注塑生產(chǎn)技術(shù)叢書

本套叢書以“注塑生產(chǎn)技術(shù)叢書”為題，分為《注塑產(chǎn)品缺陷解決方案100例》、《注塑成型疑難問題對策100例》、《注塑機(jī)故障處理和維修技巧100例》、《注塑機(jī)操作與調(diào)校100例》四冊圖書。

《注塑產(chǎn)品缺陷解決方案100例》主要內(nèi)容：

本書分為上下兩篇，上篇為普通注塑產(chǎn)品案例分析，下篇為精密注塑產(chǎn)品案例分析，所有案例配彩圖，詳細(xì)總結(jié)注塑成型制品缺陷的成因，使讀者通過看本書，可以解決實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。本書的主要形式見附圖。《注塑機(jī)故障處理和維修技巧100例》主要內(nèi)容：

本書圍繞注塑機(jī)故障處理和維修技巧，對理論知識的引入以夠用為原則，主要介紹注塑機(jī)故障維修的實(shí)例，并在書末附注塑機(jī)維修工復(fù)習(xí)題，方便注塑機(jī)維修技術(shù)人員培訓(xùn)和學(xué)習(xí)使用。《注塑機(jī)操作與調(diào)校100例》主要內(nèi)容：

本書主要內(nèi)容包括注塑機(jī)操作基礎(chǔ)、注塑機(jī)的操作技術(shù)及常見故障處理等，突出實(shí)用性，適合注塑機(jī)操作技術(shù)工人閱讀，也可作為注塑機(jī)操作和調(diào)校培訓(xùn)教材。《注塑成型疑難問題對策100例》主要內(nèi)容：

本書與實(shí)際生產(chǎn)密切相關(guān)，旨在解決廠商實(shí)際問題，主要包括注塑成型不良起因及解決對策、注塑成型工藝難題解決對策等內(nèi)容。本書適合注塑工藝技術(shù)人員、設(shè)備維護(hù)人員學(xué)習(xí)使用。附圖：":[{"c":{"ix":0,"iy":0,"iw":893,"ih":511},"p":{"h":511,"opacity":1,"w":892.979,"x":0,"y":109,"z":0},"ps":null,"s":{"pic_file":"/home/iknow/conv//data//bdef//194537199//194537199_2_0.png"},"t":"pic"},{"c":{"ix":0,"iy":516,"iw":893,"ih":476},"p":{"h":476,"opacity":1,"w":892.979,"x":0,"y":630,"z":1},"ps":null,"s":{"pic_file":"/home/iknow/conv//data//bdef//194537199//194537199_2_1.png"},"t":"pic"}],"page":{"ph":1262.879,"pw":892.979,"iw":893,"ih":992,"v":6,"t":"4","pptlike":false,"cx":0,"cy":108,"cw":892.979,"ch":1006.199}})

擴(kuò)展閱讀：多色注塑成型技術(shù)進(jìn)入醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域111

多色注塑成型技術(shù)進(jìn)入醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域

雖然多色注塑成型技術(shù)不適用于所有的注塑成型部件，但如果運(yùn)用得當(dāng)，不但能夠簡化生產(chǎn)操作，還可改善產(chǎn)品的質(zhì)量。

盡管多色注塑成型技術(shù)發(fā)展已有一段時(shí)間，該技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的使用并不算普

遍。不過，最近醫(yī)療器械公司似乎對于這種較為復(fù)雜昂貴但高效的工藝技術(shù)態(tài)度有

了轉(zhuǎn)變。

原因何在？TecStarManufacturing公司副總裁ChrisNavratil說:“在過去幾年中，我們同一些醫(yī)療公司開展了合作，對多色注塑成型技術(shù)的投資給他們帶來極大的獲益�！弊鳛镸GSManufacturing集團(tuán)公司(美國威斯康辛州，Germantown)的分公司，TecStar公司向眾多行業(yè)提供該項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)服務(wù)和設(shè)備。多色注塑成型技術(shù)替代了傳統(tǒng)的注塑成型和組裝操作，能夠簡化生產(chǎn)流程，降低部件成本，并改善產(chǎn)品質(zhì)量。然而，該技術(shù)有其限制和缺點(diǎn)，器械制造商必須先加以了解，才能作出明智的生產(chǎn)決定。多色注塑成型技術(shù)簡介

