镶件成型 (注塑成型多段射出)

一、发展的过程:

塑胶射出的成型据欧美先进的资料中,知道已有百年历史,但是所有知名的射出机械制造产商中,没有一家是*制专**立式成型机的,直到近三十年才有小型专业制造商在日本,欧美等地相继成立。而专业的相关技术书籍也未见过,只有近年来的成型杂志,时有此类技术报告。近来许多大厂相继投入研发,制造,展现出活络的气象。由此可知镶入成型的技术已经受到重视,而越进步的国家使用越多镶入用的立式射出机。

在镶入成型未普遍的时代,所有的成型品与金属或其他材质的结合均采用铆接,或螺丝固定,或卡榫,或胶黏,或高周波熔接,或超音波熔接,或其他方法来结合。这些方法虽然可以达成要求,但是相对的体积,及工程就增加,并不耐震动,精度不稳定…等许多缺失。时下一切产品要求性能稳定,品质精良且小型化的要求下,传统方式结合就无法满足,因此这类产品都渐渐改为直接镶入射出成型的方式了;所以现今探讨镶入射出成型的技术是非常恰当的。

二、适用的产业

镶入射出成型的产品,目前所知,大部分产品都属于工业用零组件比较多,举例来说:电脑键盘上面的许多按键下大的微小开关;滑鼠上的三个按键开关/滑鼠里面编码用的小型对照式光电开关;硬碟机读写头的驱动手臂;同步马达转子/步进马达线轴架/步进马达转子用塑胶磁铁;B. B. GALL用超薄微小震动马达,冷气机用静音风扇马达/洗衣机用静音防腐马达;电动脚踏车用转动超薄马达(震动机车马达开发中);机车发电机线轴架/发电线圈/点火线圈/……及其他; 汽车 ABS煞车感应器/点火用分电盘/电动窗马达零件/雨刷连动杆/雨刷马达本体;空气滤清器/方向灯零件/电动椅调整用组件/电子汽油喷咀比例线圈/……及其他;

电子用品 :连接器,各种开关组件,各种精密端子,及各种晶体(功率晶体,发光二极体,电容,电感,可变电阻……等等)零组件,电气用品座,马达用整流子,各种电磁 线圈……;

五金用品:各种起子工具,刀叉胶柄,蓄电池盖,D I Y类管接头……;

体育用品:高尔夫球,足球鞋底,滑冰鞋轮,高尔夫鞋,棒球鞋,潜水镜,太阳眼镜……;

其 他:色装盒,保全瓶盖、包装用PE软管,塑钢拉镗,各种珠链,人造丝花, 玩具,眼镜,医疗用针,手术电刀….等等

三、镶入成型作业的设备

1.立式射出成型机:

此种设备是上下合模的方式,镶入物品的工作是水平面方式放入模其内,镶入物放入後便不位移,因此成型定位较佳,久较不会使模其损伤;因为是水平式,加装镶入用自动化设备也较容易。立式射出机,依据其应用的不同,有立式合模立式射出型,立式合模侧面射出型及立式合模下方射出型,目前以上两种使用占了 99%。为了镶入的方便性,及脱模时的考量,机械有必要使用多抽芯,上模顶针,吹气脱模的辅助设备;为了镶入物塑封的密实要求,必须借助抽真空的设备;总之,镶入成型常有许多辅助功能的要求。为了作业的效率及安全性,有车模滑板式,双模交替滑板式,多模站圆盘式,及多合模系统射座移动射胶量可变式等机型。

2.模具

基本设计理念同一般塑胶模具,但必须注意下列事项:

(1)因为镶入物的磨擦,必须注意模具硬度,模具的 耐磨耗。

(2)为了镶入的效率,可能要设计多插著用模桥的方 式,如常见的插头模具便是(目前日本步进马达的线轴架也是如此)。

(3)为了软性镶入物在射出时,模穴*射内**压大,将软线等冲出,要考虑压合的部分设计粗面或凸纹或在模具夹线尾端加两片矽胶类的弹性胶片,抓住软线有止推作用,使不致冲出软线。

(4)射出时,塑胶喷射注入模穴内,若镶入物是T型如针头物,则镶入物有上浮的状况发生,如此必须将浇口转一角度,避免造成浇口直接冲向镶入物,此状况也有可能发生连接用插头细线成型时,将芯线和端子冲断线的情形,也应注意浇口问题。

