塑胶外观及模具解决方案

1、1 Mould for consumer electronic products - mould solution to achieve high-quality appearance2创新创新 消费电子表面上市场繁荣，但激烈的竞争使得商家利润不断压缩！ 可能使企业获得新的利润增长点！ 3外观创新n产品的创新是全方位的 外观 功能 安全 方便 nMP3功能、质量都类同化时，是什么最有可能刺激你的购买欲呢？ 高品质的外观高品质的外观 4高品质外观 抓住你的眼球n消费者首先会通过感观对产品外观进行品评，这在很大程度上会影响消费者对内在质量的推测。可以设想，一个“脸面”都做不好的企业，能相信它的内在

2、质量吗？n在令消费者眼花缭乱的新产品中，高品质的外观将首先抓住你的眼球！ 5高品质外观 来源于一流的设计当艺术与科技巧妙融合时 6高品质外观 三星的成功n三星电子的质量并不一定是最出色的，但其销量确是第一。n三星当年推出的滑盖手机一夜之间风靡全球，获得多个设计大奖，之后滑盖造型被竟相模仿，直到现在，也是受大众所喜爱的一个造型。 7消费电子外观件 塑料件的天下 n塑料，堪称人类二十世纪最伟大的发明之一。n由于其密度小、强度高、易成型、耐腐蚀、好着色等等一系列的优点，在消费电子的外观件中占据着统治地位。n而这其中,又以注塑成型的塑料件最多 8如何打造高品质塑料件?n塑胶原料(Resin) n注塑设

3、备 9如何打造高品质塑料件?注塑模具注塑模具 10高品质外观 与高品质模具 从模具方面来说，打造高品质外观的塑料件必须有高品质的模具！ 高品质模具则必须从模具设计、材料、加工、装配调试等全过程进行优化控制。 11注塑成型的局限性n首先，我们了解注塑成型对高品质外观来说，存在的一些局限或缺陷：n 浇注口n 分型线n 收缩性n 熔接痕n 光洁度 针对这些常见的缺陷，我们从模具设计和制造有哪些常规的改善手段呢？ 12外观缺陷 浇注口n浇注口形成原理 塑胶从注塑机经流道进入型腔的注口，塑料冷却成型后在此处会形成料把或留下浇口印。n浇注口对外观的影响1、浇口疤痕2、浇口气纹3、浇口流纹（放射纹） 13外

4、观缺陷 浇注口n浇口疤痕的解决方案 基本原理：位置选择在非外观面上n根据产品的装配关系，将浇口安排在可以被其它产品装配后盖住的位置n在贴标签的位置（如电视机后壳）n采用针阀式热胶口 14外观缺陷 浇注口n浇口疤痕的解决方案 局部手段：采用潜伏浇口 15外观缺陷 浇注口n浇口疤痕的解决方案 局部手段：采用潜伏浇口 16外观缺陷 浇注口n浇口气纹产生主要原因: 模具排气不良、模腔内气体不能及时排出。 产品进胶点太小，射胶速度过快。n模具解决方案:u加强模具排气、特别是流道未端需增加排气槽；u改善流道直径及形状，比如“S”形流道；“S”形流道可减少流速,柔和塑胶，但压力损失不大u适当加大进浇口截面，

5、改善进胶口形状等。 17外观缺陷 浇注口n浇口流纹或放射纹产生主要原因: 当首先进入模腔的胶料可以直射较远时，会在远离浇口处冷却，它与后续射入的熔料不能紧密融合而产生。 n模具解决方案:u改进浇口位置和几何形状，或在浇口处设置障碍，避免对空注射；u适当加大浇口尺寸，降低注射速度。n解决浇口气纹或流纹还有一个重要手段是采用热流道系统，后面会讲到。 18外观缺陷 分型线n外观分型线的形成1、在产品的不同出模方向处，模具型腔必须从此处分开,从而形成分模线。如前后模分模处，滑块抽芯封胶处等。2、因结构需要，模具型腔需由活动镶件组合时（如分级开模），接合处会出现分型线 19n分型线对外观的影响外观缺陷

6、分型线1、分型线痕2、段差 20n分型线对外观的影响外观缺陷 分型线3、飞边（披锋） 21n分型线缺陷的解决方案外观缺陷 分型线1、在产品设计和模具设计时，首先要考虑开模方向和分型线，尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。 必要时可将分型线设计成产品美工线，以改善线痕及段差对外观的影响 22n分型线缺陷的解决方案外观缺陷 分型线2、模具加工时预设段差方向改善段差的视觉影响 23n分型线缺陷的解决方案外观缺陷 分型线3、模具组合精确定位确保段差在可接受范围内精密的加工设备和加工工艺在分型面上设计精密的定位器必要时采用组合加工的方法确保分型面的段差最小化 24n分型线缺陷的解决方案外观缺陷

