注塑成型新技术的发展概况-侧重于MuCell(DOC)

1、注塑成型新技术的发展概况-侧重于Mu CellMechanical 2011-01-24 20:32:56 阅读32评论0 字号：大中小 订阅MuCell射出成形制程最早在1984年由麻省理工学院机械系所发展出来，在 1993年MIT授权美国Trexel公司将技术商品化。MuCell制程利用N2或CO2具有低超临界压力与温度的本质，以超临界状态 注入料管中，藉由扩散性佳的超临界流体扩散效应及螺杆混炼，超临界流体与熔 融塑料混合成均匀单相体，混体在射出过程中因瞬间高压降导致超临界流体在模 内成核而长成均匀微细气泡，塑料经模具冷却固化将气泡包于塑料内，达到微发 泡的效果。超临界流体并非流体亦非气体

2、，其物理性质介于二者之间。MuCell微发泡注塑成型技术的使用日趋普及，其制品主要集中在品质 要求较高、材料较贵的产品上。近年来，选用微发泡注塑成型技术的中国企业数 目快速增长，其应用领域也正在扩大。MuCell的发展概况及原理目前，MuCell微发泡技术已成为一种非常成熟的注塑成型革新技术，在全 世界被广泛使用。其使用先从美国、欧洲开始，再延伸到日本及东南亚等地区； 尽管在中国刚刚起步，但经过一年多的发展用户正迅速增长。该技术的专利持有 者Trexel在中国已建立了完善的技术支援服务体系和备件库。经过多年来全球 不同用户在商业设备、汽车部件、电子电器等各种产品中大批量生产使用，很多 全球著名

3、的OEMT商已指定在他们的产品上应用 MuCell。同时Trexel也和全世 界许多著名的注塑机品牌建立了紧密的合作关系，如Nissei、Arburg、Engel、Milacron、Husky、Krauss Maffei、Sumitomo Demag JSW Toshiba 等。微发泡成型过程可分成三个阶段：首先是将超临界流体（二氧化碳或氮气） 溶解到热融胶中形成单相溶体并保持在高压力下；然后，通过开关式射嘴射入温 度和压力较低的模具型腔，由于温度和压力降低引发分子的不稳定性从而在制品 中形成大量的气泡核，最后这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞。我们从制品截 面可以明显看到表层还是未发泡的实体层

4、，这是由于在填充过程中模具温度较 低，表面的树脂冷却迅速，细胞核没有成长的时间所以还未发泡。基本原理使用MuCell必须在注塑机上装上特别的螺杆和机筒：1.螺杆具有特殊的螺纹设计一一超临界流体被射入搅拌区后需要特别的螺 纹来切碎超临界流体使之与热熔胶充分溶解从而形成单相融体。2.单相融体必须保持在一定的高压下才不会离析，Trexel的机筒有单向止 逆阀和开关式射嘴设计从而在机筒前端的射出段形成一个密闭高压的区间 。当注 射时，开关式射嘴打开，单相融体瞬间注入模具型腔开始发泡。MuCell硬件系统简图用户可以在现有注塑机上进行升级，更换Trexel特制的设备如螺杆、机筒, 加装注射器和射入界面系

5、统，外接一个超临界流体控制器来实现。另外也可以在 购买部分品牌的新注塑机时直接在注塑机制造厂整合这些特制部件。MuCell的螺杆和机筒是定制件，一般选用和注塑机规格相应的螺杆直径，长径比通常是 22:1或24:1，比普通的稍长。加装了 MuCell的注塑机可以方便地切换回传统注 塑，使用户可以灵活安排生产。常见应用领域和案例分享几乎目前所有的热塑性材料都可以采用微发泡注塑成型技术。但考虑到经济 性和产品品质要求，MuCell微发泡制品主要集中在品质要求较高、材料较贵的 产品上。上表列举了一些常用的产品，当然在其他行业的不同领域也有很多用户 成功应用了这种技术。MuCell微发泡成型主要是靠细胞

