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双色模具知识总纲


昱卓模具厂收集整理

双色模具知识总纲

1
? 1.简介 ? 2.模具机构 ? 3.双色模注塑工艺 ? 4.模具的设计 ? 5.成型方法 ? 6.几种双色模模具结构 ? 7.结束语

简介
?  

 随着社会文明的不断发展,人们品味的提高, 产品的外观造型及视觉效果显得越来

越重要。传 统塑料产品的外观美化要通过喷涂、电镀等方法 处理,但经过长时间暴露在空气中,外观的颜色极 易被破坏。而双色模具则可根据不同的市场需要, 更换塑料色母的颜色,也不需要进行喷涂处理。 双色模生产出的产品不仅质量稳定,而且生产效 率也高。由于双色模制作需要很高的精密度,因 此模具结构设计的好坏就显得尤为重要。

 

? 当今,随着人们对注塑制品质量要求的提高,越 来越多的新型注塑工艺及技术被开发和应用。 其中,双(多)色注塑技术作为一种前沿的制造工 艺,在我国也得到了越来越广泛的应用。 双色 注塑新技术起源于Arburg公司,它从1961年开 始开发多色注塑机,其当时的目标就是要将双 色制件的生产效率充分提高。当时,主要的方 法为插入再封装的技术。此新技术在国内正处 于研究和应用的热点,与单组分注塑有很大的 区别,但由于进口设备的价格高昂、注塑工艺 及模具结构复杂等原因,双色注塑工艺在我国 并没有得到广泛的引进和应用,而一般是通过 其他的替代工艺进行生产双组分或双色产品。 对于普通注塑成型过程,

? 目前CAE软件都已经非常真实的模拟出注塑 过程,模拟结果与实际的试验结果差距已经很 小,但是对于双色注塑技术,影响因素是普通注 塑的两倍以上,更有界面耦合造成的不确定因 素,因此在工艺、模具、仿真等各个阶段的研 究与应用都还非常有限。在常用的各种CAE 软件中,也很难对双(多)色进行全面和具体的 模拟,所以CAE模拟结果还只是对实际生产的 一个参考。 本课题广泛阅读当前国内外文献, 总结出了型芯旋转式、收缩模具型芯式、脱 件板旋转式、型芯滑动式、跷跷

? 板结构等五种典型及改进的双色注塑模具 结构类型,分析了各模具结构的成型特点及 适应性,总结了双色注塑模具设计准则及双 色制品设计要点,最后分析确立了熔体温度、 保压压力、注射速度、模具温度等对双色 产品质量造成影响的主要因素。并从流变 学角度初步探讨了双色注塑中的流变学应 用,分析流变学流变指数对充填的影响以及 对双色制件界面应力进行分析,同时根据产 品要求对双色印章盖进行模具结构设计,并 结合稳健设计-正交试验运用

? MPI/Overmolding模块来对其进行模拟,分 析注塑工艺参数(熔体温度、保压压力、注 射速度、模具温度)对双色制件注塑的影响 关系,确定影响双色注塑工艺参数的影响顺 序,对体积收缩率为熔体温度>保压压力、 注射速度>模具温度,对缩痕指数为保压压 力>熔体温度>注射速度>模具温度,优化 了体积收缩率和缩痕指数双目标。本文的 研究结果对双色工艺设计有指导意义。

1  双色模注塑工艺
? 所谓双色注射成形就是使用2 个或2 个以上注射系 统的注射机,将不同品种、不同色泽的塑料同时或先 后注射入模具的成形方法。分别有双色多模的清色 注塑成形、双色单模的清色注塑成形、双色单模的 混色注塑成形。双色注射成形机与普通注射机不同, 它除了有2 个注射系统外,还需要能使模具动模(多模 - 转盘式) 或型腔部位(单模- 转轴式) 实现旋转的机 构。双色模注塑原理: 双色模通常有两副模

? 具,一半装在双色模注塑机的定模固定板上,也就 是有注塑浇口的一侧,另一半装在动模回转板上,即 模具顶出的一侧。这两副模具的动模在一般情况 下是完全一样的,而一次定模和二次定模不一样。 当第一种材料注塑完毕后,定、动模在注塑机拉力 下被打开,一次动模带着一次产品旋转180°,此时动 模不顶出,然后合模,进行第二种材料的注塑,保温 冷却后,定、动模被打开,动模侧产品被顶出。每个 成形周期内都会有一模一次产品及一模二次产品 产生。

