注射压缩成型的国内研究现状

万新峰

摘 要：注射成型是塑料的主要成型方式，注射压缩是将注射和压缩两种成型方式结合在一起而新兴的一种注射成型工艺。目前国内注射压缩成型还处于起步阶段，大尺寸透明件注射压缩技术基本上是空白。本文在阅读大量文献的基础上，就国内注射压缩成型的研究现状做了系统阐述。

关键词：注射压缩成型 研究现状

中图分类号：TQ320.66 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0065-01

1 注射压缩成型概述

注射压缩成型（Injection Compression Molding/ICM）是将注射机料筒中的熔融树脂通过螺杆的挤压注射到不完全闭合的模具型腔中，在树脂冷却固化前，通过对模具施加額外的力进行二次合模，使模具完全闭合，从而对型腔中的树脂进行压缩，使其进一步密实，进而改善制品性能的一种注射成型方法[1]。

现如今，精密塑料制品以其重量轻、易加工等特点逐步代替工业产品中的精密金属及玻璃制件，在仪器仪表、航空航天以及汽车等领域内得到了广泛应用[2]。塑料制件与玻璃制件相比较，存在折射率对温度依赖性大、热膨胀系数大、吸湿膨胀大、热变形温度低、受外力变形大、成型收缩比大、易产生双折射等缺点，直接影响到它的应用范围的扩大[3]。

2 注射压缩成型的国内研究现状

纵观所读文献，对注射压缩的研究主要集中在模具设计、仿真模拟和工艺研究三个方面，此外还有基本的理论研究。

（1）在模具设计方面，杨爱英设计了塑料壳体注射压缩模具，有效降低了热固性塑料加工中影响成本的纤维取向、飞边、流道物料损失等问题[4]；广东工业大学的李江平创造性的将注压成型应用于纸餐具的生产，设计了一套生产纸餐具的模具，提高了成品率和生产率[5]；青岛科技大学的齐斌设计和研究光盘盘基精密注射压缩成型模具，并通过CAE分析软件Moldflow进行正交模拟实验，分析注射压缩成型工艺参数对光盘盘基的收缩率均匀度及残余应力的影响[6]。

（2）在仿真模拟方面，四川大学的李小林以厚壁圆盘为例，详细论述了Moldflow在注压成型中的应用过程[7]；邱庆军等对薄壁塑件注射压缩成型的热残余应力进行了仿真研究，研究了七个参数对脱模后热残余应力的影响[8]；华中科技大学的李毅超对透明塑料板件注射压缩成型工艺进行了模拟研究，其采用多物理场全耦合的方法（即将水平集方程、动量方程与能量方程进行全耦合计算）对不同形状、维度的透明平板制件进行注射-压缩成型的模拟仿真分析[9]。

（3）在工艺参数方面，主要的工艺参数为熔体温度、模具温度、冷却时间、压缩时机、延迟时问、压缩距离、压缩速度、压缩压力和保压压力等，不同的研究人员根据制品的不同进行了相关参数的分析。哈尔滨工业大学的司红旗的硕士论文进行的是工艺参数对聚碳酸酯注射压缩制品性能的影响[10]；邱庆军的硕士论文进行的是微透镜阵列注射压缩成型工艺及双折射研究[11]；陈宇宏等对注射成型和注射压缩成型透明件和角窗的光学性能和残余应力做了对比研究，表明了注压成型的优越性[12，13]；许菲就注射压缩成型工艺对近视镜片熔接线的影响进行了研究，指出了熔接线的发生几率和清晰度有关的工艺参数[14]；黄汉雄对制品的收缩率及其均匀度进行了实验研究，发现熔体温度、注射速度和压缩距离的影响较大[15]；李雪梅等在推导出光盘注射压缩成型过程的数学模型时选用了Leonov本构方程，并在分析光盘双折射的产生与各个工艺参数关系时采用了控制体积和有限元法，认为压缩行程、压缩速度和等待时间是影响光盘双折射现象的主要因素，而保压压力和保压时间的影响程度相对较小[16]。

3 前景及展望

目前，国内对注射压缩成型的研究还处在起步阶段，与国内的先进技术相比，仍有较大的差距。注射压缩成型注射成型周期短和热压成型精度高的优点，越来越受到科研单位和各大高校的重视，具有广阔的发展前景，有望成为聚合物成型的主要成型工艺。

参考文献

[1] 孟兵，孙建丽，刘志学.新型注射成型技术及特点[J].成都航空职业技术学院学报：综合版，2013，29（1）：42-44.

[2] 费春红，张长春，李达，等.塑料光学制件精密成型技术的现状[J].橡塑技术与装备，2005，30（11）：11-16.

[3] 费春红，张长春，李达，等.塑料光学制件精密成型技术的现状[J].橡塑技术与装备，2005，30（11）：11-16.

[4] 杨爱英.塑料壳体注射压缩成型工艺及模具[J].模具工业，2006，32（2）：46-48.

[5] 李江平.纸餐具注射压缩成型技术的研究[J].模具工业，2000（6）：37.

[6] 齐斌.光盘盘基精密注射压缩成型模具的设计与研究[D].青岛科技大学，2011.

[7] 李小林，洪剑城.Moldflow在注射压缩成型中的应用[J].工程塑料应用，2012，40（3）：49-52.

[8] 邱庆军，蒋炳炎，陈磊，等.薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究[J].塑料工业，2012，40（7）：35-39.

[9] 李毅超.透明塑料板件注射—压缩成型工艺的模拟研究[D].华中科技大学，2011.

[10] 司红旗.工艺参数对聚碳酸酯注塑压缩制品性能的影响[D].哈尔滨工业大学，2012.

[11] 邱庆军.微透镜阵列注射压缩成型工艺及双折射研究[D].中南大学，2012.

[12] 陈宇宏，袁渊，李曦.注射成型和注射压缩成型角窗的残余应力比较[J].航空材料学报，2010，30（3）：48-54.

[13] 陈宇宏，袁渊.注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能对比与分析[J].航空材料学报，2011，31（2）：55-60.

[14] 许菲，王克俭，韩志翔.注射压缩成型工艺对近视镜片熔接线的影响[Z].第五届两岸三地先进成型技术与材料加工研讨会.

[15] 李沙，黄汉雄.注射-压缩精密成型制品收缩率均匀度的研究[J].塑料，2007，36（5）：54-58.

[16] 李雪梅，许忠斌，谭振彪.光盘注射压缩成型过程的数值分析[J].轻工机械，2004（2）：26-30.