多色注塑成型，也叫多物料或多組分共注射成型，是使用多種獨(dú)立材料注射成型以制成最終產(chǎn)品的一種工藝技術(shù)，通過模具和部件的移動實(shí)現(xiàn)二、三甚至四射加工(一般講雙射注塑成型通常是指涉及兩種不同材料的注塑工藝)。PhillipsPlastics公司(美國威斯康辛州，Hudson)醫(yī)療注塑和組裝部門的總經(jīng)理

DaveThoreson表示，在醫(yī)療設(shè)備行業(yè)里，該技術(shù)被廣泛用于生產(chǎn)手提設(shè)備，包括小型給藥系統(tǒng)以及各種手提測量儀和診斷設(shè)備。

通過這種技術(shù)制造的產(chǎn)品融合了兩種或多種材料的特征和性質(zhì)。例如，在剛性塑料的表面注射一層柔感彈性體材料，能夠?yàn)槭褂迷O(shè)備的醫(yī)生或病人帶來舒適感。VaupellRapidSolutions制模公司(美國新罕布什爾州，Hudson)的業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理JimMacDonald補(bǔ)充說，彈性體材料外層使沾有血液或其他液體的設(shè)備更易于持握。

經(jīng)雙射注塑成型的材料具有多種性能，如防震、降噪和減振等。雙射注塑材料還能夠改善設(shè)備的防水性能。以ThermoElectron公司開發(fā)，MackMolding公司(美國佛蒙特州，Arlington)生產(chǎn)的手提測量儀為例，該儀器在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中用于測量pH和溶解氧值，其輸入和輸出端口起初配有獨(dú)立的小塞，而操作員在開啟后常常遺失小塞。ThermoElectron公司水分析設(shè)備操作負(fù)責(zé)人RonGeis解釋道，為此他們開發(fā)了一種新設(shè)計(jì)，用雙射注塑成型技術(shù)將一個(gè)塞片注塑到儀器上，功能類似先前的獨(dú)立小塞，能夠堵住端口，使設(shè)備防水，但因?yàn)楸旧硎莾x器的一部分，所以不會掉落遺失。

采用多色注塑成型技術(shù)可以將許多常用部件連接起來，例如O形環(huán)、墊圈、把手和鉸鏈等。MGS營銷經(jīng)理JohnBerg說:“如果我們能夠在成型過程中將兩個(gè)部件

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連接起來，那就可以省去許多后續(xù)加工。”

多色注塑成型技術(shù)有時(shí)被稱為模內(nèi)組裝，因?yàn)槌善酚蓛蓚�(gè)或多個(gè)以不同材料制成的部件組成，這通常需要后續(xù)組裝操作來完成。該技術(shù)減少了組裝步驟，從而節(jié)省了勞力、機(jī)器、粘合劑和機(jī)械固件，簡化了生產(chǎn)過程，也降低了成本。Geis舉例說，先前提到的手提測量儀，部件從4個(gè)減少為1個(gè)，每臺儀器的生產(chǎn)成本降低了2.60美元。Navratil補(bǔ)充說，該技術(shù)還提高了不同批次產(chǎn)品間的一致性。

此外，兩個(gè)或多個(gè)部件的成型組合降低了對獨(dú)立部件的質(zhì)檢工作量。RogonWalker是位于美國達(dá)拉斯制模商MollIndustries公司的工程經(jīng)理，他指出，組裝和檢驗(yàn)工作減少了，部件處理量也隨之減少，因此降低了產(chǎn)品被污染的風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)技術(shù)還能減少后續(xù)裝飾工序。文字、商標(biāo)和其他圖案可以在成型時(shí)加入到產(chǎn)品中去，這樣獲得的裝飾要比粘貼法更加持久。

