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双色注塑成型:工艺、材料和设计规则

双色注塑工艺材料及设计规则

双色注塑成型技术在一次机器循环中将两种材料(或同一种材料的两种颜色)注入同一模具,因此成品零件从模具中取出时即为多材料结构。这一改变一次性省去了多个后续工序:无需使用粘合剂或卡扣将软握把连接到刚性外壳上,无需喷涂或移印第二种颜色,无需将单独的镜片粘合到窗口开口中,也无需担心钥匙上的标签会磨损。柔软触感的把手、密封接口、永久性双色标识和透光窗口都可以在一次成型循环中完成。

权衡之下,所有环节都需要提前决策,成本也更高。树脂配比必须在钢材切割前确定,模具需要两套型腔和精密止挡装置,注塑机还需要第二个注塑单元。本指南将按此决策链的顺序展开:术语、流程和主要模具配置、树脂配比、模具发布前需遵循的设计规则、生产中可能出现的失效模式及其控制方法,以及双色注塑与双模包覆成型、嵌件注塑、装饰和焊接工艺的比较。最后,指南将指导如何根据零件和数量判断配合度、原型到量产的路径,以及NOBLE如何为双色注塑项目提供支持。

什么是双色 注射成型 这些术语之间有何关系?

什么是双色注塑成型?这些术语之间有何关系?

双色注塑成型是一种多材料注塑工艺,首先将第一种材料注入型腔,然后模具进行定位、旋转或滑动,在零件仍留在模具内的情况下,将第二种材料注入到第一种材料的上方或旁边。第一次注塑形成基材——通常是刚性结构件——第二次注塑则添加对比色、柔软的弹性体或透明窗口。最终得到一个无需组装的单一零件。

双色注塑、2K注塑、双色注塑和多材料注塑:同属一个系列,侧重点各有不同。

双色注塑、双色注塑和 2K 几乎都是同一种顺序双材料工艺的同义词,供应商在同一报价中可能使用其中任何一种。它们侧重点略有不同。“双色”描述的是视觉效果——一个零件包含两种颜色。“双色注塑”描述的是工艺顺序——两次注塑步骤。“2K”是欧洲模具和机械文献中常用的“两种组分”(Komponenten)的缩写。

“多材料”或“多组分”注塑成型是一个更广泛的概念。它不仅涵盖双组分注塑,还延伸至三组分或更多组分注塑,以及诸如夹层注塑或共注塑等变体。在这些注塑工艺中,外层材料和芯材(通常是回收材料、发泡材料或填充材料)通过同一模具注入。在夹层注塑中,型腔首先部分填充外层材料,然后将芯材注入外层材料的中心;还可以使用不同颜色的交替组分来产生大理石纹理效果。

一个零件可能同时被这些术语中的几个合法地描述,因此值得向供应商确认报价所依据的配置和机器,而不是仅仅依赖标签。

什么双色模具不是

三种工艺经常与双色注塑混淆,区分它们很重要,因为每种工艺都有不同的模具清单和不同的粘合机制。

一次注塑成型后,如果零件之后还要进行喷漆、印刷或激光打标,则不属于双色注塑成型。第二种颜色是在零件脱模后,通过单独的工序涂覆上去的,并且是附着在零件表面,而不是注塑到零件内部。

双模包覆成型工艺使用两个独立的模具。基材在第一模具中成型,然后通过人工或机器人转移到第二模具中,注入包覆树脂。零件在两次注塑之间会离开模具,因此污染控制和重新装夹的公差成为该工艺的重要组成部分。

嵌件成型是将预制部件(通常是金属)一次性注塑成型。金属和热塑性塑料之间没有化学键合,也不需要化学键合:其保持力完全依靠机械作用,通过塑料收缩夹紧嵌件上的滚花、倒扣或凹槽来实现。

双色注塑与其他三种注塑方式的不同之处在于,两种材料在一次机器循环中同时注入,零件在两次注塑之间无需离开模具。这使其拥有最精确的套准精度和最牢固的化学键合,但也导致了最高的模具成本。

