雙色射出成型技術在一次機器循環中將兩種材料(或同一種材料的兩種顏色)注入同一模具,因此成品零件從模具中取出時即為多材料結構。這項改變一次性省去了多個後續工序:無需使用黏合劑或卡扣將軟握把連接到剛性外殼上,無需噴塗或移印第二種顏色,無需將單獨的鏡片黏合到窗戶開口中,也無需擔心鑰匙上的標籤會磨損。柔軟觸感的把手、密封介面、永久性雙色標識和透光視窗都可以在一次成型循環中完成。
權衡之下,所有環節都需要事先決策,成本也更高。樹脂配比必須在鋼材切割前確定,模具需要兩組型腔和精密止擋裝置,射出成型機也需要第二個射出成型單元。本指南將依此決策鏈的順序展開:術語、流程和主要模具配置、樹脂配比、模具發布前需遵循的設計規則、生產中可能出現的失效模式及其控制方法,以及雙色注塑與雙模包覆成型、嵌件注塑、裝飾和焊接工藝的比較。最後,指南將指導如何根據零件和數量判斷配合度、原型到量產的路徑,以及NOBLE如何為雙色注塑專案提供支援。
什麼是雙色 注射成型 這些術語之間有何關係?
雙色射出成型是一種多材料注塑工藝,首先將第一種材料注入型腔,然後模具進行定位、旋轉或滑動,在零件仍留在模具內的情況下,將第二種材料注入到第一種材料的上方或旁邊。第一次注塑形成基材-通常是剛性結構件-第二次射出則添加對比色、柔軟的彈性體或透明視窗。最終得到一個無需組裝的單一零件。
雙色注塑、2K注塑、雙色注塑和多材料注塑:同屬一個系列,重點各有不同。
雙色注塑、雙色注塑和 2K 幾乎都是同一種順序雙材料工藝的同義詞,供應商在同一報價中可能使用其中任何一種。它們重點略有不同。 「雙色」描述的是視覺效果——一個零件包含兩種顏色。 「雙色注塑」描述的是工藝順序-兩次注塑步驟。 「2K」是歐洲模具和機械文獻中常用的「兩個組件」(Komponenten)的縮寫。
「多材料」或「多組分」射出成型是一個更廣泛的概念。它不僅涵蓋雙組分注塑,還延伸至三組分或更多組分注塑,以及諸如夾層注塑或共注塑等變體。在這些注塑過程中,外層材料和芯材(通常是回收材料、發泡材料或填充材料)會透過同一模具注入。在夾層注塑中,型腔首先部分填充外層材料,然後將芯材注入外層材料的中心;還可以使用不同顏色的交替組分來產生大理石紋理效果。
一個零件可能同時被這些術語中的幾個合法地描述,因此值得向供應商確認報價所依據的配置和機器,而不是僅依賴標籤。
什麼雙色模具不是
三種工藝經常與雙色注塑混淆,區分它們很重要,因為每種工藝都有不同的模具清單和不同的黏合機制。
一次射出成型後,如果零件之後還要進行噴漆、印刷或雷射打標,則不屬於雙色注塑成型。第二種顏色是在零件脫模後,透過單獨的工序塗覆上去的,並且是附著在零件表面,而不是注塑到零件內部。
雙模包覆成型製程使用兩個獨立的模具。基材在第一模具中成型,然後透過人工或機器人轉移到第二模具中,注入包覆樹脂。零件在兩次注塑之間會離開模具,因此污染控制和重新裝夾的公差成為此製程的重要組成部分。
嵌件成型是將預製零件(通常是金屬)一次注塑成型。金屬和熱塑性塑膠之間沒有化學鍵合,也不需要化學鍵結:其保持力完全依靠機械作用,透過塑膠收縮夾緊嵌件上的滾花、倒扣或凹槽來實現。
雙色注塑與其他三種注塑方式的不同之處在於,兩種材料在一次機器循環中同時注入,零件在兩次注塑之間無需離開模具。這使其擁有最精確的套準精度和最牢固的化學鍵合,但也導致其模具成本最高。
雙色射出成型製程及模具配置
了解了工藝週期,就能解釋為什麼雙色注塑的報價方式是這樣的,以及為什麼工藝週期時間不是單色注塑週期的兩倍。
逐步解說雙發循環