2  模具的设计
? 对于塑料模设计来说收缩率是很重要的,它是 ? 模具设计的基础,关系到产品尺寸是否合格,不 同材料的收缩率各不相同。只有合适的收缩率 才能保证产品注塑冷却后达到所要求的尺寸。 双色模的收缩率主要取决于一次材料的缩水率, 二次材料则应选与一次材料相同的缩水率。例 如:一次材料为ABS

? (缩水率通常为5 ‰) ,二次材料为TPR(缩水率 通常为18 ‰) ,在进行双色模设计时,收缩率要 全部设为5 ‰,因为一次材料已基本形成了产 品的轮廓形状,二次材料包在一次产品上,因而 不会有更大或更小的收缩率。

模具结构

2.1

成型方法

? 一般双色成形是第一次先成形基体,地二次再 成形镶体。 ? 成型方法: 型芯旋转 卸件板旋转 型芯后退 型 腔后退和型腔滑动等。 ? 双色注塑通常使用不同颜色的同一种塑料,这 样基体与镶件的结合牢固性较好。若使用不同 品种的塑料进行注塑,则需先进行结合性能试 验,必要时应在基体上曾设凹槽以增加结合强 度。

2. 2  一、二次产品的分割
? 在进行一、二次产品分割时,有几项因素必须 考虑,它关系到整套模具设计的成败。首先要 考虑的是材料的流动性(它对选择合适的浇口 有很大作用) ,其次要选择合适的产品肉厚,由于 二次产品要在一次产品的表面形成,如果肉厚 不够,就会造成流动性不好,很容易导致缺料、 缩水等不良状况。一般说来,二次产品的肉厚 要占到整个产品肉厚的一半或以上。

2. 3  浇口位置的选择
? 双色模对浇口位置的选择很讲究。最好借助模 流分析软件进行浇口位置的分析和流动性检测, 以降低模具制作失败的风险。另外要在适当的 地方改变一次产品的形状或增加辅助胶位,以改 善二次材料流动的方向和速度。当二次材料采 用侧进胶时,要将浇口斜向上,并尽量加大浇口宽 度,以增加流体速度,使进料时流体往上冲向定模, 这样就可避免将一次料冲开,导致一次产品出现 漏光等现象。

2.4 内模设计
? 2. 4. 1  内模设计 ? 双色模的两个定模仁的形状是不同的,分别 成形一种外观。而在一般情况下两个动模 仁的形状完全一样。一次产品优先选用潜 伏式进胶,这样可让

? 产品自动和料头切断,有时采用热流道或三板模 在第一次注塑后模具没有顶出,这时有些料头会 留在动模仁上,因而在设计第二次注塑的定模仁 时,为了避免定模仁被一次料头擦伤,需要设计将 二次定模在一次料头部分避空,使模具在二次合 模成形注塑时,料头能顺利进入避空位置。有时 设计为了避免二次定模仁插(擦) 伤第一次已经成 形好的产品胶

? 位,可设计一部分避空,但必须慎重考虑每一处封 胶位(产品外壁距避空位置的距离) 的强度,至少 要在5 mm 以上。注意定、动模仁所有插穿、靠 破面的斜度落差尽量大些,且4 个角要做管位,以 方便合模时能很好配合。一次定模仁的设计与二 次插破在保证强度的情况下可适当逼空。如图3 所示: D 取0. 2mm 以上,此方法为了保护二次动 模仁不被擦伤。

2. 4. 2  模坯设计
? 模具的两个定模和两个动模需要相互完全配 ? 合,所以在设计模仁、模架时,要注明模仁、模架的 加 ? 工都要采用四面分中取数;两个定模部分的总厚度 ? 要相等;4 支导柱要中心对称(不能像单色模那样采 ? 用基准角导柱偏心) ,并保证导柱与导套的单边间隙 ? 公差在0. 025mm 内;模坯外形垂直度、平行度以及 ? 平面度公差均保证在0~ + 0. 03 mm。动模回转盘

