注塑生产技术丛书.docx

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注塑生产技术丛书

本套丛书以“注塑生产技术丛书”为题，分为《注塑产品缺陷解决方案100例》、《注塑成型疑难问题对策100例》、《注塑机故障处理和维修技巧100例》、《注塑机操作与调校100例》四册图书。

《注塑产品缺陷解决方案100例》主要内容：

本书分为上下两篇，上篇为普通注塑产品案例分析，下篇为精密注塑产品案例分析，所有案例配彩图，详细总结注塑成型制品缺陷的成因，使读者通过看本书，可以解决实际生产中遇到的问题，具有较强的实用性。

本书的主要形式见附图。

《注塑机故障处理和维修技巧100例》主要内容：

本书围绕注塑机故障处理和维修技巧，对理论知识的引入以够用为原则，主要介绍注塑机故障维修的实例，并在书末附注塑机维修工复习题，方便注塑机维修技术人员培训和学习使用。

《注塑机操作与调校100例》主要内容：

本书主要内容包括注塑机操作基础、注塑机的操作技术及常见故障处理等，突出实用性，适合注塑机操作技术工人阅读，也可作为注塑机操作和调校培训教材。

《注塑成型疑难问题对策100例》主要内容：

本书与实际生产密切相关，旨在解决厂商实际问题，主要包括注塑成型不良起因及解决对策、注塑成型工艺难题解决对策等内容。

本书适合注塑工艺技术人员、设备维护人员学习使用。

附图：

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扩展阅读：

多色注塑成型技术进入医疗产品生产领域111

多色注塑成型技术进入医疗产品生产领域

虽然多色注塑成型技术不适用于所有的注塑成型部件，但如果运用得当，不但能够简化生产操作，还可改善产品的质量。

尽管多色注塑成型技术发展已有一段时间，该技术在医疗行业中的使用并不算普

遍。

不过，最近医疗器械公司似乎对于这种较为复杂昂贵但高效的工艺技术态度有

了转变。

原因何在？

TecStarManufacturing公司副总裁ChrisNavratil说:

“在过去几年中，我们同一些医疗公司开展了合作，对多色注塑成型技术的投资给他们带来极大的获益。

”作为MGSManufacturing集团公司（美国威斯康辛州，Germantown）的分公司，TecStar公司向众多行业提供该项技术的相关服务和设备。

多色注塑成型技术替代了传统的注塑成型和组装操作，能够简化生产流程，降低部件成本，并改善产品质量。

然而，该技术有其限制和缺点，器械制造商必须先加以了解，才能作出明智的生产决定。

多色注塑成型技术简介

多色注塑成型，也叫多物料或多组分共注射成型，是使用多种独立材料注射成型以制成最终产品的一种工艺技术，通过模具和部件的移动实现二、三甚至四射加工（一般讲双射注塑成型通常是指涉及两种不同材料的注塑工艺）。

PhillipsPlastics公司（美国威斯康辛州，Hudson）医疗注塑和组装部门的总经理

DaveThoreson表示，在医疗设备行业里，该技术被广泛用于生产手提设备，包括小型给药系统以及各种手提测量仪和诊断设备。

通过这种技术制造的产品融合了两种或多种材料的特征和性质。

例如，在刚性塑料的表面注射一层柔感弹性体材料，能够为使用设备的医生或病人带来舒适感。

VaupellRapidSolutions制模公司（美国新罕布什尔州，Hudson）的业务开发经理JimMacDonald补充说，弹性体材料外层使沾有血液或其他液体的设备更易于持握。

经双射注塑成型的材料具有多种性能，如防震、降噪和减振等。

双射注塑材料还能够改善设备的防水性能。

以ThermoElectron公司开发，MackMolding公司（美国佛蒙特州，Arlington）生产的手提测量仪为例，该仪器在医疗机构中用于测量pH和溶解氧值，其输入和输出端口起初配有独立的小塞，而操作员在开启后常常遗失小塞。

ThermoElectron公司水分析设备操作负责人RonGeis解释道，为此他们开发了一种新设计，用双射注塑成型技术将一个塞片注塑到仪器上，功能类似先前的独立小塞，能够堵住端口，使设备防水，但因为本身是仪器的一部分，所以不会掉落遗失。

采用多色注塑成型技术可以将许多常用部件连接起来，例如O形环、垫圈、把手和铰链等。

MGS营销经理JohnBerg说:

“如果我们能够在成型过程中将两个部件

1连接起来，那就可以省去许多后续加工。

”

多色注塑成型技术有时被称为模内组装，因为成品由两个或多个以不同材料制成的部件组成，这通常需要后续组装操作来完成。

该技术减少了组装步骤，从而节省了劳力、机器、粘合剂和机械固件，简化了生产过程，也降低了成本。

Geis举例说，先前提到的手提测量仪，部件从4个减少为1个，每台仪器的生产成本降低了2.60美元。

Navratil补充说，该技术还提高了不同批次产品间的一致性。

此外，两个或多个部件的成型组合降低了对独立部件的质检工作量。

RogonWalker是位于美国达拉斯制模商MollIndustries公司的工程经理，他指出，组装和检验工作减少了，部件处理量也随之减少，因此降低了产品被污染的风险。

