CN108189308A - 一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺 - Google Patents

一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，该生产工艺过程包括：制作带有图案及用于真空高压成型定位点的薄膜，利用图像识别设备冲孔并采用真空高压成型方法按产品外形成型薄膜，裁切多余材料；用机械手将成型后的薄膜精确放入型腔中，采用静电吸附方法将膜片固定；合模并打入低压氮气，进行化学发泡注塑；冷却开模，薄膜黏附于制品外观面，制品出模。该模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺将模内嵌膜工艺和化学发泡工艺结合在一起，提高了化学发泡成型表面的质量和装饰性，实现了轻量化的要求，生产过程环保。

Description

一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺
技术领域
本发明涉及到车身(内外饰)制造技术，具体涉及到一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺。
背景技术
在汽车内外饰的制造领域内，装饰性，轻量化和环保是其发展的趋势。为了实现这个目标，模内装饰等新型环保表面装饰工艺开始出现，微发泡等环保轻量化生产方法也开始应用。
现有一种技术是模内嵌膜注塑成型工艺。该工艺流程包括：设计造型图案，印刷PET薄膜；将薄膜按照制品外形进行热压、裁切；将成型后的薄膜放入型腔，采用真空吸附定位；合模，进行注塑，图纹转印到产品表面；冷却开模，取出产品。模内嵌膜注塑成型工艺可以实现注塑成型、装饰一体化、并且可以做出各种不同的特殊效果，极具装饰性及功能性，但该技术存在的问题是：增加了产品重量，增加0.1-2mm薄膜层；注塑成型工艺窗口小，注塑时成型时，由于膜和油墨耐高温时间短，需要高温高压注塑，但是高温高压会导致冲墨，也会增加对片材的冲击力，导致膜位移和冲墨。
现有的另一技术是低压结构发泡轻量化环保工艺。该工艺流程为：在塑料进行注射之前，通过氮气辅助设备向密封的模腔内打入低压气体抑制发泡剂瞬间发泡，当压力达到0.8-2.0MPa时开始将模具内的氮气通过排气孔缓慢排出，同时将一定量(不注满模腔)的塑料熔体(含有发泡剂)注入模腔，发泡剂分解出来的气体使塑料膨胀而充满模腔，形成发泡。低压结构发泡轻量化环保工艺属于化学发泡法，保留了传统注射成型工艺的许多优点，又避免了后者的部分缺陷，如制品强度不够、生产周期太长、模塑率低等。采用结构发泡技术可以显著减轻制件的重量模塑大型复杂制品、使用低成本模具、多模腔可同时操作，从而降低制品生产成本。结构发泡制品是一种具有致密表层的连体发泡材料，其单位重量强度和刚度比同种未发泡的材料高3～4倍。但该工艺存在的问题是：注射时，由于气体的扩散速度很快，会造成制品的表面粗糙，影响制品的美观，不能用于外观件；目前，尚未有较成熟的辅助工艺手段解决作为表面装饰的问题。
根据以上所述，模内嵌膜注塑成型工艺和低压结构发泡轻量化环保工艺均存在各自的优势与不足之处，因此提供一种兼具轻量化和装饰作用的注射成型工艺是有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，可同时实现装饰性和轻量化的高效塑料制品的生产，生产效率高且过程环保。
为了达到上述目的，本发明提出一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
制作带有图案的薄膜，将薄膜定位，利用红外光进行加热，使薄膜软化，采用真空高压成型方法按产品外形成型薄膜，成型完成后裁切多余薄膜材料；
用机械手将成型后的薄膜准确放入注塑成型模具型腔，通过高静电吸附使膜片紧密贴合固定在模具型腔表面；
气体辅助设备向密封注塑成型模具型腔内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡；
根据需要将树脂与发泡剂，成核剂等按照一定的比例进行混合，混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭；
当模腔压力达到一定压力时，自锁式喷嘴阀门打开开始注射，通过模具内的热流道对熔融塑料加热，使塑料内发泡剂达到发泡温度开始发泡；
塑料即将填满模腔时，气体辅助设备开始排气，同时塑料件内部也充分进行发泡，最后充满整个模腔；
冷却后出模取出制品，薄膜作为表面黏附在发泡零件外观面，形成模内嵌膜装饰零件。
进一步的，所述薄膜定位方法采用以下步骤：首先在薄膜片材上印刷特定图案来标记定位孔的位置，然后将薄膜放入冲孔设备中，自动识别印刷的定位孔标记并进行冲孔，用来实现薄膜在成型过程中的精准定位。