双色注塑成型工艺流程及模具配置

双色注塑成型工艺流程及模具配置

了解了工艺周期,就能解释为什么双色注塑的报价方式是这样的,以及为什么工艺周期时间不是单色注塑周期的两倍。

逐步讲解双发循环

第一道注塑成型工序将坯料注入模腔并冷却。模具打开,承载第一道注塑成型坯料的模具半部分进行定位、旋转或滑动,与第二道注塑成型模腔的钢坯对齐。然后,第二道注塑成型工序的坯料在坯料上方或旁边注入,同时,下一零件的第一道注塑成型工序的坯料注入到现在空出的第一道注塑成型模腔中。最终成型的零件(包含两种材料的零件)被顶出,而刚刚完成第二道注塑成型的坯料则留在模具中。

启动后,两次注塑成型是同时进行而非顺序进行:在每个循环中,一个工位进行第一次注塑成型,而另一个工位则对上一个循环的预成型件进行包覆成型。在旋转模板模具上,旋转半模承载着相同的第一次注塑型腔,而固定半模则承载着第一次注塑型腔和第二次注塑型腔;顶出侧配备两组顶出板,因为每个循环中只有包含两种材料的零件会被顶出。

模具和机器配置

主要配置的区别在于预成型件如何呈现给第二次注塑,而这反过来又决定了每种配置可以处理哪些零件几何形状。

旋转模板/转盘。在第一组分注塑并冷却后,模具的一半在可移动的夹紧板上旋转,进行两冲程或四冲程循环。然后,在将第一组分注入自由型腔的同时,将第二组分注入预成型体。这种方法适用于预成型体部分或单侧暴露的零件,并用于大批量单侧包覆成型。一种更简单的变体是将垂直模板绕水平轴旋转;更复杂的“立方体模具”或“旋转堆叠”则将具有两个或四个面的中心堆叠绕垂直轴旋转,这是成本最高的方案。

分度盘。第一个部件被注入到分度盘的型腔中;预成型件被推出并旋转,然后通过移动分度盘,将预成型件放置到另一个模芯上,并进行双面包覆成型。这种方法适用于顶部一侧自由、底部部分自由的预成型件。

滑动式分模。仅需一个带芯拉拔功能的模腔:预成型件注入冷却后,分离滑块回缩形成第二个模腔,第二个组件填充其中。由于仅需一个模腔,该工艺简单高效,尤其适用于需要部分脱模的预成型件。

滑动工作台模具。该模具具有一个型芯侧和两个型腔侧;第一个零件注塑完成后,模具打开,型芯侧被推入第二个型腔。它适用于部分或单侧外露的预成型件,尤其适用于原型生产或小批量生产的单侧包覆成型。

转移。机器人将预成型件从第一个型腔中取出,并将其放入第二个型腔中。在第一个型腔已开始填充第一个部件的同时,模具闭合后,第二个部件被注入第二个型腔。这种方法适用于预成型件两侧必须自由的情况,并且可以涵盖所有设计等级。

三明治/共注塑成型。型腔部分填充表层材料,并将芯材注入表层材料的芯部,形成皮芯结构,而不是并排或包覆成型结构。

旋转模板式、活​​动型芯式和包覆成型式注塑机也属于同一类;前两种注塑机需要第二个注塑单元、两个流道系统和两个工艺,而包覆成型式注塑机在大多数情况下需要两个独立的模具。

双色注塑成型材料的选择

双色注塑成型材料的选择

材料选择决定了零件能否牢固地组装在一起,必须在模具设计开始之前最终确定——之后更改零件的成本非常高昂。

化学键合与机械互锁

双料注塑成型通过两种机制实现材料结合。化学粘合是指第二种材料部分熔化,并在分子层面与第一种仍处于半熔融状态的材料表面发生分子级扩散,形成一种强度可与任何一种单独材料强度相当的键。这就是为什么双料注塑成型高度依赖化学粘合:第二种材料被注入到仍然温热的第一种材料上,形成牢固结合的时间窗口非常短暂。

