双色模设计原理及Moldflow分析_技术通讯第二期
发布者:cadit 发布时间:2011/2/15 阅读:2709 次

1.双色模分类
双色模(Overmolding):两种塑胶材料在同一台注塑机上注塑,分两次成型,但是产品只出模一次的模具。一般这种模塑工艺也叫双料注塑,通常由两幅模具,一半装在机器的固定板上,另一半装在回转板上. 两幅模具的公模是完全一样的,一次母模和二次母模不一样.当第一种颜色的塑料注塑完毕,公母模打开一次,公模带着一次产品旋转180 度,到达第二种颜色注塑的位置上,进行二次注射,即可取得双色制件.如此循环,每个成型周期内都会有一模一次产品及二次产品产生.
包胶模(Insert Molding):有时又叫假双色,两种塑胶材在不同注塑机上注塑,分两次成型;产品从一套模具中出模取出后,再放入另外一套模具中进行第二次注塑成型(所以我们把第一射叫做insert)。一般这种模塑工艺通常由2套模具完成,而不需要专门的双色注塑机。

2.选择双色模具,一般不外乎以下几种情况.
1)產品功能的要求. 例如电源开关,手机按键,键盘指示灯,汽车开关等,要求LED的部分能够透光.
例如电源开关按钮,LED 灯需要透光
2)改善手感. 一些手持產品,要求在手持部位使用Rubber,手感会比较舒适. 例如对讲机外壳, 电动工具把手,扳手,起子把手,牙刷柄,保温杯等.
3)增加美感,作為装饰品. 如一些外观件的Logo,如果採用双色注塑,又漂亮又不用担心它会被摩掉.
4)產品局部区域需要电镀.在塑料家族中,只有ABS 和聚砜(PSU)表面可以电镀, 如果要求產品的局部区域或者单侧需要电镀,就要把电镀区域注射為ABS,把不需要电镀的区域注射為其他材料如PC 等.
3.双色模设计要求
目前市场上双色模已经非常普遍,并且由于这种工艺可以使产品的外观更加漂亮,易于换颜色而可以不用喷涂,非常符合市场潮流。双色模具再设计要点归纳如下:
1)Cavity的两个形状是不同的,分别成型1种产品,而Core的两个形状完全一样。
2)模具的前、后模以中心旋转180º后,必须吻合。设计时必须做这个检查动作。
3)注意顶棍孔的位置,最小距离210mm。大的模具须适当增加顶棍孔的数量。并且,由于注塑机本身附带的顶棍不够长,所以我们的模具中必须设计加长顶棍,顶棍长出模胚底板150mm左右。后模底板上必须设计2个定位圈。
4)前模面板加A板的总厚度不能少于170mm。请仔细查看这种型号的注塑机的其它参考数据,比如,最大容模厚度、最小容模厚度、顶棍孔距离等。
5)三板模的水口最好能设计成可以自动脱模动作。特别要注意软胶水口的脱模动作是否可靠。
6)前侧SPRUE的深度不要超过65mm。上侧(大水口)SPRUE的顶部到模胚中心的距离不小于150mm。
7)在设计第二次注塑的CAVITY时,为了避免CAVITY插(或擦)伤第一次已经成型好的产品胶位,可以设计一部分避空。但是必须慎重考虑每一处封胶位的强度,即:在注塑中,是否会有在大的注塑压力下,塑胶发生变形,导致第二次注塑可能会有批锋产生的可能。
8)注塑时,第一次注塑成型的产品尺寸可以略大,以使它在第二次成型时能与另一个CAVITY压得更紧,以达到封胶的作用。
9)注意在第二次注塑时,塑胶的流动是否会冲动第一次已经成型好的产品,使其胶位变形,如果有这个可能,一定要想办法改善。
10)在A、B板合模前,要注意前模Slider或Lifter是否会先复位而压坏产品。如此,必须想办法使在A、B板先合模,之后前模的SLIDER或LIFET才能复位。
11)两CAVITY和CORE的运水布置尽量充分,并且均衡、一样。
12)99%的情况是先注塑产品的硬胶部分,再注塑产品的软胶部分。因为软胶易变形。
13)为了使两种塑胶“粘”得更紧,要考虑材料之间的“粘性”以及模具表面的粗糙度。双色注塑有专门的TPU;而模具表面越光滑,它们“粘‘得更紧。
14)注意前后模的定位;所有插穿、靠破面的斜度落差尽量大些,要0.1mm以上。
4. Moldflow双色分析
由于Moldflow3D技术目前已经比较成熟,可以非常方便的模拟overmolding 和insert molding。
对于Overmolding,通过Moldflow分析可以预测出两射产品的充填情况,压力、温度、结合线困气位置、表面收缩,以及产品相互粘合及变形情况,帮我们及时地避免双色成型中的风险。
对于insert molding,可与通过Moldflow 3D技术分析出镶件(铁件或塑料)与制品一起变形的情况,以及镶件的变形导致产品的变形。
5. Moldflow双色分析案例--Overmolding

6. Moldflow双色分析案例—Insert molding

Moldflow分析材料选取原则
Moldflow分析过程中,材料的准确选取和Moldflow分析结果有密切的关联性,目前moldflow最新版本2011已有材料库有9000多种,涵盖了全球400多家知名材料厂商各种型号的材料。Moldflow分析时按照料号准确找到相应材料固然很好,但有时客户采用的是一些小厂商生产的改性材料,可能在Moldflow材料库找不到,于是我们需要根据材料物性表,据此搜到特性最相近的替代料,因为材料测试数据的准确性直接影响後者的准确性。以下下表1可以看出,材料属性对Moldflow分析结果有直接的影响,特别是收缩对材料各属性依赖最大,热传导系数对Moldflow分析结果影响最大。
Moldflow材料数据选用原则
Moldflow材料数据库已有9000余种数据,有些数据是材料供应商测试的,有些是由Moldflow试验室测试的,还有些是由两者联合测试的。下面介绍如何选用Moldflow材料数据的方法和流程。
1)直接在Moldflow数据库中搜索。一般知名公司的通用牌号会发布在Moldflow数据库中。
2)联系材料供应商。材料的数据是否发布在Moldflow数据库中,主要取决於材料供应商。如果Moldflow数据库中没有搜索的牌号,可询问材料供应商是否自行保留了用於Moldflow分析的材料档,如果您是他的材料用户,一般都会提供。
3)材料供应商提供原始数据。如果材料供应商没有需要牌号的Moldflow分析材料档,可要求其按照Moldflow材料数据标准格式提供原始数据,将原始数据提交给Moldflow中国的办事机构进行Datafitting为您生成Moldflow分析格式档。
4)联系Moldflow测试试验室。Moldflow在澳洲和美国有两个顶级材料测试实验室。如果材料供应商无法提供原始材料数据,可联系Moldflow测试实验室进行精确测试。
5)最後不得已的方法是选择各方面物性相近的替代材料,但必须在实际成型中验证是可用的。
准确的Moldflow分析结果有赖於准确的材料数据,只要准确把握Moldflow运用材料属性的规律,就能确认Moldflow相关分析结果的有效性。
巧用Moldflow2011材料库新功能
案例:产品最初采用材料为PP Lupol TE-5007B : LG Chemical,实际试模后发现翘曲变形很大,在增加宽1.5mm,高2mm的筋条后仍没有改善变形,之后运用Moldflow分析,在不改变原有模具结构的情况下,通过寻找其他变形小的材料改用材料:PP RR93 : Samsung (含15%Talc),解决了变形问题。

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