高光注塑,無(wú)痕注塑,蒸汽輔助注塑,免噴涂注塑工藝的模具溫度控制系統(tǒng)
高光注塑zui關(guān)鍵的是模具溫度控制系統(tǒng)。由于高光注塑與一般注塑zui大區(qū)別在于模具溫度的控制，而對(duì)注塑機(jī)的要求并不高。高光注塑模具溫度控制系統(tǒng)一般也稱為高光模溫機(jī)，和通用注塑機(jī)配合，在注塑的填充、保壓、冷卻、開(kāi)合模具過(guò)程中協(xié)調(diào)動(dòng)作。
模具表面的加熱方式是溫控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，高光模具表面主要通過(guò)以下方式獲得熱量。一是以熱傳導(dǎo)為主的加熱方式，如通過(guò)模具內(nèi)部管道的油、水、蒸汽、電熱元件等將熱量傳導(dǎo)到模具表面；二是以熱輻射為主的加熱方式，如將太陽(yáng)能、激光束、電子束、紅外光、火焰、氣體等直接輻射模具表面；三是通過(guò)自身熱場(chǎng)加熱，如通過(guò)電阻、電磁感應(yīng)加熱等使模具表面自身產(chǎn)生熱量。目前實(shí)用的加熱系統(tǒng)有：高溫油傳熱的油溫機(jī)、高溫高壓水傳熱的高壓水溫機(jī)、蒸汽傳熱的蒸汽模溫機(jī)、電熱管傳熱的電熱模溫機(jī)，以及電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)和紅外輻射加熱系統(tǒng)等。
（l）高溫油傳熱的油溫機(jī)模具內(nèi)部設(shè)計(jì)均勻的加熱或冷卻管道，通過(guò)油加熱系統(tǒng)達(dá)到模具預(yù)熱的功效，同時(shí)在注射過(guò)程有冷卻的作用。zui高溫度可達(dá)350℃。由于油的熱傳導(dǎo)系數(shù)低，效率較低，而且產(chǎn)生的油氣影響高光成型質(zhì)量，但效果比較不理想。但目前企業(yè)油溫機(jī)比較普遍，使用經(jīng)驗(yàn)豐富。
（2）高溫高壓水傳熱的高壓水溫機(jī)模具內(nèi)部設(shè)計(jì)均衡的管道，不同階段使用不同溫度的水。加熱時(shí)通人高溫過(guò)熱水水，冷卻時(shí)切換為低溫冷卻水，實(shí)現(xiàn)模具表面的加熱或冷卻。如將水加壓，溫升還可達(dá)140～180℃，升溫很快。高溫高壓的水溫控制系統(tǒng)的制造廠商有：如奧德的GWS系統(tǒng)，由于熱水可循環(huán)利用，運(yùn)行成本較低，是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用較多的一種,也是代替蒸汽的*選擇。奧德所研發(fā)的GWS系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)液晶電視和顯示器的生產(chǎn)企業(yè)如:TCL,惠科,毅昌,恒佳,金悅,冠捷等企業(yè)已經(jīng)投入使用。
（3）蒸汽傳熱的蒸汽模溫機(jī)同高壓水溫機(jī)作用原理相似，模具內(nèi)部設(shè)計(jì)均衡的管道，加熱時(shí)通人蒸汽，冷卻時(shí)切換為低溫水，實(shí)現(xiàn)模具表面的加熱或冷卻（蒸汽加熱前一般還需要用壓縮空氣將管道吹干）。高溫高壓蒸汽加熱系統(tǒng)可使模具表面zui高溫度達(dá)到160℃。由于蒸汽相對(duì)于水，其熱容較小，相對(duì)升溫時(shí)間較長(zhǎng)。達(dá)到150℃模具表面溫度需要300℃左右的蒸汽。但由于生產(chǎn)過(guò)程中蒸汽不可循環(huán)利用，需要安裝鍋爐設(shè)備和鋪設(shè)管道等，致使其運(yùn)行成本偏高。的制造廠商有：蒸汽傳熱的控制設(shè)備制造廠商有：如奧德的AFCH系統(tǒng)
（4）電熱管傳熱的電熱模溫機(jī)采取電阻加熱元件（電熱板，電熱框，電熱圈等）作為熱源，其中電熱管應(yīng)用較多，它以金屬管為外殼（包括不銹鋼、紫銅管），沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻、鐵鉻合金），其空隙填充壓實(shí)具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠密封。電熱元件可加熱空氣、固體和各種液體。目前直接加裝在模具里的電熱器加熱系統(tǒng)成本較高，并需支付模具設(shè)計(jì)費(fèi)。電熱管加熱速度較快，控制溫度范圍可達(dá)350℃，利用該系統(tǒng)后，15s就可將模具溫度加熱到300℃，然后 15 s又能將模具溫度冷卻到20℃。但只適合尺寸較小的產(chǎn)品使用。由于加熱絲直接加熱溫度較高，相對(duì)模具壽命會(huì)縮短。
