世界塑料原料1991年突破一億噸，1999年突破1.5億噸，達(dá)到156717000噸。在原料大幅度增長(zhǎng)的同時(shí)，塑料成型加工技術(shù)也取得長(zhǎng)足進(jìn)步，下面就主要的注射成型作一簡(jiǎn)介。
一、注射成型
注射成型是低成本、大批量生產(chǎn)塑料制品的極好的加工方法，同時(shí)，也是開發(fā)高技術(shù)商品不可或缺的加工技術(shù)。以前，注射成型加工技術(shù)常常由塑料機(jī)械廠商和樹脂廠商提出，而現(xiàn)在必須由成型廠商、最終的組裝廠商、模具廠商、周邊機(jī)器廠商等所有相關(guān)廠商合作，從各自的角度提出各種新技術(shù)，推動(dòng)注塑技術(shù)的進(jìn)步。
在新產(chǎn)品開發(fā)和降低成本的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，為提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，各生產(chǎn)廠商必須積極開發(fā)公司自己的最佳成型方法來成型本公司的產(chǎn)品，力爭(zhēng)用個(gè)性化的技術(shù)生產(chǎn)個(gè)性化的產(chǎn)品。這些正是注射成型技術(shù)和注射成型機(jī)進(jìn)步的動(dòng)力。
近年，開發(fā)的注射成型技術(shù)包括超高速注射技術(shù)、薄壁成型技術(shù)、氣體輔助注射成型技術(shù)、多材料復(fù)合注射成型技術(shù)、嵌件注射成型技術(shù)、模內(nèi)裝飾技術(shù)等；注射成型機(jī)進(jìn)展包括電動(dòng)式注射成型機(jī)、螺桿預(yù)柱塞式注射成型機(jī)、微型注射成型機(jī)、注射壓縮成型機(jī)、各種專用注射成型機(jī)、無拉桿注射成型機(jī)等。與注射成型技術(shù)相關(guān)的還有模具技術(shù)、輔助機(jī)械和周邊機(jī)器技術(shù)、控制技術(shù)等也有相應(yīng)的進(jìn)展。模具技術(shù)典型的有熱流道模具技術(shù)，輔助機(jī)械技術(shù)典型的有機(jī)械手，控制技術(shù)典型的有閉環(huán)控制技術(shù)。各種成型技術(shù)和機(jī)械互相滲透，互相促進(jìn)。
二、注射成型模具
熱流道模具
熱流道模具也稱無流道模具，是指不產(chǎn)生澆注系統(tǒng)凝料（料把）的流道系統(tǒng)的模具。因可以省去澆口凝料切除工序，可提高生產(chǎn)率，也省去了料把的回收，可節(jié)省工時(shí)和能源，因而受到用戶的歡迎。
在一些加工廠，為增加生產(chǎn)能力常常靠通過增加設(shè)備數(shù)量來達(dá)到，而很少考慮去提高現(xiàn)有設(shè)備的有效時(shí)間，而熱流道模具的應(yīng)用正可以通過增加有效時(shí)間提高生產(chǎn)效率。
對(duì)于像CD—R、DVD、瓶蓋和一次性調(diào)羹這樣大量和簡(jiǎn)單的產(chǎn)品的生產(chǎn)，非常適合采用熱流道模具。熱流道能節(jié)約成本，肯德基炸雞公司使用32腔調(diào)羹的熱流道模具就是一個(gè)很好的例子。由于無需清理飛邊，加快了成型周期，因采用熱流道而增加的成本一個(gè)月就可收回。
設(shè)計(jì)合理的熱流道模具特別適合熱敏性樹脂，如阻燃工程塑料，并且由于無料把，解決了料把樹脂不能回收利用的問題。
發(fā)揮熱流道模具效果的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)好熱流道：
a、噴嘴應(yīng)該消除靜態(tài)樹脂熔體，因?yàn)殪o態(tài)樹脂熔體會(huì)發(fā)生熱降解而影響熔體質(zhì)量。
b、噴嘴的設(shè)計(jì)要使塑料每次都能被完全推出，換色只要3次注射即可完成。
c、噴嘴全使用長(zhǎng)鈹-銅合金芯和標(biāo)準(zhǔn)230-V加熱器，對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)的材料，噴嘴內(nèi)部使用導(dǎo)熱硬質(zhì)合金。
澆口通常采用通過頂部定位/鎖緊螺母固定，可以更換，只要掉換澆口襯套，即可改變澆口，從而不必掉換整個(gè)噴嘴。