这项技术还能减少后续装饰工序。

文字、商标和其他图案可以在成型时加入到产品中去，这样获得的装饰要比粘贴法更加持久。

该技术的另一优点是产品质量的改善。

MacDonald说:

“多色注塑成型产品是一个产品，而不是由两个部件粘合或用螺丝固定的产品，因此它在机械性能、物理性能和整体外观等许多方面都较为优越。

”GWPlastics公司（美国佛蒙特州）医疗市场副总裁TimReis说，一家医疗公司为了生产用于体外诊断的设备，采用卡压式工艺来连接聚丙乙烯管道和模切硅橡胶管套。

这种生产方法存在许多风险，包括密封不牢以及在使用中两个部件可能分离的问题。

为了解决上述问题，GWPlastics公司采用双射注塑成型工艺制造了由聚丙乙烯和热塑弹性体组成的单件设备。

新设备的密封性提高了，并且两种材料间的化学连接也增强了。

Reis说:

“我们减少了一个组装步骤，同时确保两个部件在随后的流水线生产中不会分离。

”多色注塑成型技术的工艺方法

多色注塑成型所采用的工艺方法有很多种。

如何选择通常基于成本和部件的设计。

常见的多色注塑成型法包括二次注塑、共同模芯、旋转剥料板、以及模芯肘杆等。

二次注塑：

有些人不认为二次注塑属于双射注塑成型技术，因为它是在两台不同机

器上进行的两次单独注塑操作，工序是先在一台机器上形成塑料部件，然后在另一台机器上添加橡胶层。

MacDonald说，二次注塑算是一种低成本的双射注塑成型替

代方法，适合于少量作业，无需购买昂贵的双射注塑成型机器和模具。

共同模芯：

部件在整个生产过程中始终处于同一模芯上。

Berg解释说，第一次成型完成后，一个平台或转台旋转180，将部件移入不同的模腔中进行二次注射。

旋转剥料板：

如果第二次成型的材料必须完全包覆第一次的材料，制模商就得更换模芯和模腔，进行二次成型。

旋转剥料板先从模芯上提起第一次成型材料，然后在多数情况下将其旋转180，再将材料放到新的模芯上，新的模腔也在第二个位置就绪。

新的模芯和模腔所形成的空间供二次成型材料流入，转圈并流过一次成型材料。

模芯肘杆：

Berg解释说，共同模芯和旋转剥料板的方法需要一次和二次成型之间的模具开启或旋转，但模芯肘杆的工艺是通过模具内部滑片的移动，为二次成型产生空间。

这种方法减少了旋转步骤，降低了双射注塑成型的成本。

虽然并非所有形状的部件都能够用该法进行生产，但有时候制模商能够修改最初不适合

2的设计，以采用此法。

限制与缺点

在许多情况下，由于劳力的减少以及不再需要第二、甚至第三套工具来生产常规注塑以外的部件，多色注塑成型技术降低了生产成本。

但另一方面，多色注塑成型工具比传统工具更昂贵，因为增加了旋转平台或其它能够在一个模内生成多组分部件的功能。

MackMolding公司应用开发部的主管StefanRasch说，正因为此，公司在购买多色注塑成型工具时，通常要花费大于常规设备至少两倍的价钱。

支付这笔额外成本是否划算呢？

答案取决于设备的应用问题。

Thoreson建议制造商在没有特殊需要时应选择常规的注塑成型工具。

他指出，即使多色注塑成型技术能够省去组装过程，生产商可能会发现先塑造两个低成本部件，然后再通过高速自动组装单元将它们合在一起，这样可以节约更大的成本。

由于前期投入较大，多色注塑成型技术常用于投资回报率高的大规模生产。

Thoreson认为，在通常情况下，当年产量达到50万件以上时，生产商可以考虑采用多色注塑成型技术。

然而也有例外。

如果采用多色注塑成型技术能够解决常规操作存在的故障问题，就算产品的生产规模并不大，多色注塑成型工具的投入可能还是值得的。

除了前期投入大以外，这种技术还存在其它缺陷。

位于美国宾州的合约加工企业AdvancedScientifics公司新产品开发经理RudolfPavlik说，一些复杂问题，诸如浇注系统位置和模腔填充等，可能会使生产商对该工艺望之却步。