該技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量的改善。MacDonald說:“多色注塑成型產(chǎn)品是一個(gè)產(chǎn)品，而不是由兩個(gè)部件粘合或用螺絲固定的產(chǎn)品，因此它在機(jī)械性能、物理性能和整體外觀等許多方面都較為優(yōu)越。”GWPlastics公司(美國佛蒙特州)醫(yī)療市場副總裁TimReis說，一家醫(yī)療公司為了生產(chǎn)用于體外診斷的設(shè)備，采用卡壓式工藝來連接聚丙乙烯管道和模切硅橡膠管套。這種生產(chǎn)方法存在許多風(fēng)險(xiǎn)，包括密封不牢以及在使用中兩個(gè)部件可能分離的問題。

為了解決上述問題，GWPlastics公司采用雙射注塑成型工藝制造了由聚丙乙烯和熱塑彈性體組成的單件設(shè)備。新設(shè)備的密封性提高了，并且兩種材料間的化學(xué)連接也增強(qiáng)了。Reis說:“我們減少了一個(gè)組裝步驟，同時(shí)確保兩個(gè)部件在隨后的流水線生產(chǎn)中不會分離�！倍嗌�注塑成型技術(shù)的工藝方法

多色注塑成型所采用的工藝方法有很多種。如何選擇通�；�于成本和部件的設(shè)計(jì)。常見的多色注塑成型法包括二次注塑、共同模芯、旋轉(zhuǎn)剝料板、以及模芯肘桿等。二次注塑：有些人不認(rèn)為二次注塑屬于雙射注塑成型技術(shù)，因?yàn)樗�是在兩臺不同機(jī)

器上進(jìn)行的兩次單獨(dú)注塑操作，工序是先在一臺機(jī)器上形成塑料部件，然后在另一臺機(jī)器上添加橡膠層。MacDonald說，二次注塑算是一種低成本的雙射注塑成型替

代方法，適合于少量作業(yè)，無需購買昂貴的雙射注塑成型機(jī)器和模具。

共同模芯：部件在整個(gè)生產(chǎn)過程中始終處于同一模芯上。Berg解釋說，第一次成型完成后，一個(gè)平臺或轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180，將部件移入不同的模腔中進(jìn)行二次注射。

旋轉(zhuǎn)剝料板：如果第二次成型的材料必須完全包覆第一次的材料，制模商就得更換模芯和模腔，進(jìn)行二次成型。旋轉(zhuǎn)剝料板先從模芯上提起第一次成型材料，然后在多數(shù)情況下將其旋轉(zhuǎn)180，再將材料放到新的模芯上，新的模腔也在第二個(gè)位置就緒。新的模芯和模腔所形成的空間供二次成型材料流入，轉(zhuǎn)圈并流過一次成型材料。

模芯肘桿：Berg解釋說，共同模芯和旋轉(zhuǎn)剝料板的方法需要一次和二次成型之間的模具開啟或旋轉(zhuǎn)，但模芯肘桿的工藝是通過模具內(nèi)部滑片的移動，為二次成型產(chǎn)生空間。這種方法減少了旋轉(zhuǎn)步驟，降低了雙射注塑成型的成本。雖然并非所有形狀的部件都能夠用該法進(jìn)行生產(chǎn)，但有時(shí)候制模商能夠修改最初不適合

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的設(shè)計(jì)，以采用此法。限制與缺點(diǎn)

