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高质量低成本的MuCell微发泡注塑成形技术

   日期:2019-02-22     浏览:184    评论:0    
核心提示:注塑成型生产中,常常出现各种质量问题,如:收缩不均导致的部件尺寸不稳定和内应力问题、缩水痕、平直度不好、同芯度或圆度不够
注塑成型生产中,常常出现各种质量问题,如:收缩不均导致的部件尺寸不稳定和内应力问题、缩水痕、平直度不好、同芯度或圆度不够、动平衡性不高、难填充等适题。目前,随着MuCell微发泡成型工艺的应用,使上述问题得以解决。MuCell微发泡成型工艺主要是依靠气泡的成长来填充产品,因此其成型过程是在较低而平均的压力下进行的。由于不像传统注塑成型那样需要机器的不断保压,因此产品的内应力大大减小,不同位置的收缩也变得非常平均。
MuCell微发泡成型工艺过程可分成三个阶段:首先将超临界流体(CO2或N2)溶解到热熔胶中,以形成单相熔体并使之保持在高压下;然后,单相熔体通过开关式射嘴被射入到温度和压力较低的模腔中。由于温度和压力的降低,因此引发了分子的不稳定性,从而在制品中形成大量的气泡核。最后这些气泡核逐渐长大生成微小的孔硐。通常,制品的表层是未发泡的实体层这是由于模具温度较低,表面树脂冷却迅速 从而使气泡核没有成长时间而导致的未发泡。在成型过程中,由于单相熔体的形成,使树脂的黏度降低,从而流动性更高,这有利于降低熔胶温度、模温和射胶压力,使塑件的成型更稳定,成型视窗变大。
MuCell微发泡成型原理 使用MuCell工艺时,要求在注塑机上安装特别的螺杆和机筒。一般,当超临界流体被射入搅拌区后,需要特别的螺纹来切碎超临界流体,使之与热熔胶充分溶解从而形成单相熔体。因此,MuCell螺杆采用了特殊的螺纹设计。此外,由于单相熔体必须保持在一定的高压下以不至于出现离析,需要使用特殊的机筒。Trexel的机筒采用单向止逆阀和开关式射嘴设计,从而可在机筒前端的射出段形成一个密闭高压的区间。当注射时,开关式射嘴打开,单相熔体瞬间被注入到模具型腔中开始发泡。
通常情况下,用户只需要更换Trexel特制的螺杆和机筒,并加装注射器和射入界面系统,以及外接一个超临界流体控制器等,即可实现对现有注塑机的升级。另外,也可以在购买部分品牌的新注塑机时,直接在注塑机制造厂整和这些特制部件。一般,用于MuCell工艺的螺杆和机筒是定制件。考虑到与注塑机规格的配合问题,可以选用相近的螺杆直径,长径比通常是22:1或24:1。值得一提的是,加装了MuCell工艺装置后,还可以很方便地切换回原来的注塑系统中,使用户可以灵活地安排生产。
MuCell微发泡注塑成型工艺适合于目前几乎所有的热塑性材料。出于经济性和产品品质的要求,目前该工艺主要应用于品质要求较高、材料较贵的产品上。对于一些外观要求较高的产品,可以将MuCell工艺与表面喷涂或模内装饰技术(IMD)联合起来使用,以获得无缩水痕、更平直、外观更好的产品。
目前,MuCell微发泡注塑成型工艺在汽车行业中得到了广泛应用,主要应用包括:发动机罩和动力系统部件,电气/电子部件,变速箱,运动部件,采暖、通风、空调和散热系统部件,风扇护罩,阀门外壳,密封部件,门板,手套式操作箱,扬声器外壳等。
用一个工序成型出高质量的柔触内饰件
通常,柔软触感的汽车内饰件如仪表板等需要采用多个生产工序、经聚氨酯发泡后才能被最终生产出来。对此,一年前在ENGEL公司的一个研讨会上,人们提出了一种新的生产观念,即通过引入MuCell微发泡注塑成型工艺,以便在一台设备上完成制品的注塑成型和发泡成型过程,从而减少目前过多的生产环节。这一新的生产观念被称作"Dolphin技术",利用该技术,能够以较低的成本和较高的生产效率生产出高质量的、具有柔软触感的汽车内饰部件,如仪表板、中控台和仪表板上的小型工具箱等。
据介绍,新一代的Dolphin技术不采用像聚氨酯这类的热固性材料,取而代之的是利用MuCell微发泡注塑成型工艺,在A面表皮的背部形成泡沫层,从而只需要一个生产工序就能方便地生产出柔触内饰部件。而传统技术却十分耗时,通常需要三个独立的操作过程,其中还涉及到不同类型的塑料材料,包括:仪表板骨架的成型、柔触表皮的生产,以及骨架与表皮的复合,这些独立的操作都是在不同的设备上进行的。
MuCell微发泡成型工艺的硬件系统 在该研讨会上,一台ENGEL的双组分大容量DUO /4550/1500 Combi M 系列注塑机,演示了采用Dolphin技术生产柔软触感的客车仪表板的过程。首先,采用玻纤增强的PBT/ASA合金 (BASF的Ultradur S4090 IGX)材料注塑成型仪表板骨架,然后利用MuCell工艺,使用专用的聚酯材料(Pibiflex,P-Group公司的预发泡热塑性聚酯泡沫) 进行包覆成型。据说这两种材料之间的化学吸引力足以确保获得很好的粘接效果。
该生产中所使用的ENGEL注塑机的合模力可达到kN。该设备的特点是,有两个面对面布置的注射单元,在一个中芯转台上有两套模具,中芯转台的控制则被集成在设备的控制系统中。
因为只需要一个生产工序,因此从物流的角度考虑,与传统的多层泡沫制品生产技术相比,新技术的生产速度更快、更经济、更简单。利用该技术,可以使用目前所有的热塑性塑料方便地生产出具有柔软触感的产品。与传统工艺中所使用的不可回收的热固性塑料相比,Dolphin技术生产的制品能够回收利用,而且最大程度地降低了生产中的运输成本。
为尼龙引擎盖带来更高的表面质量
目前,一些汽车行业的客户希望采用MuCell微发泡成型工艺生产外观产品。为此,Trexel与Rhodia展开了合作。根据合作协议,作为合作一方的Rhodia负责为MuCell微发泡工艺积极开发和推广经优化的新材料,合作的另一方Trexel将得到Rhodia 的独家授权,从事聚酰胺的应用。
Trexel和Rhodia的战略合作目标是,共同为聚酰胺产品提供新的应用价值。例如,为引擎盖下的应用,如摇杆盖和进气歧管等部件带来新的价值和性能,从而为新一代的热塑性聚酰胺在前端模块的应用开发方面提供技术支持。
在NPE 2006展会上,Trexel 和Rhodia 聚酰胺工程塑料业务单元共同推出了由Rhodia专为MuCell微发泡工艺开发的新型玻纤增强的TECHNYL XCell PA6.6 和TECHNYL Xcell PA6级别的尼龙产品。据说,该新型尼龙树脂材料具有良好的流动特性,当采用MuCell 微发泡工艺进行生产时,表现出了良好的性能稳定性,可使最终产品在保证机械性能不变的情况下,还可获得极佳的外观效果。
 
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