模內(nèi)裝飾注射成型4課件

模內(nèi)裝飾注射成型4四、模內(nèi)裝飾成型模具設(shè)計(jì)1、IMD模具的種類

IMD成型工藝需要使用到薄膜成型模、薄膜剪切模和IMD產(chǎn)品注射模等模具。薄膜成型模：為片材熱成型模，常用的是真空吸塑?；驂嚎s空氣成型模；薄膜剪切模：主要用于已成型薄膜的裁剪或修邊。

IMD注射模：由于模腔內(nèi)有一層薄膜，造成塑件內(nèi)外壁冷卻收縮不同，而且還要考慮薄膜在模內(nèi)的定位等問(wèn)題，使IMD注射模的設(shè)計(jì)有別于普通塑料注射模。

IMD的核心技術(shù)主要是片材的制造工藝和塑件注射成型模具兩方面。四、模內(nèi)裝飾成型模具設(shè)計(jì)2、IMD模具的設(shè)計(jì)流程

IMD制品的生產(chǎn)流程為薄膜成型→裁切→注射成型，但在模具設(shè)計(jì)時(shí)要求反推設(shè)計(jì)，要按注射成型?！们心！∧こ尚湍５捻樞騺?lái)設(shè)計(jì)。注射成型模具的設(shè)計(jì)步驟：

1）制品結(jié)構(gòu)注射成型工藝性審查；

2）制品IMD成型工藝性審查；

3）制品材質(zhì)成型收縮率的確認(rèn)；

4）模具分型面的確定；

5）注料澆口的確定，著重考慮注射成型時(shí)的沖墨問(wèn)題。2、IMD模具的設(shè)計(jì)流程（1）IMD制品結(jié)構(gòu)注射成型工藝性審查需結(jié)合IMD工藝對(duì)塑件的形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量及注射成型性進(jìn)行審查，存在不合理之處應(yīng)予以修正。（2）IMD成型工藝性審查主要針對(duì)制品外觀進(jìn)行審查，包括薄膜包覆范圍、外觀脫模斜度、過(guò)渡圓角是否合適的檢查。薄膜包覆范圍受片材成型的拉伸高度影響，結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品其薄膜拉伸高度應(yīng)不超過(guò)2.5~3mm；中間有過(guò)度形狀、拔模角小于5°時(shí)，復(fù)雜制品拉伸高度應(yīng)不超過(guò)3~3.5mm；大曲面且結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品其拉伸高度一般不超過(guò)6~8mm。制品的過(guò)渡圓角必須大于等于薄膜厚度的1.5~1.8倍。四、模內(nèi)裝飾成型模具設(shè)計(jì)3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)因油墨能承受的溫度、壓力和耐溫時(shí)間有一定限制，在設(shè)計(jì)注射模時(shí)，需考慮注射壓力、注射時(shí)間、分型面、澆注系統(tǒng)及注射料的物性等因素。（1）分型面設(shè)計(jì)

IMD注射模的分型面不能直接從塑件分型面邊緣水平拉出，一定要向下延伸S距離（常取3~5mm，延伸面脫模角取3°以上），再水平拉出作為分型面，使定、動(dòng)模的分型面之間會(huì)有一段對(duì)插配合面（又稱插穿面）。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）分型面設(shè)計(jì)3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)因油墨的耐熱性有限，為了達(dá)到注射壓力低，注射時(shí)間短的目的，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意：

1）澆道設(shè)計(jì)愈短愈好，最好采用熱澆道。

2）澆口面積可加大或采用多點(diǎn)澆口。

3）一模多腔時(shí)多采用內(nèi)側(cè)潛伏式澆口，或弧形潛伏式澆口。澆口設(shè)計(jì)：一般要求在型腔能夠完全充填的前提下，澆口數(shù)量愈少愈好。為減少澆口數(shù)量，應(yīng)在材質(zhì)允許的流程長(zhǎng)度/壁厚比之內(nèi)，找出可以涵蓋最大產(chǎn)品面積的進(jìn)澆位置。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意防止沖墨現(xiàn)象的發(fā)生，沖墨是因?yàn)槿垠w溫度過(guò)高或熔體剪切應(yīng)力偏高。沖墨多半發(fā)生在澆口處，為了避免沖墨，可以在薄膜側(cè)加強(qiáng)冷卻，以穩(wěn)固油墨。防止沖墨的進(jìn)一步措施有：