机械互锁是另一种选择或备选方案。当包覆成型树脂流入基材上的孔洞时——特别是底部逐渐加宽的燕尾槽孔——冷却后的材料会与基材紧密结合。将包覆成型层包裹在基材周围,或者通过凹槽、凸缘、柱状结构或凸台来增加界面面积,也能达到同样的效果。多孔基材则提供了微小的孔洞,弹性体可以渗入其中。

有些材料对通过化学键合即可牢固粘合;而另一些则需要机械性能的配合。例如,一种专为粘合聚丙烯而配制的热塑性弹性体(TPE)无法粘合聚碳酸酯,而标准的苯乙烯类TPE除非是聚丙烯基的,否则根本无法粘合聚丙烯。因此,首先要确定TPE的化学成分是否与基材相匹配,并且这一决定应参考复合材料生产商公布的粘合性能表,而不是通过反复试验。

常见的衬底和覆盖层组合

以下配对是生产中最常报告的组合,其粘合质量和典型应用均按照兼容性指南中的规定进行。

基质(第一枪) 叠加(镜头 2) 债券质量 典型应用
ABS 苯乙烯类TPE (卓越)等级 软握工具、消费电子产品
PC 苯乙烯类TPE (卓越)等级 医疗器械、电动工具外壳
PC/ABS混合物 苯乙烯类TPE (卓越)等级 汽车内饰件
PA6 / PA66(尼龙) 聚酰胺基热塑性弹性体 好到优秀 引擎盖下汽车连接器
PP 烯烃类TPE/TPV 良好 汽车密封件、消费品包装
POM(缩醛) 改性TPE 公平——需要机械锁 齿轮组件、锁定机构
ABS ASA 优秀(同一家族) 户外装备,双色部件
PMMA ABS 良好 彩色身体上的透明窗口

在汽车行业,PA6 或 PA66 与聚酰胺基 TPE 搭配是标准配置:尼龙基材负责耐热耐化学腐蚀,而 TPE 覆层则提供密封或抓握力。此外,该 TPE 必须是专为与聚酰胺粘合而专门配制的,而非通用的苯乙烯类 TPE。基材和包覆成型的组合方式成千上万,材料供应商可以针对标准组合无法满足性能要求的情况,提供相应的特殊等级材料。

需要注意的是,非晶态材料与半晶态材料的组合(例如PC/PA6)虽然可行,但收缩率差异会在界面处产生内应力。半晶态材料在冷却过程中收缩率更高——大约为1.5%至2.5%,而非晶态树脂的收缩率约为0.4%至0.7%——这会在粘合线上产生剪切应力。如果设计得当,这种应力是可以控制的,但它是后期翘曲的常见原因。

熔体温度和收缩率差异

第一道焊料必须能够承受第二道焊料的高温。第二道焊料必须在不会破坏第一道焊料但又足以促进互扩散的温度下进行加工;通常认为两种材料之间约 30–40°C 的加工温度差是合适的加工温度范围。熔化温度过低而无法软化基材表面是导致粘合失败的常见原因之一。

收缩率是需要比较的第二个量。模具收缩率是指零件尺寸相对于模腔的几何减小量,根据 ASTM D955-08 标准,在脱模后 24-48 小时内测量。翘曲是由不均匀收缩引起的变形,这种不均匀收缩主要有三种原因:材料各向异性导致不同方向的收缩差异;压力和温度不均匀导致区域间收缩差异;以及模具相对两侧冷却差异导致厚度方向上的收缩不均匀。对于双色零件,两种树脂收缩率的差异会造成第四种原因,因此,下文风险部分将材料搭配和翘曲控制放在一起讨论。

