我国注塑模具关键技术的应用分析
2016-05-24周孝林
摘要:塑料是人类生产、生活中不可获取的工具材质。这也促使我国塑料工具也得到了高效率的发展。基于该背景,本文选择以塑料模具为研究核心。原因在于,模具是精准生产塑料工具的前提,也是保证塑料工具质量的基本要素。本文在分析注塑模具基本结构的基础上,就其高速切削技术、快速成型技术、微注射成型技术、热流道技术进行了分析。
关键词:注塑模具;国外技术;发展态势
中图分类号:TP391.7 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)010-000-01
我国注塑模具起步较晚,但是发展速度一直迅猛。虽然从当前来看,在工业技术和专利水准上,一直与国外有着一定的差距。但是对比产品质量,国内生产企业正在逐渐拉近距离。由此来看,我国注塑模具技术的主要问题,在于工艺技术的不足。缺乏长期以来的理论层面的研究,致使企业只能够依赖于进口或抄袭他国经验。同时,国内在相关领域上的产量,也存在着明显的不足。数据统计指出,当前中国总模具产量,不足需求的60%,且大部分产品为初级模具,高精密模具仍旧需要依托进口实现。由此,在理论学界有必要对注塑模具技术进行深入探讨,由此促进国内理论研究提升。
一、注塑模具的基本结构
注塑模具主要用于生产塑料工具。因此,模具必须要承担塑料工具生产时,所需要的压力、高温、低温等要素。其具体工作过程为:首先,需要根据生产产品的特性,配比塑料溶液;其次,采取注入法,将溶液挤压到模具内;最后,注入冷凝剂或延缓剂,确定工具再适合的时间冷却。冷却完成之后的塑料工具,已经属于成品,其后续便是装饰元素,例如一些塑胶部件的色泽、花纹等。从整体来看,注塑模具主要分为下述几个功能:
第一,成型模腔。主要用于承载注入的塑料溶液,也是实现塑料塑性的关键部位。其形状会根据工具要求制定,并不限于固定形态。但是,其必须为腔型,以保证能够容纳溶液。
第二,浇注系统。是指将溶液导入模腔的系统。通常由各种流动组成,根据需要,会设置一些特殊物质的注入口,例如冷凝剂主入口等。
第三,导向部件。用于控制塑料工具精准成型的重要部件。主要有导柱、导孔组成,可有效对未凝结塑料进行调节。
第四,顶出装置。在塑料工具冷却后,需要由特殊部件将工具顶出。原因在于工具或元件生成后,会粘连到模具上,若直接采用物理顶出,可能会损坏产品。
第五,温控系统。顾名思义,适用于控制温度的系统。不同材料特性,所需要温度有所差异。良好温控可以合理提升工具质量。
第六,排气系统。作为高精密塑料工具生产辅助系统,其多用于环节复杂、高技术水准的生产行为中。主要功能在于排出气体,以保持腔内压平衡。
二、先进技术在注塑模具中的应用
我国在工艺技术层面上,还有很多方面需要仰仗欧美发达国。对于欧美而言,塑料已经成为生活和工业生产的主要辅助工具。但是,我国却仍旧以金属工具为主。两者对比来看,高精密的塑料制品在寿命上也能够达到较高的水准,然而,金属却因为抗氧化能力较弱,长期使用后便会发生损毁。而且,塑料的生产和材料成本远低于金属。这也是欧美国家大范围使用塑料的主要原因之一。对此,我国应向发达国家学习先进技术,以保障本国经济发展的持续力。以下具体来看:
1.高速切削技术
高速切削可以获得光滑的塑料切面,且不会因为持续高强度的物理作用,而破坏塑料结构。该技术最早由德国提出并应用,前期用于高精密金属仪器的制作中,随着技术水平的提升,逐渐引入到塑料制品领域。截至目前,德国和日本两国,以大规模使用此类技术,这也是两国工业产品远胜于其他国家的原因之一。而我国起步较晚,进入21世纪后才得到应用,无论在技术水准,还是理论研究上,都与其有着一定的差距。
2.快速成型技术
快速成型可以减少部分塑料产品在等待冷凝中所出现的不可控变化。从塑料工具生产工艺来看,至少超过60%的制品,需要采取快速成型技术,以减少不可控环境对制品的影响。但是,我国在冷却加速方面,由于缺乏技术条件,导致一直采用冷凝剂注入的方式。该模式虽然成本较低,却可能因为冷凝剂的化学元素,破坏塑料的稳定结构。即冷凝剂存在隐性风险。
3.微注射成型技术
上文对注射成型技术进行了简单的描述。而我国虽然注射成型的应用较为广泛,但工业精度上,却仍旧难以达到较高标准。微注射成型技术(MIM)则能用于精密仪器生产,例如近年来较为流行的移动通讯产业,其硬件产品便是借助MIM实现。随着该技术得到重视,国内一些生产厂家正在引入,例如著名的手机生产机构富士康,便是以该技术为基准,进而获得来自世界各国高端产品生产委托。
4.热流道技术
作为一个革命性的技术,热流道一经提出,便得到广泛的追捧。上世纪末,美国Incoe提出该技术,并将其应用在自身的生产领域。从其实践结果来看,热流道技术不仅可以更好的保证塑料工具质量,还可以减少生产周期,并大幅度降低生产成本,使塑料类制品价格得到有效压缩。相关统计指出,热流道技术已广泛应用到发达国家,且平局比率达到了70%。然而,该技术事实上仍旧没有实现完善。热流道带来高效率生产同时,也有其致命弱点。目前,热导流模具是所有塑料模具中,制作成本最高、材料成本最高、技术要求难度最高、日常维护费用最高的模具。该问题,也无疑造成此类模具高昂售价。对比其他产品来看,热流道模具的价格,也将是阻碍其在生产型发展中国家难以普及的主要因素之一。
三、结语
注塑模具在现代生产建设中得到了广泛应用,其生产的关键技术关系到注塑模具的质量,本文就当前的注塑模具的高速切削技术、快速成型技术、微注射成型技术、热流道技术进行了分析,以期为国内注塑模具技术的发展略尽绵力。
参考文献:
[1]王倩仪.注塑模具技术分析与发展展望[J].科技创新与应用,2015(18).
[2]蔡宇明.浅谈注塑模具技术的未来发展[J].现代工业经济和信息化,2015(15).
作者简介:周孝林(1991-),男,汉,湖南邵阳人,本科,研究方向:材料成型及控制工程(模具方向)。