模具结构

2. 4. 3  模具定位
? 模具的动模在一次注塑后需要旋转180°,才能进行第二次 注塑,因此需要校核动模两个靠近注塑机上的柱子的拐角 旋转时是否会与注塑机上的4 个柱子相干涉,两者间隙至少 要在10 mm 以上,若不到10 mm ,应该考虑将模具靠近导柱 的两个角切掉。注意动模旋转板的定位柱位置和大小,这 就需要根据模具的大小和行程及模具高度来选择不同的注 塑机,然后根据注塑机的参数来确定定位柱的位置和大小, 以及浇口、定位环半径。最好设计为可让一套模具能在不 同型号的注塑机上使用,这样在生产任务紧张的情况下,可 灵活调度。

2. 4. 4  冷却系统
? 两个定模和两个动模的运水分布要做到尽 量充分,均衡、对称。且模具运水的进出水 管接头要尽量在天地侧,因为如果将水管接 头设计在模具的操作和反操作两侧,在内侧 的水管接头安装操作将很不方便。合理的 运水设计对注塑操作有很大帮助。

3  几种双色模模具结构
? 3. 1  跷跷板结构 ? 跷跷板结构就是两边绕中心转轴,一边向上移动,另 外一边则向下,如此反复。跷跷板结构主要是用在 有数字和字母的键盘模具设计上。含有封闭的数 字或字母,如0 、4 、6 、8 、A、B、D、O 等,只 有采用跷跷板结构,才能让二次材料顺利地流入封 闭的区域,形成漂亮的外观。跷跷板结构的工作原 理是:在一次注塑后,模具打开,靠破针在推杆作用 下下行,使得跷跷板绕旋转

? 轴旋转,在跷跷板的推动下将靠破顶出板向 上顶出,这样靠破针往上运动,将一次产品 封闭区域的边界处靠破出一个靠破孔。接 着进行二次注塑合模时,在靠破板回位销的 作用靠破针往下运动,让出一个圆形的孔, 这样二次料就能从靠破孔钻进封闭区域

3. 2  中板模结构
? 在一般情况下来说,双色模的两个动模部分是完全一 样的。但是,如果产品的结构需要,要求两个动模有 所不同,也不需要采用侧抽芯机构,这时就需要采用 中板模结构来解决。中板模的工作原理是:在注塑成 形过程中,两副动模不转动,注塑机在完成一次注塑 后,定动模打开,先把中板顶出,然后使中板旋转180°, 然后合模,再进行二次成形注塑。这样,中板的一、 二次部位的镶件可做成不同的形状,从而达到预期的 设计目的。

3. 3  “双胞胎”结构
? 双色模一般有两副模具,也就需要两副模架。 有时一次成形两个类似的产品(两者对称关系 或配合的上、下盖,尺寸也类似) 采用在一套模 架上做两部分,这时就要用到“双胞胎”结构。 对于“双胞胎”模具,由于在同一套模具设计 两个不同位置的唧嘴位置,这就需要根据选择 的注塑机定模固定板料筒的位置来确定。“双 胞胎”结构工作原理:将模具设计成只有一

?副模架,根据注塑机料筒位置来确定 两个进胶点,将模架分为两部分,一部 分一次成形,一部分二次成形。同样 也是两个相同的动模仁,两个不同的 定模仁,这样的模具一次和二次同时 注塑,顶出时也是只顶出二次注塑产 品的部分。每次生产出一模类似的 产品。

2. 6  翘曲分析
? 选择分析类型为Flow + Cool + Warp ,进行制件 的翘曲分析。可以看到总体翘曲最大值为0. 674 0 mm ,发生在薄壁上的翻边处。分别查看X 、Y 、 Z 向翘曲值,其中Y 向最大为 0. 612 7 mm。 ? 一般来说,翘曲是由收缩变化过大引起的制件 缺陷。导致收缩变化的原因是收缩不均匀、趋向不 均匀和冷却不均匀[2 ] 。在进行模具设计时,要调 整冷却系统的排布。

产品的取出

结束语
? 本文介绍了双色模设计所要注意的问题,以 3种模具结构为例,简要说明其成形原理。 双色模在国内的市场前景还有很大的发展 空间,随着我国模具水平的不断进步,进一 步提高模具加工精度,降低制造成本,双色 模技术将会得到广泛发展和应用。

产品实例

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