在許多情況下，由于勞力的減少以及不再需要第二、甚至第三套工具來生產(chǎn)常規(guī)注塑以外的部件，多色注塑成型技術(shù)降低了生產(chǎn)成本。但另一方面，多色注塑成型工具比傳統(tǒng)工具更昂貴，因?yàn)樵黾恿诵�轉(zhuǎn)平臺或其它能夠在一個(gè)模內(nèi)生成多組分部件的功能。MackMolding公司應(yīng)用開發(fā)部的主管StefanRasch說，正因?yàn)榇�，公司在購買多色注塑成型工具時(shí)，通常要花費(fèi)大于常規(guī)設(shè)備至少兩倍的價(jià)錢。

支付這筆額外成本是否劃算呢？答案取決于設(shè)備的應(yīng)用問題。Thoreson建議制造商在沒有特殊需要時(shí)應(yīng)選擇常規(guī)的注塑成型工具。他指出，即使多色注塑成型技術(shù)能夠省去組裝過程，生產(chǎn)商可能會發(fā)現(xiàn)先塑造兩個(gè)低成本部件，然后再通過高速自動組裝單元將它們合在一起，這樣可以節(jié)約更大的成本。

由于前期投入較大，多色注塑成型技術(shù)常用于投資回報(bào)率高的大規(guī)模生產(chǎn)。Thoreson認(rèn)為，在通常情況下，當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到50萬件以上時(shí)，生產(chǎn)商可以考慮采用多色注塑成型技術(shù)。然而也有例外。如果采用多色注塑成型技術(shù)能夠解決常規(guī)操作存在的故障問題，就算產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模并不大，多色注塑成型工具的投入可能還是值得的。

除了前期投入大以外，這種技術(shù)還存在其它缺陷。位于美國賓州的合約加工企業(yè)AdvancedScientifics公司新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理RudolfPavlik說，一些復(fù)雜問題，諸如澆注系統(tǒng)位置和模腔填充等，可能會使生產(chǎn)商對該工藝望之卻步。此外，Pavlik指出，多色注塑成型技術(shù)的設(shè)備和模具比傳統(tǒng)的設(shè)備需要更多維護(hù)。成功的關(guān)鍵

在采用多色注塑成型技術(shù)時(shí)，有一些關(guān)鍵的因素需要考慮，以獲得最佳的工藝結(jié)果。首先是材料的正確選擇。通常選擇兩種通過化學(xué)鍵能夠結(jié)合在一起的材料。如果由

于某些原因選擇了兩種無法粘合在一起的材料，就必須設(shè)計(jì)一種能夠連接這兩種材

料的方法，例如，可以在平整的第一次成型部件上設(shè)計(jì)一個(gè)小孔，讓二次成型材料流入，在部件的后部生成一個(gè)柄。當(dāng)二次成型材料冷卻后，該柄無法從小孔中拔出，從而將不相容的材料互連在一起。

設(shè)計(jì)工程師有時(shí)會特意選擇兩種無法通過化學(xué)鍵相結(jié)合的材料，因?yàn)樗麄兿Ｍ�不同組分之間留有極小空隙，可允許兩組分互相牽動。例如，采用雙射注塑成型技術(shù)把不同材料制成的球形部件和托座相連，以便制成的關(guān)節(jié)部件能夠進(jìn)行所需的相對運(yùn)動。

Walker建議，雖然組件間的粘接性設(shè)計(jì)不是非考慮不可的工序，但是加工可行性應(yīng)當(dāng)成為每一道多色注塑成型工序的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。部件設(shè)計(jì)工程師、制模商和工具制造商應(yīng)當(dāng)盡早討論，規(guī)劃出一個(gè)可行的加工設(shè)計(jì)。Reis認(rèn)為，設(shè)計(jì)可能包括供材料流動的井或管道，以及讓模件能夠按照所需的形狀剝除或保留二次注塑成型材料的部件。

此外，Thoreson認(rèn)為在設(shè)計(jì)多色注塑成型部件時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解工具生產(chǎn)、部件澆注和脫模等問題。如果在項(xiàng)目的開始沒有考慮到所有的關(guān)鍵因素，Thoreson建議多色注塑成型系統(tǒng)的開發(fā)人員應(yīng)留出時(shí)間，以便對加工進(jìn)行小幅的重新設(shè)計(jì)。

