一.双色成型的应用前景
顾名思义,双色注塑成型就是一种由两种塑料熔体,或者同种塑料、但不同颜色的两种熔体注塑成型,形成一种制品,使制品表里由“不同”塑胶组成。主要用于满足产品性能、外观、手感等要求,是一种市场潜力很大、新型技术成型方法。
目前,双色注射成型广泛应用于各行各业,汽车,家电,电子产品,日用消费品,医疗,健康,工程等领域的塑料产品零部件,应用双色注射成型越来越多,满足消费者的不同需求。
双色成型的优点:(1) 减少工程数量,降低生产成本:可于成型的同时结合两件不同材质或颜色的零件,减少二次加工的需要。(2)增加产品设计弹性空间:成型的同时,可结合两件不同材质或颜色之零件,减少内部空间之使用;并且可有不同之应用,增加产品设计弹性及变化,如将按键以双料方式设计,以软料成型按键部份,同步成型,减少组装程序,并可达到防水效果,使用质感亦佳。(3) 美化外观:不同颜色及材质的使用,可增加产品的价值感及使用之触感。
双色成型的分类:双色成型包括over-molding, insert molding和co-injection。Over-molding是在一幅模具内完成两次注射成型得到含有两种塑胶的一个部件;Insert molding是在两幅模具内完成两次注射成型得到含有两种塑胶的一个部件,也就是在第一幅模具内成型好第一色后,顶出后把它作为一个嵌件放到第二幅模具内完成第二色的成型;co-injection是依次将两种熔融塑胶有同一个进浇口注射成型,首先注射的成为部件的表层,第二次注射的成为部件的里层,形成“三明治”结构。本文重点对over-molding进行研究。
二.Over-Molding分类
分类原则:本文按照不同的常见成型缺陷对over-molding进行分类
分类种类:
第一类:塑料(硬)+ 弹性体(软)
典型产品:电动工具,牙刷,电子产品,带密封条的汽车部件或者电子部件。
第二类:塑料(硬)+ 塑料(硬)
典型产品:汽车车灯,中控台内指示部件等。
三.常见的成型缺陷及常用解决方案
3.1 塑料+弹性体的常见成型缺陷(第一色的变形等缺陷除外):双色分离,产生的原因是:第一色的料温和第二色的料温相差很大,第一色料温高,第二色料温低,这样在第二色填充过程中,不能在接触面上将第一色熔融,导致两色接合不好,导致分离。
双色分离常见的解决方案是:
(a)增加浇口:在容易脱开的地方增加浇口。
(b)增加第二色料温;
(c)增加注射速度;
(d)增加结构约束,在容易分离的地方优化产品设计,增加两部分的相互约束,防止分离。
3.2 塑料+塑料的常见成型缺陷(第一色的变形等缺陷除外):塑料+塑料通常不会出现两色分离情况。
(1)表面凹凸不平:产生的原因是第二色和第一色温差小,甚至第二色的的料温比第一色高,在第二色填充时,在接触面上,第二色将第一色熔融太多,导致收缩不均匀,从而在产品表面表现出凹凸不平情况。
表面凹凸不平的常见解决方案:
(a)两色对调,即第一色做第二色,第二色做第一色;
(b)优化产品设计
(2)一色透明二色不透明产品的混色问题:产生的原因是由于两色温差小,甚至第二色料温比第一色高,在第二色填充时,在接触面上,第二色将第一色熔融太多,甚至将第一色拖到第一色中,造成两色混色。
混色问题的常见解决方案:
(a)两色对调,即第一色做第二色,第二色做第一色;
(b)产品结构适当优化,使得注射第二色时不要直接对着第一色充填。
(c)充填第二色时将第一色冲变形问题:产生的原因是第一色产品小而且薄,在第二色充填过程中,高的充填压力使第一色产品偏移变形。
充填第二色时第一色变形的常见解决方案:
(a)浇口位置选择,浇口不应对着易变形的地方充填;
(b)产品结构优化,增加易变形地方的结构约束,阻止变形发生。
下面就这几类常见成型问题的解决方案及如何利用moldflow分析预先分析出这样的问题并找到解决方案。
四.moldflow分析双色成型成功案例分享
案例1 双色分离
moldflow里有Re-melt zone这个结果可以帮我们预测塑料+弹性体的产品在接触面上是否融合好。
该产品后来在容易脱开的地方增加一个浇口解决了问题
案例 2 表面凹凸不平
蓝色是第一色,红色是第二色,该产品的问题是:在第二色表面外观面凹凸不平,同时为了解决凹凸不平的情况,在调试工艺参数时施加很大的保压压力,最终导致将第一色压下去发生变形。
moldflow里体积收缩结果显示在接触面附近体积收缩大,肯定会产生缩痕。
故该产品的问题可以通过优化产品设计解决,将第二色与第一色接触较厚的地方降低壁厚,这样不会有缩痕问题,压力不高,就不会使第一色压变形。
案例3 混色问题
该产品第一色黑色,第二色透明,在注射第二色时,由于第二色的料温比第二色的料温高,导致将第一色的黑产品熔融后带入到第二色中,影响到产品的外观质量。
在moldflow里可以用温度的动画结果清晰地看到拖动的情况。
该产品最后将两色对调解决了这个问题,只是模具结构会复杂些。
案例 4 充填第二色时第一色变形
moldflow里,将第一色作为嵌件进行型芯偏移分析,从型芯偏移结果里,就可以看到第一色受到第二色充填压力的影响发生偏移的情况,从图中可以看出,第一色的一个产品角在第二色的冲击下发生变形。
要解决该问题,可以从第二色的浇口位置和产品结构上入手进行优化。