快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究

【摘要】随着现代科学技术的发展，人们的生活得到了很大的改变，快速热循环注塑模具在改变人们生活中发挥了极大的作用和价值。本文针对快速热循环注塑模具及工艺关键技术进行了系统的介绍，拟在对该技术的发展起到积极的作用。

【关键词】热循环注塑模具；关键技术；科学

前言

近年来，为满足人们对注塑产品的要求，快速热循环注塑成型技术应运而生。该技术是一种表面无缺陷！高光泽度的塑料成型技术。利用该技术，可获得表面无熔接痕、无流痕、无表面浮纤等缺陷的外观优越的塑料制品，既可取消喷涂工艺，显著减少或完全消除因喷涂造成的污染，又可节省或省去昂贵的二次加工费用，降低生产成本，实现塑料产品的绿色化生产。因此，该技术市场竞争力强，应用前景十分广阔。

一、快速热循环注塑成型的工艺原理

快速热循环注塑（RHCM）作为一种新的注塑成型技术，也可以叫做高光无痕注塑成型。是一种采用快速加热和快速冷却注塑模具及动态温控装置，并对模具温度实行闭环控制的注塑成型技术。

快速热循环注塑的工艺过程同传统常规注塑的成型周期基本一致，可分为合模、射胶、保压、冷却、熔胶、开模、制品取出等7 个阶段。不同的地方在于其可以根据各工艺阶段的特点来调整模具温度。其工艺原理是： 在一个注塑成型周期中，快速热循环注塑工艺的模具温度将在一个比较大的温度区间内波动变化。在模具的快速加热阶段，首先为了使模具温度上升到聚合物的熔点或热变形温度以上，要通过利用动态温度控制系统实现这一目标。接着，为了保证塑料熔体良好的充模状态，需要将高温维持一定的时间。下一个阶段是熔体的注射阶段，将聚合物的熔体注射到模具的型腔之中，注射和保压过程中为了防止熔体的过早冷凝，要一直使模具保持较高的温度。高压保持之后将进入冷却阶段，快速冷却已定型的聚合物熔体，将聚合物熔体温度迅速降低到塑料顶出温度以下。最后阶段，打开模具，取出注塑制品。

二、快速热循环注塑技术的主要特点

快速热循环注塑技术是目前国际上最前沿的注塑成型技术，同传统的注塑技术相比，其最大特点在于采用快速加热和快速冷却注塑模具及动态温控装置。其主要特点和优势表现在以下几个方面：

（一）高效率

在快速热循环注塑成型过程中，其工作的核心部分在于对模具温度的动态控制。在整个注塑过程中，由于采用模具的快速加热和快速冷却设备，可以在很短的时间内完成对模具的加热和冷却，减少注塑时间。因此，快速热循环注塑成型可以大大缩短注塑成型的周期，从而降低生产成本，提高产品的成型效率。快速热循环注塑可以使厚壁成型注塑周期可降低60%以上。

（二）高质量

快速热循环注塑技术采用快速加热和快速冷却注塑模具及动态温控装置，可以提高注塑产品的质量，改善产品性能。首先，快速热循环注塑工艺的高模温注塑可以有效改善熔体的流动性，有效避免熔体的过早冷凝，由于冷凝层的消失，显著提高了熔体的流动能力，降低高分子链的取向程度。因此可以极大地增强产品表面的光洁度，使塑件表面光洁度可达到镜面效果，改善塑件的表面质量，从而获得均质性更优的注塑产品；其次，可以改善或彻底消除塑件表面缩水现象，尤其是复杂微型零件应用空间大。

三、快速热循环注塑工艺关键技术

（一）注塑模优化设计技术

注塑成型制品的质量主要取决于材料性能！制品结构！模具设计和加工以及成型工艺。传统的提高制品质量的方法主要是用尝试法通过不断试模来调整工艺参数和改进模具设计，效率低下。随着计算机模拟技术的进步和智能算法及数据统计等优化设计理论的发展，将注塑成型模拟技术、模具设计方法和优化设计理论有机结合，实现成型过程和模具结构的优化是当前研究的热点问题之一。

（二）快速热循环产品结构关键部位设计

注塑产品的质量不仅与模具结构和成型工艺及其参数有关，还取决于产品本身的结构设计是否符合成型的工艺性要求。结构良好的塑件，不仅能提高产品的生产效率，还能减少产品的成型缺陷。RHCM成型工艺虽然能够消除产品表面的熔接痕、流痕等缺陷，能得到表面光泽度优越的高品质产品，但是产品表面却容易产生缩痕（Sink）且成型产品难于脱模。

（三）快速热循环模具关键部位设计研究

RHCM注塑成型过程中，模具加热的温度较高，冷却时所需的时间必然延长，欲保证产品的生产效率，势必对模具结构提出更高的要求”根据RHCM工艺及其塑件的结构特点，研究适合于Rl>CM注塑的模具结构，包括浇注系统、变温系统和其它影响成型质量的关键部件设计方法，既可保证塑件的成型质量又可提高生产效率。

（四）快速热循环注塑产品质量控制研究

目前，快速热循环注塑工艺主要应用于生产高光、无熔痕等表面质量要求较高的塑料制品，如液晶电视机前壳、数码电子产品外壳！汽车内饰等薄壳类产品。虽然快速热循环注塑技术可以提高产品的表观质量和强度，但是实际生产中发现该技术难以很好地解决制品的缩痕！翘曲变形以及体积收缩等缺陷。随着对注塑件品质要求的不断提高，制品的翘曲！缩痕等缺陷同样备受关注，尤其是薄壁类塑件尺寸的稳定性已成为衡量塑件品质的一项重要指标”对于薄壁类塑件，翘曲变形是一种无法避免的注射成型缺陷，会影响产品的应用范围和稳定性，长时间的翘曲还会导致塑件变形与表面微裂纹，因此在注射成型中应尽量减小此类缺陷。

（五）快速热循环注塑生产线构建关键技术研究

RHCM注塑的工艺过程与常规注塑基本一致，但RHCM注塑增加了模具快速加热与快速冷却及温度动态控制过程。在模具加热阶段，需使模温升高到塑料的热变形温度以上，以保证塑料熔体良好的充模状态；而在冷却阶段，需要向模具内部管路中通入低温冷却水，以使熔体温度迅速降低到塑料的顶出温度以下，减少注塑成型周期。因此，RHCM生产线的建立需综合考虑模具温度的动态变化过程和生产中实施的成本及难易程度。

四、结论

快速热循环注塑模具极大的改变了现代社会的生活与生产过程，对于我们的社会有着极为重要的价值与意义，是现代科学技术发展的重要产物。因此，我们应该对该技术予以充分的研究，促进其更好的发展。

参考文献

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