有時(shí)，加工設(shè)計(jì)方案是在制造商與制模商的長期協(xié)商中產(chǎn)生的。在Mack公司，Rasch碰到過一些根本無

法采用多色注塑成型工藝的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。他說,“客戶的要求有時(shí)候無法完全實(shí)現(xiàn)，所以通常要經(jīng)過許多來回的討論”才能制定出一種更有加工可行性而同時(shí)又能滿足客戶對產(chǎn)品的要求的方案。

Thoreson說道，如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段不考慮加工可行性，模具系統(tǒng)可能會過于復(fù)雜，導(dǎo)致多色注塑成型加工的成本過高，或者根本無法實(shí)現(xiàn)。因此，如果制造商不愿意為了增加部件的加工可行性而進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改，就只能尋求其他途徑來生產(chǎn)他們的部件。MedTechGroup公司(美國新澤西州，SouthPlainfield)的副總裁JohnPfaff也表示，對于雙射注塑的模具，成功注塑的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)出外圍止逆裝置，這一步驟能夠確保二次注塑成型的材料只流入模具中預(yù)期的部位，而不發(fā)生任何意外情況。該公司是一家醫(yī)療設(shè)備和部件的合約制造商。

Rasch指出，模具中的二次成型材料有時(shí)會意外流入目標(biāo)底物的下面，而不是覆蓋在其上方。這可以通過適當(dāng)?shù)臐沧⒓夹g(shù)加以避免，讓二次成型材料將基質(zhì)壓在模芯上，以確保材料流入正確的模腔。

Berg說，在多色注塑成型加工中，旋轉(zhuǎn)操作必須非常精確，使工具能夠毫無誤差的對準(zhǔn)二次注塑成型的模芯和模腔，一點(diǎn)失誤的余地也沒有。這種準(zhǔn)確性需要精確控制工具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)模具本身的精密度和準(zhǔn)確性也必須非常高。

MacDonald說，多色注塑成型模具包含多種運(yùn)動和操作，比傳統(tǒng)模具更為復(fù)雜，因此如果再添加其他功能來加工復(fù)雜產(chǎn)品，會使模具變得更加復(fù)雜，這無疑是不智之舉，因?yàn)檫@不僅會增加模具的成本，而且額外的功能還會使模具難以修理�！叭绻�其中的一個(gè)模具出現(xiàn)問題的話，系統(tǒng)待機(jī)費(fèi)用會很高�！睘榱丝s短因維修所引起的停工期，MacDonald建議采用簡單的多色注塑成型加工設(shè)計(jì)，配以簡單的模具。

一些多色注塑成型模具商提供原型制造的服務(wù)，Walker建議制造商可以選擇其中一家，因?yàn)樗麄冊试S客戶嘗試不同的材料�！叭绻�你有關(guān)于特定材料的問題，如是否能夠同另一種材料相粘接，這些商家具有測試樣品所需的工具，你就可以知道這種材料是否滿足要求。”常見失誤有時(shí)因?yàn)橐恍┏Ｒ姷氖д`，用多色注塑成型技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品沒能滿足要求。Reis

說，例如一些生產(chǎn)商選擇的材料雖然滿足部件性能的要求，但不適合進(jìn)行多色注塑成型加工。還有一些生產(chǎn)商使用由廢料或舊部件重新研磨、重新熔融制成的回收材

料。這種材料經(jīng)再次熔融后，其降解速度比一般用于二次成型的新橡膠的降解速度更快。

在二次成型過程中，有時(shí)基質(zhì)會被高溫的二次成型材料再次熔融或破壞。Reis認(rèn)為，選擇合適的基質(zhì)材料或設(shè)計(jì)特征可預(yù)防此問題，例如，在表面增加條形紋設(shè)計(jì)能減慢二次成型材料流過基質(zhì)的速度，幫助其降溫。

