雙色模具經驗總結
目前制造雙色產品的方法有包膠和雙色注塑,它們使用的模具分別稱為“包膠模”和“雙色模”,它們的區別是:包膠模就是兩次成型的模具,先在第一套模具上面注塑第一次的產品,然后將這個“半成品”放入第二套模具中注塑第二次的產品,使第二種產品包住第一次的產品,得到的成品就是雙色產品,雙色模是指兩種塑膠材料在同一臺注塑機上注塑,分兩次成型,注塑完第一次產品,后模旋轉180°,前模不動,注塑第二次產品,產品在一套模具上面。但是需要專門的雙色注塑機。
雙色模的優點是生產效率高,制造出來的產品尺寸精度高、質量穩定。包膠產品的兩種塑膠材料不一定在同一臺注塑機上注塑,也不需要專門的雙色注塑機。目前使用還是比較廣泛,但是生產效率比較低,不良品比較多,特別是大型的產品。
包膠模設計的基本原則:
1,包膠模縮水率問題,包膠模的縮水,要根據產品材料的種類、產品結構、尺寸精度的要求來確定,但一般來說,第一次成型的模具按正常的縮水率計算,第二次產品如果是軟膠就不用放縮水。
2,包膠模通常是軟膠包硬膠,軟膠常用TPU、TPE、TPR等膠料,硬膠可能是ABS、PC等。大多數的情況都是先注塑產品的硬膠部分,再注塑產品的軟膠部分,因為如果先注塑軟膠,第二次注塑會把軟膠沖變形。
3,雙色模注塑成型通常選用不同顏色的同一種塑料,也可以是兩種不同的塑料原料。第一次成型產品的膠料軟化溫度比第二次成型產品的膠料軟化溫度要高20°C,否則第一次成型產品的膠料會被融化分解產生混色,不同材料之間的分割要考慮材料的流動性,要選擇適當的壁厚,由于第二次成型的材料要爬越第一次成型的材料, 如果第二次成型的產品壁厚不夠, 就會造成充填不好,容易導致缺膠、縮水、熔接痕等不良狀況,一般來說第二次成型的產品壁厚要保證0.8mm以上,最好壁厚能做到1-2mm;
4,當軟膠采用點進膠和潛進膠的時候,同膠口相連的流道的直徑和長度應盡量做小一點,同時注意澆口處的冷卻,否則同膠口相連的流道容易斷在模內,很難取出來;如果是潛進膠,那么水口針需要做三級臺階。
雙色模設計的基本原則:
硬膠做1次,軟膠做2次;
透明做1次,非透明做2次;特殊情況下必須非透明做第一次時,膠料必須耐高溫,不會被第二次透明膠料分解,成型溫度高的塑料做1次,成型溫度低的做2次;都是硬膠時,膠料比例大的做第一次,小的做第二次
上述是做雙色模的基本原則,否則模具有報廢的風險;另外,封膠時盡量用碰穿封膠,而不用插穿封膠,哪怕是建議客戶修改產品也要盡量必為碰穿封膠,邊鎖,模胚,導柱導套必須上下左右對稱,否則當后模旋轉180后與前模對不上。雙色模又分為單腔雙射(頂出后模仁旋轉,或滑塊控制不需要旋轉),旋轉雙色(平行炮咀雙色和直角雙色)
5,雙色模的縮水率,要根據產品材料的種類、產品結構,尺寸精度的要求等因素來確定,但一般來說,雙色模的第一次產品與第二次成型的產品縮水是同步一起放的。,這個時候就要考慮兩種材料的界面作用、收縮率差異、第一次材料是否比第二次耐高溫,且不會被第二次膠料分解。
6,雙色模需要了解的注塑機參數有:1:炮嘴之間的距離 2:各個炮咀的注射量, 以決定哪一種顏色用哪一個炮咀;3:KO的位置距離及最大頂出行程;4:轉盤的尺寸及承載重量;5:轉盤上水路、油路、電路的配置情況,炮咀的深度不要超越面板40mm,后模底板上必需設計2個定位圈.
