塑料基础及成型模具 5

塑料成型工艺及模具设计

“十一五”国家级规划教材

第9章注射成型新技术9.1热流道系统成型9.2热固性塑料注射成型

9.3共注射成型/气体辅助注射成型

9.4发泡成型/BMC注射成型9.5反应注射成型/叠层模具9.6注射模CAD/CAE/CAM

第9章注射成型新技术9.1热流道系统成型9.1.1热流道系统的分类和结构热流道系统：对流道进行加热或绝热，保持塑料熔融状态，开模时无需取出流道凝料的浇注系统。核心优势：节约原料（无凝料）、缩短成型周期、提高自动化程度。对比：与普通流道相比，显著减少废料。

9.1热流道系统成型9.1.1热流道系统的分类和结构

绝热式流道：依靠粗大流道壁的塑料层绝热，中心保持熔融。适用塑料少，周期要求短。加热式流道：通过加热元件使整个流道处于高温。适应塑料广，应用主流。结构类型：单咀热流道模（单型腔）、多咀热流道模（多型腔/多点进料）。

9.1热流道系统成型9.1.2热流道系统主要零件及组装热咀：核心注射部件。分外加热（线圈缠绕/嵌入）和内加热（内置加热器）。针阀式用于防流涎。热流道板：分配熔体的加热板。形式有一字、H、X形等。需考虑热膨胀、隔热与刚度。设计要点：流道转向圆滑防滞流，设置隔热间隙（如空气层、垫块）减少热损失。

9.1热流道系统成型9.1.3热流道注射模设计实例热流道实例：一模两腔，一级热咀→热流道板→二级热咀→型腔。展示了隔热板、热咀、冷却水道的综合布局。热固性塑料注射：对传统热固性加工（压塑/压注）的革新。在料筒中塑化，在高温模具中交联固化。

9.1热流道系统成型小结

9.2热固性塑料注射成型9.2.1热固性塑料注射成型特点及设计要点热流道实例：一模两腔，一级工艺特点：低温（~110℃）塑化、高温（~170℃）固化、高压注射、含填料多、有挥发物。模具设计要点：分型面：高硬度、低粗糙度、严密贴合以防薄飞边，同时需开设排气槽。浇注系统：小锥度主流道、大冷料穴、平衡分流道。

9.3共注射成型/气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型共注射成型：使用多套注射系统，将不同材料/颜色同时或顺序注入型腔。双色注射：成型分色件（如键盘按键）。

9.3共注射成型/气体辅助注射成型

9.3共注射成型/气体辅助注射成型9.3.2双层注射成型/气体辅助注射（GAIM）

双层注射：成型夹芯件（表层新料/内层旧料）。气体辅助注射（GAIM）：注入部分熔体后，向其中注入氮气，形成中空夹心结构。优点：消除缩痕、降低锁模力、减小内应力、轻量化。

9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：标准成型法9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：副腔成型法9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：熔体回流成型法9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：型芯活动成型法9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：短射工艺9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：满射工艺9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：冷却气体工艺9.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：PEP工艺19.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：PEP工艺29.4气体辅助注射成型9.3.1共注射成型/双色注射成型气体辅助注射（GAIM）：外部

9.4发泡成型/BMC注射成型9.4.1发泡与BMC注射成型双层注射：成型夹芯件（表层发泡注射成型：在塑料中加入发泡剂，注入型腔后气体膨胀，形成微孔泡沫结构（表层致密、内部发泡）。优点：轻质、无缩痕、隔热、外观似木。过程：气泡形成→增长→稳定。BMC注射成型：纤维增强热固性塑料（BMC）的注射成型。用于高强度、高绝缘电子电器件。

9.5反应注射成型/叠层模具反应注射成型（RIM）：将两种以上高活性液体组分在混合头中瞬间混合，注入模具内发生化学反应固化成型。用于聚氨酯等制品（如汽车仪表板、软质泡沫）。

9.5.1反应注射成型

9.5反应注射成型/叠层模具

9.5反应注射成型/叠层模具9.5.2叠层式模具叠层式模具：将多副模具沿开模方向叠合，共用流道和注射系统。核心优势：在不增加锁模力的情况下，产能近乎翻倍。

9.5反应注射成型/叠层模具9.5.3叠层式模具结构与驱动结构关键：延伸式喷嘴将熔体输送到中间流道板，再向两侧型腔供料。驱动方式：齿轮齿条驱动：同步性好，经济常用。铰接杠杆驱动：灵活性高。液压缸驱动：易于控制，结构较大。必须设置：中间流道板与动定模间的联锁机构，确保同步开合模。

9.6注射模CAD/CAE/CAM9.6.1注射模CAD/CAE/CAM技术概述CAD：计算机辅助设计。进行模具3D造型、装配、出图。CAE：计算机辅助工程。模拟分析填充、冷却、翘曲、应力等。CAM：计算机辅助制造。生成数控加工代码。集成优势：实现从产品设计到模具制造的全数字化流程，提高质量、缩短周期、降低成本。

9.6注射模CAD/CAE/CAM9.6.2CAD/CAE/CAM核心功能核心功能链：产品造型

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模具方案布置。模架选择

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零件详细设计。CAE分析（流动/冷却/应力）→

优化设计。CAM编程

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数控加工仿真

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实际制造。目标：在虚拟环境中“试模”，一次成