摘要:塑料是人類生產(chǎn)、生活中不可獲取的工具材質(zhì)。這也促使我國塑料工具也得到了高效率的發(fā)展?;谠摫尘埃疚倪x擇以塑料模具為研究核心。原因在于,模具是精準(zhǔn)生產(chǎn)塑料工具的前提,也是保證塑料工具質(zhì)量的基本要素。本文在分析注塑模具基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,就其高速切削技術(shù)、快速成型技術(shù)、微注射成型技術(shù)、熱流道技術(shù)進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:注塑模具;國外技術(shù);發(fā)展態(tài)勢
中圖分類號:TP391.7 文獻(xiàn)識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)010-000-01
我國注塑模具起步較晚,但是發(fā)展速度一直迅猛。雖然從當(dāng)前來看,在工業(yè)技術(shù)和專利水準(zhǔn)上,一直與國外有著一定的差距。但是對比產(chǎn)品質(zhì)量,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)正在逐漸拉近距離。由此來看,我國注塑模具技術(shù)的主要問題,在于工藝技術(shù)的不足。缺乏長期以來的理論層面的研究,致使企業(yè)只能夠依賴于進(jìn)口或抄襲他國經(jīng)驗。同時,國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域上的產(chǎn)量,也存在著明顯的不足。數(shù)據(jù)統(tǒng)計指出,當(dāng)前中國總模具產(chǎn)量,不足需求的60%,且大部分產(chǎn)品為初級模具,高精密模具仍舊需要依托進(jìn)口實現(xiàn)。由此,在理論學(xué)界有必要對注塑模具技術(shù)進(jìn)行深入探討,由此促進(jìn)國內(nèi)理論研究提升。
一、注塑模具的基本結(jié)構(gòu)
注塑模具主要用于生產(chǎn)塑料工具。因此,模具必須要承擔(dān)塑料工具生產(chǎn)時,所需要的壓力、高溫、低溫等要素。其具體工作過程為:首先,需要根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的特性,配比塑料溶液;其次,采取注入法,將溶液擠壓到模具內(nèi);最后,注入冷凝劑或延緩劑,確定工具再適合的時間冷卻。冷卻完成之后的塑料工具,已經(jīng)屬于成品,其后續(xù)便是裝飾元素,例如一些塑膠部件的色澤、花紋等。從整體來看,注塑模具主要分為下述幾個功能:
第一,成型模腔。主要用于承載注入的塑料溶液,也是實現(xiàn)塑料塑性的關(guān)鍵部位。其形狀會根據(jù)工具要求制定,并不限于固定形態(tài)。但是,其必須為腔型,以保證能夠容納溶液。
第二,澆注系統(tǒng)。是指將溶液導(dǎo)入模腔的系統(tǒng)。通常由各種流動組成,根據(jù)需要,會設(shè)置一些特殊物質(zhì)的注入口,例如冷凝劑主入口等。
第三,導(dǎo)向部件。用于控制塑料工具精準(zhǔn)成型的重要部件。主要有導(dǎo)柱、導(dǎo)孔組成,可有效對未凝結(jié)塑料進(jìn)行調(diào)節(jié)。
第四,頂出裝置。在塑料工具冷卻后,需要由特殊部件將工具頂出。原因在于工具或元件生成后,會粘連到模具上,若直接采用物理頂出,可能會損壞產(chǎn)品。
第五,溫控系統(tǒng)。顧名思義,適用于控制溫度的系統(tǒng)。不同材料特性,所需要溫度有所差異。良好溫控可以合理提升工具質(zhì)量。
第六,排氣系統(tǒng)。作為高精密塑料工具生產(chǎn)輔助系統(tǒng),其多用于環(huán)節(jié)復(fù)雜、高技術(shù)水準(zhǔn)的生產(chǎn)行為中。主要功能在于排出氣體,以保持腔內(nèi)壓平衡。
二、先進(jìn)技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)用
