CN105835300A - 一种高光无痕注塑成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高光无痕注塑成型工艺，包括：选注射用树脂材料；将树脂材料烘干，使其湿度降到0.01％以下；对模具进行预热；向模具中通入高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到超过树脂材料变形的粘流温度；向模具中注射处于熔融状态下的树脂材料，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；向模具中通入冷却水，使模具冷却至20～40摄氏度；排出冷却水；取出成品。本发明使塑件制品的表面具有高光泽度，可达到镜面，从而消除普通成型工艺塑件产品表面存在的熔接线、熔接痕、凹痕、流痕、波纹和银丝纹等缺陷；彻底解决普通成型工艺中出现的产品表面的缩水现象；成型后的塑件制品不需喷漆等后续加工，提高成品率20‑30％，使得塑件制品品质更完美。

Description

一种高光无痕注塑成型工艺
技术领域
本发明涉及注塑领域，具体的涉及一种高光无痕注塑成型工艺。
背景技术
随着塑料及模具工业的讯速发展，使得塑件制品，诸如家用电器及OA产品等的呈献向薄壁化、复杂化及个性化发展势，对于这些高端产品来说，表观质量一般都要求高光(镜面高光)不允许有熔接痕，凹痕，流痕，波纹和银丝纹等不良缺陷，且必须具有一定的强度，普通的注塑成型工艺很难满足这方面的要求，这就要求发展新的注塑成型技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高光无痕注塑成型工艺。
为了解决上述技术问题，本发明揭示了一种高光无痕注塑成型工艺，其包括如下步骤：
选料：选用PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种作为注射用树脂材料；
烘干：将上述树脂材料进行烘干处理，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为1～2小时；
合模：向预热后的模具中通入高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到超过上述树脂材料变形的粘流温度，其中，通入的高温蒸汽的温度为175～180摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的树脂材料，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入冷却水，使模具迅速冷却至20～40摄氏度，熔融状态下的树脂材料在模具中定型形成成品；
清除冷却水：向模具中吹入高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：
烘干步骤中：烘干温度为115摄氏度度，烘干时间为3小时。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：
合模步骤中：模具温度瞬间达到130～150摄氏度。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：
注塑步骤中：注射树脂材料过程中，维持模具温度不低于130摄氏度。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：
冷却步骤中：冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态树脂材料注入模具过程中最高压力的70％～80％，保压时间为0.5小时；通入的冷却水的水温为5摄氏度。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺还包括：
清除冷却水步骤中：向模具中吹入的高压空气的压力为0.6至1.6MPa。
根据本发明的一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：
选料步骤中，选取的树脂材料中还包括GF、CF或MF，其中，PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种与所加入的GF、CF或MF的重量比为50：1。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
高光无痕注塑成型工艺与普通注塑成型工艺对比主要具有以下优点：(1)本发明使塑件制品的表面具有高光泽度，提高产品表面光洁度(可达到镜面)，从而消除普通成型工艺塑件产品表面存在的熔接线、熔接痕、凹痕、流痕、波纹和银丝纹等缺陷；(2)彻底解决普通成型工艺中出现的产品表面的缩水现象；(3)成型后的塑件制品不需喷漆等后续加工，提高成品率20-30％，使得塑件制品品质更完美。
具体实施方式
以下将具体揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。
本发明为有关于一种高光无痕注塑成型工艺的设计，本高光无痕注塑成型工艺可应用于家电、汽车通讯、日用品及医疗等行业的塑件制品成型。
高光无痕注塑成型工艺，又称快速模具温度加热冷却成型工艺，其原理主要是利用一个三维无汇线模具及一个油温加速控制器，令模具内的温度急速加热及冷却，从而使得塑件制品的外观得到明显改善。高光无痕注塑成型工艺是一个具有非线性多参数相互作用的复杂过程，熔融状态下的树脂材料在模具的型腔中的流动行为很难直观表现出来，塑件制品的质量和工艺参数之间非线性、强耦合性和时变性关系，难以获得精确的***模型，所有这些都使得成型过程中工艺参数的选取变得异常困难，如何确定和优化注塑工艺参数是获得高质量产品的关键。
本发明中，高光无痕注塑成型工艺主要包括以下过程：合模→输入高温水蒸汽→注塑→排出水蒸汽→投入冷却水(冷却)→清除冷却水(用高压空气清洁)→开模→顶出→型合。具体步骤如下：
选料：选用PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种作为注射用树脂材料；优选为ABS/PC、PMMA/ABS或高光ABS材料；