在MedTech公司任職的Pfaff擁有許多雙射注塑成型及制模方面的經(jīng)驗(yàn)，他說，不合尺寸的系統(tǒng)部件也會影響雙射注塑成型的操作。許多雙射注塑成型作業(yè)要求二次材料的質(zhì)量和體積比基質(zhì)材料小8090%。Pfaff說，對于此類作業(yè)，生產(chǎn)商應(yīng)該避免使用容量比二次注塑材料所需分量超出許多的機(jī)械、料桶和其它系統(tǒng)部件。

他表示:“許多人認(rèn)為機(jī)械越大越好，因?yàn)檫@樣沒有容量上的限制。這聽上去不錯(cuò)，但如果料桶或機(jī)械尺寸

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過大，會使過程控制難以掌握�！弊詈�，過程溫度可能太高而損壞材料，或溫度太低而使材料流經(jīng)系統(tǒng)的速度過慢。

雙射注塑成型工藝可能存在其它問題，包括澆注不當(dāng)所遺留下的塑料突起，造成產(chǎn)品的損壞。對于需要考慮產(chǎn)品外觀的雙射注塑成型產(chǎn)品，Pfaff建議使用帶有閥澆口的熱流道模具，它能夠消除澆注的痕跡。這些系統(tǒng)會在部件上留下小的圓形標(biāo)記。但Pfaff說，經(jīng)驗(yàn)老到的廠家能夠讓這些標(biāo)記看上去就像是部件的特征一樣。最新發(fā)展

由于在許多領(lǐng)域的發(fā)展，多色注塑成型技術(shù)已越來越引起醫(yī)療器械制造商的重視。該工藝能夠提供更多選擇，降低成本，改善技術(shù)，并帶來新的生產(chǎn)能力。這點(diǎn)由市場上越來越多可供化學(xué)粘合的相容性材料的出現(xiàn)，就可看出。此外，新的研究不斷推出，今天不相容的材料也許未來就相容了。Navratil指出，硅橡膠是非常不容易成鍵的材料，但是目前研究人員正對不同級別的硅橡膠進(jìn)行研究，未來將可實(shí)現(xiàn)同其他材料的鍵合，用于多色注塑成型工藝。

決定采用多色注塑成型技術(shù)的制造商會發(fā)現(xiàn)如今有越來越多的制模商可供選擇。MacDonald表示，一些最好的制模商正在制造雙射和三射注塑成型模具。除了會有更多更好的制模商可供選擇以外，制模商還將不斷改進(jìn)制模技術(shù)，降低工具制造成本，從而使得越來越多的公司能夠考慮采用這種技術(shù)。此外，MacDonald還觀察到，大多數(shù)的機(jī)械制造商都已提供多色注塑成型機(jī)械�，F(xiàn)今的設(shè)備不但品種與配置多種多樣，還具有極佳的加工控制能力，因此生產(chǎn)誤差小，而且批次之間有良好的重復(fù)性。

MGS公司目前在開發(fā)一種很有前景的全新工藝：超小部件的多色微量注塑成型。Navratil和同事們正在研究能夠加工重量不到1克的多色注塑成型部件的系統(tǒng)。毫無疑問，這些部件要求系統(tǒng)能夠傳輸數(shù)量極為微小的二次成型材料，同時(shí)也需要在模具中注入材料的新技術(shù)。Navratil說:“這不是僅僅縮小現(xiàn)有設(shè)備的尺寸就可以做到的�！�

他補(bǔ)充說:“以前，微型部件通常采用單射注塑成型技術(shù)制造，但是我們發(fā)現(xiàn)雙射微型注塑成型技術(shù)具有極大潛力。我預(yù)測這個(gè)領(lǐng)域未來發(fā)展出的產(chǎn)品一定會很了不起。”

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