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免噴涂高光無痕注塑工藝
時間：2019-11-25 03:40
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來源：互聯網
近年來，人們已不再滿足于平板電視的使用功能，對其外觀的欣賞品味及綠色環保的要求越來越高。由于以往那種先注塑電視機機殼，然后再噴涂的方法，既不環保，質量也不穩定，眾多國際國內知名電視廠商如三星、夏普、長虹及海爾等紛紛摒棄了老方法，轉而采用一種新型成型工藝——免噴涂高光無痕注塑成型技術。該技術可使平板電視面板表面光澤度高且無熔接線、流痕及縮痕等缺陷，并且無需后續的噴涂工序，從而對環保及降低成本極為有利。由于免噴涂高光注塑技術的實施離不開高光澤塑料材料、高光注塑模具、模溫溫控設備以及注塑機和注塑工藝的緊密配合，因此本文將從這幾個方面對該技術進行闡述。
免噴涂高光澤塑料材料
要實現免噴涂高光注塑,首先需要選用高光澤塑料材料。對于此種材料的特性要求一般包括：材料的流動性應較高，以便更好地復制模具表面、降低剪切及改善熔接線；需有一定的耐刮擦性，即表面硬度要好，一般鉛筆硬度在H以上；材料的熱穩定性要好，不易產生揮發物。特別是對于阻燃級材料，提高耐熱性及減少揮發物可以防止腐蝕模具及減少產品表面白霧的產生；材料本身的光澤度要好；應具有優異的韌性和一定的剛性，可通過家電所要求的跌落測試和其他功能測試。
目前，免噴涂平板電視面框的注塑生產主要采用PMMA/ABS、PC/ABS或高光ABS材料。其中，高光ABS的硬度最低，PMMA/ABS的硬度最高，鉛筆硬度可達1H或以上（如圖1所示）。高光PMMA/ABS還可以做成半透效果，從而實現更炫的外觀和LED光透視功能。如今很多公司都推出了PMMA/ABS，如三星第一毛織的BF-0677F、上海錦湖日麗的HAM8541以及LG化學的XG569C等。如果要求使用阻燃材料,則可選用無鹵阻燃PC/ABS，如錦湖日麗的HAC8250NH，或者選用阻燃高光ABS，如上海錦湖日麗的HFA705G。電視機廠商可根據產品的不同要求選用不同型號的材料。據預測，在不遠的將來，電視機廠商將更傾向選擇用于超薄LED 電視的高剛性增強材料，如錦湖日麗的HCG25X0FR。因為這樣既可以滿足薄型設計的剛性要求，又可以保持高光外觀。
高光注塑模具
高光注塑模具從設計、鋼材選用到模具加工都要比普通模具有著更高的要求。模具設計方面要考慮耐高溫設計、適用水路設計及安裝匹配等因素。水道需確保快速升溫和降溫，并使模具溫度均勻，一般采用貼近型腔的隨形水道，并在背面增加隔熱層或利用空隙隔熱（如圖2所示）。模具澆口設計要盡可能地減少熔接線，并有利于排氣及減少剪切。對采用油加熱模溫機的模具，澆口尺寸要開得比較大，對其他行位、配合和導向等部位要考慮高溫的要求，并注意隔熱或冷卻及配合。由于模具內表面要求達到非常高的光潔度（鏡面效果），因而模具鋼材要選用拋光性好、高純度、高鏡面度及熱變形小的優質鋼，如瑞典ASSAB的S136、日本大同的NAK80。如果成型阻燃高光材料，模具鋼還需耐腐蝕性好，最好用S136 SUP或同等級的鋼材。
