双色模设计.ppt

1、双色注塑模具设计与发展,1,1.简介 2.模具机构 3.双色模注塑工艺 4.模具的设计 5.成型方法 6.几种双色模模具结构 7.结束语,简介,随着社会文明的不断发展,人们品味的提高,产 品的外观造型及视觉效果显得越来越重要。传统塑 料产品的外观美化要通过喷涂、电镀等方法处理,但 经过长时间暴露在空气中,外观的颜色极易被破坏。 而双色模具则可根据不同的市场需要,更换塑料色 母的颜色,也不需要进行喷涂处理。双色模生产出 的产品不仅质量稳定,而且生产效率也高。由于双 色模制作需要很高的精密度,因此模具结构设计的 好坏就显得尤为重要。,当今,随着人们对注塑制品质量要求的提高,越来越多的新型注塑工艺及

2、技术被开发和应用。其中,双(多)色注塑技术作为一种前沿的制造工艺,在我国也得到了越来越广泛的应用。 双色注塑新技术起源于Arburg公司,它从1961年开始开发多色注塑机,其当时的目标就是要将双色制件的生产效率充分提高。当时,主要的方法为插入再封装的技术。此新技术在国内正处于研究和应用的热点,与单组分注塑有很大的区别,但由于进口设备的价格高昂、注塑工艺及模具结构复杂等原因,双色注塑工艺在我国并没有得到广泛的引进和应用,而一般是通过其他的替代工艺进行生产双组分或双色产品。 对于普通注塑成型过程,目前CAE软件都已经非常真实的模拟出注塑过程,模拟结果与实际的试验结果差距已经很小,但是对于双色注塑技

3、术,影响因素是普通注塑的两倍以上,更有界面耦合造成的不确定因素,因此在工艺、模具、仿真等各个阶段的研究与应用都还非常有限。在常用的各种CAE软件中,也很难对双(多)色进行全面和具体的模拟,所以CAE模拟结果还只是对实际生产的一个参考。 本课题广泛阅读当前国内外文献,总结出了型芯旋转式、收缩模具型芯式、脱件板旋转式、型芯滑动式、跷跷,板结构等五种典型及改进的双色注塑模具结构类型,分析了各模具结构的成型特点及适应性,总结了双色注塑模具设计准则及双色制品设计要点,最后分析确立了熔体温度、保压压力、注射速度、模具温度等对双色产品质量造成影响的主要因素。并从流变学角度初步探讨了双色注塑中的流变学应用,分

4、析流变学流变指数对充填的影响以及对双色制件界面应力进行分析,同时根据产品要求对双色印章盖进行模具结构设计,并结合稳健设计-正交试验运用,MPI/Overmolding模块来对其进行模拟,分析注塑工艺参数(熔体温度、保压压力、注射速度、模具温度)对双色制件注塑的影响关系,确定影响双色注塑工艺参数的影响顺序,对体积收缩率为熔体温度保压压力、注射速度模具温度,对缩痕指数为保压压力熔体温度注射速度模具温度,优化了体积收缩率和缩痕指数双目标。本文的研究结果对双色工艺设计有指导意义。,1 双色模注塑工艺,所谓双色注射成形就是使用2 个或2 个以上注 射系统的注射机,将不同品种、不同色泽的塑料同时 或先后注

5、射入模具的成形方法。分别有双色多模的 清色注塑成形、双色单模的清色注塑成形、双色单模 的混色注塑成形。双色注射成形机与普通注射机不 同,它除了有2 个注射系统外,还需要能使模具动模 (多模- 转盘式) 或型腔部位(单模- 转轴式) 实现旋 转的机构。双色模注塑原理: 双色模通常有两副模,具，一半装在双色模注塑机的定模固定板 上,也就是有注塑浇口的一侧,另一半装在动模回转 板上,即模具顶出的一侧。这两副模具的动模在一 般情况下是完全一样的,而一次定模和二次定模不 一样。当第一种材料注塑完毕后,定、动模在注塑机拉力下被打开,一次动模带着一次产品旋转180,此时动模不顶出,然后合模,进行第二种材料的

