CINPRES射出成形

1、塑模二廠設計課技術資料主題CINPRES射出成形前言: CINPRES成形法,是由英國的Cinpres公司,結合了傳統射出形成法和結構發泡成形法(Structural FoamSF )兩者優點,並改良其缺點所最新開發出來的新式射出成形技術. 射出成形法,原是一種專用於熱塑性塑膠材料的成形加工法,現在不但應用笵圍愈來愈廣(如可用在金屬或陶瓷粉末的射出成形),而且技術水平也愈來愈高.唯目前仍有以下幾個問題點急待解決: 1. 制品形狀若有肉厚不同的構造時, 易發生翹曲和破損的現象. 2. 成形後的制品常因殘留應力造成變形, 甚至產生應力破裂. 為了改變傳統射出成形法的缺點而發展的結構發泡成形(SF)

2、法,雖能解決上述的問題,卻也帶來了下述的一些困擾:1. 制品表面易殘留有渦卷(Swirl)痕跡或射出(afterblowing)痕跡等缺陷.2. 成形所需之循環時間較射出成形法為長.3. 薄肉形狀之制品很難成形.4. 使用化學發泡劑時,很容易造成金屬腐蝕.由於射出形形法和SF成形法均有若干缺點,故近年不斷在研究能保有此二法之優點,又能改善其缺點之新技術,而英國Cinpres所發展的CINPRES法即為相當成功的例子.將這種成形技術用於制造OA機器和電視機等之外殼,各種電氣零件,工業用品,家具等用途,已證實其成形效果相當良好.塑模二廠設計課技術資料主題CINPRES射出成形CINPRES成形法之

3、原理:這種成形法僅需在普通之射出成形機上加裝一組惰性氣體注入設備即可使用,不需要另備特定之專用形成機,因此,就設備上來說,是相當經濟的.CINPRES法的特點是在射出成形機間模具內射入熔融狀態樹脂的同時,由模具上某部位所裝置之氣體噴嘴,將一定壓力,一定量之氣體注入熔融樹脂中,在樹脂冷卻凝固的過程中,氣體壓力均保持一定.待樹脂完全凝固之後,氣體再經由噴嘴部釋放到大氣中,這樣便完成了一個射出循環.其中特別值得說明的是,熔融樹脂中注入的氣體僅只充滿制品的厚肉部位,薄肉部份仍然保持實體(Solid).之所以僅將氣體注入厚肉部位,是因為厚肉部位凝固較慢,故該處熔融樹脂之粘度較薄肉部位為低(即流動性較佳,

4、).因此對氣體之抵抗壓力也會較低.但有一點必須特別注意的是,如果厚肉和薄肉部位之厚度設計的不適當,則氣體將會侵入薄肉部位造成缺陷,這是在做制品和模具設計時必須注意的地方.又本成形法和SF成形法不同,以SF成形法制造之制品,整個成形體中均為氣體均勻分佈的狀態,而以CINPRES法成形之制品,僅有厚肉部份呈中空的構造,而薄肉部位則因無氣體之侵入,仍然是堅固之實體.圖1所示即為CINPRES法之模具示意圖.塑模二廠設計課技術資料主題CINPRES射出成形CINPRES法之主要用途大致為下面二點:1. 用於制造具有肉厚不同之構造的制品,以防止破損,翹曲等缺陷.2. 取代過去常用的押出或擠出成形法,制作

5、軟管狀的中空制品.其中,1.的使用場合;即是當樹脂完成充填(full shot)模穴之後,在凝固的過程中,過去均是以樹脂為壓力媒體進行保壓工程,而現在則以氣體為壓力媒體作保壓,如此樹脂凝固時的收縮便不會造成縮孔破損,且保壓壓力也較過去以樹脂為嫖體時為低.正因為如此,模具內部的壓力損失得以減少而得制品的殘存變形大幅減少.圖2所示,為模具內壓力的變化情形.另外,在以2為目的使用場合,需對模穴中的樹脂施以一定量,一定壓力的氣體均壓射出(short shot),在一定的時間,內將氣體壓入並使之保持在熔融樹脂中,待樹脂冷卻凝固後再將氣體釋出,便成為所需要的中空制品了.又一般這種均壓射出所需的氣體壓力應該

6、比充填射出壓力為低.CINPRES裝置的概要:前面說過,CINPRES法的一大經濟性特征就是不需要另外裝置專用的射出成形機,只需要在傳統射出成形機上,裝置一組能精密控制氣體射出量,射出壓力和保持時間的附加裝置即可實行這種射出成形法.又這種附加氣體射入裝置與射出成形機的容量並無太大的關係,小從100噸以下的射出成形機到1500噸以上的大型射出成形機,基本設計上和裝置的原則均是相同的.圖3所示,即為氣體射入裝置裝設在傳統式射出成形機上之示意圖.CINPRES成形法之應用實例:此射出成形法之應用,如前所述,應用在OA,TV機器類的外殼,電氣,電子機器類的外殼或是汽車之內外裝零件及一般的集裝箱,瓶類收藏箱等工業用容器,也常用於桌子,椅子等家具類之用途,可說是應用相當廣泛的成形法.又CINPRES射出成形法適用之樹脂原料也很多,從尼龍(Nylon),變性PPE,聚碳酸脂(Poly carbonate)等工程塑膠材料到聚丙烯(Polypropylene),聚苯乙烯(Polystyrene),ABS等泛用樹脂均可使用,此外,以滑石(talc),玻璃纖維(glass fiber)等強化之強化