熱流道注射成型模具近5年的價(jià)格幾乎已經(jīng)下降了一半。目前在全世界的熱流道注射成型模具的實(shí)際使用量約占全部注射成型模具消費(fèi)量的20%~30%；在美國(guó)約占40%；在德國(guó)約占30%，但是，在亞洲的用量只有10%左右，而在中國(guó)的用量更是不足5%。
三、注射成型技術(shù)
1、超高速注射成型
超高速注射成型是指樹脂充模時(shí)螺桿前進(jìn)速度為500~1000mm/s的注射成型技術(shù)。用于超高速充模注射成型的注射成型機(jī)稱為超高速充模注射成型機(jī)，主要用于薄壁塑料制品（如IC卡等）的成型。機(jī)理是機(jī)構(gòu)要保證將熔融樹脂在瞬間充模注射成型技術(shù)的開發(fā)也是以塑料機(jī)械生產(chǎn)廠商首先開發(fā)并推動(dòng)市場(chǎng)的。

日精超高速注射成型機(jī)
超高速充模注射成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：
a、由于成型材料在極高剪切速率下流動(dòng)，所以材料因?yàn)槭艿礁呒羟邪l(fā)熱而使粘度降低，另一方面，材料與模具中流道的低溫壁面接觸固化時(shí)通常會(huì)形成一個(gè)皮層，在超高速充模注射成型的情況下，這一皮層的厚度通常也較薄，使充模過程中的整個(gè)材料溫度能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持在較高溫度，這也使材料的粘度保持在較低的水平，從而容易實(shí)現(xiàn)超薄壁成型。
b、因?yàn)槭堑驼扯认碌牧鲃?dòng)，成型制品各部分的承受的承受壓力較為均勻，溫度梯度較小，所以制品的翹曲、扭曲等變形較小。
c、制品表面的流紋（流痕）和熔合線比普通成型不明顯。
超高速充模注射成型技術(shù)最大的目標(biāo)，是超薄壁成型，而薄壁制品究竟能薄到什么程度，這是一個(gè)關(guān)鍵問題。注射成型機(jī)的注射速度，首先要把握的第一個(gè)關(guān)鍵是使用材料的成型性，也就是流動(dòng)性和固化速度。另外，模具設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要的關(guān)鍵，特別是如何確保排氣的實(shí)現(xiàn)有時(shí)是決定性的因素。壁厚0.5~0.6mm的一次性使用的杯子，通過使用流動(dòng)性較好的材料，如PP、PE、PS等，在幾十年前就已經(jīng)能進(jìn)行生產(chǎn)了，不必特別采用超高速充模注射成型機(jī)也能進(jìn)行高速成型。近年采用超高速充模注射成型技術(shù)的意義在于，將其用于流動(dòng)性較差的工程塑料，制造電子機(jī)器等高功能性零部件。
另外，筆記本電腦和移動(dòng)電話的外殼（壁厚0.6~1.0mm）等以薄壁化和輕量化為目的的制品，這類制品在考慮成型性、薄壁性的同時(shí)，要考慮翹曲、扭曲等變形問題。這常常要依賴CAE進(jìn)行分析。
再有，超薄壁高功能性制品DVD（壁厚0.6mm）、IC卡（壁厚0.8mm）等，通常不采用上述超高速充模注射成型機(jī)，而可以采用注射壓縮成型方法。
輕薄短小化是塑料制品的發(fā)展方向，對(duì)應(yīng)于薄壁化、輕量化的成型方法的開發(fā)將變得越來越重要。
2、薄壁注射成型
就像移動(dòng)電話或筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)所代表的那樣，在提高性能和小型化方面同時(shí)進(jìn)行商品開發(fā)，而注射成型制品的小型化和薄壁給與很大貢獻(xiàn)。
薄壁成型的定義還沒有統(tǒng)一，但是，現(xiàn)在要求定義為0.5mm以下的平板形狀，或在連接等局部地方要求在0.1mm以下的制品成型稱為薄壁成型。
薄壁成型方法，可大致劃分為3種類。
（1）高壓高速充模成型
使用最大注射速度為600~1000mms、注射應(yīng)答時(shí)間為10~50ms規(guī)格的注射成型機(jī)，在極短的時(shí)間，且直至最后用高壓克服充模阻力，充滿型腔的成型方法。為此，在1996年的IPF上，各公司互相展示其最大的注射速度值的注射成型機(jī)。
成型機(jī)的特點(diǎn)可舉例如下：
a、為提高注射立即應(yīng)答性能，須進(jìn)行油壓、電器控制技術(shù)的開發(fā)和降低注射單元的質(zhì)量。
b、為了抑制充模結(jié)束時(shí)點(diǎn)控制的差異，制動(dòng)特性和控制處理速度要求高速化。
