时容易压到升起的泡沫
• 只能从一个点注入发泡料
缺
• 合模时容易造成困气，可能随机位 • -发泡料不易流到零件的边缘
点
置产生气泡
• 一个模具一个混合头
• 切割的位置和浪费的原料较多
泡沫与表皮之间无粘接力，当撕开表皮时，表皮内表面无泡沫残渣， 泡沫表面光亮平滑
发泡工艺
1-4. 原料简介 POLY: 是一种黑色液状混合物，由多种化合物混合而成，长期存储的情况下 会分层，因此在使用前必须预搅拌。而且，在比较寒冷的条件下，组和 多元醇会越来越稠并且难于混合，因此必须在温暖（通常室温）的条件 下储存，并且在填充入原料罐之前预热至室温。
ISO： 是一种棕黄色液状的纯净物，长期存储的情况下不会分层，因此不需 要预搅拌。但其冰点较低易结晶，且与OH反应，因此，必须在室温下密 封的容器中储存. 在填充进相应的原料罐之前必须与潮湿的条件隔离 （container装置上装有干燥单元）。
发泡工艺
1-5 原料的储存条件
•稳定的温度 30°> T°>10° •使用前多元醇混合均匀
Tips 温度低于10°时，多元醇粘度会增加，导致在设备里流动困难。异氰酸酯由于凝固点较
低，所以低于2°时会结晶，在150~170°左右结晶才能完全溶解。
发泡工艺
1-6 .混合比例
多元醇(A料)和异氰酸酯(B料) 100份的A料 ：XX份的B料
发泡工艺
1-3 .B料是什么？
主要是异氰酸酯盐(Isocyanate)。 它提供反应所需要的异氰酸酯基[-NCO].
异氰酸酯盐(Isocyanate)，目前应用最广、产量最大的是 有： •甲苯二异氰酸酯（Toluene Diisocyanate，简称TDI）； •二苯基甲烷二异氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate， 简称MDI）。
• 浇注两个地方需要两个混合头
• 发泡过程不可以仿真
发泡工艺
3-1 发泡机工作原理
13
发泡工艺
高压浇注过程
14
发泡工艺
3-2发泡模具动作
模具的动作
排气:必须把气从模具中排出去
1
脱模:模具打开，顶出lP零件
2
浇注:根据相应技术将料浇注到模具
3
放气:排除反应中分CO2
4
膨胀:产生CO2气体。
5
保压:密封条密封，保持压力
内部气泡（暗洞）
什么是内部气泡（暗洞）？
如图片：内部光滑
可能原因：
浇注点或浇注路径不合适 浇注过程中发生震荡 模具浇注位置或角度不合适 上下模具间隙太小 模具密封太紧 合模速度太快或合模时间太长 模具局部设计不合理... 原料流动特性不合适，如化学反应速度太快
6
熟化:必要的时间保证泡沫熟化
7
发泡工艺
发泡工艺
发泡工艺
Biblioteka Baidu 发泡工艺
塌泡
4 发泡缺陷
什么是塌泡？ 塌泡是指局部泡沫结构塌陷，泡沫结构内部呈现纤维状不规则形状，
如图片所示：
可能原因：
异氰酸酯量少 模具温度太低 骨架温度太低 原料温度太低 混合不好 泡孔结构太粗糙 浇注量太少，原料流动路径太长 模具密封条处泡沫泄漏 原料质量问题
BZ3IP 比率0.54 即是 100gA料 ：54gB料
异氰酸酯与羟基反应
反应得到的二氧化碳气体 扩散在聚氨酯分子矩阵中，发
泡的泡沫就产生了。
发泡工艺
1-7 发泡反应的特征时间:
(以两种料开始混合时为时间点开始计时) •乳白时间(Cream time): 发泡料的体积开始增长。 •杯口时间(Cup border time):发泡料体积增大，达到杯子口。 •拉丝时间(String time):发泡料开始固话凝结，轻触表面后会出现拉丝现 象。 •上升时间(Rise time):发泡料停止。 •表干时间(Tack-free time):发泡料表面没有黏性。 •固化时间(Curing time):泡沫的空间尺寸充分稳定。
泡孔结构太粗糙
现象:
如图片：
较大面积内，泡孔表面结构不规则、碎裂
可能原因：
浇注重量太低 模具内局部原料填充不满 模具周边泡沫泄漏，如：充气式密封不合适或气袋充气不足等 脱模剂质量问题 原料污染 原料温度太低 模具温度太低
与表皮之间粘接强度不够
现象:
如图示：
发泡工艺
2-1 发泡技术
典型的开模浇注骨架
典型的开模浇注表皮 发泡后需要铣削和冲孔
发泡工艺
2-1 发泡技术
典型的闭模浇注骨架
典型的闭模浇注表皮
发泡后不需要或少量的铣削和冲 孔，需手工切掉多余部分
发泡工艺
2-2 发泡技术对比
比较
开模
闭模
• 发泡料可以随模具线型随意分配
优 • 泡沫密度均匀
• 泡沫可以达到IP的边缘
A料 多元醇 (Polyol) B料 异氰酸酯(Isocyanate)
发泡工艺
1-2. A多元醇料是什么？
多元醇是分子中含有三个或三个以上羟基的醇类。
醇类 polyester
•长链无骨提供胶粘性 交联剂 cross linker •提供硬度调节 发泡机剂blowing agent 催化剂 catalysts 附加成分： 色素 粘度活性剂 开孔剂 阻燃剂 乳化剂 水解稳定剂 防氧化剂
发泡工艺 1.为什么用发泡IP？发泡是什么？
发泡工艺
1.为什么用发泡IP？发泡是什么？
- 与注塑对比 - 注塑是用原料把模具填满的过程。 - 发泡是用少量的可以膨胀的原料把模具填满的过程。
发泡工艺
1-1 模具里膨胀的料是什么？
膨胀的料叫做聚氨酯 (polyurethane)， 是由组合多元醇（Polyol）与异氰酸 酯（Iso)两种物质反应形成的物质它是一种高分子材料。 1937年由德国拜耳博士用异氰酸酯和多元醇化合物发生加聚反应制成。
泡沫层裂
什么是泡沫层裂？
如图片：
如果在刚刚脱模后零件表面呈膨胀状态，则内部泡沫常常会发生层裂
可能原因：
密封条放气时间不合适 下模底部气袋放气时间不合适 模具开模太快 异氰酸酯量多 模具温度太高 原料温度太高 浇注量太多 泡孔结构太细密 原料本身质量问题，开孔率低