模具件高標(biāo)準(zhǔn)化才能滿足世界市場需求

隨著經(jīng)濟(jì)氣候的變化和競爭的全球化，模具制造業(yè)在過去10年經(jīng)歷了劇烈的變化，標(biāo)準(zhǔn)化的單一精密零件已取代了手裝式嵌件，標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)零配件普遍得到推廣和應(yīng)用，越來越多的顧客在世界范圍內(nèi)擁有生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。模具制造商能夠合理地生產(chǎn)模具、盡快地裝配并確保零件在世界范圍內(nèi)都有替換零件供應(yīng)商。

1、高標(biāo)準(zhǔn)的工程技術(shù)

不斷地引入3D-CAD設(shè)計(jì)、CAD/CAM、加工中心才能實(shí)現(xiàn)模具的工業(yè)化生產(chǎn)。而且，高速銑削HSC和組合工件加工在模具制造領(lǐng)域已成為最新技術(shù)。這些新發(fā)展已經(jīng)取代了類似仿形銑削和電火花加工，以及程度不大的線導(dǎo)電火花加工等傳統(tǒng)工藝。通過HSC銑削獲得的表面質(zhì)量高，已經(jīng)令多數(shù)費(fèi)時(shí)的表面拋光在電火花加工后不再需要使用。高質(zhì)量的金屬去除生產(chǎn)工藝已經(jīng)代替了模具嵌件的單獨(dú)組裝和對模，取而代之的是集中裝配。

工業(yè)化生產(chǎn)的模具嵌件，以及單/多型腔模具的陰模具有統(tǒng)一性和精確度，促進(jìn)了注道系統(tǒng)的均衡。熱塑料用注塑模具的最新技術(shù)是熱流道系統(tǒng)，而彈性體用注塑模具的最新技術(shù)是冷流道系統(tǒng)。

2、新型注塑工藝

模具制造業(yè)設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)專家的想象力和能力也經(jīng)受考驗(yàn)。他們不得不將過去十年在工藝工程中取得的為數(shù)眾多的革新轉(zhuǎn)化為成功的實(shí)踐?？膳e出的例子有多料和多色注塑、含織物、薄膜或涂漆表面的注塑。但熱流道注道系統(tǒng)或者氣體注射方法也得到不斷應(yīng)用。

這些模具制造技術(shù)的發(fā)展也需要來自顧客如注塑工廠、最終使用者、材料和設(shè)備生產(chǎn)廠家的緊密合作。國際模協(xié)秘書長羅百輝表示，日益提高的模具復(fù)雜性型腔數(shù)量、不同工藝的結(jié)合迫使模具制造趨于規(guī)范化。與10-15年前的情況相比，普通的模具制造商很難在今天的市場中具有競爭力。但是將產(chǎn)品理念轉(zhuǎn)變化模具設(shè)計(jì)將會(huì)一直是模具制造業(yè)的主要任務(wù)。

3、微注塑工藝

微注塑模具一般輕于1克，但產(chǎn)品所含部件的總重量僅0.01克。這些微注塑件的幾何形態(tài)同大型注塑件的一樣都是多種多樣的。

對于成型微型部件，有兩套系統(tǒng)供選擇。第一種是由合模裝置、材料準(zhǔn)備、注射裝置、模具等組成的非標(biāo)準(zhǔn)注塑裝置的組合部件。在這種情況下，模具配備了轉(zhuǎn)板，從而可以從模具中取出完整的物件。

第二種被稱為變溫注塑?；驹硎窃诿總€(gè)循環(huán)內(nèi)，將模具加熱至被加工塑料的熔化溫，以促進(jìn)填充模腔。一旦模腔被充滿，它又冷卻下來了。為縮短冷卻時(shí)間，盡可能少的陰模嵌件經(jīng)受溫度循環(huán)。余下的模結(jié)構(gòu)被一直保持在脫模溫度中。陰模嵌件依靠電加熱，它的截面積決定著加熱的強(qiáng)度。

冷卻模具嵌件相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。因?yàn)槌叽缂?xì)微，很難得有空間來集中冷卻腔道。它們的截面積很小，對任何冷卻液體都有很高的流動(dòng)阻力。所以空氣是最理想的冷卻介質(zhì)。

