當前位置:首頁 > 文章資訊 > 模具專業 > 超臨界流體-微孔發泡注塑成型工藝技術科普
超臨界流體-微孔發泡注塑成型工藝技術科普
什么是微孔發泡成型?
微孔發泡注塑成型工藝(MuCell)是指以熱塑性材料為基體,通過特殊注塑加工工藝,使制品中間密布十至幾十微米的封閉微孔。微孔發泡成型屬于物理發泡法。
常規泡沫塑料的泡孔直徑一般大于50mm,泡孔的密度(單位體積內泡孔的數量)小于106個/cm3。這些大尺寸的泡孔受力時常常成為初始裂紋的發源地,降低了材料的機械性能。
超臨界流體發泡技術-微孔發泡注塑成型工藝
采用超臨界流體-微孔發泡注塑成型工藝,即超臨界狀態的氮氣或二氧化碳,作為發泡劑,經過精確計量后,與熱塑性塑料熔體充分混合均勻,形成均勻的熔膠/發泡劑均相體系,包括單相溶液;所獲得的這種均相體系,經過發泡成型口模或注塑模具實現所需要的發泡制品,例如微孔發泡制品和結構發泡制品、高發泡材料。
相對于傳統發泡劑在實際生產中泡孔尺寸較大且泡孔尺寸不均勻,發泡劑的用量和釋放的控制難以掌握。新的超臨界流體發泡技術以很高的成核速率,能在材料中形成泡孔尺寸均勻、分布均勻的微孔產品 ,不但具有經濟、安全、環保等方面的優勢,而且適合于加工幾乎所有的熱塑性樹脂和產品應用領域,例如食品藥品包裝領域。由于能更經濟便捷地制備微孔發泡制品,可進一步拓展發泡材料的應用領域。
發泡成型方式包括注塑成型、擠出成型、吹塑成型等。
微發泡注塑成型技術突破了傳統注塑的諸多局限,在保證制品性能不降低的基礎上,可顯著降低制件重量和成型周期,減少設備的鎖模力。由于這些優勢,微孔發泡注塑成型工藝越來越多的應用于汽車零部件制造。
注射成型是微孔塑料制品的主要成型方法之一。塑料原料加入注塑機的料筒后,在螺桿剪切力及加熱圈外加熱作用下塑化,發泡劑直接注入注射螺桿熔融段末與熔體均勻混合,然后高壓高速注入模腔。
在模腔內突然降壓,使熔體中大量的過飽和氣體離析出來,發泡、膨脹、成型、定型形成微孔塑料制品。另外,也可以采用改變溫度的方法形成泡核,與改變壓力法相比,比較容易控制,但對于氣體溶解度對溫度不敏感的塑料不適用。
開發微孔塑料注塑技術難度比較大,因為和常規泡沫塑料相比,泡孔的尺寸要小得多,要想得到良好的微孔塑料制品,必須要保證對進入機筒熔體中的超臨界流體精確計量,要求塑料熔體必須充分混合、均化、分散,形成均相混合體,保證熔體中的成核點必須多于109個/cm3、及時控制成核氣泡的膨脹等等。這對設備本身及注塑工藝參數的要求都非常之高。
采用該技術的特點是:
制品重量約減少50%;
注射壓力約降低30~50%;
鎖模力降低20%;
循環周期減少10~15%;
采用一套帶計量控制裝置的氣體輸入設備。
微孔發泡注塑成型工藝過程可分為三個階段:
熔融混合:在恒定壓力下,透過螺桿將超臨界流體(N2或CO2)和塑料混煉成均勻的單相流體。
氣泡核形成:通過開關式射嘴將單相流體射進溫度和壓力較低的模具型腔,使混合溶膠產生巨大的壓力降,從而使其內部析出形成大量的氣泡核。
微孔形成:這些氣泡核逐漸長大成微小的孔洞。如上圖制品界面剖圖所示,可以明顯看到表層還是未發泡的實體層,這是由于模具溫度太低,表面的樹脂冷卻過于迅速,因此微孔只在制品的內部形成。
以下視頻將為大家更加形象地介紹微孔發泡注塑成型工藝:
微孔發泡注塑成型-熔融混合過程:
微孔發泡注塑成型-注塑過程:
微孔發泡注塑成型工藝特點有哪些?微孔發泡注塑成型和其他發泡成型工藝有什么區別?
與其它發泡工藝技術相比,微孔發泡注塑工藝有其自身優勢和局限性,接下來小編就和大家詳細分析一下。
微孔發泡注塑與結構發泡注塑相比:
微孔
發泡注塑 |
優點 |
1、對于大多數材料(包括常用的工程塑料)而言,其用料的減少和注塑循環時間的降低更加顯著;
2、能夠同時成型具有薄壁和厚壁的結構,制品設計更靈活。 |
缺點 |
對于厚壁(>6mm)產品,制造上沒有太多優勢。 |
|
結構
發泡注塑 |
優點 |
對于成型較大的厚壁產品,最常見的是采用特殊的低壓注塑加工高密度聚乙烯(HDPE),其制品的重量減輕可以達到10%或更多。 |
微孔發泡注塑與氣體輔助注塑相比:
微孔
發泡注塑 |
優點 |
制品重量降低更多,以更短循環時間成型,且制品翹曲較少,同時能夠消除收縮痕。 |
缺點 |
對厚壁制品成型沒有優勢,制品表面質量無法達到非常完善。 |
|
氣體
輔助注塑 |
優點 |
可以成型表面質量非常高的制品,通過對模具和制品進行特殊設計,在厚壁制品的內部設計空腔實現氣體輔助注塑。 |
缺點 |
通常只用于消除制品的收縮痕。 |
微發泡注塑與化學發泡成型相比:
微孔
發泡注塑 |
優點 |
制造過程中不會產生不需要的副產物。 |
缺點 |
對透明性強和表面質量高的制品,采用微孔發泡需更加慎重。 |
|
化學
發泡成型 |
優點 |
通常用于厚壁制品成型、消除收縮痕,同時可降低制品密度。 |
缺點 |
1、薄壁制品使用化學發泡使表面質量下降并降低力學性能;
2、發泡劑生產批號的不同致使生產工藝需隨時調整;
3、由于其熱穩定性不佳,所以很難用于加工高溫型樹脂;
4、化學發泡劑通常殘留于樹脂中,帶有副產品或未分解的化學發泡劑使制品的耐老化性降低。 |
微孔發泡注塑成型發展前景有哪些?
使用微孔發泡注塑成型工藝,將加快產品制造過程中的充模和冷卻速度,同時省去保壓過程,有效縮短制件成型周期,提高生產效率。對于透明性強和表面質量要求非常高的制品,可以將微孔發泡注塑成型工藝與表面噴涂、IMD(模內注塑裝飾技術)等技術結合,以實現產品輕量化、美觀化。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關于塑料的知識技巧了,學習以上的超臨界流體-微孔發泡注塑成型工藝技術科普知識,對于塑料的幫助都是非常大的,這也是新手學習模具專業所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側人工服務,我們會有專業的人士來為您解答。
本站在轉載文章時均注明來源出處,轉載目的在于傳遞更多信息,未用于商業用途。如因本站的文章、圖片等在內容、版權或其它方面存在問題或異議,請與本站聯系(電話:0592-5551325,郵箱:help@onesoft.com.cn),本站將作妥善處理。
上一篇: 注射成型之結構發泡成型技術科普
塑料課程推薦
模具專業熱門資料
模具專業技術文檔
推薦閱讀