1）降低熔體通過(guò)澆口時(shí)的注射速度；

2）加大澆口的尺寸和斷面積；

3）以流動(dòng)平衡為原則，優(yōu)化澆口的位置；

4）在流動(dòng)平衡的前提下增加澆口的數(shù)目。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)澆口處設(shè)有防沖墨圓頂結(jié)構(gòu)時(shí)，圓頂外徑與透明窗口間需有3.0mm以上的距離。若澆口處沒(méi)有加厚圓頂結(jié)構(gòu)，則進(jìn)澆口外徑需與透明窗口保持最少5.0mm以上的距離。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)采用側(cè)澆口進(jìn)料時(shí)，澆注系統(tǒng)的流道需要設(shè)置進(jìn)料緩沖結(jié)構(gòu)，以防止熔體對(duì)印刷油墨產(chǎn)生沖擊。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)側(cè)澆口的熔體不能沿模內(nèi)薄膜側(cè)壁方向流動(dòng)，應(yīng)垂直于薄膜側(cè)壁方向進(jìn)入模腔，以防止熔體料流的沖擊力使薄膜變形和移位。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)為使熔體料流能從制品頂部進(jìn)料，可采用增設(shè)工藝柱的內(nèi)側(cè)潛伏式澆口結(jié)構(gòu)，讓塑料熔體料流先填充到制品頂部，再填充模腔的區(qū)域。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇澆口位置時(shí)，應(yīng)避免熔接線處于薄膜件拉伸最大的位置（大多在塑件的四角位置），否則極易在這些部位產(chǎn)生皺折。當(dāng)存在下列情況時(shí)極易使薄膜產(chǎn)生皺折：

1）薄膜在轉(zhuǎn)角處難以和型腔貼合；

2）塑料熔體流動(dòng)不順暢、不平衡，以致薄膜有被過(guò)度拉伸或擠壓；

3）充填時(shí)存在困氣問(wèn)題；

4）薄膜和與其黏合的注塑料層收縮差異偏大。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定薄膜件尺寸與型腔的關(guān)系，通常要求其尺寸要比最終的塑件尺寸小一點(diǎn)（單邊小0.02~0.03mm）。薄膜件在模內(nèi)定位不準(zhǔn)或固定不可靠，注射成型時(shí)就會(huì)出現(xiàn)薄膜移位、起皺、印刷圖案變形等一系列問(wèn)題。定位方法：有型芯定位、彈簧定位、側(cè)邊定位、外部工藝孔定位、真空或靜電吸附定位等，立式注射機(jī)可直接將薄膜件放置在下模定位。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定型芯定位：利用薄膜件上的孔進(jìn)行定位的結(jié)構(gòu)。定位孔位置選擇：應(yīng)保證薄膜件能平衡地放置于模腔內(nèi)，成型時(shí)保持不移位，且有良好的定位精度。定位型芯的定位高度：至少是薄膜厚度的1.5~2倍。定位孔直徑：視薄膜件的大小而定，一般為φ3~10mm。定位孔數(shù)量：可取1~3個(gè)。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定彈簧定位：是在模具型芯一側(cè)設(shè)置若干個(gè)彈性頂桿，利用彈性頂桿壓緊薄膜件，從而起到定位與固定作用。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定側(cè)邊定位：是在型腔側(cè)邊設(shè)置兩個(gè)彈性側(cè)邊定位塊，利用彈性側(cè)邊定位塊阻擋著薄膜件的側(cè)邊，防止合模過(guò)程中薄膜件因振動(dòng)而脫落。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定外部工藝孔定位：是在薄膜成型件外緣增加兩個(gè)定位工藝孔，放入模內(nèi)時(shí)用這兩個(gè)工藝孔定位，待塑件注射成型后再用熱刀或熱絲將其切除的一種定位方法。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）薄膜件的固定真空定位：是將薄膜件與模腔之間的空隙進(jìn)行抽真空，依靠真空負(fù)壓使薄膜件吸附定位并固定在模腔內(nèi)的方法。靜電吸咐定位：讓薄膜帶上一定量的靜電，利用靜電吸附原理將薄膜吸附在模具內(nèi)定位的方法。不論采用何種定位方法，均必須保證薄膜件始終保持正確的位置和可靠定位。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（4）成型鑲塊設(shè)計(jì)

