注塑成型新工藝

注塑轉移成型
一種被稱作注塑轉移成型（ITM）的新工藝不僅可以使多腔成型的熱塑性塑料小零件獲得很好的一致性，還可以得到更好的成型質量。這種借鑒了熱固性塑料轉移成型工藝的新工藝是將“使用熱流道注塑”和“壓力成型”進行組合的工藝。
據塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門介紹，在傳統的熱流道注塑成型中，熔體進入多個腔室的溫度和壓力是不一樣的，這意味著每個腔室具有不同的粘度、不同的填充量和不同的冷卻狀況，最終將導致零件的尺寸和性能也不相同。此外，傳統注塑模具的另一個局限性是，通常對熱流道的設計都是針對具體的模具或物料，對于完全不同的模具或物料而言，這個熱流道就不一定適用了。
為此，塑料加工研究院研制了一種模具。在模具的固定側采用了特殊的電加熱，在熱半模里有一個熔體轉移室，用來儲存來自螺桿的熔體，并借助于一個活塞/氣缸系統把熔體轉移到模腔里去；冷半模在移動壓板一側。利用固定在半模里的隔熱板來減少冷、熱半模之間的熱傳導。當模具的開模線合攏時，活塞/氣缸系統對熔體轉移室施壓，通過短門，將物料直接推入塑膠原料模腔。在這個系統里，注塑和保壓是由靜止不動的模具而不是通過螺桿來實現的。在保壓階段之后，轉移室開始充填下一個周期的物料。在這個過程中，主開模線（它的開與合都與轉移室的動作互不相干）一直保持合攏，直到加工件充分冷卻為止。
據說，這種工藝具有許多好處。模具的熔體轉移部分與該部分的幾何形狀無關，因此無需為不同的模具而做相應的改變；由于注塑體積是由腔室的運動距離來決定的，所以可以降低多腔模具的造價，同時不需要再使用昂貴的熱流道溫度控制器；因為熔體的通道很短，而且熔體是直接從蓄集室的門進入模腔，所以所需要的壓力比傳統熱流道可提供的壓力更低，熔體完全能夠均勻地充滿所有模腔；作用在熔體上的剪切力和應力更小了，有利于長玻纖增強料或者瓷粉摻混料的成型，并使得加工件的收縮率和翹曲變形更小。
目前，塑料加工研究院已經使用了多達12個模腔的模具對長玻纖增強聚丙烯材料進行注塑成型試驗，并取得了成功。據說，他們很快就會用超過100個模腔的模具來進一步測試這種工藝。

結合多種工藝
目前，很多成型商已采用了諸如三明治成型、注射壓力成型以及氣體或水的輔助成型工藝來生產超薄壁零件或玻纖增強的內表面光滑的中空零件。塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門建議，如果將上述各種先進工藝組合起來，可以得到更高級的加工件，并能夠降低成本，克服單一方法的局限性。
塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門評價說，將三明治成型、注射壓力成型以及氣體或水的輔助成型相結合，這種組合工藝完全是從在模具里成型“皮-芯-皮”的三明治結構開始的。把三明治成型與注射壓力成型相結合，加工的零件具有更均勻的芯-皮分布。在注射壓力成型工藝中，使用較低的注射或充模壓力，不僅可以使加工件中的物料定向程度較低，減少收縮和變形，而且還可以降低對模腔的耐壓要求。
此外，有加壓這個步驟，可以獲得較小的皮厚或總壁厚。塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門認為，利用“三明治成型＋注射壓力成型”工藝，可以生產出采用傳統成型工藝根本無法實現的薄壁加工件。采用傳統的三明治注射成型工藝，可以實現的最薄的壁厚為1.5 mm，而采用三明治/壓力工藝后，制作出的工件壁厚僅為1 mm。當然，傳統的三明治成型工藝允許用戶把加工件里芯材的百分比加大。
塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門還進行了如下試驗，即通過“三明治成型 水輔助成型”的組合工藝，用長玻纖PP和無填料PP來成型扶手。根據以往的經驗，用注水的辦法會使短玻纖增強的尼龍66或長玻纖PP這類纖維增強材料形成空心，導致加工件內表面的質量很差，而且空心腔的尺寸也會發生偏差。因此，塑料加工研究院的注塑成型和模具技術部門認為，玻纖填充樹脂的流動特性使水輔助成型工藝很難或者無法實現。因此，他們采用30％長玻纖增強PP作為表皮、無填料PP作為芯來進行三明治試驗。扶手模具的直徑為30 mm，長度為500 mm。通過注水，使無填料的物料形成空心。這樣，外層材料具有了剛性、韌性以及抗張力和迸裂強度，而內層材料具有了良好的阻隔性能，內表面也很光滑。目前，這種方法已經被用于工業生產中。