6、注塑,保温冷却后,定、动模被打开,动模侧产品被顶出。每个成形周期内都会有一模一次产品及一模二次产品产生。,2 模具的设计,对于塑料模设计来说收缩率是很重要的,它是 模具设计的基础,关系到产品尺寸是否合格,不同材 料的收缩率各不相同。只有合适的收缩率才能保证 产品注塑冷却后达到所要求的尺寸。双色模的收缩 率主要取决于一次材料的缩水率,二次材料则应选 与一次材料相同的缩水率。例如:一次材料为ABS,(缩水率通常为5 ) ,二次材料为TPR(缩水率通常 为18 ) ,在进行双色模设计时,收缩率要全部设为 5 ,因为一次材料已基本形成了产品的轮廓形状, 二次材料包在一次产品上,因而不会有更大或更小 的

7、收缩率。,模具结构,2.1 成型方法,一般双色成形是第一次先成形基体，地二次再成形镶体。 成型方法： 型芯旋转 卸件板旋转 型芯后退 型腔后退和型腔滑动等。 双色注塑通常使用不同颜色的同一种塑料，这样基体与镶件的结合牢固性较好。若使用不同品种的塑料进行注塑，则需先进行结合性能试验，必要时应在基体上曾设凹槽以增加结合强度。,2. 2 一、二次产品的分割,在进行一、二次产品分割时,有几项因素必须考 虑,它关系到整套模具设计的成败。首先要考虑的 是材料的流动性(它对选择合适的浇口有很大作 用) ,其次要选择合适的产品肉厚,由于二次产品要 在一次产品的表面形成,如果肉厚不够,就会造成流 动性不好,很容

8、易导致缺料、缩水等不良状况。一般说来,二次产品的肉厚要占到整个产品肉厚的一半或以上。,2. 3 浇口位置的选择,双色模对浇口位置的选择很讲究。最好借助模 流分析软件进行浇口位置的分析和流动性检测,以 降低模具制作失败的风险。另外要在适当的地方改变一次产品的形状或增加辅助胶位,以改善二次材料流动的方向和速度。当二次材料采用侧进胶时,要将浇口斜向上,并尽量加大浇口宽度,以增加流体速度,使进料时流体往上冲向定模,这样就可避免将一次料冲开,导致一次产品出现漏光等现象。,2.4 内模设计,2. 4. 1 内模设计 双色模的两个定模仁的形状是不同的,分别成形一种外观。而在一般情况下两个动模仁的形状完全一样

9、。一次产品优先选用潜伏式进胶,这样可让,产品自动和料头切断,有时采用热流道或三板模在第一次注塑后模具没有顶出,这时有些料头会留在动模仁上,因而在设计第二次注塑的定模仁时,为了避免定模仁被一次料头擦伤,需要设计将二次定模在一次料头部分避空,使模具在二次合模成形注塑时,料头能顺利进入避空位置。有时设计为了避免二次定模仁插(擦) 伤第一次已经成形好的产品胶,位,可设计一部分避空,但必须慎重考虑每一处封胶位(产品外壁距避空位置的距离) 的强度,至少要在5 mm 以上。注意定、动模仁所有插穿、靠破面的斜度落差尽量大些,且4 个角要做管位,以方便合模时能很好配合。一次定模仁的设计与二次插破在保证强度的情况

10、下可适当逼空。如图3 所示: D 取0. 2mm 以上,此方法为了保护二次动模仁不被擦伤。,2. 4. 2 模坯设计,模具的两个定模和两个动模需要相互完全配 合,所以在设计模仁、模架时,要注明模仁、模架的加 工都要采用四面分中取数;两个定模部分的总厚度 要相等;4 支导柱要中心对称(不能像单色模那样采 用基准角导柱偏心) ,并保证导柱与导套的单边间隙 公差在0. 025mm 内;模坯外形垂直度、平行度以及 平面度公差均保证在0 + 0. 03 mm。动模回转盘,模具结构,2. 4. 3 模具定位,模具的动模在一次注塑后需要旋转180,才能进行第二次注塑,因此需要校核动模两个靠近注塑 机上的柱子