设计规则之前 工装 发布

模具发布前的设计规则

以下规则可在钢材切割前应用。它们按各自控制的特征分组,而且每条规则在图纸上修正都比在模具上修正成本更低。

壁厚、肋条和过渡

尽可能保持壁厚一致,并去除厚实的部分,而不是留下实心部分。厚重的凸台和加强筋是造成缩痕和内部空隙的常见设计原因,因为厚截面冷却不均匀;用加强筋和角撑板代替实心部分可以减少这两种情况。壁厚不均匀、冷却不平衡和高收缩率是造成翘曲的常见原因,因此厚薄区域之间的平滑过渡同样有助于提高尺寸稳定性。

通风、关闭和分型线

拔模斜度使零件能够顺利脱模;承载包覆成型的基板壁通常每侧拔模1至1.5度。封边条用于控制飞边,而封边条设计不良或分型线难以处理通常是导致边缘出现薄薄多余塑料的原因。分型线的位置既是技术问题,也是外观问题,因为分型线在成品零件上是可见的。

在双色注塑模具中,最重要的封口是“压实”:即第二道注塑型腔中凸起的钢板压入第一道注塑型腔,防止第二道注塑材料飞溅或渗漏到第一道注塑型腔表面。压实高度通常为 0.003–0.005 英寸。在第一道注塑型腔壁较厚的区域,可能需要增加压实高度以补偿更大的收缩——这可以通过在第二道注塑型封口处增加钢板或通过去除钢板来增加第一道注塑型腔壁材料来实现。

粘合区域和机械联锁

如果预期会形成化学键,则第二道焊料必须接触清洁、高温的第一道焊料表面。污染、脱模剂残留、操作过程中皮肤接触,或者第二道焊料接触界面的时间过长导致界面冷却,都会破坏原本兼容的焊料组合。

如果无法使用化学键,则应设计互锁结构:例如在界面处设置孔(尽可能采用榫卯结构)、加强筋、倒角、凹槽或柱状结构。为防止剥落,应避免包覆材料的边缘裸露;基材的凸起边缘可以保护弹性体的边缘,防止剥落从这些边缘开始。

关于软层,有两点实用说明。薄的包覆成型层——通常小于 10 毫米(0.40 英寸)——无论选择何种材料,都会感觉较硬,因此消费品通常会使用多层较高的肋条来增加感知厚度,同时减少材料用量。此外,硬度计并非衡量感知柔软度的可靠指标:弯曲模量(衡量材料抵抗弯曲的能力)才是更好的指标,弯曲模量越低,感觉越柔软。

闸门位置和对准公差

浇口位置会影响两次注塑的填充率。薄壁、过长的流道和浇口位置不佳是造成注塑不足的常见原因,而浇口位置过高导致树脂过快进入开放空间则会产生喷射现象。浇口位置还必须考虑二次注塑型腔:第一次注塑的部件必须在二次注塑型腔内得到充分支撑,以抵抗型腔压力,因为二次注塑会对第一次注塑的塑料施加数千磅的压力,而不仅仅是对钢材。实际上,这意味着任何未支撑的结构长度都不能超过其自身厚度的三倍左右,并且在将要进行包覆成型的表面后方不能有加强筋或倒扣。

双色模具的成本主要体现在套准精度上。双色注塑模具共用一个模具基准,因此两种材料由同一钢材定位,套准精度最高。双模包覆成型通过在两个模具之间重新装配来增加公差。对于旋转模板模具,模具和机器模板上的定位器至关重要,它们能确保模具精确地位于旋转模板的中心;如果偏离中心,180°旋转可能会损坏导针、衬套和止回阀。

生产风险及其控制方法

生产风险及其控制方法

双色注塑的失效模式已得到充分表征,每种失效模式都有一套标准的控制措施,这些措施应纳入验证计划,而不是作为对废品的应对措施。

收缩不匹配引起的翘曲

翘曲是由不均匀收缩引起的变形。在双色零件中,两种树脂收缩率的差异会加剧翘曲,这与其他模塑零件普遍存在的定向、区域间和厚度方向的收缩差异形成对比。非晶态树脂与半晶态树脂的组合最为典型,因为收缩率的差异会在粘合线上产生剪切应力,并可能表现为后期翘曲。