對于高光模具的保養，要注意在使用中及時清潔模具分型面及排氣槽，以免造成排氣不良。此外，應該不定時用專用清潔布或紙清潔模具鏡面部分，特別是注塑阻燃高光料時，必須清除粘附在模面的析出物，以免出現白霧等外觀不良。注塑完成后還要用專用清洗劑清洗型腔，并噴專用防銹油。
模溫控制技術
精確控制模溫是實現免噴涂高光注塑成型的一大關鍵，目前使用較多的溫控技術有如下幾種：
1．用油加熱的高溫模溫機。模溫可被始終維持在恒定溫度，優點是成本低、使用方便，但在模具設計上要考慮好熔接線的處理，同時對材料的流動性要求也相對更高。該種模溫機主要應用于對外觀要求稍低的產品。
2．蒸汽加熱的快速模技術。這是較早用于塑料高光無痕成型的一種技術，其工藝原理是：在合模前及合模過程中對模具進行蒸汽加溫，合模完成后，溫度達到設定條件即可進行注射；注射過程中模具繼續維持高溫，這樣可使膠料在充模過程中保持很好的流動性；注射完成，在保壓冷卻時，用低溫水對模具進行降溫處理，以便縮短制品的冷卻時間，提高生產效率。
該工藝需要鍋爐快速產生足夠量的蒸汽，并能夠和注塑機信號互鎖，實現閉環控制，另還要求材料耐熱性及相容性好。采用該技術，模溫可以達到很高的溫度，不存在熔接線問題，同時可以提高產品表面硬度。但由于鍋爐投入較大，限制了該技術的使用。為此，目前市場上出現了無需鍋爐的快冷快熱一體機。
3．電加熱的快速模技術。這一技術以韓國NADA公司的E-MOLD（Electricity Mold）系統為代表（如圖4所示），可實現超高溫模具的溫度控制，是快速加熱冷卻成型技術的最新進展。該技術利用電加熱在短時間內把模具的表面溫度加熱到很高，然后在幾十秒之內又能把溫度下降到50℃以下，從而幫助高光注塑成型順利完成。
E-mold技術使用方便，由控制器控制模溫，利用冷水來進行模具冷卻。
當模具開模取制品時，型芯開始加熱。加熱區域的溫度并不是始終如一，而是根據澆口等位置的設計來決定。當模具關閉時，加熱完成，同時射膠注塑開始。通過瞬間加熱，升高模溫，使得射膠時溶膠的流動性大大提高，從而可以較低的壓力成型。較低的注塑壓力意味著降低了制品的內應力，進而使得制品的耐熱性和后加工性得到了提高。更重要的是，樹脂流動性提高，壓力降就會減少，使得產品不易出現冷料而導致表面出現熔接線、流痕等缺陷，大大提高了產品質量。
E-mold技術目前已被廣泛用于家電產品外殼的成型，尤其對于平板電視的前框、裝飾框、底座及后框的成型，已日漸成為主流。
4．其他模溫控制技術。包括高頻電磁感應加熱系統、紅外輻射加熱系統以及采用韓國TITAN技術的高壓水溫機在內的其他模溫控制系統，也在高光注塑成型中得到了應用。它們雖然加熱方式不同，但控制原理大同小異，并各有優缺點。
注塑機及注塑工藝
免噴涂高光注塑技術對注塑機的要求不高，但對機器的反應靈敏度及穩定性要求較高，以便能夠實時快速反饋信號，并與模溫控制設備協調工作。注塑機最好配備塑化能力強的螺桿，同時要求螺桿對材料的剪切盡可能小。
高光注塑工藝控制根據不同產品和模具結構及模溫設備的不同而有著較大差異，但一般應遵循以下原則：盡量采用高的模具溫度，采用蒸汽加熱模具或E-MOLD技術時，模具局部區域可以達到150℃或更高；為了更好地復制模具表面，成型溫度應適當高一些，注塑壓力應盡可能大一點；為順利排氣，需要采用多級注塑速度；任何工藝的調整如螺桿轉速、不同階段的注塑速度等，都要考慮減少材料的剪切。
為此，免噴涂高光無痕注塑成型技術將會得到更多的應用，并隨著塑料材料、模具以及注塑設備和成型技術的發展而得到不斷完善。