11、的拐角旋转时是否会与注塑机上的4 个 柱子相干涉,两者间隙至少要在10 mm 以上,若不 到10 mm ,应该考虑将模具靠近导柱的两个角切 掉。注意动模旋转板的定位柱位置和大小,这就需 要根据模具的大小和行程及模具高度来选择不同的 注塑机,然后根据注塑机的参数来确定定位柱的位 置和大小,以及浇口、定位环半径。最好设计为可让 一套模具能在不同型号的注塑机上使用,这样在生 产任务紧张的情况下,可灵活调度。,2. 4. 4 冷却系统,两个定模和两个动模的运水分布要做到尽量充 分,均衡、对称。且模具运水的进出水管接头要尽量 在天地侧,因为如果将水管接头设计在模具的操作 和反操作两侧,在内侧的水管接头安

12、装操作将很不 方便。合理的运水设计对注塑操作有很大帮助。,3 几种双色模模具结构,3. 1 跷跷板结构 跷跷板结构就是两边绕中心转轴,一边向上移 动,另外一边则向下,如此反复。跷跷板结构主要是 用在有数字和字母的键盘模具设计上。含有封闭的数字或字母,如0 、4 、6 、8 、A、B、D、O 等,只有采用跷跷板结构,才能让二次材料顺利地流入封闭的区域,形成漂亮的外观。跷跷板结构的工作原理是:在一次注塑后,模具打开,靠破针在推杆作用下下行,使得跷跷板绕旋转,轴旋转,在跷跷板的推动下将靠破顶出板向上顶出, 这样靠破针往上运动,将一次产品封闭区域的边界处 靠破出一个靠破孔。接着进行二次注塑合模时,在靠

13、 破板回位销的作用靠破针往下运动,让出一个圆形的 孔,这样二次料就能从靠破孔钻进封闭区域,3. 2 中板模结构,在一般情况下来说,双色模的两个动模部分是 完全一样的。但是,如果产品的结构需要,要求两个 动模有所不同,也不需要采用侧抽芯机构,这时就需 要采用中板模结构来解决。 中板模的工作原理是:在注塑成形过程中,两副 动模不转动,注塑机在完成一次注塑后,定动模打 开,先把中板顶出,然后使中板旋转180,然后合 模,再进行二次成形注塑。这样,中板的一、二次部 位的镶件可做成不同的形状,从而达到预期的设计目的。,3. 3 “双胞胎”结构,双色模一般有两副模具,也就需要两副模架。有时一次成形两个类似

14、的产品(两者对称关系或配 合的上、下盖,尺寸也类似) 采用在一套模架上做两 部分,这时就要用到“双胞胎”结构。对于“双胞胎” 模具,由于在同一套模具设计两个不同位置的唧嘴 位置,这就需要根据选择的注塑机定模固定板料筒 的位置来确定。 “双胞胎”结构工作原理:将模具设计成只有一,副模架,根据注塑机料筒位置来确定两个进胶点,将模架分为两部分,一部分一次成形,一部分二次成形。同样也是两个相同的动模仁,两个不同的定模仁,这样的模具一次和二次同时注塑,顶出时也是只顶出二次注塑产品的部分。每次生产出一模类似的产品。,2. 6 翘曲分析,选择分析类型为Flow + Cool + Warp ,进行制件 的翘曲分析。可以看到总体翘曲最大值为0. 674 0 mm ,发生在薄壁上的翻边处。分别查看X 、Y 、Z 向翘曲值,其中Y 向最大为 0. 612 7 mm。一般来说,翘曲是由收缩变化过大引起的制件 缺陷。导致收缩变化的原因是收缩不均匀、趋向不均匀和冷却不均匀2 。在进行模具设计时,要调整冷却系统的排布。,产品的取出,本文介绍了双色模设计所要注意的问题,以3种模具结构为例,简要说明其成形原理。双色模在国内的市场前景还有很大的发展空间,随着我国模具水平的不断进步,进一步提高模具加工精度,降低制造成本,双色模技术将会得到广泛发展和应用。,结束语,产品实例,谢谢！,