控制措施侧重于结构和热力学,而非外观:平衡的壁厚和平滑过渡、模具两侧表面的平衡冷却、选择收缩率差异可控的材料组合,以及在切割钢材前进行模流模拟。模拟是发现几何形状无法保持平整的最经济有效的方法。

分层和弱粘合

即使零件在抽样测试中合格,热循环后仍可能出现粘合失效,因此粘合验证应包括热循环测试,而不仅仅是对新零件进行单次拉力测试。导致粘合失效的原因包括:熔体温度过低,无法软化基材表面;TPE化学成分不兼容;基材潮湿或受污染;脱模剂残留;转移过程中的操作不当;或者延迟时间过长,导致界面在第二次注塑成型前冷却。

失效模式可以告诉你具体是哪种失效。内聚失效(即TPE在界面脱离前发生撕裂)是理想的失效模式,因为它意味着连接处的强度高于弹性体本身的强度。粘合失效(即TPE从基材上完全剥离)则指向界面,因此也可能指向化学成分或工艺缺陷。根据ASTM D6862标准发布的剥离测试结果,每英寸宽度15磅力以上的粘合强度被认为是优良的,而每英寸宽度10磅力或以下的粘合强度则被认为是较差的。当化学成分较差时,机械互锁可以起到辅助作用,粘合强度的检查应在取样阶段进行。

短镜头、界面闪光灯和处理窗口纪律

短射是由于壁厚过薄、流路过长以及浇口位置不佳造成的,需要通过改进模具和填充模式来解决,而不是无限提高压力。界面飞边是由于压模不足、首射支撑不够、关闭设计不佳或液压缸强度不足以承受型腔塑性压力造成的。

更隐蔽的风险在于工艺控制。由于两次注塑会相互影响,注塑商通常会先处理第一次注塑的问题,以解决第二次注塑的问题,反之亦然。这会缩小工艺窗口,增加废品率:压扁、支撑、变形和尺寸过小的圆柱体等问题都可以通过其他方式解决,但代价是牺牲质量裕度。此外,由于型腔偏离中心——第一次注塑在型腔的一半,第二次注塑在另一半——旋转模具的吨位也会部分被消耗,因此无法使用全部的机器吨位来补偿型腔内的塑料压力。

双色注塑与其他工艺的比较

双色注塑与其他工艺的比较

双色注塑成型的替代方案并非其劣质版本;它们只是在模具成本、周期结构、粘合强度和批量经济性方面有所不同。

包覆成型(双模具)和嵌件成型

双模包覆成型使用两套独立的模具和标准注塑机,基材通过人工或机器人进行模具间的转移。它是所有工艺中最灵活的:包覆模具可以更换或重建而无需报废基材模具;两次注塑可以在不同的注塑机甚至不同的场地进行;它适用于产品研发、新产品导入以及产量不足以摊销双模成本的生产项目。其成本包括转移步骤、注塑间可能存在的污染和人工风险,以及由于重新装模会累积公差而导致的对位精度较低。

嵌件注塑成型使用一个模具和嵌件定位结构,将预制件(通常是金属)封装在一次注塑成型过程中。嵌件的固定完全依靠机械方式——滚花、倒扣、凹槽——无需化学键合。模具成本在三种工艺中最低,但嵌件的装填是每个生产周期的操作:小批量生产时,操作员需要在每个生产周期将嵌件装入打开的模具中,这会导致嵌件的安装和方向存在人为差异;大批量生产时,机器人或碗式送料器可以提高重复性,并减少操作员的操作。

双色注塑成型使用一台专用注塑机,配备两个或多个注塑单元和一个双组分模具,该模具包含两组型腔,并具有严格的压紧和关闭控制。它的模具成本最高,但批量生产时单件成本最低;由于界面保持高温,因此化学键合强度最高;由于两次注塑共用一个模具,因此套准精度最高。