此外，Pavlik指出，多色注塑成型技术的设备和模具比传统的设备需要更多维护。

成功的关键

在采用多色注塑成型技术时，有一些关键的因素需要考虑，以获得最佳的工艺结果。

首先是材料的正确选择。

通常选择两种通过化学键能够结合在一起的材料。

如果由

于某些原因选择了两种无法粘合在一起的材料，就必须设计一种能够连接这两种材

料的方法，例如，可以在平整的第一次成型部件上设计一个小孔，让二次成型材料流入，在部件的后部生成一个柄。

当二次成型材料冷却后，该柄无法从小孔中拔出，从而将不相容的材料互连在一起。

设计工程师有时会特意选择两种无法通过化学键相结合的材料，因为他们希望不同组分之间留有极小空隙，可允许两组分互相牵动。

例如，采用双射注塑成型技术把不同材料制成的球形部件和托座相连，以便制成的关节部件能够进行所需的相对运动。

Walker建议，虽然组件间的粘接性设计不是非考虑不可的工序，但是加工可行性应当成为每一道多色注塑成型工序的设计重点。

部件设计工程师、制模商和工具制造商应当尽早讨论，规划出一个可行的加工设计。

Reis认为，设计可能包括供材料流动的井或管道，以及让模件能够按照所需的形状剥除或保留二次注塑成型材料的部件。

此外，Thoreson认为在设计多色注塑成型部件时，应当了解工具生产、部件浇注和脱模等问题。

如果在项目的开始没有考虑到所有的关键因素，Thoreson建议多色注塑成型系统的开发人员应留出时间，以便对加工进行小幅的重新设计。

有时，加工设计方案是在制造商与制模商的长期协商中产生的。

在Mack公司，Rasch碰到过一些根本无

法采用多色注塑成型工艺的产品设计方案。

他说,“客户的要求有时候无法完全实现，所以通常要经过许多来回的讨论”才能制定出一种更有加工可行性而同时又能满足客户对产品的要求的方案。

Thoreson说道，如果在产品设计阶段不考虑加工可行性，模具系统可能会过于复杂，导致多色注塑成型加工的成本过高，或者根本无法实现。

因此，如果制造商不愿意为了增加部件的加工可行性而进行设计的修改，就只能寻求其他途径来生产他们的部件。

MedTechGroup公司（美国新泽西州，SouthPlainfield）的副总裁JohnPfaff也表示，对于双射注塑的模具，成功注塑的关键在于设计出外围止逆装置，这一步骤能够确保二次注塑成型的材料只流入模具中预期的部位，而不发生任何意外情况。

该公司是一家医疗设备和部件的合约制造商。

Rasch指出，模具中的二次成型材料有时会意外流入目标底物的下面，而不是覆盖在其上方。

这可以通过适当的浇注技术加以避免，让二次成型材料将基质压在模芯上，以确保材料流入正确的模腔。

Berg说，在多色注塑成型加工中，旋转操作必须非常精确，使工具能够毫无误差的对准二次注塑成型的模芯和模腔，一点失误的余地也没有。

这种准确性需要精确控制工具的旋转运动，同时模具本身的精密度和准确性也必须非常高。

MacDonald说，多色注塑成型模具包含多种运动和操作，比传统模具更为复杂，因此如果再添加其他功能来加工复杂产品，会使模具变得更加复杂，这无疑是不智之举，因为这不仅会增加模具的成本，而且额外的功能还会使模具难以修理。

“如果其中的一个模具出现问题的话，系统待机费用会很高。

”为了缩短因维修所引起的停工期，MacDonald建议采用简单的多色注塑成型加工设计，配以简单的模具。

一些多色注塑成型模具商提供原型制造的服务，Walker建议制造商可以选择其中一家，因为他们允许客户尝试不同的材料。

“如果你有关于特定材料的问题，如是否能够同另一种材料相粘接，这些商家具有测试样品所需的工具，你就可以知道这种材料是否满足要求。

”常见失误有时因为一些常见的失误，用多色注塑成型技术所生产的产品没能满足要求。

Reis

说，例如一些生产商选择的材料虽然满足部件性能的要求，但不适合进行多色注塑成型加工。

还有一些生产商使用由废料或旧部件重新研磨、重新熔融制成的回收材

料。

这种材料经再次熔融后，其降解速度比一般用于二次成型的新橡胶的降解速度更快。

在二次成型过程中，有时基质会被高温的二次成型材料再次熔融或破坏。

Reis认为，选择合适的基质材料或设计特征可预防此问题，例如，在表面增加条形纹设计能减慢二次成型材料流过基质的速度，帮助其降温。

在MedTech公司任职的Pfaff拥有许多双射注塑成型及制模方面的经验，他说，不合尺寸的系统部件也会影响双射注塑成型的操作。

许多双射注塑成型作业要求二次材料的质量和体积比基质材料小8090%。

Pfaff说，对于此类作业，生产商应该避免使用容量比二次注塑材料所需分量超出许多的机械、料桶和其它系统部件。

他表示:

“许多人认为机械越大越好，因为这样没有容量上的限制。

这听上去不错，但如果料桶或机械尺寸

4过大，会使过程控制难以掌握。

”最后，过程温度可能太高而损坏材料，或温度太低而使材料流经系统的速度过慢。

双射注塑成型工艺可能存在其它问题，包括浇注不当所遗留下的塑料突起，造成产品的损坏。

对于需要考虑产品外观的双射注塑成型产品，Pfaff建议使用带有阀浇口的热流道模具，它能够消除浇注的痕迹。

这些系统会在部件上留下小的圆形标记。

但Pfaff说，经验老到的厂家能够让这些标记看上去就像是部件的特征一样。