c、耐高的注射壓力，要求剛性高的模具。
d、耐高的注射壓力，要求剛性高、精度高的模具。
e、為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定成型條件下的均勻塑化，要使用高混煉型的螺桿。
（2）高速低壓成型
充模開始時(shí)用高速注射，目的在于增加流動(dòng)長(zhǎng)度，同時(shí)，結(jié)合充模結(jié)束前充模阻力的增加，自然地降低了注射速度，防止了充模結(jié)束時(shí)的過充模和因控制切換造成的誤差。這是這種成型方法的優(yōu)點(diǎn)。
這種成型方法的油壓控制特征是非常好地將“流量-壓力”特性用于成型，是將原來的充模過程中的速度優(yōu)先控制的主要考慮方法，改為“壓力充模優(yōu)先”的原則的成型方法。這是一種全新的方法。
成型機(jī)的特點(diǎn)可舉例如下：
a、注射速度和注射壓力在從大范圍的組合中選擇，使注射油缸的油壓室可以切換，這樣，即使在低壓設(shè)定時(shí)，也能獲得高速注射性能。
b、為了實(shí)現(xiàn)高速性能，使用蓄料缸。
c、注射油缸油壓室的切換，分成5~7段，可以從中進(jìn)行選擇。
其中，就本方法的典型的成型效果介紹如下：
a、消除了飛邊、缺料。特別是對(duì)像連接器那樣的前端有薄壁部分的成型制品非常有效。
b、可消除翹曲、扭曲等缺陷。
c、因?yàn)椴话l(fā)生注射終結(jié)時(shí)的峰壓，不會(huì)發(fā)生模具的銷釘?shù)膬A斜或破損。
d、由于是低壓成型，所以，可以使用鎖模力較小的注射成型機(jī)。
因此，為達(dá)到更高注射速度和更快注射應(yīng)答性能，可通過油壓控制閥的前后壓差熱儀切換，來控制成型。
3、復(fù)合注塑成型
如前所述，為了降低成本，提高性能和功能，通過復(fù)合成型進(jìn)行商品開發(fā)的工作相當(dāng)活躍。在企業(yè)間激烈競(jìng)爭(zhēng)中，作為開發(fā)各種各性化的商品的手段，采用了各種各樣的復(fù)合成型。
（1）多品種異質(zhì)材料成型
雙色成型是早就被利用的一種成型方法，近年，由于部分成型一體化的進(jìn)展，硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料的組合，以及在感官上的高級(jí)化目的，多品種異質(zhì)成型正在增加。
（2）立式注射成型機(jī)的復(fù)合成型
立式注射成型機(jī)的嵌件成型雖然不是新的成型方法，但是，由于降低成本的要求和自動(dòng)化技術(shù)的提高，需求正在擴(kuò)大。
（3）復(fù)合材料的直接注射成型法
復(fù)合材料的直接注射成型法是巖本產(chǎn)業(yè)開發(fā)的成型方法，適用于制造復(fù)合塑料制品，，是將樹脂與增強(qiáng)材料或填充材料的干混料直接成型的方法。原來，分開為樹脂制造-配混-成型加工的工藝過程中，將后兩個(gè)工序一體化。
4、三維MID注射成型技術(shù)
三維注射成型電路板成型技術(shù)的基本原理是通過使用導(dǎo)電樹脂和非導(dǎo)電樹脂兩種材料將電路制成成型制品。這種技術(shù)尚在開發(fā)之中，如果成功，將是一種小型、薄型、輕型、低消耗、低成本的制品生產(chǎn)技術(shù)，大量生產(chǎn)將是一項(xiàng)劃時(shí)代的技術(shù)。
5、模頭滑動(dòng)注射成型技術(shù)
這是一種三維中空成型制品一次成型的獨(dú)特的成型方法，典型的制品是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣祈管和中空制品。這種技術(shù)的開發(fā)成功將使這類制品的生產(chǎn)成本大幅度降低并可以用于不同材料的成型。
塑料注塑技術(shù)曾經(jīng)是汽車工業(yè)、電器電子零部件的基礎(chǔ)技術(shù)，并推動(dòng)這些行業(yè)的飛速發(fā)展，21世紀(jì)，塑料注塑技術(shù)將成為推動(dòng)新世紀(jì)的火車頭的信息通訊工業(yè)的重要支持。另外，注塑技術(shù)也將為醫(yī)療醫(yī)藥、食品、建筑、農(nóng)業(yè)等行業(yè)發(fā)揮作用。在需求行業(yè)的推動(dòng)下，注射技術(shù)及注射成型機(jī)也將獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

標(biāo)簽：注射成型發(fā)展