烘干：将上述树脂材料进行烘干处理，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为1～2小时；
合模：向预热后的模具中通入高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到超过上述树脂材料变形的粘流温度，其中，通入的高温蒸汽的温度为175～180摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的树脂材料，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入冷却水，使模具迅速冷却至20～40摄氏度，熔融状态下的树脂材料在模具中定型形成成品；
清除冷却水：向模具中吹入高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
本发明的另一实施方式，上述高光无痕注塑成型工艺中：对树脂材料进行烘干处理时，烘干温度为115摄氏度度，烘干时间为3小时；合模步骤中：模具温度瞬间达到130～150摄氏度；注塑步骤中：注射树脂材料过程中，维持模具温度不低于130摄氏度；冷却步骤中：冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态树脂材料注入模具过程中最高压力的70％～80％，保压时间为0.5小时；通入的冷却水的水温为5摄氏度；清除冷却水步骤中：向模具中吹入的高压空气的压力为0.6至1.6MPa；选料步骤中，选取的树脂材料中还包括GF、CF或MF，其中，PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种与所加入的GF、CF或MF的重量比为50：1。
高光无痕注塑成型工艺主要是在注塑成型时通过高温蒸汽，瞬间把模具的温度上升为100～150度，同时，为了提高生产效率，在模具高温加热后，模具表面应迅速冷却为20～40度。注塑前向模具通入高温水或蒸汽(如温度为150℃)，使模具的温度达到超过树脂热变形的粘流温度，然后注射熔融树脂，这样汇料前端的料温就能够保持在粘流状态，就会形成没有汇线、表面品质良好的成型品。熔融树脂注射完成后，便开始冷却工序。用冷却水使模具温度迅速下降到树脂热变形的温度(如40℃)以下。这样，可以通过加快树脂的固化速度，来缩短成型周期，解决翘曲、下陷等问题。
上述高光无痕注塑成型工艺已经在我司实际生成中得到了充分的应用，主要用于生产诸如三星及LG电子产品的底座以及音箱等，均取得了不错的效果，大大改善了塑件制品的表面质量强度，并可取消后续的喷涂或喷漆等工艺，即保护了环境和操作人员的身体健康，又减少了工艺流程。省去了昂贵的二次加工费用，在大幅度降低生产成本的同时，节省能源与材料。
在高模温条件下，当模温高于成型材料的热变形温度时，可以使成型材料拥有高光泽度。同时，高光无痕注塑成型工艺还消除了传统注塑成型工艺存在的熔接痕问题，并能免去产品二次加工的必要，可以节约成本(例如：喷漆)，环保节能。另外，普通的注塑成型工艺，在加入GF(Glass Fiber，玻璃纤维)、CF(Carbon Fiber，碳纤维)或MF(Metal Fiber，金属纤维)后，可以加强产品的性能，但外观不是很好，而采用本发明的高光无痕注塑成型工艺，由于模具表面高温，加入的GF、CF或MF可以进入产品聚合物的内部，使成型材料表面结晶比率增加，表面效果非常好，并对提升产品表面硬度有一定帮助。
本发明中，高光无痕注塑成型工艺对比传统的注塑成型工艺，还具有如下优点：
在传统的普通的注射成型加工中，将模具温度设置较低时，虽然可以减轻翘曲和缩痕、缩短成型周期，但容易产生熔接痕及料纹、光泽暗、表面粗糙等外观品质不良。相反，将模具温度设置较高时，可以提高塑件制品表面的外观品质，但容易产生翘曲、缩痕、尺寸不良等，同时延长了成型周期，提高了成本。
而本发明中的高光无痕注塑成型工艺，采用特殊的速冷速热温控设备，可以同时解决上述两种问题。它利用蒸汽炉产生的蒸汽或者高温水和冷却水，通过快速的交换来控制一个成型周期内模具的温度，从而使上述两种方法的优势均得以发挥。
上述实施方式中，高光无痕注塑成型工艺可消除塑件产品表面溶接线、溶接痕、波纹及银丝纹，彻底解决塑件产品的表面缩水现象，并使塑件制品表面光洁度达到镜面水平，几乎可以完全再现模具的表面状态，达到无痕的效果。塑件产品成型后，不需要对塑件制品进行后续的喷涂加工，有效降低成本，缩短交货时间。此外，高光无痕注塑成型工艺还可解决加纤产品所产生的浮纤现象，从而使塑件制品品质更加完美。在薄壁成型中，在高温下注入熔融树脂有助于提高注塑流动性，降低注射压力，避免浇不足和困气等问题，提高产品质量与强度；而且通过成型后的速冷，也可以降低收缩应力，使脱模变得容易。同时它也可使厚壁成型注塑周期降低约60-70％。
为使更于理解，以下三个实施例进一步说明高光无痕注塑成型工艺的具体步骤及其所带来的好处。
实施例一：
选料：选用ABS/PC及GF作为注射用树脂材料，其中，ABS/PC及GF的重量比为50：1；
烘干：将ABS/PC及GF进行烘干处理，烘干温度为115摄氏度，烘干时间为3小时，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为1小时；
合模：向预热后的模具中通入温度为175摄氏度的高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到130摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的ABS/PC及GF，注射ABS/PC及GF过程中，维持模具温度为130摄氏度，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入水温为5摄氏度的冷却水，使模具迅速冷却至20摄氏度，熔融状态下的ABS/PC及GF在模具中定型形成成品；冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态ABS/PC及GF注入模具过程中最高压力的70％，保压时间为0.5小时；