7、分型线4、模具分型面承压设计改善飞边影响5、优化流道及浇口，降低注塑压力改善分型线缺陷 25n注塑成型收缩的形成原因外观缺陷 收缩由于热胀冷缩，塑件脱模时弹性恢复、塑性变形等原因会导致塑件冷却后体积缩小。n注塑成型收缩的对外观的影响1、表面缩水痕和形成气泡2、翘曲和变形 26n缩水痕和气泡的形成外观缺陷 收缩气气泡泡 ( Void )凹陷凹陷 ( Sink Mark ) 27外观缺陷 收缩1、产品壁厚及加强筋、柱的合理设计n缩水痕（凹陷）的解决方案、模具优化设计（防缩槽、浇口、排气、冷却等）加强筋的根部壁厚一般不要超过面胶厚度的50%。右侧图为防缩槽（火山口）设计浇口和流道适当加大，可以改善保

8、压效果加强局部冷却 28外观缺陷 收缩 由于产品、形状等的差异，以及模具走胶的先后顺序，导致注塑冷却过程必定会出现先后顺序，从而形成体积收缩率差异大，残余应力大。当残余应力克服了零件的强度，就会产生变形或翘曲。 n收缩变形或翘曲4.1 mm2.5mm1.3mm 29外观缺陷 收缩改善流道、浇口等降低注塑压力。 通过冷却水路的设计及控制模温，可以调整变形方向。n收缩变形或翘曲解决方案 30外观缺陷 收缩n冷却水道设计实例 31外观缺陷 收缩采用气辅注塑模具及气辅注塑工艺n注塑成型收缩的解决方案通过CAE模流分析及收缩凹陷指数及变形翘曲指数，改善浇口位置及工艺参数，还可以通过预变形来改善变形情况

9、32n熔接痕（夹水纹）的形成原因外观缺陷 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融塑料前端部分被冷却、在汇合处未能充分融合（分子互相扩散不够）而产生的。 33n熔接痕的不良影响外观缺陷 熔接痕 主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响 n熔接痕的改善方案1、优化浇口设置，减少熔接线或调整熔接线位置 2、优化模具水路设计，调整注塑模温来改善熔线 34n塑件表面的不良现象外观缺陷 表面光洁度 光泽度（透明度）不够、纹路不均匀等n表面的不良的改善方案1、模具钢材的选择 2、省模和抛光工艺的优化3、蚀纹工艺的优化 35外观缺陷 注塑工艺改善方案n通过调整注塑工艺可以改善注塑缺陷通过

10、调整注塑工艺可以改善注塑缺陷n选择合适的注塑设备的也可以改善注塑缺陷选择合适的注塑设备的也可以改善注塑缺陷n 注射速度 n 注射位置n 料筒温度n 增加背压n 36外观缺陷 CAE模流分析改善n上述所有的缺陷均可以通过技术进行上述所有的缺陷均可以通过技术进行分析，指导模具改善和工艺改善分析，指导模具改善和工艺改善 CAEComputer Aided Engineering 通过对熔体在模具中的流动行为进行仿真模拟，可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，从而改善模具设计，调整工艺，从而改善制品缺陷。 37外观缺陷 CAE模流分析案例Project

11、 Title: 0039Reported By: JINSUNWAYReport Date : 09/10/08 38外观缺陷 CAE模流分析案例Cooling System DesignCooling system has 12 circuits,with 6 circuits in core and 6 circuits in cavity. 39外观缺陷 CAE模流分析案例The Gate Location result rates each place on the model for its suitability for an injection location. The mos

12、t suitable areas(blue re-gion) are rate-d as best, and the least suitable areas(red region) of the model are rated as worst.Best Gate Location shown by red circle marked regions. 40外观缺陷 CAE模流分析案例Left plot is the pressure distribution at filling 99.9%(V/P switch over). Max. injection pressure is 45.7

13、5 MPa.The pressure drop is not uniform in four filling ends. 41外观缺陷 CAE模流分析案例Sink marks occur at locations opposite ribs.Sink marks may be obvi-ous at marked areas. 42外观缺陷 CAE模流分析案例Main weld lines are shown as black lines.Pay more attention to this weldline. 43外观缺陷 CAE模流分析案例D e f l e c t i o n i n Z