属性 双模具包覆成型 嵌件成型 双射成型
连接在一起的是什么 硬质塑料基材加上第二种塑料,通常是TPE或TPU。 预制组件,通常为金属,封装在塑料中 一个部件由两种塑料组成,通常是刚性塑料加弹性塑料。
包装机械 两台标准压力机,或者一台压力机和两个模具 标准压力机;立式夹具 专用印刷机,配备两个或多个注塑单元
模 两个独立的模具 一个模具加上嵌件定位功能 一套 2K 刀具,两套型腔,严密压紧和关闭控制
周期 两个循环加一个转移步骤 一次循环加每次射击的插入式装弹 一个组合循环;启动后,各镜头并行运行
键合机制 化学熔融粘合,必要时辅以机械互锁 纯机械封装 化学熔融键合,由于界面保持高温,因此强度最高。
步骤之间的处理 零件由人工或机器人转移 每个循环都加载插入件 没有;该零件从未离开过工具。
相对模具成本 中间 最低的 最高
按销量计算的相对单件成本 中间 随着装载劳动力增加而上升 最低成交量
材料间的配准 更宽松;重新固定堆叠公差 由插件的位置决定 最紧密;两张照片共用一个工具参考
典型用途 握把、密封圈、低音量和中音量下的柔软触感 螺纹嵌件、端子、销钉、衬套 大容量握把、永久性铭文、装饰性饰边

绘画、印刷和模内装饰

装饰工艺是在成型后增加工序,而双色注塑则在模具中同时实现颜色、纹理和文字。喷漆和移印是将第二种颜色施加到成品上,会产生单件加工成本,并且其耐久性也受限于涂层或油墨;双色注塑则不存在这种磨损表面,因为颜色本身就是材料的一部分。

模内装饰 (IMD) 是一个独立的工艺家族,包括模内贴标 (IML)、模内薄膜 (IMF) 和模内转移 (IMR),其原理是将薄膜或印刷油墨置于模腔内,并在注塑过程中进行粘合。IMD 本身有时会与双色注塑结合使用,这种组合工艺比单独使用任何一种都更具挑战性。双色 IMD 的质量取决于产品结构、粘合剂入口设计、第一色和第二色组分的材料选择、薄膜加工技术、薄膜厚度和注塑参数,其典型缺陷包括油墨流失、色层间粘合力弱、表面凹陷和纹理模糊。双色 IMD 中的油墨流失主要是由于模具入口设计不佳造成的,薄膜选择和薄膜厚度是次要因素;第二次注塑增加了复杂性,因为熔体在可能分散底部油墨之前会接触到薄膜顶部。如果薄膜材料与第一色和第二色组分相同(例如,三者均使用 PC),则粘合强度会得到提高。

超声波焊接和组装

焊接将分别模制的零件连接起来,增加了一个装配步骤,并且对接头设计也有诸多限制:两个部件各自只需要一个简单的单材料模具,材料无需化学相容,而且任何一个部件都可以单独修改。但它无法去除接头。双色注塑则省去了装配步骤和接头,因此它是永久性清晰的键槽和装饰件的标准解决方案,因为在这些情况下,分模线痕迹是不可接受的。其缺点是模具成本较高,并且只能使用能够粘合的材料组合。

销量和经济框架

成本逻辑很简单,值得直截了当地说明。双色模具的前期成本最高——需要两套模腔、精密封口装置和一台专用压机——因此在大批量生产时才能收回成本。双模包覆成型介于两者之间:只需两套模具和一台标准压机即可。嵌件成型的模具成本最低,但随着产量的增加,每个零件的人工成本也会上升。装饰工艺增加了每个零件的加工工序,而焊接工艺则增加了一道组装工序。

实际决策流程如下:首先考虑粘合要求(接合处需要化学粘合还是机械固定即可?),然后是材料组合,接着是产量,然后是模具预算,最后是套准公差。按此顺序回答这些问题可以避免在确定粘合方式和材料组合之前就选择工艺的常见错误。

双色注塑成型是否适合您的零件? 音量?

