塑料注塑成型技术新发展
摘 要：塑料产品在很多行业都得到了广泛的应用，因此塑料加工的方法塑料注塑成型技术最新的发展进行研究具有十分重要的意义。本文对以塑料注塑成型技术中的气辅注塑、水辅注塑等为例，分析研究了其技术的原理、特点、应用和新发展。
关键词：塑料注塑;技术;新发展
作为一种重要的塑料加工方法，注塑成型能以较短的生产周期、自动化的生产方式生产出尺寸精确和结构复杂的塑胶产品。经过注塑加工出来的塑料制品可广泛用于电子、医疗器材、汽车等行业。随着经济的发展，各行各业都要以最低的成本参与市场竞争，这就要求塑料制品所使用的材料成本更低、适用范围更广，在制品尺寸及外观的要求上，也要求越来越精确。经过多年的不断实践，人们在注塑行业的气辅和水辅注塑、精密注塑、微注塑、振动注塑等等各领域不断攻关，并取得了一些进展。
1、气辅注塑和水辅注塑
气体辅助注射成型技术(GAIM)的特点是射胶压力低、注塑出来的产品变形小、产品表面优良、用料少且能实现有较大壁厚差异制品的注塑成型。这种成型技术于20世纪80年代开始发展起来的。整个注塑过程是先向模腔内注入塑料熔体，再注入压缩气体。通过气体对塑料熔体中阻力最小的地方进行穿透，让气体形成一股动力推动塑料熔体的扩散和推行，让塑料熔体最终充满模腔后再进行保压措施，待产品完全冷却后再进行卸气，并进行开模顶针顶出动作。这种成型技术主要用于生产管状、棒状、板状以及一些表面厚薄不均匀的复杂制品。所用到的设备主要有注塑机、注气喷咀、模具和相应的气体辅助装置。所涉及到的工艺参数有熔胶温度、熔胶量、延长时间、所使用的气体压力和保压时间。在GAIM应用中，增强气体穿透力主要是通过熔胶温度的提高、注射少量熔体、把延迟时间减少和把气体的压力增大等方式。随着注塑成型技术的日益普及和日益推进，相对于气体辅助成型，人们相应地又发展出了各种新技术。包括外部气辅、多腔气辅、振动气辅、冷却气体气辅、气辅共注等各项新技术。
在气体辅助技术的`基础上，人们又发展了另一种辅助注塑技术：水辅注塑(WAIM)。其技术原理与气辅相似。在水辅注塑中用的是水代替气辅注塑中的气体。以水来进行排水空、熔体的穿透和传递压力。水辅具有气辅所不具备的优点，具体要表现在以下几个方面。首先，由于水的传热能力大于气体，所以对塑胶制品进行冷却时所用的时间会更短，从而使成型周期缩短了;其次，在经济上，水比N2便宜得多，且水可以循环不断地使用;第三，水的不可压缩性使生产出来的制品厚壁均匀，很难出现手指效应;第四，与气体容易渗入熔体不同，水很难溶入熔体，因此所生产出来的产品内壁很光滑。但水辅注塑并不是没有缺点，它不适于高温注塑，只是适用于部分塑料。由于水道比气道要大，使得水注塑很容易给产品造成缺陷等。在工艺方法上，水辅注塑主要有反推法、溢流法、欠注法和流动法四种。
2、精密注塑
有些消费品如电脑、手机、DVD机等，这些产品对注塑件部分的要求很高。不仅在表面质量上，而且在产品的内在质量、内外部尺寸上都有着精确的要求。在这些各项高质量指标的压力下，精密注塑由此而生。精密注塑在注塑行业其技术是一类注塑技术，一般用于塑料制品的内在和表面质量、尺寸精确度要求都很高的产品。精密注塑技术的应用离不开精密注塑机和精密模具的相应配套设备。精密注塑机是相对于注塑机的参数控制而言的，包括控制塑料的温度、注塑压力、锁模压力、时间、速度、保压背压、螺杆转速等参数，对这些参数进行精确的控制。