进一步的，所述真空高压成型方法采用以下步骤：将制作好的片材放入真空热压成型机中，利用定位孔配合真空高压成型模具上的定位销完成精确定位，采用红外光加热方法使薄膜软化，真空高压成型模具合模后形成密闭腔体，在薄膜上方施加高压气体同时在薄膜下方抽真空，通过高压和真空协同作用使薄膜成型出复杂形状。
进一步的，所述静电吸附为当机械手通过吸盘抓取成型好的薄膜靠近模具表面时，高静电荷被加于薄膜之上，使薄膜带电，机械手将薄膜准确放置在型腔表面后释放，薄膜由于自身所带静电被吸附在模具型腔表面。
进一步的，所述薄膜片材材料层的结构依次为：薄膜层、颜色图案层、粘合剂层、塑胶层。
进一步的，所述模内嵌膜装饰零件的骨架采用化学发泡注射成型。
进一步的，所述骨架材料采用低压结构发泡注射成型。
本发明提供的一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺与以往比较主要有以下技术创新点：
1)本发明将模内嵌膜工艺用于化学发泡注塑成形工艺，提高化学发泡成形表面质量和装饰性，使化学发泡注塑成形直接用于成形外观产品。
2)将模内嵌膜骨架材料用发泡成形，减轻了骨架重量，实现轻量化生产。
3)将模内嵌膜骨架材料用发泡注塑成形，提高了骨架材料注塑成形的流动性，可以采用相对低的型腔注塑压力和成形温度，减少了注射成形对薄膜和图案层的冲击和破坏。
4)采用模内嵌膜工艺，图案直接印刷在薄膜上，图案设计可随时变化而无需更换模具，设计灵活，以较低成本快速实现产品多样化；
5)环保，整个生产工艺过程基本上不产生污染，符合环保要求。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺流程图。
图2a～图2c所示为薄膜真空高压成型示意图。
图3所示为薄膜置入模具型腔的示意图。
图4所示为化学发泡射出成型的示意图。
图5所示为开模取出产品的示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺流程图。本发明提出一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：制作带有图案的薄膜，将薄膜定位，利用红外光进行加热，使薄膜软化，采用真空高压成型方法按产品外形成型薄膜，成型完成后裁切多余薄膜材料；
步骤S200：用机械手将成型后的薄膜准确放入注塑成型模具型腔，通过高静电吸附使膜片紧密贴合固定在模具型腔表面；
步骤S300：气体辅助设备向密封注塑成型模具型腔内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡；
步骤S400：根据需要将树脂与发泡剂，成核剂等按照一定的比例进行混合，混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭；
步骤S500：当模腔压力达到一定压力时，自锁式喷嘴阀门打开开始注射，通过模具内的热流道对熔融塑料加热，使塑料内发泡剂达到发泡温度开始发泡；
步骤S600：塑料即将填满模腔时，气体辅助设备开始排气，同时塑料件内部也充分进行发泡，最后充满整个模腔；
步骤S700：冷却后出模取出制品，薄膜作为表面黏附在发泡零件外观面，形成模内嵌膜装饰零件。
根据本发明较佳实施例，所述薄膜定位方法采用以下步骤：首先在薄膜片材上印刷特定图案来标记定位孔的位置，然后将薄膜放入冲孔设备中，自动识别印刷的定位孔标记并进行冲孔，用来实现薄膜在成型过程中的精准定位。具体操作时，薄膜上印有真空高压成型定位点，图形识别装置自动识别印刷的定位点并进行冲孔，可实现精准定位。
所述真空高压成型方法采用以下步骤：将制作好的片材放入真空热压成型机中，利用定位孔配合真空高压成型模具上的定位销完成精确定位，采用红外光加热方法使薄膜软化，真空高压成型模具合模后形成密闭腔体，在薄膜上方施加高压气体同时在薄膜下方抽真空，通过高压和真空协同作用使薄膜成型出复杂形状。
所述静电吸附为当机械手通过吸盘抓取成型好的薄膜靠近模具表面时，高静电荷被加于薄膜之上，使薄膜带电，机械手将薄膜准确放置在型腔表面后释放，薄膜由于自身所带静电被吸附在模具型腔表面。
所述薄膜片材材料层的结构依次为：薄膜层、颜色图案层、粘合剂层、塑胶层。
所述模内嵌膜装饰零件的骨架采用化学发泡注射成型。进一步的，所述骨架材料采用低压结构发泡注射成型。
请参考图2a～图2c，图2a～图2c所示为薄膜真空高压成型示意图。图2a所示为薄膜加热软化的示意图，采用红外光加热装置1对真空高压成型凹模3上的薄膜进行加热，薄膜采用薄膜片材定位销进行定位。图2b所示为薄膜上方施加高压下方抽真空的示意图，采用真空高压成型上模4进行处理。图2c所示为成型后的薄膜示意图，通过高压气体通道5和真空气道7将薄膜片材6成型，本发明2)利用图像识别设备将薄膜冲孔并定位，利用红外光进行加热，使薄膜软化，采用真空高压成型方法按产品外形成型薄膜，成型完成后裁切多余材料，真空高压成型如图2c所示。
