双色笔杆注射成型工艺与模具设计

摘要：以双色笔杆为例，介绍了双色注射模浇注系统、型腔、型芯与推出系统的设计。从成型工艺参数控制、型芯、型腔设计等方面探讨了提高2种塑料黏合强度的措施。
关键词：双色注射模；黏合强度；结构设计；成型工艺参数

1引言
  双色或多色注射成型可以用软的热塑性高弹体TPR同时包覆2个或多个塑件，以减少装配成本。黄诗君和王福彪介绍了双色按键塑件注射模的．结构和工作过程mz j张海燕介绍了双色套筒注射模的设计。以下介绍双色笔杆注射成型工艺、注射模主要成型零部件设计、双色塑件注射成型出现的问题与解决方法。

2双色注射成型工艺
2．1工艺参数选择
  双色塑件注射成型一般分两次注射，第一次注射生成预制件，第二次注射熔料包裹前一注射制成的预制件，形成一个完整的塑件。双色笔杆(见图1)的成型主要考虑的是舒适度及外观设计要求。笔杆采用2种材料，ABS为常用的笔杆材料，外层握笔处注射一层防滑的弹性材料'IPR。笔杆外表面有花纹，与笔尖的连接部分有外螺纹。为了保证2种材料的黏合度，模具型腔尺寸的设计和材料收缩率的设定非常重要。成型工艺条件如：收缩率、注射温度、模具温度和注射压力等(见表1)对塑料间的黏合度有较大影响。材料的水分含量、结晶度和热传输速率、表面张力、分子量、增强剂、颜料、润滑剂和稳定剂等对塑料间黏合度也有很大影响。
  
    (1)收缩率的设定。一般第二次注射的材料收缩率要大些，这样2种塑料才能更好地粘合，受塑件结构的影响，材料收缩率差异要小(差异过大将影响结合面结合强度，并可能造成塑件的翘曲)。
    (2)注射温度。第二次注射的熔料温度比第一次注射的熔料温度要低。提高注射温度能显著改善2种物料的黏合度。但第二次注射的熔料温度太高，第一次注射成型的半成品接触到比较热的熔料会软化变形，反而会降低黏合度，如果温度不能再调，要增加半成品壁厚。
    (3)注射压力。双色塑件由于流道结构复杂，流道比较长，为了使2种不同颜色的熔料在成型时能很好地在模具中熔接，保证塑件的成型质量，应采用较高的熔料温度、较高的模具温度、较高的注射压力和注射速率，但第二次注射压力不能太大，以免造成第一次成型的半成品变形，甚至会产生翘曲现象。
    (4)2次注射时间间隔。注射时间间隔过长，第一次注射的半成品表面已经冷却，粘合效果会变差，反之，时间太短，半成品表面还没有固化结晶，粘合效果也会受到影响。
  注射条件会随着材料、使用设备及塑件的结构而改变，要达到最佳的粘附效果需要多次试模。
2．2注塑机选择
  根据企业现有注塑机型，选用双色FB-200R注塑机，回转结构为转盘式，采用液压马达驱动，可带动动模部分进行180"旋转，注塑机固定工作台上安装有机械手，以取出浇注系统凝料。
2．3成型零件和浇注系统设计
  双色注射模有2副型芯和浇注系统，笔杆为薄壁筒状塑件，外层"I'PR塑料有花纹，笔杆与笔尖连接部分有外螺纹，笔杆型腔采用拼块结构。双色注射模设置2组拼块结构，2组型芯相同，2组型腔不同，每组拼块结构有10个型腔，第一次成型的塑件可以看作是第二次成型的嵌件，第一个型腔的尺寸设计可略大，第一次注射完成后的半成品尺寸可以略大，在第二次成型时，熔料能与半成品结合得更紧(见图2)。第一浇注系统采用点浇口结构，每个塑件采用2个点浇口进料，可以缩短流道行程，降低注射压力。第二型腔同样采取两侧进料，为了方便塑件从型芯自动脱落，采用潜伏式浇口进料。开模时，推管的推力拉断点浇口。型腔呈非平衡一字型排列，以减小模具尺寸，但要平衡分流道和浇口尺寸，以达到均衡进料。浇注系统结构如图3所示。

2．4推出机构设计
  笔杆末端截面为曲面，采用推管推出，第一型腔的型芯和复位杆一起固定在型芯固定板上。推管固定在复位杆上的推件板上。虽然2个型腔都是拼块结构，但2个型腔拼块打开的目的完全不同，第一型腔拼块打开的目的是为了取出浇注系统凝料，型芯和半成品件不能有相对位移，否则当动模部分旋转180"后。会受到拼块的挤压而使塑件受损，型芯和上推件板为H7／m6间隙配合。第二型腔拼块打开的目的是推出塑件。若塑件在型腔拼块内侧移、完全脱离型腔之前，型芯同时在开模方向从型腔中抽出，塑件会被刮伤。为了防止类似情况，在型芯固定板下加弹簧，在弹簧的辅助作用下，对型芯位移进行补偿，保证塑件完全脱离型腔后，型芯再在开模方向上从型腔中抽出。