双色注塑成型是否适合您的零件和产量

双色注塑成型是满足零件功能和体积特定组合的正确选择,而且在询价之前就能识别出相关信号。

拟合标准

四个因素表明双色注塑工艺更优。首先,需要真正意义上的双材料功能:例如柔软的握柄、密封件、窗口或不会磨损的永久性双色标识。其次,需要牢固且稳定的粘合,在这种情况下,热界面上的化学粘合是一种优势而非风险。第三,需要精准的套准——例如不允许出现任何分模线痕迹的装饰性修边,或者必须保持位置稳定的键槽和标识。第四,需要足够大的产量来摊销模具和专用压机的成本。

当设计仍在改进中,或者产量不足以摊销双模模具成本时,双模包覆成型通常是更合适的选择。如果第二种材料是金属而非塑料,则嵌件成型才是更合适的比较对象。

从原型到批量生产

一个切实可行的流程包含六个阶段。首先是概念和材料的搭配,主要依据粘合数据而非试验结果来确定。接下来是面向制造的设计 (DFM) 审查和模流模拟,用于在正式使用钢材之前测试填充率、冷却平衡和翘曲情况。之后是原型制作:多材料软触感部件可以使用增材制造材料制作原型,这些材料可以近似于刚性+弹性体组件,通常足以测试夹持几何形状和人体工程学;或者,对于需要早期获得真正双色注塑部件的小批量生产,可以使用滑动工作台模具。T1 样品用于验证尺寸和粘合性能,包括热循环。接下来是工艺窗口的确定,两次注塑需要同时进行调整,而不是相互补偿。最后是生产,并进行过程检验。

粘合验证应贯穿整个流程,而非在其之后。最可靠的模具前测试方法是使用测试模具依次模制两种材料的平面薄片,然后按照 ASTM D903 标准进行剥离测试,并按照 ASTM D3359 标准进行划格粘合力测试。大多数 TPE 供应商还会发布粘合力数据表,其中列出了针对常用基材的剥离强度测量结果,应在最终确定材料选择之前索取这些数据。

选择NOBLE为您的双色注塑成型项目提供支持

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NOBLE是一家中英合资企业,也是一家被政府认定为“国家高新技术企业”的中国制造合作伙伴。凭借十余年的经验,NOBLE提供从原型制作到批量生产的一站式定制制造服务,我们的工程和加工能力能够为客户的双色注塑项目提供原型制作和批量生产支持。

我们的质量管理体系已通过 ISO 9001:2015 和 ISO 13485:2016 认证。第二个认证对于开发医疗器械和手术器械的团队来说至关重要,因为这类产品需要使用双色注塑工艺将不同的硬度和颜色结合在一个组件中。

我们提供从设计到组装的全方位服务,而不仅仅是生产。这意味着本指南中描述的决策都可以在一个项目中完成:模具发布前的材料搭配和面向制造的设计 (DFM) 审查、用于测试握把几何形状和人体工程学的原型零件、模流模拟和抽样,以及包含检验的生产过程。

支持能力,作为关于我们运营的第一手事实:

  • 交货周期短。 借助全面的数控软件和经验丰富的工程师,您的零件可以在 7-10 天内快速完成。
  • 实时定价。 提交包含所需信息的询价单后,我们将在 24 小时内提供快速专业的报价。
  • 内部能力。 公司内部拥有强大的能力,能够满足从设计和原型制作到零件批量生产的各种需求,而无需依赖外包订单。
  • 精密的测试设备。 一套完整的检测设备和一套完善的质量控制体系有助于确保原型和组件的高精度制造。
  • 行业领先的专业技术。 采用先进的快速原型制作和快速制造技术,按照规定的规格加工各种金属和塑料材料。

如需洽谈双色注塑项目,请提交包含所需零件信息的询价单,我们的团队将回复报价以及从原型到生产的推荐方案。

双色注塑成型常见问题解答

双色注塑、2K注塑、双色注塑和多材料注塑有什么区别?

