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雙色注塑及其選材要點

2017-4-10 15:37:06

今天，工業產品和日常消費產品的款式造型千變萬化，消費者希望產品設計精巧，外形美觀，在滿足市場需求的前提下，生產廠家也千方百計地提高生產效率和產品使用壽命，增加美觀性和實用性。由此，雙色注塑的產品應運而生。另一方面，創新的射出成型和模具結構設計技術也進一步推進了雙色注塑的應用。
雙色注塑簡介
雙色注塑(Bi-color injection)，顧名思義，就是使用兩個或兩個以上注射系統，將不同品種(或不同顏色)的塑膠先后或同時注塑成型。雙色注塑機與普通注塑機的不同之處在于，除了有兩個料管之外，還需要能使模具動模(多模-轉盤式)或型腔部件(單模-轉軸式)實現旋轉的機構。因此，雙色模具在結構設計上的難度和精密性要求遠高于普通模具。
由于制件設計和需求不同，雙色注塑機的成型工藝方法和成型過程比較多樣化。以常見的型芯旋轉式雙色注塑機(見圖1)為例，成型過程如下：1)合模，A原料經A料管射入小型腔中成型出一次產品;2)開模，動模板旋轉180度，合模，一次產品轉入大型腔中成為嵌件;3)B原料經B料管射入大型腔中成型出雙色產品，與此同時，步驟1)同步進行;4)開模頂出雙色產品，動模旋轉180度，合模，完成一次注塑周期。利用這一技術，可以提高生產效率和產品的設計自由度。牙刷手柄、汽車內飾用的調節撥輪等都采用這種成型方法。
雙色注塑選材關鍵
雙色成型制件和模具設計上有很多需要注意的地方，如果雙色的材料不是同一種(不同顏色)，那么在選材上面也有很多注意事項
1、兩種材料的熔融溫度有一定的差異。先注塑的一次料熔融溫度要高于后注塑的二次料，防止出現“沖花”現象，即二次射出時，二次料熔體將已成型、固化的一次產品融化了。
2、兩種材料必須有較好的相容性，必要時還可以在基體上增設凹槽、凸槽等以增加結合強度。
3、雙色注塑成型中模具的流道一般比較長，因此材料要具備較好的熱穩定性和加工流動性，避免成型過程中在流道內停留時間長造成降解，產生銀絲和黃紋等外觀不良。
4、設計產品和模具結構時要考慮兩種材料之間的縮水率差異，并結合材料的熔融溫度等因素，進行選材。
雙色注塑的應用
雙色注塑的產品大致可以分為以下幾種類型。
1、產品功能需要部分區域透光。例如汽車開關、手機按鍵、鍵盤等。選材方面，透明部分一般為透明PC，如果透光區域面積較大，也可以選用散光PC，提高透光區域的質感，讓光線更柔和。另一種材料可以根據不同的耐熱需求，選擇ABS或者PC/ABS，作為二次射出的材料。
2、提供舒適的手感。例如牙刷、鼠標、工具手柄、手機殼、玩具等采用軟膠，改善手感。常用的軟膠有TPU和TPE，硬膠部分的選材較多，ABS、PC、PC/ABS、PP等。要根據熔融溫度的高低，確定成型的先后順序。
3、產品部分區域電鍍，部分直接外露。常見的有手機按鍵、汽車內飾件等，美化造型的同時可以降低成本。電鍍部分用ABS或PC/ABS，不需要電鍍的部分用PC或其他材料不能電鍍的材料。
4、指示功能。例如雙色按鍵或外觀件的Logo，外觀美觀的同時可以避免Logo或字符被摩擦掉。
5、增加設計感，同時提高制件表面的耐刮擦、耐候性能。例如汽車燈罩、儀表框、中控面板、空調等家電外殼、開關按鍵燈等。大多數制件造型都是“雙層”的，內層用的是帶顏色的材料，表層覆蓋透明PMMA或高耐候PC。采用這種設計可以通過底層材料的顏色和皮紋設計實現很多意想不到的外觀效果。
應用實例分享
某品牌空調面板，設計為白色料和透明料雙色成型，另外內層白色料要求較高的白度，透光率要求為6%左右(1.4mm)。由于制件比較大，選材方面對材料的加工流動性和熱穩定性要求較高。外層材料選用透明PMMA，內層材料嘗試了普通PC和耐熱ABS等方案，但普通PC的加工流動性不好，且內應力過大導致制件變形;耐熱ABS容易被PMMA沖融。最終，通過錦湖日麗高亮白PC202很好地解決了該問題。通過多次嘗試，最終內層材料選用了錦湖日麗高亮白PC202很好地解決了該問題。

??????? PSA有多款車型的立柱板采用ABS(或ABS+GF)+PMMA雙射注塑的設計方案。立柱板作為汽車外飾件，PMMA作為外層材料，提供高亮黑的外觀和耐刮擦，耐光照的性能，內層的ABS可以提供沖擊韌性，彌補了PMMA發脆的不足。雖然兩者的熔程比較接近，成型溫度均在240-250℃之間，但由于兩者均為黑色，輕微的“沖熔”不影響外觀且有助于提高結合力。

??????? 某品牌開關面板設計感非常強，內層采用帶有閃爍效果的塑可麗?PMMA/ABS合金MA300-M，外層使用透明PC，提供耐刮擦和清澈感，雙射界面之間的紋路使開關面板內層更具立體感。由于PC熔點較高，先成型外層透明PC，內層的MA300-M采用230℃成型。如果使制件的整體耐熱和沖擊強度進一步提高，內層材料還可以使用同樣具有靚麗外形的塑可麗? PC/ABSHAC-M，成型溫度為240℃。
結語
隨著注塑機械、模具和自動控制技術水平的發展，伴隨人們對注塑制品質量和外觀的要求越來越高，雙色注塑成型必將日臻完善，并得到更加廣泛的應用。

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