IMD注射模鑲塊與薄膜件接觸的表面要求拋光到鏡面，防止薄膜件表面擦傷或留有印痕。鑲塊材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)塑料模專用模具鋼，以方便表面鏡面拋光，并進(jìn)行適當(dāng)熱處理，提高鑲塊成型表面的硬度。模具材料還應(yīng)具有較好的耐蝕性能和高溫不碳化性能，以保證鏡面拋光表面使用過(guò)程中不會(huì)因灰塵等原因損傷拋光面。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（5）模具溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)因模內(nèi)薄膜導(dǎo)致熔體內(nèi)外表層的導(dǎo)熱效果不一致，熔體冷卻速率也不同，造成收縮不均而出現(xiàn)變形、翹曲，并影響薄膜與注射料層的粘結(jié)強(qiáng)度。需要適當(dāng)調(diào)整動(dòng)、定模的模溫，其模溫通常會(huì)比普通注射成型的模溫低，放置薄膜件一側(cè)的模溫要更低些。冷卻系統(tǒng)應(yīng)盡可能達(dá)到均衡冷卻，通常應(yīng)加強(qiáng)有薄膜一側(cè)模具的冷卻效果，減小兩側(cè)表面的冷卻差異，從而控制制品的收縮變形與翹曲。必須注意平衡冷卻液的流動(dòng)，并排除傳熱渠道上的空氣間隙等隔熱結(jié)構(gòu)，使傳熱渠道暢通。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（6）排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)因?yàn)镮MD制品一般都比較薄，一般采用較高的注射速度，需要有良好的排氣系統(tǒng)來(lái)支持。排氣槽布局：應(yīng)保證注射成型時(shí)能快速、均衡地排氣，否則會(huì)影響到模內(nèi)薄膜件的定位和變形。通?？赏ㄟ^(guò)模具結(jié)構(gòu)和注射成型工藝參數(shù)的共同調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)快速排氣。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（7）注射機(jī)選用類型選擇：應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，正確選擇立式或臥式注射機(jī)的類型，以便薄膜件能可靠定位與固定。注射機(jī)宜選用性能優(yōu)良有半閉環(huán)或全閉環(huán)控制的注射機(jī)。因IMD工藝的工藝參數(shù)可變性較少，且要求參數(shù)控制精度較高。因內(nèi)置薄膜具有伸縮性，塑件的平整度、成型收縮率過(guò)大等問(wèn)題不能用傳統(tǒng)的提高保壓壓力的方法來(lái)處理，應(yīng)通過(guò)改善塑件壁厚均勻性、冷卻均衡等方法來(lái)解決。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（8）其它注射成型中常見(jiàn)的成型收縮、殘余應(yīng)力、流痕等問(wèn)題，在IMD工藝中一樣不可避免，這些問(wèn)題難以用傳統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整方法來(lái)解決，應(yīng)通過(guò)加大澆口、選擇流動(dòng)性較好的塑料或采用多澆點(diǎn)、熱流道等方法來(lái)解決。在一模多腔成型時(shí)，參數(shù)控制它比傳統(tǒng)注射模要求更為嚴(yán)格，各參數(shù)均要盡可能的一致。

IMD注射料的選用時(shí)，流動(dòng)性愈高愈好，成型溫度愈低愈好。3、IMD注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（8）其它注塑前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行干燥處理，確保成型時(shí)避免油墨的飛濺，并提高注塑料與薄膜件的緊密貼合，避免成型后注塑料與薄膜件之間產(chǎn)生氣泡而影響透明度。此外，還要考慮到薄膜成型、剪切和注射成型三個(gè)工序模具匹配的問(wèn)題。4、IMD薄膜成型模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）薄膜成型模材料選擇粉末冶金燒結(jié)成型的多孔性全材質(zhì)透氣材料，用于制造薄膜成型模最為理想，其缺點(diǎn)是成本較高?？蛇x用鋁合金制造薄膜成型模，并在合適位置加工出透氣孔，加工的孔徑越小越好；該模具成本低，但模具表面要達(dá)到鏡面程度以及保養(yǎng)較不容易?？刹捎貌讳P鋼加透氣孔的方法制造薄膜成型模，優(yōu)點(diǎn)是鏡面加工及保養(yǎng)較容易，缺點(diǎn)是不銹鋼加工較難，費(fèi)用較高。4、IMD薄膜成型模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）薄膜成型模產(chǎn)能確定薄膜高壓成型周期約23~70s，通常以平圴周期60s為產(chǎn)能計(jì)算依據(jù)。不論是單腔或多腔成型，模具結(jié)構(gòu)仍需按單腔成型模具結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，才不會(huì)造成多腔成型時(shí)定位偏移的現(xiàn)象。（3）成型收縮率確定

IMD注射成型的塑料收縮率大約為0.3%~0.5%，而表層PC薄膜成型后的收縮量大約為0.8%，二者存在一定