6、的成长来填充产品，所以是在较低而平均 的压力下进行的，不像传统注塑成型要靠机台的不断保压，因此产品内应力大大 减小，不同位置的收缩也变得非常平均。形成单相融体使树脂粘度降低。因为树脂粘度降低使得流体的流动速度更 快，可以降低熔胶温度、模温和射胶压力，使塑件稳定，成型视窗变大。MuCell微发泡技术能解决以下传统注塑常见的问题：部件收缩不均导致尺 寸不稳定和内应力问题、缩水痕、平直度不好、同心度或圆度不够、动平衡性不 高、难填充等等，采用 MuCell注塑技术则可以提高部件质量，以下是部分应用 实例。MuCell微发泡技术典型应用领域电y电f1打印机內滋麻m、 导纸机初h抵喪劲机耶希 h痰找卜廊

7、的牒fl通厲带抽h松片靶盘电电产那件 趣理肿动部件并装HUI辽印机采醍”通処、唱调和融火祟址部fl *风励护 罩耐门和就动机仲売KXcffn 按堆金* 凤曲丿紬片昶架强件斷入广晶j电子插座由于均匀的收缩令产品的尺寸异常稳定。在模具开发的前阶段，尺寸的稳定 和一致性减少了模具的设计和制作的反覆修改，在生产中Cpk值非常好，大大减少了不良率。左图是T ricon的一种电子插座，材料PA66加33%勺玻纤，可以达 到8%勺减重和48%勺减周期，锁模力减少40%生产中的Cpk值可以达到1.66， 模温度减少28Eo汽车仪表板因为射胶压力和熔胶温度较低，MuCell被广泛应用到模内装饰（IMD）的产 品

8、上，有效地解决了传统注塑易出现的“冲膜”和“渗边”的现象，同时也解决 了缩水造成的外观问题，提高了尺寸的稳定性和平直度，从而大大减少了不良 率，锁模力也大大减少。汽车冷却箱传统注塑解决部件翘扭曲通常会靠延长注塑和保压时间来达到，同时借助特制的夹具来定型，这样大大降低了生产效率。MuCell使部件不仅在生产时非常 平整，而且在热处理后也能保持。许多应用表现出了这一优点，比如汽车冷却箱， 打印机过纸架等。MuCell微发泡注塑的新技术发展MuCell并不适合直接用于外观要求高的产品，但可以和表面喷涂结合起 来，也可以和IMD（模内注塑装饰技术）结合，做出来的产品没有缩水痕、更平 直、外表更美观。为

9、了满足一些用户想直接把 MuCell应用于外观产品的需求，Trexel和 Rhodia合作专门开发了适用 MuCell微发泡技术的尼龙材料 TECHNYL XCell 6.6 和6，还可以针对客户的要求进行加纤或矿物质等的改性处理。这种材料已经获 得了 WEEE口 RoHS勺认证，用它在MuCell制程下加工的产品在保证产品机械性 能等特性的情况下具有极佳的外观表现。另外，Trexel也正在开发模具型腔热喷涂技术，用这种处理过的模具结合 MuCell做出来的产品也有很不错的外观表现。相信Trexel不断致力优化和改善的这些辅助技术能把 MuCell微发泡带入更 广阔的应用领域，让更多的用户享受

10、到 MuCell微发泡注塑带来的优势。塑料射出成型技术射出成型系统包括了射出成型机、模具、成型条件、成型方法、成型品设计 等重要因素，成型品的质量、成本即受这些因素之影响，而各项因素又会互相干 扰。射出成型机在全电动化、精密控制、专用机台等方面的进步很显着，尤其是 全电动射出成型机的订单已超高油压式射出成型机，其优点在于精密控制性以及 节约能源方面。电动射出机以小型机为主，但最近已有锁模力超过1000吨的大型机了。各公司并开发DVD连接器、微齿轮等精密成型品的专用成型机。此外模具也在精 密化、热浇道等方面进步显着。以下以最近的成型法为中心，介绍其代表性例子。一、超高速射出成型模穴充填压力要进一