清除冷却水：向模具中吹入压力为0.6Mpa的高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
经检测，成品表面无熔接痕、波纹及银丝纹及料纹，表面无缩水，光泽好，表面光洁度达到镜面，无翘曲及缩痕，尺寸符合要求。
实施例二：
选料：选用PMMA/ABS及CF作为注射用树脂材料，其中，PMMA/ABS及CF的重量比为50：1；
烘干：将PMMA/ABS及CF进行烘干处理，烘干温度为115摄氏度，烘干时间为3小时，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为1.5小时；
合模：向预热后的模具中通入温度为177摄氏度的高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到140摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的PMMA/ABS及CF，注射PMMA/ABS及CF过程中，维持模具温度为140摄氏度，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入水温为5摄氏度的冷却水，使模具迅速冷却至30摄氏度，熔融状态下的PMMA/ABS及CF在模具中定型形成成品；冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态PMMA/ABS及CF注入模具过程中最高压力的75％，保压时间为0.5小时；
清除冷却水：向模具中吹入压力为1.1Mpa的高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
经检测，成品表面无熔接痕、波纹及银丝纹及料纹，表面无缩水，光泽好，表面光洁度达到镜面，无翘曲及缩痕，尺寸符合要求。
实施例三：
选料：选用高光ABS材料及MF作为注射用树脂材料，其中，高光ABS材料及MF的重量比为50：1；
烘干：将高光ABS材料及MF进行烘干处理，烘干温度为115摄氏度，烘干时间为3小时，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为2小时；
合模：向预热后的模具中通入温度为180摄氏度的高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到150摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的高光ABS材料及MF，注射高光ABS材料及MF过程中，维持模具温度为150摄氏度，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入水温为5摄氏度的冷却水，使模具迅速冷却至40摄氏度，熔融状态下的高光ABS材料及MF在模具中定型形成成品；冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态高光ABS材料及MF注入模具过程中最高压力的80％，保压时间为0.5小时；
清除冷却水：向模具中吹入压力为1.6Mpa的高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
经检测，成品表面无熔接痕、波纹及银丝纹及料纹，表面无缩水，光泽好，表面光洁度达到镜面，无翘曲及缩痕，尺寸符合要求。
上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种高光无痕注塑成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
选料：选用PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种作为注射用树脂材料；
烘干：将上述树脂材料进行烘干处理，使其湿度降到0.01％以下；
预热：对模具进行预热，预热温度为85摄氏度，预热时间为1～2小时；
合模：向预热后的模具中通入高温水蒸汽，使模具温度瞬间达到超过上述树脂材料变形的粘流温度，其中，通入的高温蒸汽的温度为175～180摄氏度；
注塑：向模具中注射经过烘干处理且处于熔融状态下的树脂材料，完成注塑后，将高温水蒸气排出模具；
冷却：向模具中通入冷却水，使模具迅速冷却至20～40摄氏度，熔融状态下的树脂材料在模具中定型形成成品；
清除冷却水：向模具中吹入高压空气，排出冷却水；
开模：模具将成品顶出，取出成品。
2.根据权利要求1所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：
所述烘干步骤中：烘干温度为115摄氏度度，烘干时间为3小时。
3.根据权利要求1所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：
所述合模步骤中：模具温度瞬间达到130～150摄氏度。
4.根据权利要求3所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：
所述注塑步骤中：注射树脂材料过程中，维持模具温度不低于130摄氏度。
5.根据权利要求1所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：
所述冷却步骤中：冷却过程中，对模具进行保压，保压压力为熔融状态树脂材料注入模具过程中最高压力的70％～80％，保压时间为0.5小时；通入的冷却水的水温为5摄氏度。
6.根据权利要求1所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：
所述清除冷却水步骤中：向模具中吹入的高压空气的压力为0.6至1.6MPa。
7.根据权利要求1～6任一所述的高光无痕注塑成型工艺，其特征在于：所述选料步骤中，选取的树脂材料中还包括GF、CF或MF，其中，PC、ABS/PC、PC/PMMA、PMMA/ABS、PC/GF及高光ABS材料中的一种与所加入的GF、CF或MF的重量比为50：1。
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