高光模具技术及应用

     一.高光模具的特点

    高光模具，是通过模温机控制模具温度，热流道、电磁阀及时间继电器控制分时进胶，从而生产出外表光亮、无缩水、无熔接痕等缺陷的高端产品。

    高光模具一般具有以下特点：

    1.模具成型温度较高（一般为80-90度左右）

    在较高的模温下保压成型，有利于消除熔接痕、流痕、产品内应力等缺陷。因此，模具在工作时需进行加热处理，为了防止热量损失，通常都会在定模侧加树脂隔热板。

    2.模腔表面极度光亮（一般为镜面2级或更高）

    高光模具生产出的产品，可以直接用于装机，无需做任何表面处理，因此，它对模具钢材及塑胶材料的要求都很高。

    3.热流道系统的热咀较多（一般为6-8个咀，有时会更多）

    每个热咀必须带封针，且有独立的气道，通过电磁阀及时间继电器等进行单独控制，实现分时进胶，从而达到控制甚至消除熔接痕的目的。

    二.高光模具设计要点

    针对高光模具的特点，对在设计高光模具时应高度重视的细节问题介绍如下：

    1.高光模具对产品结构的要求

    高光模具对产品结构要求很严格。众所周知，越光亮的产品对光的折射效果越敏感，表面稍有缺陷很快就会被发现，因此，如何解决缩水问题是高光产品的首要问题。据经验统计，一般的产品筋位厚度不超过主体胶位厚度的0.6倍便不会缩水，或者说缩水较小不易被发现，可忽略不计。但对高光产品而言，这样的要求远远不够，还需将产品筋位的厚度减小到不超过主体胶位厚度的0.4倍，对于螺丝柱位，还必须做特殊处理。

    2.高光模具的热流道系统

    热流道系统对高光模具而言至关重要。能否注塑出无熔接痕的产品，热流道的好坏及调机是决定性因素。高光模具热流道系统的特点：高光模具的热咀必须带封针，且每个热咀必须有独立的气道（不允许将多个气道串联起来），这样，便可以通过电磁阀及时间继电器来单独控制每个热咀的进胶时间及进胶量，为注塑调机做好必要的准备。

    3.高光模具的冷却、加热系统

    当塑胶材料被注塑到模具型腔中时，在合理的温度范围内，模具型腔表面温度越高，产品的表面质量越好，产品内应力也越校因此，要想获得好的产品表面质量，提高型腔表面温度是个很好的途径（但是，提高模具温度会降低注塑效率，需要综合考虑）。通常，高光模具在注塑时均要通过模温机进行加热处理，使塑料在模具中处于高温状态下保压、降温，从而消除流痕以及熔接痕等缺陷，达到镜面效果。

    高光模具对冷却水道的排布比较讲究。好的水道排布，不仅可以大大提高注塑效率，而且在改善产品质量方面也起到重要作用。高光模具的水道不仅要均匀，而且必须要充分，这样通过模温机就可以很容易达到所要求的温度。同时，采用加长水管直接将模芯运水引出而不采用密封圈，这样可防止模具长期在高温下作业，致使密封圈老化，也可降低许多模具的维修成本。值得一提的是，高光模具的运水管必须采用耐高温油管，以防高温高压下水管爆裂。

    4.高光模具的材料选择

    影响产品表面质量的因素除型腔温度外，模具钢材及塑胶材料的选择也至关重要，下面分别介绍高光模具钢材的选择及塑胶材料的选择。

    ①模具钢材的选择

    模具的性能与寿命，与模具所使用的钢材有着直接的关系。塑胶模具零件由于其工作条件不同，受外部影响情况也不相同。因此，除了对钢材的性能要有一些基本要求外，还要有所侧重。例如，大型高光塑胶模具型腔用钢材，除了要求具有良好的切削性、放电加工性和焊接性能外，还需要具有极佳的抛光性和较高的硬度等特点。这不仅可以成型出表面光亮美观的产品，又可以减小塑料对型腔表面的磨损，既延长了模具使用寿命，又降低了注塑压力，保护了注塑机。目前，常用的高性能镜面塑胶模具钢材有：POLMAX、LKM838H、LKM818H、S-STAR（A）、NAK80、STAVAXS136、STAVAXS136H、OPTIMAX、X13T6W（236）、X13T6W（236H）等。