(5)镶入物若是多片叠堆的零件,会因叠片材料本身批次不同而厚度有些误差,教十片叠在一起,其厚度误差可能达0.1--1MM、以上都可能,将造成成型品的平行,垂直度不良,厚度不均,若用在电线圈功能上,会造成功率不稳的情况,因此模具必须加一组,油压推拔功能,将此厚度不同的镶入物托正,使品质稳定。

(6)为了使缩水率低,成型晶或有凹凸纹的设计,且上下模均为对称,则成型晶有助于上模的可能,必须加装回位式顶针装置,以在合模力消除模後开模前以上模的顶针力将模具顶开,且成品顶脱著於下模再做开模动作,那麽产品就不会著於上模;或上模在开模动作时,上顶针或抽芯定们位针处要吹气,以便空气於模穴内产生推力,使成品著於下模,此类产品如高尔夫球模具。

(7)为了使成型顶出时方便取出,及为使镶入物对准模仁位置以便镶入,部分模仁或顶针要求双段退往,或外力给予时才能回位的设计。

(8)薄片成型时会上,下偏移,必须有定位针的设计 。

(9)精密电子插件成型,或联接插头的成型,目前在许多冲压中空端子,容易塑胶射入不良,必须注意在成型时镶入端子与内套和模其夹持固定的方法与夹持的尺寸,这点非常重要,是品质良否的重点。

(10)其他考虑的重点:抽真空,冷料逃溢区,模温测定孔位.镶入导正的方法…等,都必须考虑(如同心度要求很高的产品)。

3.镶入作业辅助的工.治及其设备

(1)送科机:将镶入物件有方向,有顺序地送出来;如盘式振动整列送料机,储料筒型治具输送带式送料机,卷带式供料机,条状堆积间歇推给送料机。

(2)快速排列镶入治具:依镶件的外形设计,一般是先将镶件排入治具中.再将排入镶件的治具移到模具上方,拉开置具的挡板使镶件落入模具内,这种方法已是相当成熟的技术了

(3)自动镶入机构:因镶件物性与形状均有不同,因此自动化的方式,就必须依镶件特性来设计,并依产能需求决定自动化是专用型或泛用型。一般自动镶入机构,有将镶件整列後由伺服机械手臂,或气缸式机械手臂,搭载夹持夹具,将镶件置入模具内,或搭载治具同时将数十个镶件置入模内。

带状镶件依硬物或软物来决定是用推入或拉出成品的方式,这种自动化较类似冲床的Feeder方式,只是若拉尼龙线,布带等物,则要考虑它的伸缩性的控制方法。输送带移送成型方式用在连接器,插头类成型较多,此型成型机要上下模同步合模,中心线固定,公母模都必须开闭方式。

(4)检测:镶入件入模内後若不正确,就算再好的低压合模设备,都无法保护模具而造成模穴的压伤。检测有探针式,电子式,红外线,镭射测距,及 CCD影像检测等方法,若用 CCD同时也可作成品检测。

(5)取出:

(6)浇道取出:目前一般都用市贩品的机械臂,但立式合模浇道一般都留於上模,因为开模後料头要留於上模,机械夹住浇道,再由上模顶针将浇道顶脱後取出。

(7)成品取出:镶件成型品取出,若是大型单件,可用吸盘或单一夹具的方式;若是多件小型零件,则须依成品特性夹镶件或胶件,若镶件可以夹取,最好是夹镶件,如此当初成型不久亦可取出,否则可能造成胶件取出而镶件留了些在模内。

(8)其他:下工序的移载,成品的堆叠,成品的功能检查

四、成型的周边设备(环境)

1.塑料乾燥设备:(除湿)乾燥料筒

2.塑料供应设备:真空吸料机,螺旋吸料机

3.模温控制设备 :模温机,冰水机

4.镶件预热设备:加热箱,加热治具

5.废料再生设备:粉碎机。混合机,抽拉机

6.镶入用单罩式放大镜(微小件镶入对正用)

7.脱模辅助设备:脱模剂,高压空气,脱模刷(橡胶)

8.空调环境 :防止模具或成品盗汗,或因湿气造成产品透光或强度不足。

五、其他

成型品塑料的选择,关系到产品品质,成型速度,成型技术,及产品价格是非常重要的一环。螺杆的塑化性,耐磨耗性是成型设备的心脏,所以要加强此类技术资料的建立。镶件的设计,目前成型品与镶件的设计人员,一般都无关连,就算有此部门,也因经验或参考资料不足,而造成此类产品研制过程失败,或时间拖长,造成此类产品竞争时机流失。