我國在工藝技術(shù)層面上,還有很多方面需要仰仗歐美發(fā)達(dá)國。對于歐美而言,塑料已經(jīng)成為生活和工業(yè)生產(chǎn)的主要輔助工具。但是,我國卻仍舊以金屬工具為主。兩者對比來看,高精密的塑料制品在壽命上也能夠達(dá)到較高的水準(zhǔn),然而,金屬卻因為抗氧化能力較弱,長期使用后便會發(fā)生損毀。而且,塑料的生產(chǎn)和材料成本遠(yuǎn)低于金屬。這也是歐美國家大范圍使用塑料的主要原因之一。對此,我國應(yīng)向發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù),以保障本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)力。以下具體來看:
1.高速切削技術(shù)
高速切削可以獲得光滑的塑料切面,且不會因為持續(xù)高強度的物理作用,而破壞塑料結(jié)構(gòu)。該技術(shù)最早由德國提出并應(yīng)用,前期用于高精密金屬儀器的制作中,隨著技術(shù)水平的提升,逐漸引入到塑料制品領(lǐng)域。截至目前,德國和日本兩國,以大規(guī)模使用此類技術(shù),這也是兩國工業(yè)產(chǎn)品遠(yuǎn)勝于其他國家的原因之一。而我國起步較晚,進(jìn)入21世紀(jì)后才得到應(yīng)用,無論在技術(shù)水準(zhǔn),還是理論研究上,都與其有著一定的差距。
2.快速成型技術(shù)
快速成型可以減少部分塑料產(chǎn)品在等待冷凝中所出現(xiàn)的不可控變化。從塑料工具生產(chǎn)工藝來看,至少超過60%的制品,需要采取快速成型技術(shù),以減少不可控環(huán)境對制品的影響。但是,我國在冷卻加速方面,由于缺乏技術(shù)條件,導(dǎo)致一直采用冷凝劑注入的方式。該模式雖然成本較低,卻可能因為冷凝劑的化學(xué)元素,破壞塑料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。即冷凝劑存在隱性風(fēng)險。
3.微注射成型技術(shù)
上文對注射成型技術(shù)進(jìn)行了簡單的描述。而我國雖然注射成型的應(yīng)用較為廣泛,但工業(yè)精度上,卻仍舊難以達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)。微注射成型技術(shù)(MIM)則能用于精密儀器生產(chǎn),例如近年來較為流行的移動通訊產(chǎn)業(yè),其硬件產(chǎn)品便是借助MIM實現(xiàn)。隨著該技術(shù)得到重視,國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家正在引入,例如著名的手機生產(chǎn)機構(gòu)富士康,便是以該技術(shù)為基準(zhǔn),進(jìn)而獲得來自世界各國高端產(chǎn)品生產(chǎn)委托。
4.熱流道技術(shù)
作為一個革命性的技術(shù),熱流道一經(jīng)提出,便得到廣泛的追捧。上世紀(jì)末,美國Incoe提出該技術(shù),并將其應(yīng)用在自身的生產(chǎn)領(lǐng)域。從其實踐結(jié)果來看,熱流道技術(shù)不僅可以更好的保證塑料工具質(zhì)量,還可以減少生產(chǎn)周期,并大幅度降低生產(chǎn)成本,使塑料類制品價格得到有效壓縮。相關(guān)統(tǒng)計指出,熱流道技術(shù)已廣泛應(yīng)用到發(fā)達(dá)國家,且平局比率達(dá)到了70%。然而,該技術(shù)事實上仍舊沒有實現(xiàn)完善。熱流道帶來高效率生產(chǎn)同時,也有其致命弱點。目前,熱導(dǎo)流模具是所有塑料模具中,制作成本最高、材料成本最高、技術(shù)要求難度最高、日常維護(hù)費用最高的模具。該問題,也無疑造成此類模具高昂售價。對比其他產(chǎn)品來看,熱流道模具的價格,也將是阻礙其在生產(chǎn)型發(fā)展中國家難以普及的主要因素之一。
三、結(jié)語
注塑模具在現(xiàn)代生產(chǎn)建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用,其生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)系到注塑模具的質(zhì)量,本文就當(dāng)前的注塑模具的高速切削技術(shù)、快速成型技術(shù)、微注射成型技術(shù)、熱流道技術(shù)進(jìn)行了分析,以期為國內(nèi)注塑模具技術(shù)的發(fā)展略盡綿力。
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作者簡介:周孝林(1991-),男,漢,湖南邵陽人,本科,研究方向:材料成型及控制工程(模具方向)。