双色注塑、2K注塑和双色注塑几乎都是同义词,指在同一机器循环中连续使用两种材料的工艺。多材料或多组分注塑则涵盖范围更广,包括双组分注塑以及三组分或更多组分的注塑工艺,还有夹层/共注塑工艺。“双色”强调的是视觉效果;“双色注塑”强调的是注塑步骤的数量。

哪种模具配置适合哪个零件?

旋转压板适用于大批量生产部分或单侧裸露的预成型件。分度板适用于顶部单侧自由、底部部分自由、两侧均需包覆成型的预成型件。滑动分体式成型是一种简单且经济高效的选择,适用于预成型件需要部分脱模的情况。滑动工作台适用于单侧包覆成型的原型制作和小批量生产。传递盖板适用于预成型件两侧均需自由的情况。夹层/共注塑成型可生产皮芯复合结构。

哪些树脂对通过化学键合,哪些需要机械锁合?

ABS、PC 和 PC/ABS 与苯乙烯类 TPE 的粘合性极佳;PA6/PA66 与聚酰胺类 TPE 的粘合性良好至极佳;PP 与烯烃类 TPE 或 TPV 的粘合性良好;ABS 与 ASA 作为同系列材料对粘合性极佳;PMMA 与 ABS 的粘合性良好。POM 与改性 TPE 的粘合性一般,需要机械锁紧。除非是 PP 基 TPE,否则标准苯乙烯类 TPE 无法与 PP 粘合。

工具发布前的关键设计规则是什么?

壁厚一致,采用空心块和肋条而不是实心部分;适当的拔模斜度(通常,在带有包覆成型的基材壁上,每侧为 1-1.5 度);第二次注塑成型时,压痕通常为 0.003-0.005 英寸,第一次注塑成型较厚的地方需要额外的压痕;第一次注塑成型部分能够完全支撑,以抵抗第二次注塑成型型腔的压力,任何未支撑的部分长度均不超过其厚度的三倍左右;在无法确保化学键合的地方,采用机械互锁。

如何控制翘曲和分层?

翘曲可通过平衡壁厚和渐变过渡、平衡冷却、选择收缩率差异已知的材料组合以及模具制造前的模流模拟来控制。分层可通过正确的材料组合、保持首模表面高温清洁、机械互锁作为备份以及在取样时进行包括热循环在内的粘合性检查来控制。内聚失效(TPE撕裂)是理想结果;粘合失效(干净剥离)则指向化学或工艺问题。

双色注塑成型与包覆成型、嵌件成型、装饰和焊接等工艺在模具和批量经济性方面有何不同?

双色注塑成型模具成本最高,但批量生产时单件成本最低,且化学键合强度最高,套准精度也最高。双模包覆注塑成型模具成本和单件成本居中,开发灵活性最高。嵌件注塑成型模具成本最低,但批量生产时单件人工成本较高。装饰注塑成型需要在成型后进行单件加工。焊接注塑成型则需要增加装配步骤,并且对接头设计有诸多限制。

如何判断双色注塑是否适合我的零件和数量?

寻找真正意义上的双材料功能,确保粘合强度和稳定性,对对准精度要求严格,并且产量足够大以摊销模具成本。然后遵循从原型到量产的流程:材料配对、面向制造的设计 (DFM) 和仿真、原型制作(小批量生产可采用增材制造或滑动台模具)、T1 样品测试(包括粘合强度和热循环验证)、工艺窗口确定以及生产过程中的检验。

皮斯卡里·赫斯科维奇-1

撰稿

皮斯卡里·赫斯科维奇

Piscary Herskovic 是 NOBLE 的内容营销总监,拥有超过 20 年的内容写作经验。他精通 3D 建模、CNC 加工和精密注塑成型。他可以为您的项目提供建议,帮助您选择合适的零件制造工艺,降低成本并缩短项目周期。

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