7,模具的前模不動,后模繞轉盤的中心旋轉180度后必須可以和前模裝配在一起,否則無法合模成型,設計時必須做這個檢查動作,尤其要留意模胚的導柱導套、邊鎖、導柱輔助器、尼龍塞等零件的位置尺寸;
8,模具上炮咀的間距必須以注塑機炮咀的間距為準,有的雙色注塑機的噴嘴間距是可調的,有的不可調,要了解清楚客戶生產和試模的注塑機參數,但注塑機KO孔的間距是不可調的,因此不要在調炮咀的間距時連同KO孔的間距也跟著調;
單腔雙射(頂出后模仁旋轉,由滑塊控制不需要旋轉,也稱閘閥雙色)
9,設計單腔雙射模的頂出系統時要留意,這種模的兩次膠位成型到一件后模仁上,設計一個型腔,只有一套模具,只有一個頂出系統,因為生產時第一次成型的產品不用頂出,第二次成型后才頂出;利用油缸或開合模的動力驅動相關的模具零件,使第二色處于兩種位置的狀態,并在兩種狀態下分別成型,這種技術也叫雙色模具單腔雙射技術,是成本最低、生產效率最高的雙色模結構,設計時要優先考慮采用這種結構;如圖所示:模具是利用油缸驅動滑塊帶著鑲件運動一個膠厚行程,使其處于兩種位置狀態下進行兩次成型。
10,在一套模具上設計兩個型腔,利用齒輪齒條機構驅動模芯帶著第1腔成型的產品旋轉至第2腔成型;只是在后模增加了齒輪齒條機構來驅動模芯帶著產品旋轉,它不需要利用注塑機的驅動機構和機械手為動力來給產品置換型腔,可用于沒有驅動機構和機械手的雙色注塑機
取件成型雙色(同包膠模)
11,在一套模具上設計兩個型腔,分別成型兩種材料,這種方式的動作原理是將兩套傳統的注塑模具合并成整體的一套,但是后模和前模的型腔都是獨立的,利用機械手快速將第1腔成型的產品取出,放入第2腔再成型。
12,第二次成型的產品與第一次成型的產品表面需要封膠的情況下,第一次產品面要留預壓量,使它在第二次成型的時候能夠與第一次成型的前模壓得更緊,以達到封膠的效果,預壓量一般為0.02—0.05mm。
13,在第一次成型的產品上要做一些反斜度孔或倒勾結構,用來拉住第二次成型的膠位,使兩種膠料能更好地結合在一起。
14,包膠產品粘前模的情況下怎么處理:如果在第二次成型的模具前模不用封膠,那么可以在產品面上加彈塊,彈塊底部要加彈簧,防止產品被刮花;第二次成型的產品覆蓋在第一次成型的產品表面的拔模角應盡可能做大一些。
15,包膠產品如果有批鋒怎么辦:可以在第二次成型的模具前模或后模燒焊;或者在第一次成型的產品前模或后模加膠;
旋轉雙色(平行炮咀雙色和直角雙色)
16,雙色注塑機的澆注系統有兩個炮咀,兩個炮咀可獨立或同時射膠,按炮咀的分類,有平行炮咀的注塑機,也有L型90°直角雙色機,雙色機有兩套獨立的頂出系統,可以獨立頂出,一般情況下非操作側的頂棍是關閉的。后模兩個產品相同,頂針都相同,是旋轉關系,切不可做成平移關系。
17,頂針板只能用彈簧或油缸復位,不可用拉桿強制復位,因為后模要旋轉。
18,注意客戶提供的注塑機平行炮嘴的方向,是X軸或是Y軸(一般是X軸),以此來定產品的排位;
19,對于注塑機的集水塊沒有裝在轉盤上的,運水進出水的方向必須在同一面上,不可進水在天,出水在地側,因為后模要旋轉180度,且注意模胚要同注塑機集水塊保持合適的間距,否則無法接運水。
20 第一次注塑的產品要放在非操作側,因為第一次注塑后產品要旋轉180度進行第二次注塑,正好轉到操作側,方便取產品。
21. 有些需要全自動裝夾模具的雙色注塑機,碼模位要設置在操作側和非操作側,不可在天地側,設計前要了解清楚,因為產品要裝模需要自動碼模。22.3D分模設計分型面時,要把兩種產品合并后的一個產品圖來設計,這樣可將后模,和第二次成型的前模分出來,第一次成型的前模膠位面要取第一次成型的產品圖進行設計;兩個前模和后模的冷卻回路要盡量設計充分,并且均衡、一樣;模板之間要設計定位銷或定位塊,或者HASCO帶肩導套,使模板不因螺絲的間隙問題而造成偏移;要借助模流進行流動性分析,降低失敗的風險;
