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隨着汽車、家電、醫療器械、電子通信等行業的迅速發展,注塑模具同樣具有良好的發展前景。從近一年中國模具行業與橡塑行業大型展覽會所傳遞的信息可以看出,注塑模具技術的發展呈現出了一些新趨勢。

With therapid growth of different applications, the future of injection moldingindustry is promising. Large exhibitions of the mold industry and the plasticsand rubber industry in the past year reflected the new trends for injectionmold technologies.


汽車保險杠模具。
汽車保險杠模具。

隨着社會需求的多樣化和個性化,以及許多新材料、新工藝的廣泛應用,對現代模具的結構形式和型腔要求也日益複雜,研製和開發新的模具設計、製造技術勢在必行。

注塑模具企業不再只着眼於同質化的低成本模具技術的競爭,而是越來越注重用戶的個性化與複雜高難度需求。如轉印定制模具技術、叠層模具、雙色雙物料模具、高光注塑模具、微發泡工藝模具等,模具結構新穎,工藝成熟,應用也越來越廣泛。

例如在微發泡方面,伊之密公司去年在CHINAPLAS上首次推出FoamPro發泡工藝,創新的SmartClamp智能鎖模系統通過四根導柱獨立精確控制壓力及位置,可實現模板平行度自動修正,重複精度達到±0.015mm/2ms,而且通過發泡精密開模技術(Breathing Mold),在發泡成型過程中同步增加型腔體積,有效地消除產品潛在的內應力和困氣問題,使產品發泡效果更好,並保證產品壁厚均勻,提高發泡產品精度和表面品質。同時,FoamPro微發泡方案搭載意大利HRSflow好塑熱流道公司開發的FLEXflow伺服針閥熱流道系統,以伺服電機驅動,可精確地調整針閥速度、閥門開口大小、閥門啟閉的順序,能解決產品成型缺陷,如熔接痕,以及流道不平衡導致的應力、翹曲等問題。

新技術含量不斷提高

具備先進技術的注塑模具更多的是出現在附加值較高的應用領域,汽車內外飾即為其中之一。很多先進的技術,如順序閥熱流道控制技術、內分型面技術、低壓注塑技術等,都優先在汽車注塑模中得到開發和應用。

順序閥熱流道控制技術(SVG技術)是一種新型級式控制的熱流道技術,通過油缸控制按順序進膠,解決了傳統多點同步進膠的產品出現外觀缺陷的難題。可有效避免汽車內外飾件出現熔接痕,氣穴等缺陷,減少流長,降低成型壓力,在外觀要求嚴格的汽車內外飾件上發揮巨大作用。

所謂低壓雙層注塑模具是將傳統的依靠手工包覆、陰模陽模真空吸附的零件,直接一次性在模具內注塑完成。其主要原理是:注塑壓力較低塑料在布上流動,開模時要先將布掛到前模掛針上,然後再合模,注塑,最後取件。採用這種技術生產出來的產品,由於表面有一層特殊的軟質布料,無論是裝飾性,手感,美觀性都大大提高。因而低壓注塑模具技術廣泛應用於中高檔汽車上,一般應用於汽車ABC柱等零件上。

在汽車注塑模具中,針對汽車保險杠產品,模具設計時通常會採用先進的內分型面技術。其優點是分型夾線隱藏在保險杠的非外觀面上,在汽車上裝配後看不到外觀夾線,不會影響產品外觀。但這種技術在難度與結構上都要比外分型保險杠複雜,技術風險也較高,模具成本與模具價格也會高出外分型保險杠很多,但因外觀美觀,在中高檔汽車中被廣泛應用。

熱流道在注塑模具的應用不斷擴大

普什的採血管模具採用了全熱流道。熱流道技術的應用在國外發展較快,許多注塑模具廠所生產的模具50%以上採用熱流道技術,甚至80%以上,效果十分明顯。熱流道在國內也漸受重視,有些模具企業的使用率達到20%~30%

普什模具有限公司隸屬於五糧液旗下的普什集團有限公司,在去年的上海國際醫療展(CMEF)上,以48PET真空採血管模具吸引現場眾多眼球。該採血管模具採用全熱流道,模腔數48,製品重量3.9g,成型週期8s,年產量為1.5億隻,實現高品質與高效。配合德馬格採血管專用高速注塑機快速成型、偉立機器人後端自動化處理,進行模內取件、轉移、整理、裝箱、系統週期僅7.5秒,效率提升50%以上,刷新了行業新紀錄。

模具內線上質量感知系統。

模具的智能化

所謂智能製造裝備是具有感知、分析、決策和控制功能的製造裝備,在注塑模具領域,已經出現了可對模具型腔的壓力、溫度、流量、冷卻過程進行智能控制的模具。另外,模具加工裝備的智能化也正在迅速推進模具的智能化製造邁上新臺階。

群達模具(深圳)有限公司旗下福達智能事業部推出模具內線上質量感知系統,其主要功能不只是國外已有的壓力、模溫傳感檢測,還包括了熔體速度測量系統、線上重量測量系統、冷卻速率測量系統,在注塑模具工作的各個不同階段線上即時採集直接反映注塑製品質量的大資料,實現對綜合工藝參數的控制和優化,尤其提升了精密注塑生產的效率和質量。

3D打印在模具製造中的應用更加廣泛

為了適應產品的快速更新反複運算,模具的生產週期正不斷被壓縮,利用3D打印工藝,能夠在模具內部做出3D隨形水路,從而極大提升模具的冷卻效率,縮短注塑週期。

金屬3D打印在模具上的應用優勢可以歸納為:縮短週期、穩定品質、減少應力開裂變形,從而整體提升模具品質、節省注塑成型成本、提升企業競爭力。目前,金屬3D打印技術在歐美和日本已經被深入運用於注塑模具的量產之中,比如包括豐田在內的大型汽車集團,以及像辦公用品的HP等,他們通過利用3D水路技術來縮短冷卻時間以及提高產品成型品質的方法已成為常態。

作為中國注塑模具行業的標杆企業,東江模具公司對模具3D打印水路也有着很深的研究。一個實際案例是:模腔數為2個,被注塑材料為PC,客戶要求成型週期為25s,由於PC材料的成型溫度比較高,所以冷卻水路必須足夠充分和均勻。東江模具對此產品進行了3D打印的隨形水路的設計,相同時間內,傳統水路的最高溫度在103°C3D打印的隨形水路最高溫度為94°C。在產品達到可頂出溫度時,傳統水路生產週期21.7秒,3D隨形水路生產週期17秒,週期提升21.7%,據核算,一套模具每月可讓注塑成本節省11萬元人民幣,月度經濟效益增加了9.4萬元人民幣。

據中國模具工業協會估算,我國塑料模具在整個模具行業中佔比約為45%,而其中注塑模具佔比最大。隨着汽車、家電、醫療器械、電子通信等行業的迅速發展,注塑模具同樣具有良好的發展前景。

要点導讀

  • 注塑模具企業越來越注重用戶的個性化與複雜高難度需求;
  • 具備先進技術的注塑模具更多的是出現在附加值較高的應用領域,汽車內外飾即為其中之一;
  • 採用熱流道技術的模具可提高製品的生產效率和質量,並能大幅度節省製品的原材料,應用越來越廣泛;
  • 智能模具代表着模具技術新的發展方向,在行業產品結構調整和發展方式轉變方面將會起到越來越重要的作用。

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