11、步均一化，可采用多种方法，其一为提高射出速度。对 薄肉或复杂形状的模穴，为将熔融塑料充填至最末端，各公司均开发出超高速射 出成型机。可成型厚度0.5mm以下的薄制品，日本FANU(公司利用线性马达，使 射出速度达2000mm/s加速度13G以上，用此超高速成型机制造厚度 0.13mm的 喇叭筒。日精树脂工业公司则以油压机开发出射出速度2000mm/s的机台。二、低压射出成型成型品单位投影面积锁模力为0.3吨/cm2左右者，为一般的射出成型，低 压射出成型的锁模力则多在其一半以下。代表性的成型法为射出压缩成型法，不 但模内压力均一，塑料可均一地流动至模穴末端，流动长度也可增至2倍。0.6mm 厚

12、的光盘、各种电子仪器的薄肉外壳等均可用此法成型。射出压力可精密控制的 低压成型，已被各种射出成型机所采用。近年来，一些信息产品(如光盘)有精密表面，导光板等也要求性能提高，因 此促成模具表面转写性提高，其具体的方法如下：(1) 以高速射出、高温模具来改良。(2) 用射出压缩成型、气体辅助射出成型等方法，以提高塑料压力的传达。(3) 将热媒、冷媒交互流过模具(循环加热、冷却法)。(4) 成型前以高周波诱导加热法将模具表面选择性加热。(5) 成型前将模具表面辐射加热。(6) 于模具表面设电绝缘层及导电层，藉导电层来加热模具表面。(7) 将持续振动塑料并成型(Rheomolding)。(8) 将持续

13、振动模具并成型(UIM)。(9) 以隔热层披覆模具表面的模表面隔热法(隔热模具法/CSM ULPAC等)。(10) 利用二氧化碳的方法(AMOTEC)以上方法均有其优、劣点，必须依用途来选用可发挥其优点的方法。三、微泡发泡体于熔融塑料中添加各种发泡剂，再发泡射出成型而得的发泡体，有轻量化、 刚性高、残留应变低的优点，在大型成型品或偏肉成型的制品常被采用。近年来，以超临界流体的二氧化碳为发泡剂可制得泡径0.01100卩m的微泡体(micro cellular foam MCF)，因而受到注目。此技术由 MIT开发出来，在日本由JSW公司取得销售权。发泡体依泡径不同可分为 MCF(II0卩m)、S

14、uper MCF(0.1I卩m)及 Ultra MCF(0.010.l卩m),但目前仍以MCF居多。MCF单位重量的比强度增加，这是因 为泡壁延伸产生的分子配向效果，且泡内有微量气压之故。微泡本身也有防止龟 裂发生的作用。四、模内加饰成型UBE公司及良Batte nfeld 公司均有模内加饰成型(In Mold Coati ng) 的技 术，这是以一般方法射出成型，模穴冷却后，降低锁模力，并将液状涂料注入模 具，然后再施加锁模力。关键技术在于涂料的特殊配方及多段锁模的控制。五、三明治射出成型三明治射出成型(SW成型)在1970年便已实用化，后经多次改良，因此相关 研究很多，通常是以回收塑料或发

15、泡塑料为芯材，制成质轻、价廉的成型品。从SW成型可衍生出其它相关技术。SW成型是对模穴依序注入二次材料，依 二次射出材料的粘度不同，而可区分为三明治成型、液体辅助成型、寡聚体辅助 成型、气体辅助射出成型等。注塑成型新技术的发展概况Developme ntSituati on of the New Tech no logy of Injectio n Moldi ng 刘方辉，钱心远，张 杰( 1) Liu Fanghui, Qian Xinyuan, Zhang Jie(1)-四川大学高 分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室，四川 成都610065-State Key Lab of

16、Polymer Material Engineering. College of Polymer Scie nce&Engin eeri ng, Sichua n Uni versity, Chen gdu 610065, China 摘 要：综述了近年来注塑成型技术的发展状况，介绍了新型气辅注塑成型、多 组分注塑成型、粉末注塑成型、微孔发泡注塑成型、微注塑成型等技术的特点及 最新动向。Abstract : The developme nt of the injectio n moldi ng tech no logy in rece nt years was summarized,

17、and the characteristics and develop ing trend of the new gas-assisted injectio n moldi ng tech no logy, multi-comp onent injectio n moldi ng tech no logy, powder injectio n mold ing tech no logy, microcellular foam injectio n mold ing, micro-injectio n moldi ng tech no logy were in troduced.关键词：注塑成型