23. 前后法蘭的公差為負0.05mm,兩法蘭間距公差為正負0.02mm,頂棍與頂棍孔的間隙單邊為 0.1mm,前后模導套導柱的中心距公差為正負0.01,模框四邊和深度都要加公差,否則當后模旋轉180度后,因高低不一致而產生批鋒。框深公差為負0.02mm。
24. 如果在模胚廠已經將模胚加工完,本廠要加工唧嘴和頂棍孔時,要以4個導柱導套孔的間距中心為基準取數,否則偏差太多,容易卡死模。訂模胚時要注明是雙色模胚,四個導柱導套和框對稱,后模旋轉180度后能與前模匹配。
25. 留意頂棍孔的位置,最小間隔200mm。大的模具須恰當增加頂棍孔的數量。(當無法利用雙色注塑機上的頂出脫模機構時,頂針板需要安裝油缸復位),由于注塑機本身附帶的頂桿不夠長,所以我們的模具中必需設計加長頂桿,頂桿長出模胚底板150mm左右。
26. 在設計第二次注塑的前模時,為了防止前模擦傷第一次曾經成型好的產品膠位,可以設計局部避空。(特殊情況下,前模仁不能避空,比如雙色尾燈,因為產品是透明件,如果避空,產品成型第二次時會使產品出現印痕,經驗驗證避空0.05mm都是有痕跡的。曾經一套模具降面三次,印象深刻)如果產品是PMMA包PMMA需要考慮模具抽真空,因為PMMA膠料易脆,開模一瞬間產品會有開裂的風險,所以排氣也是很關鍵的,頂出一定要平衡,頂針或者頂塊一定要足夠多,如果是PC包PC則效果好很多。不是外觀件也必需慎重思索每一處封膠位的強度,即:在注塑中,能否會有在大的注塑壓力下,塑膠發作變形,導致第二次注塑可能會有批鋒產生的可能
27,在A、B板合模前,要留意前模有滑塊或斜頂的情況下,需要控制合模順序
28. 雙色模一定要謹慎選擇澆口位置。一次產品最好選擇潛伏式進膠,這樣產品和流道可以自動切斷。當無法采用潛伏式進膠時,可以考慮三板模或者熱流道模具。一次料如果是點澆口,要做波仔,避免因一次進膠點殘留而碰壞二次料。如果采用開放式熱流道,則在第二次的前模仁對應膠口位置避空。
29.雙色注塑制品一般以ABS、PC等硬塑料配合TPE或TPU軟塑料為主,由于成本或應用的關系,要充分考慮采用的兩種物料之間可能沒有良好的粘合性和融合性,兩種料之間(一般都會有壓花紋路的現象或者在第一色產品上做柱位或者碰穿孔增加產品之間的結合性)為了使兩種塑膠“粘”得更緊,要思索材料之間的“粘性”以及模具外表的粗糙度。雙色注塑有專用的TPU材料;而模具外表越光滑,它們“粘得越緊。
30. 留意前后模的定位;所有的插穿斜度落差盡量大些,要0.15mm以上,插穿面最少做到3-5°,不然會插燒。
31. ABS/PC,ABS/PC ABS,ABS/PMMA,PMMA/PMMA雙色注塑時,需要先注塑溫度較高的,如果產品是透明時,模具時大部分采用順序閥熱流道。
如果雙色模是分成兩套模具的時候,試模時裝模順序是:
a.先架1套模具于注塑機非操作側,鎖緊螺絲,注意:此時不可調模產生高壓,否則會損壞注塑機機臺;
b.注塑機開模后,A側動模旋轉180度到達B側;
c.架B側前模,與A側動模配合架完模后,開模,A側動模旋轉180度回到A側;
f.再架B側動模,兩套模具架完后,進行調模;成型生產
a.原料一射與二射需分別對應正確第一次成型和第二次成型的機嘴;
b.設定頂出,一般1射頂出關閉,2射頂出打開,確認兩套模具頂針均無異常,方可合模;
c.成型條件設定時是否與原料,料管與模具匹配
雙色產品欣賞