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低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型技術(shù)
隨著高分子成型工藝技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑件與氣體輔助注塑件兩項(xiàng)成型工藝越加完善，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。但是，隨著人們生活水平的日漸提高，對(duì)很多產(chǎn)品提出了更高的要求，比如在音響號(hào)筒領(lǐng)域大家越來(lái)越關(guān)注音質(zhì)效果以及產(chǎn)品的耐用性、外觀效果等等。傳統(tǒng)的注塑件已經(jīng)很難滿足這些塑件的需求，低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑件的誕生填補(bǔ)了傳統(tǒng)注塑件技術(shù)的空白。 發(fā)泡注塑件發(fā)展簡(jiǎn)介 發(fā)泡注塑件的技術(shù)淵源久遠(yuǎn)。最早是20世紀(jì)20年代初期的泡沫膠木，用類似制造泡沫橡膠的方法制?。?0年代出現(xiàn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛泡沫；50年代則有可發(fā)性聚苯乙烯泡沫和軟質(zhì)聚氨酯泡沫。現(xiàn)在，基本上所有的塑料，包括熱塑性和熱固性的都可以發(fā)泡。工業(yè)上的制備方法有：擠出發(fā)泡、注塑件發(fā)泡、模塑發(fā)泡、壓延發(fā)泡、粉末發(fā)泡和噴涂發(fā)泡等等。其中，注塑件發(fā)泡是最重要的成型方法之一，也是低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑件的前身。 低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡原理 在塑料進(jìn)行注射之前，通過(guò)氮?dú)廨o助設(shè)備向密封的模腔內(nèi)打入低壓氣體抑制發(fā)泡劑瞬間發(fā)泡，當(dāng)壓力達(dá)到0.8-2.0MPa時(shí)開始射膠填充注塑件模具，同時(shí)注塑件模具內(nèi)的氮?dú)馔ㄟ^(guò)排氣孔緩慢排出，而發(fā)泡劑則在塑料內(nèi)部發(fā)泡形成微孔。 發(fā)泡反應(yīng)式： 名稱：偶氮二甲酰胺；分子式：C2H4N4O2；分子量：116。 物化性質(zhì)：淡黃色的結(jié)晶粉末，正常情況下極為穩(wěn)定；無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)污染性；易溶于二甲基亞礬、二甲基酰胺和氫氧化鈉溶液；不溶于酸、醇、酮、苯、汽油和水。 發(fā)泡劑物性表 結(jié)構(gòu)發(fā)泡的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)發(fā)泡(Structural Foam Molding)屬于化學(xué)發(fā)泡法，保留了傳統(tǒng)注塑件成型工藝的許多優(yōu)點(diǎn)，又避免了后者的部分缺陷，如制品強(qiáng)度不夠、生產(chǎn)周期太長(zhǎng)、模塑率低等。采用結(jié)構(gòu)發(fā)泡技術(shù)可以模塑大型復(fù)雜制品、使用低成本注塑件模具、多模腔可同時(shí)操作，從而降低制品生產(chǎn)成本。結(jié)構(gòu)發(fā)泡制品是一種具有致密表層的連體發(fā)泡材料，其單位重量強(qiáng)度和剛度比同種未發(fā)泡的材料高3～4倍。 低壓發(fā)泡注塑件與普通注塑件的區(qū)別在于其注塑件模具的模腔壓力較低，約2～7MPa，而普通注塑件在30～60MPa之間。低壓發(fā)泡注塑件一般采用欠注法，即將一定量（不注滿模腔）的塑料熔體（含有發(fā)泡劑）注入模腔，發(fā)泡劑分解出來(lái)的氣體使塑料膨脹而充滿模腔。在普通注塑件機(jī)上進(jìn)行低壓發(fā)泡注塑件，一般是將化學(xué)發(fā)泡劑與塑料混合，在機(jī)筒內(nèi)塑化，必須采用自鎖式射嘴。注射時(shí)，由于氣體的擴(kuò)散速度很快，會(huì)造成制品的表面粗糙，因此注塑件機(jī)的注射速度要足夠快。一般采用增壓器來(lái)提高注射速度和注射量，使注射動(dòng)作在瞬間完成。 工藝流程 （1）將我們通常用的材料如：ABS、HIPS、PP等（注意必須是成型溫度與AC發(fā)泡劑發(fā)泡溫度接近的塑料），與AC進(jìn)行一定比例的混合，通常比例為0.5%-5%。 （2）混合均勻的材料通過(guò)注塑件機(jī)螺桿共混，此時(shí)噴嘴的閥門關(guān)閉。 （3）氣體輔助設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)向密封注塑件模具內(nèi)打入低壓氮?dú)?，抑制發(fā)泡劑在瞬間發(fā)泡。 （4）當(dāng)模腔壓力達(dá)到0.8-2.0MPA時(shí)，自鎖式噴嘴閥門打開開始注射，熔融塑料通過(guò)注塑件模具內(nèi)的熱流道的加熱，讓發(fā)泡劑達(dá)到發(fā)泡溫度。 （5）塑料即將填滿模腔時(shí)（通常在90%-95%左右），氣體輔助設(shè)備開始排氣，與此同時(shí)塑料件內(nèi)部也充分進(jìn)行發(fā)泡，最后添滿整個(gè)模腔。 常見(jiàn)缺陷及解決辦法 （1）注塑件件縮水：由于填充過(guò)于飽和經(jīng)常會(huì)造成發(fā)泡不充分，因而造成筋位和柱位的縮水。 解決方法：減少注射量、降低注氣時(shí)間、降低注氣壓力、提高噴嘴溫度。 （2） 注塑件件欠注：由于注塑件量不足經(jīng)常會(huì)有欠注現(xiàn)象。 解決方法：適當(dāng)增加注塑件量。 （3） 熔體破裂、氣痕：由于充填不均勻或者發(fā)泡的時(shí)機(jī)不對(duì)，在注塑件件表面會(huì)有橘皮狀缺陷或者有類似于熔接痕的缺陷。 解決方法：調(diào)整注塑件件充填平衡，適當(dāng)降低澆口位置填充速度、降低氣體壓力，適當(dāng)提高氣體排放的斜率、降低料管溫度，避免材料在料管中提前發(fā)泡。 其他的缺陷處理辦法與傳統(tǒng)注塑件比較接近，在此不再重復(fù)說(shuō)明。主要是通過(guò)氣體輔助設(shè)備調(diào)整注塑件模具內(nèi)部的壓力，進(jìn)而控制發(fā)泡劑發(fā)泡的時(shí)機(jī)。 結(jié)論 （1） 低壓發(fā)泡注塑件是由氣體輔助控制AC發(fā)泡劑發(fā)泡的新型注塑件工藝。 （2） 低壓發(fā)泡注塑件可以解決傳統(tǒng)的厚壁、柱位、筋位縮水問(wèn)題，同時(shí)還具有節(jié)省材料，提高制品音質(zhì)效果等作用，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)之中。