18、；新技术；发展动向Key words : In jecti onmold ing; Newtech no logy; Developme nt trend评述文章编号：1005-3360 (2009) 03-0083-06 中图分类号：TQ320.662 文献标识码：A高分子材料的成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、压制 成型等，其中，注塑成型因可以生产和制造形状较为复杂的制品、易于与计算机 技术结合、易于实现自动化生产等优点，在高分子材料的成型加工中占有极其重 要的位置。注塑成型技术广泛应用于汽车、家电、电子设备、办公自动化设备、 建材等诸多领域。近年来，这些工业领域迅速发

19、展，给注塑成型技术的发展提供了强大的推动力，使注塑成型技术在发展速度上、水平上都得到了迅猛的发展， 特别是对于注塑成型新技术的发展更是起到了强大的推动作用。本文着眼于注塑成型新技术的最新发展动向，介绍了几种用途较为广泛的注塑成型新技术。近几 年来，注塑成型新技术发展动向主要集中在：新型气辅注塑成型技术、多组分注 塑成型新技术、微孔发泡注塑成型技术、微注塑成型技术等方面。1新型气辅注塑成型技术气体辅助注塑成型技术（Gas-assisted Injectio nM oldi ng Techno logy）是自往复式螺杆注射机问世以来，注塑成型技术最重要的发展之一。它通过高压气体在 注塑制件内部产生

20、中空截面，利用气体积压，减少制品残余内应力，消除制品表 面缩痕，减少用料，显示传统注塑成型无法比拟的优越性。一般气体辅助注塑成 型的过程是：先向模具型腔中注入经过准确计量的塑料熔体，再直接注入压缩气 体；气体在塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透 和排空，作为动力推动塑料熔体充满模具型腔并对塑料熔体进行保压，待制品冷 却凝固后再开模顶出。近年来，气体辅助注塑成型技术发展迅速，出现了一些创 新性技术，如水辅助注塑成型技术、冷却气体气辅技术、气辅共注成型技术、外 部气辅注塑技术及振动气辅技术等。1.1水辅助注塑成型技术水辅助注塑成型技术（Water-Assisted Inj

21、ectio nMoldi ng Tech no logy）是以德国Aachen大学塑料加工研究所为代表的研究人员基于气辅成型原理开发出的 新的注塑成型技术。由于气体的热容量比较小、导热性差，气体辅助注塑时，制 件相当于单面冷却，因而其成型周期往往比普通注塑长。水辅助注塑成型技术的 原理与气体辅助注塑成型技术基本相同，只是用水代替气体注入熔体中心。其工 艺过程为：（1）将熔体注满型腔，进行短暂保压；（2）将水注入熔体中心，在 水的压力下，制件中心的熔体倒流回注塑系统；（3）经过一段时间保压后，减 压将水排出制件。排水所需的压力可以由水的蒸发产生，或者通过加入水中的 CO的蒸发产生。在注塑直径为3

22、0mm勺PP中空制件的比较实验中发现，水辅助 注塑的冷却时间比气体辅助注塑减少了 75%按照成型工艺过程的不同，水辅助 注塑成型有短射（欠料注塑）法、返流法、溢流法和流动法 4种工艺方法1。1.2冷却气体气辅成型技术在气辅成型过程中，尽管气体辅助成型降低了塑件的壁厚，但在工艺过程中，冷 却阶段在成型周期中所占比例最大。当气体（氮气）将塑件穿透时，其冷却作用 是非常小的。如果制品在脱模时冷却不够充分，则内部残余热量会形成表面再结 晶，从而导致制品质量降低或者变形，严重的时候制品内部会出现气泡。为避免 以上情况的发生，可以采取延长模具冷却时间或使用次级冷却装置的措施，但会 增加成本。冷却气体辅助成