應(yīng)用變溫方法，目前注塑可獲得15秒的循環(huán)時(shí)間，盡管陰模嵌件在每個(gè)周期中不得不經(jīng)受200℃-50℃的溫度。

除了冷卻之外，另一個(gè)特別的問題是由微注塑過程中的陰模排氣引起的。通過陰模嵌件之間的分界線可完成排氣。在目前的發(fā)展階段，注道仍然較大。在一個(gè)四型腔模內(nèi)，腔內(nèi)容物占了注射重量的30%-50%。還沒有適合于微注塑的熱流道系統(tǒng)。

微型模具可由微蝕或微加工來制成。用火花底蝕加工方法，半徑可達(dá)20μm，粗糙深度可達(dá)0.2μm，而用線導(dǎo)電火花加工方法，半徑達(dá)30μm，粗糙深度達(dá)0.1μm。

微型注塑零件的例子是可移植助聽器的感應(yīng)器外殼，或微型開關(guān)的元件。在試驗(yàn)性應(yīng)用中，已能用聚甲醛POM制作板形元件，厚度只有0.01-0.03mm。而常規(guī)注塑模具的排氣通道有0.03mm深。

4、新型鋼材提高了精確度

粉末冶金或HIP高溫均壓方法生產(chǎn)的鋼材獲得廣泛應(yīng)用，對注塑模具的質(zhì)量改善做出了重要的貢獻(xiàn)。這樣在長期運(yùn)行中仍能保持成品的高精確度，陰模尺寸可以在最大5μm的范圍內(nèi)偏離。為防止溢料，排氣縫寬度必須小于5μm。

橡膠的加工也可用類似的工藝。在這個(gè)領(lǐng)域，人工卸載成型件的壓塑技術(shù)仍被廣泛應(yīng)用。采用了來自硅酮注塑的創(chuàng)新概念后，會(huì)在將來使橡膠物件的自動(dòng)化生產(chǎn)也逐漸成為可能。

由壓塑向注塑的轉(zhuǎn)變是工作條件改善的一個(gè)重要前提。通常在橡膠硫化過程中會(huì)排出大量的水蒸汽和氣體。因?yàn)閴毫榇怪狈较虻模豢赡軓牟僮鲉T的工位不充分地抽走氣體。而用注塑方法，氣體上升直接進(jìn)入抽取系統(tǒng)，而操作員站在模具的旁邊。有了自動(dòng)化的注塑，包括手動(dòng)裝置卸載塑件的整個(gè)模具工位都能最有效地作為抽取氣體之用。

隨著彈性成型件的出現(xiàn)，液體硅酮的應(yīng)用將有可能比天然橡膠的加工變得更加廣泛。硅酮與其它材料的結(jié)合已經(jīng)被認(rèn)為是可行的。并且這些工藝所需要的注塑模具已出現(xiàn)了。

5、使用多組件模具的注塑裝配

多組件模具取代裝配的單個(gè)元件是注塑設(shè)備生產(chǎn)廠家中模具制造部分的顯著特征。注塑模具是生產(chǎn)部門的核心，產(chǎn)品新理念的接受促進(jìn)了內(nèi)部技術(shù)的結(jié)合，導(dǎo)致了應(yīng)用研究、自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械工程部門之間的合作。

用于硬/軟復(fù)合物的多組件注塑模具占據(jù)了特別重要的地位。這些包括帶完整密封件的功能組件，以及“軟接觸”容裝件如牙刷、螺絲批、剃須刀外殼、電器的吸振手柄。為了這個(gè)目的，在第一工作臺(tái)上制作實(shí)心熱塑件。在第二工作臺(tái)上,成型件接受一個(gè)密封件，多數(shù)情況下由熱塑彈性體TPE組成。當(dāng)模具在兩個(gè)工位間交替時(shí)，通常作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)可能是注塑機(jī)的一部分。

一般說來，多色彩或多組件注塑的設(shè)計(jì)依賴于所規(guī)定作業(yè)成品的復(fù)雜度、生產(chǎn)件數(shù)等。對于每一個(gè)項(xiàng)目，顧客規(guī)定的要求決定著整個(gè)設(shè)計(jì)方案和周期時(shí)間。目的是將任何組裝過程集中到注塑工藝中，迄今已不斷進(jìn)行。

隨著對注射過程中單個(gè)元件更深程度集成的要求持續(xù)，更復(fù)雜模具由此產(chǎn)生，還有熱塑件和橡膠彈性體元件的結(jié)合。這要求冷卻的模具用于熱塑性材料，受熱的模具用于橡膠的硫化。不同的溫度和熱擴(kuò)散比率、不同加工技術(shù)的結(jié)合對跨學(xué)科問題的解決提出了極大的要求。

來源：全球模具產(chǎn)業(yè)資訊

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