模具件高標準化才能滿足世界市場需求

隨著經濟氣候的變化和競爭的全球化，模具制造業在過去10年經歷了劇烈的變化，標準化的單一精密零件已取代了手裝式嵌件，標準化的基礎零配件普遍得到推廣和應用，越來越多的顧客在世界范圍內擁有生產網絡。模具制造商能夠合理地生產模具、盡快地裝配并確保零件在世界范圍內都有替換零件供應商。

1、高標準的工程技術

不斷地引入3D-CAD設計、CAD/CAM、加工中心才能實現模具的工業化生產。而且，高速銑削HSC和組合工件加工在模具制造領域已成為最新技術。這些新發展已經取代了類似仿形銑削和電火花加工，以及程度不大的線導電火花加工等傳統工藝。通過HSC銑削獲得的表面質量高，已經令多數費時的表面拋光在電火花加工后不再需要使用。高質量的金屬去除生產工藝已經代替了模具嵌件的單獨組裝和對模，取而代之的是集中裝配。

工業化生產的模具嵌件，以及單/多型腔模具的陰模具有統一性和精確度，促進了注道系統的均衡。熱塑料用注塑模具的最新技術是熱流道系統，而彈性體用注塑模具的最新技術是冷流道系統。

2、新型注塑工藝

模具制造業設計師和生產專家的想象力和能力也經受考驗。他們不得不將過去十年在工藝工程中取得的為數眾多的革新轉化為成功的實踐。可舉出的例子有多料和多色注塑、含織物、薄膜或涂漆表面的注塑。但熱流道注道系統或者氣體注射方法也得到不斷應用。

這些模具制造技術的發展也需要來自顧客如注塑工廠、最終使用者、材料和設備生產廠家的緊密合作。國際模協秘書長羅百輝表示，日益提高的模具復雜性型腔數量、不同工藝的結合迫使模具制造趨于規范化。與10-15年前的情況相比，普通的模具制造商很難在今天的市場中具有競爭力。但是將產品理念轉變化模具設計將會一直是模具制造業的主要任務。

3、微注塑工藝

微注塑模具一般輕于1克，但產品所含部件的總重量僅0.01克。這些微注塑件的幾何形態同大型注塑件的一樣都是多種多樣的。

對于成型微型部件，有兩套系統供選擇。第一種是由合模裝置、材料準備、注射裝置、模具等組成的非標準注塑裝置的組合部件。在這種情況下，模具配備了轉板，從而可以從模具中取出完整的物件。

第二種被稱為變溫注塑。基本原理是在每個循環內，將模具加熱至被加工塑料的熔化溫，以促進填充模腔。一旦模腔被充滿，它又冷卻下來了。為縮短冷卻時間，盡可能少的陰模嵌件經受溫度循環。余下的模結構被一直保持在脫模溫度中。陰模嵌件依靠電加熱，它的截面積決定著加熱的強度。

冷卻模具嵌件相當具有挑戰性。因為尺寸細微，很難得有空間來集中冷卻腔道。它們的截面積很小，對任何冷卻液體都有很高的流動阻力。所以空氣是最理想的冷卻介質。

應用變溫方法，目前注塑可獲得15秒的循環時間，盡管陰模嵌件在每個周期中不得不經受200℃-50℃的溫度。

除了冷卻之外，另一個特別的問題是由微注塑過程中的陰模排氣引起的。通過陰模嵌件之間的分界線可完成排氣。在目前的發展階段，注道仍然較大。在一個四型腔模內，腔內容物占了注射重量的30%-50%。還沒有適合于微注塑的熱流道系統。

微型模具可由微蝕或微加工來制成。用火花底蝕加工方法，半徑可達20μm，粗糙深度可達0.2μm，而用線導電火花加工方法，半徑達30μm，粗糙深度達0.1μm。

微型注塑零件的例子是可移植助聽器的感應器外殼，或微型開關的元件。在試驗性應用中，已能用聚甲醛POM制作板形元件，厚度只有0.01-0.03mm。而常規注塑模具的排氣通道有0.03mm深。

4、新型鋼材提高了精確度

粉末冶金或HIP高溫均壓方法生產的鋼材獲得廣泛應用，對注塑模具的質量改善做出了重要的貢獻。這樣在長期運行中仍能保持成品的高精確度，陰模尺寸可以在最大5μm的范圍內偏離。為防止溢料，排氣縫寬度必須小于5μm。

橡膠的加工也可用類似的工藝。在這個領域，人工卸載成型件的壓塑技術仍被廣泛應用。采用了來自硅酮注塑的創新概念后，會在將來使橡膠物件的自動化生產也逐漸成為可能。

由壓塑向注塑的轉變是工作條件改善的一個重要前提。通常在橡膠硫化過程中會排出大量的水蒸汽和氣體。因為壓力為垂直方向的，只可能從操作員的工位不充分地抽走氣體。而用注塑方法，氣體上升直接進入抽取系統，而操作員站在模具的旁邊。有了自動化的注塑，包括手動裝置卸載塑件的整個模具工位都能最有效地作為抽取氣體之用。

隨著彈性成型件的出現，液體硅酮的應用將有可能比天然橡膠的加工變得更加廣泛。硅酮與其它材料的結合已經被認為是可行的。并且這些工藝所需要的注塑模具已出現了。

5、使用多組件模具的注塑裝配

多組件模具取代裝配的單個元件是注塑設備生產廠家中模具制造部分的顯著特征。注塑模具是生產部門的核心，產品新理念的接受促進了內部技術的結合，導致了應用研究、自動化技術和機械工程部門之間的合作。

用于硬/軟復合物的多組件注塑模具占據了特別重要的地位。這些包括帶完整密封件的功能組件，以及“軟接觸”容裝件如牙刷、螺絲批、剃須刀外殼、電器的吸振手柄。為了這個目的，在第一工作臺上制作實心熱塑件。在第二工作臺上,成型件接受一個密封件，多數情況下由熱塑彈性體TPE組成。當模具在兩個工位間交替時，通常作旋轉運動。這個轉臺可能是注塑機的一部分。

一般說來，多色彩或多組件注塑的設計依賴于所規定作業成品的復雜度、生產件數等。對于每一個項目，顧客規定的要求決定著整個設計方案和周期時間。目的是將任何組裝過程集中到注塑工藝中，迄今已不斷進行。

隨著對注射過程中單個元件更深程度集成的要求持續，更復雜模具由此產生，還有熱塑件和橡膠彈性體元件的結合。這要求冷卻的模具用于熱塑性材料，受熱的模具用于橡膠的硫化。不同的溫度和熱擴散比率、不同加工技術的結合對跨學科問題的解決提出了極大的要求。

來源：全球模具產業資訊

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