23、型技术便是针对以上的问题而出现的一种新的气辅成 型方法。在冷却气体辅助成型工艺中，气体通常被冷却至-20r 180 C。冷却气体形成的过程是：常温气体通过一个腔室，在其中被液氮冷却。这种冷却气体 辅助成型技术的主要优势在于：当冷却气体穿透熔体时，在模腔内会产生塞流效 应，塞流产生的残余壁厚比传统气体辅助成型要小；冷却气体也防止了制件内部 起泡，并能产生较光滑的内表面2。1.3气辅共注成型技术气辅共注成型技术（Co-Injection and Gas-Assisted Injection Molding）是将聚合物共注成型技术与气辅技术相结合而得到的一种新工艺。聚合物共注成型 技术是同时或者先后

24、向模腔内注入不同的聚合物熔体 ，形成多层结构的一种成型 技术，而与共注成型工艺相比多了一个注气过程；相对气辅成型而言，则多了一 个多层结构的形成过程3-5。气辅共注成型的过程包括三个阶段：（1）共注塑阶段。此阶段与一般共注成型 工艺类似，只是在形成表/内层结构后，当表层和内层所注入的材料总量占型腔 总体积一定比例时，停止注塑熔体，此过程可谓气辅过程的“欠料注塑”，只是 注入两种以上的熔体；（2）气辅注塑阶段。气体对内层熔体进行穿透，随着气 体的推进，被气体“排挤”的内层熔体又带动表层熔体向前流动；（3）保压冷却，释压脱模，获得制品。为了实现聚合物的气辅共注成型，必须对原有共注成 型设备进行改造

25、，即在共注成型设备的基础上增加一套气辅系统。1.4外部气体辅助成型技术外部气体辅助注塑成型技术（External Gas Moldi ng Tech no logy）是与传统的内 部气体注塑成型不同的一种气体辅助注塑方法。传统的气体辅助成型技术是将气 体注入塑料熔体内以形成中空的部位或管道，而新型气辅成型技术是将气体注入 模腔表面的局部密封位置中（相当于在塑料熔体外部），故称之为“外气注 塑” 6。1.5振动气辅成型技术一般的气体辅助注塑成型属于非动态成型工艺，而振动气体辅助注塑成型（Vibrated Gas-Assist Molding）工艺最大的不同便是引入振动波，使常规气体 辅助注塑成型

26、时注入的“稳态气体”，变为具有一定振动强度的“动态气体”， 从而利用气体作为媒介将振动力场引入到气辅注塑成型的充模、保压和冷却过程 中，使其成为动态的成型工艺7。2多组分注塑成型技术多组分注塑（Multi-Component Injection Molding）是由至少两种不同的材料通过注塑成型得到所需部件的加工过程，其整合各组分的优越性能，可以生产普 通单组分注塑过程无法实现的特殊性能制品。这种由两种或更多种材料组成的产 品，与传统的由一种材料成型的注塑产品相比具有不同的物理特性。多组分注塑 成型的独特之处在于8 : （1）可将不同加工特性的材料复合成型；（2）提高制 品手感和外观，集多种性

27、能于一体；（3）缩短了产品的设计、生产及成型周期， 降低了成本；（4）省略了传统注塑成型后二次加工、装配的过程。2.1多组分注塑成型工艺当前，多组分注塑成型主要有共注塑成型、三明治成型、双色注塑成型、包覆成 型、多色注塑成型等技术9，而根据各组分在其成型过程中结合形式的不同， 大致可分为顺序注塑成型和叠加注塑成型两大类。2.1.1顺序注塑成型顺序注塑成型是指依次注入物料的工艺过程，这一过程是通过特殊的多组分喷嘴 来实现的。其过程是先向模腔中注入第一种熔融组分形成制品表层，然后通过切 换多组分喷嘴的切换阀，注射第二种组分，形成制品的内核部分，其过程如图1所示。就常见的双组分夹芯注塑来说，可以将两

28、组分某方面的性能互补，扬长避 短，以达到单组分制品无法获得的性能。顺序注塑成型应用最多的有以下三大 类：（1）对于大体积制品，内核利用回收的物料，而外层为起装饰作用的新材 料；（2）对于要求承受弯曲应力等载荷的制品，其外层使用玻纤增强材料，而 内核可以采用非增强材料；（3）对于厚壁制品，常使用发泡物料制成其内核 10-11。1澤丸W旅鬣聊Fvq. i The ichemMc 创旳"僅 imjence niecbon mldtng图1顺序注塑成型示意图Fig.1 The schematic diagram of sequenee injection molding2.1.2叠加注塑成型