图3所示为薄膜置入模具型腔的示意图，用机械手8将成型的薄膜准确放入型腔，通过静电吸附使膜片紧密贴合固定在模具型腔表面，所述型腔包括注射成型凸模9和注射成型凹模10。
接着气体辅助设备向密封模具内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡。根据需要将树脂与发泡剂，成核剂等按照一定的比例进行混合。混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭。当模腔压力达到一定压力时，自锁式喷嘴阀门打开开始注射，熔融塑料通过模具内的热流道的加热，让发泡剂达到发泡温度。塑料即将填满模腔时，气体辅助设备开始排气，与此同时塑料件内部也充分进行发泡，最后充满整个模腔，如图4所示，图4所示为化学发泡射出成型的示意图，其包括顶出机构11和化学发泡注塑机构12。
冷却后出模取出制品，薄膜作为表面黏附在发泡零件外观面，如图5所示，获取成型制品13。
综上所述，本发明提供的一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺与以往比较主要有以下技术创新点：
1)本发明将模内嵌膜工艺用于化学发泡注塑成形工艺，提高化学发泡成形表面质量和装饰性，使化学发泡注塑成形直接用于成形外观产品。
2)将模内嵌膜骨架材料用发泡成形，减轻了骨架重量，实现轻量化生产。
3)将模内嵌膜骨架材料用发泡注塑成形，提高了骨架材料注塑成形的流动性，可以采用相对低的型腔注塑压力和成形温度，减少了注射成形对薄膜和图案层的冲击和破坏。
4)采用模内嵌膜工艺，图案直接印刷在薄膜上，图案设计可随时变化而无需更换模具，设计灵活，以较低成本快速实现产品多样化；
5)环保，整个生产工艺过程基本上不产生污染，符合环保要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
制作带有图案的薄膜，将薄膜定位，利用红外光进行加热，使薄膜软化，采用真空高压成型方法按产品外形成型薄膜，成型完成后裁切多余薄膜材料；
用机械手将成型后的薄膜准确放入注塑成型模具型腔，通过高静电吸附使膜片紧密贴合固定在模具型腔表面；
气体辅助设备向密封注塑成型模具型腔内打入低压氮气，抑制发泡剂在瞬间发泡；
根据需要将树脂与发泡剂，成核剂等按照一定的比例进行混合，混合均匀的材料通过注塑机螺杆共混，此时喷嘴的阀门关闭；
当模腔压力达到一定压力时，自锁式喷嘴阀门打开开始注射，通过模具内的热流道对熔融塑料加热，使塑料内发泡剂达到发泡温度开始发泡；
塑料即将填满模腔时，气体辅助设备开始排气，同时塑料件内部也充分进行发泡，最后充满整个模腔；
冷却后出模取出制品，薄膜作为表面黏附在发泡零件外观面，形成模内嵌膜装饰零件。
2.根据权利要求1所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述薄膜定位方法采用以下步骤：首先在薄膜片材上印刷特定图案来标记定位孔的位置，然后将薄膜放入冲孔设备中，自动识别印刷的定位孔标记并进行冲孔，用来实现薄膜在成型过程中的精准定位。
3.根据权利要求2所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述真空高压成型方法采用以下步骤：将制作好的片材放入真空热压成型机中，利用定位孔配合真空高压成型模具上的定位销完成精确定位，采用红外光加热方法使薄膜软化，真空高压成型模具合模后形成密闭腔体，在薄膜上方施加高压气体同时在薄膜下方抽真空，通过高压和真空协同作用使薄膜成型出复杂形状。
4.根据权利要求1所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述静电吸附为当机械手通过吸盘抓取成型好的薄膜靠近模具表面时，高静电荷被加于薄膜之上，使薄膜带电，机械手将薄膜准确放置在型腔表面后释放，薄膜由于自身所带静电被吸附在模具型腔表面。
5.根据权利要求1所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述薄膜片材材料层的结构依次为：薄膜层、颜色图案层、粘合剂层、塑胶层。
6.根据权利要求1所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述模内嵌膜装饰零件的骨架采用化学发泡注射成型。
7.根据权利要求6所述的模内嵌膜装饰化学发泡注射成型工艺，其特征在于，所述骨架材料采用低压结构发泡注射成型。
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