    ②塑胶材料的选择

    目前，电视机制造中的前壳，用到的塑胶材料一般是HIPS和ABS。作为常用的两种机壳材料，尽管ABS的成本会大一些，但成型出的产品在耐冲击性、表面光泽度以及硬度方面都比HIPS好，所以在生产高光产品时，通常选用的是高光ABS材料。

    ABS属于无定形聚合物，无明显熔点。由于其牌号品级繁多，在注塑过程中应按品级的不同制订合适的工艺参数，一般在160℃以上，270℃以下即可成型。在成型过程中，ABS热稳定性较好，可供选择的范围较大，不易出现降解或分解，且ABS的熔体粘度适中，其流动性比聚本乙烯（PS）、聚碳酸酯等要好，而且熔体的冷却固化速度比较快，一般在5-15秒内即可冷固。

    ABS的流动性，与注射温度和注射压力都有关系，其中注射压力稍敏感些。为此，在成型过程中，可从注射压力入手，以降低其熔体粘度，提高充模性能。ABS因组分的不同，吸水及粘附水的性能各异，其表面粘附水及吸水率在0.2%-0.5%，有时可达0.3%-0.8%之间，为了得到较为理想的制品，在成型前作干燥处理，使含水量降至0.1%以下，否则，制件表面将会出现气泡、银丝等疵玻

    5.高光模具的斜顶机构

    斜顶机构，在我们高光模具设计中经常被采纳，特别是在LCD前壳的高光模具设计中不可避免的会遇到。

    前面，我们在高光模具对产品结构的要求中提到，为了防止缩水，必须对螺丝柱位进行工艺处理，这就需要我们用到斜顶机构，为了让显示屏与面壳能够很好的接触，通常面壳胆面均会做预变形处理，因此，在产品优化及设计斜顶时一定要小心处理，这样在产品顶出时，既不会铲胶，也不会将产品顶白，从而成型出合格的产品。

    还有一点值得注意，斜顶机构不适合于大的抽芯距，但在高光模具中，常常会遇到需较大抽芯距的斜顶机构。通过特制导向杆来克服斜顶座的摩擦力，改变斜顶杆的受力方向，使斜顶杆在顶出和复位时均不受扭矩，因此，可以做到较大的斜度。

    6.高光模具的排气系统

    从某种意义上讲，注射模也是一种置换装置，即塑料熔体进入模腔，同时置换出模腔内的空气，这些气体必须及时排出，否则，将会造成许多危害。为了达到高光效果，高光模具的排气系统必需合理充分，通常，高光模具排气系统的设置方式有：

    ①开设排气槽

    对于成型大中型塑件的模具，需排除的气体量多，必须开设排气槽。排气槽通常开在推方上（分型面和靠型芯的一侧）和胆面上，排气槽的位置以处于熔体流动末端为好，排气槽尺寸以气体能顺利地排出而不溢料为原则，宽度为3-5mm，长度为3-10mm，此后可加深到0.8-1.5mm，槽的间距保持在50mm左右。

    ②利用镶件缝隙排气

    对于组合式的定模或型芯，可利用其拼合的缝隙排气，必要时还可利用高压气枪进行反吹，清理被堵塞的气道。

    ③利用顶针、司筒排气

    在不产生溢料的前提下，有意增加顶针、司筒和模芯之间的间隙，以完成排气。

    ④浇注系统末端排气

    浇注系统的排气往往最容易被忽略，其实这是非常重要的一部分。

    7.高光模具的热电偶系统

    热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，它属于温度测量中的接触式测温，其主要特点是测温范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制，热电偶的测温原理是基于热电效应。许多高要求的模具均安装了热电偶（探温线），用于监控模具温度。

    探温线在高光模具中的工作原理：高光模具通过模温机进行加热，当模具温度高于设定值时，探温线的接触器断电，与此同时，模温机停止对模具的加热；当模具温度低于设定值时，探温线的接触器闭合，模温机再次对模具进行加热，如此反复控制模具温度，使模具一直在我们所期望的温度范围内工作，有利于提高产品的品质。

    热电偶有正、负极性，接线时务必注意不能接反，否则，温控表读不出数来，且易误断为温控表故障。在安装热电偶时，测温点的位置应在结构允许的情况下尽量接近胶位，以求真实地反映出塑料所处的温度状态。