29、叠加注塑成型过程是通过不同的浇口或流道将多种组分（通常是两种）注塑到一起，或者将一种组分叠加在另一种组分之上。与顺序注塑成型相比，其关键在 于模具部分的改进和变化。叠加注塑成型又可分为“熔融 /熔融”注塑成型和“固体/熔融”注塑成型两种10。“熔融/熔融”注塑成型也就是一般说的共 注塑成型，其特点是同时把两种熔融组分经由不同的浇口注入模腔。“固体 /熔 融”注塑成型的特点是在第一种熔融组分部分固化后，再注塑第二种，甚至第三 种、第四种组分。如模内自组装注塑成型，是在第一种组分完全固化后，通过内 部或外部的传递机构转移至下一成型位置，注入下一组分，实现多组分注塑，如 图2所示10,12。总8B2

30、M内自组装注曼成型示图Fig.2 The schematic diagram of norm inner self-assembledinjection molding图2模内自组装注塑成型示意图Fig.2 The schematic diagram of n orm inner self-assembled injectio nmoldi ng2.2多组分注塑成型设备不同的成型工艺需要由对应的成型设备来实现。对应于上述多组分注塑成型工艺 的分类，相应成型设备的注射单元的主要形式有：（1）数个注射单元水平方向 相互平行或互成一定角度的布局（L型或V型）设计或在竖直面内垂直分布；（2） 两个注射

31、单元共用一个喷嘴，注塑部分允许两种组分交替顺序注塑或间歇顺序注 塑。多组分成型设备的代表有德国（Krauss Maffei） 克劳斯？玛菲公司的 Revolution 旋转压板双组分注塑系统等13。2.3多组分注塑成型技术的发展趋势随着塑料注塑制品的广泛应用，多组分技术在当代注塑技术中具有巨大的机遇和 希望。与单一组分的普通注塑技术相比，多组分技术在设计和功能上具有明显的 优势。不同热塑性塑料共成型、弹性体塑料和热固性塑料共成型、超壁双组分成 型、装饰性衬里成型等是多组分技术的趋势14。另外，用多组分技术制出的具 有磁性、导热或导电性等填充型功能热塑性塑料制件也成为当前研究热点。3粉末注塑成型

32、技术粉末注塑成型（Powder Injection Molding）是将现代塑料注塑成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金成型新技术。它是塑料成型工艺学、高分 子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科渗透与交叉的产物，利用模具注 塑成型坯件，并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件， 能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、一定功能的制品，并可直接批 量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。3.1粉末注塑成型的工艺过程及技术特点粉末注塑成型的工艺流程，如图3所示。（1）选取符合粉末注塑成型技术要求 的金属粉末和有机黏结剂；（2）在一定温度下，采用适当的方法将粉

33、末和黏结 剂混合成均匀的喂料；（3）用注塑成型机将制成粒状后的喂料注入模腔内后冷 凝成型，得到成型坯件；（4）对成型坯件进行脱脂处理；（5）烧结成型坯件， 得到最终产品。3粉末注SB成型的工艺流程Ftg*3 The flow chart of powder injection molding图3粉末注塑成型的工艺流程Fig.3 The flow chart of powder injection molding粉末注塑成型技术在制造具有复杂形状、均匀组织结构和高性能、高强度、高精 度的产品方面显示了独特的优势。不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或 少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉

34、末冶金工艺制品、材质不均匀、 机械性能低，不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复 杂形状以及具有特殊要求的金属零件，采用粉末注塑成型进行大批量生产有较大 的成本优势，生产成本只有传统工艺的 20%60%粉末注塑成型技术的出现，给 各行各业设计和制造人员提供了崭新的设计思路和制造技术，采用粉末注塑成型 技术可以大胆采用原来由于可加工性和加工经济性差而不得不放弃的一些结构 复杂的设计方案。还可使原来由于加工困难、而不得不采用的组合件、拼装件进 行一次复合完成加工15-16。3.2粉末注塑成型工艺的新发展近几年，粉末注塑成型技术得到快速发展。其最大特点是粉末注塑成型技术与其 他成