（5）高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)根據(jù)電磁感應(yīng)原理使工件的溫度升高。由于集膚效應(yīng)，在工件表面上產(chǎn)生的渦流zui強(qiáng)，而在內(nèi)部很弱，到芯部接近于零。因此這種方法可只對(duì)工件表面至集膚深度范圍加熱，因此加熱體積小，升溫速度快，加熱速度在14℃/s以上，如中國(guó)臺(tái)灣中原大學(xué)研發(fā)的系統(tǒng)升溫速度已經(jīng)達(dá)到20℃/s以上。表面加熱完成后，再搭配快速低溫冷卻設(shè)備，可達(dá)到模具表面快速加熱、冷卻的效果，實(shí)現(xiàn)變模溫控制。
（6）紅外線輻射加熱系統(tǒng)研究人員正開(kāi)發(fā)利用紅外線輻射的方式直接對(duì)型腔部位進(jìn)行加熱。紅外線的傳熱形式是輻射傳熱，由電磁波傳遞能量，不需要傳熱介質(zhì)，具有一定的穿透能力。與其它方式相比，具有節(jié)省能源、安全、設(shè)備簡(jiǎn)單、易推廣等優(yōu)點(diǎn)。但由于光亮金屬烈J紅夕卜線吸收能力較弱，加熱速度慢。
（7）氣體式回執(zhí)系統(tǒng) 高溫氣體作為快速變模溫的介質(zhì)，在充填階段前快速準(zhǔn)確確定量地將氣體注入型腔中，可以瞬間將模面溫度提高至200℃左右，且高溫區(qū)域可控制在模具表面附近，不會(huì)造成模具其它部分因溫度京華劇烈產(chǎn)生尺寸膨脹的配合度問(wèn)題。該技術(shù)無(wú)需對(duì)現(xiàn)有模具作太大的修改，模具制造成本較低，但密封要求高。
目前溫度控制系統(tǒng)還存在一些問(wèn)題需要解決。一是實(shí)用的加熱方法少，比較成功的為蒸汽、高溫水加熱，二是高光注塑都是采取單獨(dú)的模具溫度控制系統(tǒng)，需要和注塑機(jī)配合使用。三是設(shè)備及運(yùn)行成本高。如何能讓變模溫控制技術(shù)在不影響成型周期的每件下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)規(guī)模生產(chǎn)是大家爭(zhēng)相發(fā)展與突破的題目。今后需要在實(shí)用的低成本快速加熱方法、集成的高光注塑機(jī)等方面進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。
高光注塑是目前注塑企業(yè)zui為通用的叫法，從注塑產(chǎn)品的光澤上看，由于熔體流動(dòng)前沿與模面接觸點(diǎn)的界面溫度提高，可使模具部分的微細(xì)形狀復(fù)制容易，如結(jié)合表面高光的模具、特殊工程塑料，可生產(chǎn)出高光澤度的注塑產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)一步注塑成功zui終產(chǎn)品，由此被稱為高光注塑，其全稱應(yīng)該為高光產(chǎn)品的變模溫注塑。除此之外還有其它很多叫法，比如：該工藝采取了快速加熱冷卻，被稱為快速熱循注塑（RHCM）；從模具溫度變化來(lái)看，稱為變模溫、動(dòng)態(tài)模溫、交替冷熱模溫控制技術(shù)；從消除噴涂等后處理工序看，被稱為免噴涂注塑；從消除表面缺陷上看，稱為無(wú)熔接痕、無(wú)痕注塑。從加熱方式分，又稱為蒸汽式、電熱式、熱水式、高油溫式、感應(yīng)加熱式模溫控制技術(shù)等。從模溫控制機(jī)看，又稱為蒸汽模溫機(jī)、過(guò)熱水模溫機(jī). 電熱模溫機(jī)、水溫機(jī)、油溫機(jī)、電磁感應(yīng)模溫機(jī)等。還有些取為公司商品名稱，如奧德的GWS技術(shù)和AFCH技術(shù)等。
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