例如，普通的注塑机对料筒和射咀的温度控制只能精确偏差到20度左右，而精密注塑机对料筒和射咀的温度控制可精确到0.5到4度之间。精密注塑机的锁模压力比普通注塑机要大，而且射胶速度也快很多。锁模系统也可以做到精确复位、施压均衡。在注塑压力方面，精密注塑机一般为220mpa--250mpa，而普通注塑机只有40mpa--200mpa，更不用说超高压精密注塑机的400mpa。一般的注塑机在对原料进行补充时，或多或少地会给产品的品质带来不良的影响，但超高压注塑机生产出来的产品其收缩率基本没有，在补料时可以不进行保压动作，从而消除了补料给制品带来的不良影响。为提高原料的均匀分布，生产出各向同性、质地均匀精致的产品，有些精密注塑机采用压缩的方式取代普通注塑机的保压补料，这种方法被称为注射压缩法，也叫注压法。它是在模具合模时在分型面留有一定的缝隙，或者在注射时分型面先留有缝隙，等注射到一定量的时候，缝隙再合紧，从而不需要进行保压补料阶段。相应的，精密注塑机所使用的模具精度也非常高，包括模腔的精度、分型面的精度、合模精度和模具配件的精度。而且模腔要使用好一点的模胚，以使模腔表面硬度和整个模具的刚度都足够大。为了使注塑机能够精确控制模具的冷却温度，要合理布局其内部的冷却管道。不仅仅要求冷却快，而且还要冷却均匀，防止产品变形。
3、微注塑
由于诸多微电器、微生物医疗器械、微光学元器件在现代生活中日益普及，对这些产品的注塑件的生产如果用普通的注塑机或者大型精密注塑机去生产，将浪费不小的成本。出于种种因素的考虑，人们开始关注微注塑成型技术。微注塑成型技术的优点是成型过程简单、生产出来和产品质量稳定、效率高、成本低，而且可以实现全自动批量化生产。但并不是说微注塑成型技术很简单，相反地，其对工艺参数的精度控制非常严格。因为微注塑生产出来的产品尺寸不大，只要任何一个参数有一点点微小的波动，对产品的品质都可能造成很大的缺陷。另外，由于模具流道截面尺寸很小，而表体相对较大，如果注射压力、速度和模温不够，很容易造成成型熔体冷凝后充模不满。微型注塑机的发展速度也非常快，目前已有多种型号的微型注塑机已经问世，而且很多微型注塑机在结构上采用双阶或三阶的形式，以利于进行精确控制。
4、模内装饰注塑
模内装饰注塑是将一块已经初步加工如丝印、染色过的塑料经过切片成原始坯料，再进行热成型而形成最终产品的技术。这种技术是在近些年才发展起来的。其原理是，将修正后的坯料贴紧模腔壁，再重新注入另一种原料，经过成型后得到一种新的产品。所注塑出来的产品不仅可以有各种诸如金属、木纹、图案等效果，而且产品表面耐腐蚀、耐磨伤和耐划伤。这种技术的运用，使传统的塑料涂漆、镀铬等工艺在对成品进行注塑的过程中都可以被替代，因此被广泛地用于生产汽车零部作、电子面板及显示屏等领域。模具装饰注塑对温度的控制要求很高，注塑温度和模温如果太高，涂料或油墨可能会被冲刷掉。模温过低，会给最终成型产品的结合强度造成影响。
结语
塑料注塑成型虽然一种非常成熟的工艺方法，虽然其操作复杂，影响因素较多，但是由于经济的发展和人们生活水平的提高，对于塑料制品的质量要求也愈来愈高，同时科技的不断发展进步又为其提供了有力的技术支持，可以预见，塑料注塑成型技术依然有广阔的发展前景。
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