35、型技术相结合，得到了许多优异的产品。微型注塑成型和双组分注塑成型与 粉末注塑成型结合：以微型拉伸试样作为研究对象，证明双组分注塑成型粉末产 品切实可行，开发的产品实例为一种微型加热针。Arburg公司注塑了质量为0.0679g的陶瓷产品，用作绝缘材料17-18。振动辅助注塑成型：殷小春等19对 振动辅助注塑成型应用于金属粉末注塑成型过程进行了研究。结果表明：振动力 场可以使不同径向位置处的模腔最大压力随振动振幅、频率的增加而减小，从而 可以在不影响制品性能的条件下降低注塑成型压力，以拓宽金属粉末注塑成型的 适用范围。今后，粉末注塑成型技术研究和开发的主要方向是：开发高效、低成本的预混合 粉生产

36、技术；研究和开发工艺性能更佳的新型黏结剂，建立起黏结剂设计原理和 数据库20;开发粉末注塑成型过程模拟与仿真技术，为模具设计和注塑工艺 制定奠定理论基础；发展低温、快速脱脂和低温烧结技术，减小缺陷和变形。4微孔发泡注塑成型微孔泡沫塑料（MCF）是指微孔直径为0.110.0卩m微孔密度达1091 015个 /cm3，材料密度比发泡前减少5%98%的勺泡沫塑料。与不发泡塑料相比，微孔 泡沫塑料具有优良的冲击性能、高疲劳寿命、低介电常数和热导率。由于微孔发 泡塑料达到了既降低材料的成本又提高其性能的双重效果，性价比更高，因此具 有极大的应用前景。利用气体超临界液体状态在整个聚合体中产生分布均一和尺

37、寸统一的微小的气孔（根据聚合体不同的材质及应用，其尺寸通常为5100卩m）是微孔发泡注塑成型的技术特点。微孔发泡注塑成型技术与传统塑料发泡技术比 较21，既不需要化学发泡剂，也不需要以烃基为原料的物理催化剂、泡沫剂 及其他助剂。合理利用微孔注塑成型技术可以扩大产品结构形式、提高生产效 率、降低生产成本。按照成型过程的连续性，可将微孔发泡注塑成型工艺分为间 隙式微孔发泡塑料注塑成型和连续微孔发泡塑料注塑成型。4.1间隙式微孔发泡塑料注塑成型间隙式微孔发泡塑料注塑成型是早期进行微孔注塑成型的一种方法，工艺过程 22-23是先在高压下使气体（CO2）均匀地溶解于固态聚合物中（在聚合物玻璃 态下进行）

38、，形成固态聚合/气体饱和体系，加热至熔融状态。然后在高压下注 塑成型，并降低温度和压力至某一状态，使聚合物熔体中的气体过饱和，析出形 成大量的气泡核，最后快速冷却阻止气泡生长，由此成型微孔发泡塑料。这种利 用压力使惰性气体渗入固态聚合物中成型微孔泡沫塑料的方法只适用于间歇式 生产，生产效率比较低，不及其他连续的微孔发泡注塑技术。4.2连续微孔发泡塑料注塑成型美国Trexel公司提供的MuCell技术24被认为是第一种适合市场推广的微 孔发泡注塑技术，其工艺过程可以分为以下4步：（1）超临界状态下的气体（如 CO2）在螺杆后退阶段通过机筒注塑进入聚合物熔体中，形成单相溶液；（2）当高压下机筒内的熔体注塑进人压力较低的模具时，由于压力变化，单相溶液经历 热力学不稳定的状态，大量的成核点形成泡沫气室；（3）气体扩散到泡沫中， 引起气泡膨胀；（4）当气泡长大到一定尺寸时，冷却定型。MuCell在注塑成型技术上的突破，为注塑制品生产提供了其他注塑工艺所不具有的巨大能力，为新 型制品设计、优化工艺和降低产品成本开拓了新的途径。其他连续微孔发泡塑料注塑成型工艺有：Ergocell微孔发泡塑料注塑成型 24、超临界流体微孔发泡塑料注塑成型25等。5微注塑成型技术近年来，微系统技