14、 direction is shown in left plot. Scale: 1/10 44n随着注塑成型技术的发展，许多新的工艺技术通过和模具技术的结合，能极大的改善甚至突破性的解决塑件的外观缺陷。如：外观缺陷 模具与工艺结合n热流道技（Hot Runner)n气辅注塑（GIM）n双色注塑n无痕注塑（RHCM）n模内覆膜 （IMD） 45外观缺陷 热流道解决方案n热流道使塑料能从注塑机射嘴到热嘴端点一直保持熔融状态，相当于延伸了注塑机的射嘴，大大降低了压力损失并能准确控制注射温度。 46外观缺陷 热流道解决方案n热流道的优点：热流道的优点：缩短注塑周期。提高生产效率没有水口料，降低成本提

15、高产品的一致性和平衡性。改善产品外观质量降低注塑压力和锁模力令难加工的制品亦变得容易 47外观缺陷 热流道解决方案对制品外观的改善点：对制品外观的改善点：n改善浇口痕（针阀点）、气纹；n降低注塑压力，从而改善分型面飞边和段差情；n缩短塑胶流程，改善熔接情况；n通过控制针阀式热流道浇口开启时间，保证型腔填充顺畅及熔体流动平衡，消除熔接痕。 48外观缺陷 气辅注塑解决方案n气辅注射成型（气辅注射成型（GIMGas injection molding） 在塑过程中时候注入高压惰性气体（氮气），推动融熔塑胶继续充填满型腔，并用高压气体来保压和冷却的一种注塑成型技术。通常有短射和满射等方式。n在模具设计

16、及制造上，需有选择合适的进气口，安装气针，加工好气道。 49外观缺陷 气辅注塑解决方案n气辅注射成型的优点气辅注射成型的优点 n解决和消除产品表面缩痕问题。n使产品表面更加光滑、美观、饱满n减小制品的内应力和翘曲变形、尺寸稳定n降低锁模力，提高注塑机和模具的寿命。n节省塑胶原材料。 50外观缺陷 气辅注塑案例 51外观缺陷 双色模具解决方案n双色注塑应用双色注塑应用n为适应消费产品款式、外观等千变万化的要，当产品要求在不同的部位上，采用不同的物料时，双色注塑便应运而生了。 52外观缺陷 双色模具解决方案n双色注塑模具双色注塑模具（Double Injection Mould）n采用特殊的模具结

17、构，可以使模具的两个型腔交替注塑（或转动整个模具），从而实现两种材料或颜色的同模注塑。n双色模对模具的结构及定位精度有特殊要求n双色模具必须采用双色注塑机才能注塑成型n双色注塑物料的选择需两类物料的融合性 。 53外观缺陷 无痕注塑解决方案n无痕高光注塑技术（无痕高光注塑技术（RHCM ）n无痕高光注塑（蒸汽辅助注塑） Rapid Heat Cycle Molding，又称快速热循环注塑技术 2004年在德国K-Show中正式公布2005年韩国Samsung (三星) 公司已开始使用RHCM “蒸汽无痕高光注塑”技术生产LCD液晶平板电视外壳 2007年中国电视生产商才开始使用在生产液晶平板电

18、视外壳上 54外观缺陷 无痕注塑解决方案n无痕高光注塑技术无痕高光注塑技术n采用高压蒸汽，使模具表面温度上升的速度快于树脂的热变形速度，保持充分的树脂流动性，抑制树脂表面发生固化层，实现高光外观，并能克服扭曲变形、表面凹陷、溶接痕、流痕、波纹、银条纹等不良现象；n通过切换门阀，使模具温度速度降低，大幅缩短了厚壁成形的注塑周期，缩短成型周期和晶体化等。n在模具技术上，主要需设计和加工复杂的冷却系统 n注塑成型时，需采用蒸汽控制设备 55外观缺陷 无痕注塑解决方案n无痕高光注塑技术的效果无痕高光注塑技术的效果 56外观缺陷 模内覆膜解决方案n模内覆膜技术模内覆膜技术（IMD）In-Mold Dec

19、oration n模内覆膜技术，是一种可成型注塑的装饰技术。主要应用于家电产品的表面装饰及功能性面板，常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板多种领域的面板、标志等外观件上。 n模内覆膜技术IMD又分为IML、IMR，这两种工艺的最大区别就是产品表面是否有一层透明的保护薄膜。 57外观缺陷 模内覆膜解决方案nIML（In-mold label)模内镶件注塑：表层是硬化透明膜，中间是印刷图案层，背面是塑胶层，由于油墨夹在中间，可防止表面被刮花和磨损，不易退色。 nIMR（In-mold reprint）模内转印：图案印刷在薄膜上，注塑后有图案的油墨层与薄膜分离，油墨层装饰图案印在塑件上，