第一道注塑成型工序將坯料注入模腔並冷卻。模具打開,承載第一道注塑成型坯料的模具半部進行定位、旋轉或滑動,與第二道注塑成型模腔的鋼坯對齊。然後,第二道注塑成型工序的坯料在坯料上方或旁邊注入,同時,下一零件的第一道注塑成型工序的坯料注入到現在空出的第一道注塑成型模腔中。最終成型的零件(包含兩種材料的零件)被頂出,而剛完成第二道射出成型的坯料則留在模具中。
啟動後,兩次注塑成型是同時進行而非順序進行:在每個循環中,一個工位進行第一次注塑成型,而另一個工位則對上一個循環的預成型件進行包覆成型。在旋轉模板模具上,旋轉半模承載著相同的第一次注塑型腔,而固定半模則承載著第一次注塑型腔和第二次注塑型腔;頂出側配備兩組頂出板,因為每個循環中只有包含兩種材料的零件會被頂出。
模具和機器配置
主要配置的差異在於預成型件如何呈現給第二次射出成型,而這反過來又決定了每種配置可以處理哪些零件幾何形狀。
旋轉模板/轉盤。在第一組分射出並冷卻後,模具的一半在可移動的夾緊板上旋轉,進行兩衝程或四衝程循環。然後,在將第一組分注入自由型腔的同時,將第二組分注入預成型體。此方法適用於預成型體部分或單側暴露的零件,並用於大批量單側包覆成型。一種更簡單的變體是將垂直模板繞著水平軸旋轉;更複雜的「立方體模具」或「旋轉堆疊」則將具有兩個或四個面的中心堆疊繞垂直軸旋轉,這是成本最高的方案。
分度盤。第一個部件被注入到分度盤的型腔中;預成型件被推出並旋轉,然後通過移動分度盤,將預成型件放置到另一個模芯上,並進行雙麵包覆成型。這種方法適用於頂部一側自由、底部部分自由的預成型件。
滑動式分模。僅需一個帶芯拉拔功能的模腔:預成型件注入冷卻後,分離滑塊回縮形成第二個模腔,第二個組件填滿其中。由於僅需一個模腔,此製程簡單且高效,尤其適用於需要部分脫模的預成型件。
滑動工作台模具。模具具有一個型芯側和兩個型腔側;第一個零件注塑完成後,模具打開,型芯側被推入第二個型腔。它適用於部分或單側外露的預成型件,特別適用於原型生產或小批量生產的單側包覆成型。
轉移。機器人將預成型件從第一個型腔中取出,並將其放入第二個型腔中。在第一個型腔已開始填充第一個部件的同時,模具閉合後,第二個部件被注入第二個型腔。這種方法適用於預成型件兩側必須自由的情況,並且可以涵蓋所有設計等級。
三明治/共注塑成型。型腔部分填充表層材料,並將芯材注入表層材料的芯部,形成皮芯結構,而不是並排或包覆成型結構。
旋轉模板式、活性芯式和包覆成型式註塑機也屬於同一類;前兩種注塑機需要第二個注塑單元、兩個流道系統和兩個工藝,而包覆成型式註塑機在大多數情況下需要兩個獨立的模具。
雙色射出成型材質的選擇
材料選擇決定了零件能否牢固地組裝在一起,必須在模具設計開始之前最終確定——之後更改零件的成本非常高昂。
化學鍵結與機械互鎖
雙料注塑成型透過兩種機制實現材料結合。化學黏合是指第二種材料部分熔化,並在分子層面與第一種仍處於半熔融狀態的材料表面發生分子級擴散,形成一種強度可與任何一種單獨材料強度相當的鍵。這就是為什麼雙料注塑成型高度依賴化學黏合:第二種材料被注入到仍然溫熱的第一種材料上,形成牢固結合的時間窗口非常短暫。
機械互鎖是另一種選擇或備選方案。當包覆成型樹脂流入基材上的孔洞時-特別是底部逐漸加寬的燕尾槽孔-冷卻後的材料會與基材緊密結合。將包覆成型層包裹在基材周圍,或透過凹槽、凸緣、柱狀結構或凸台來增加界面面積,也能達到相同的效果。多孔基材則提供了微小的孔洞,彈性體可以滲入其中。
有些材料對透過化學鍵結即可牢固黏合;而有些則需要機械性能的配合。例如,一種專為粘合聚丙烯而配製的熱塑性彈性體(TPE)無法粘合聚碳酸酯,而標準的苯乙烯類TPE除非是聚丙烯基的,否則根本無法粘合聚丙烯。因此,首先要確定TPE的化學成分是否與基材相匹配,並且這一決定應參考複合材料生產商公佈的粘合性能表,而不是通過反覆試驗。
常見的基板和覆蓋層組合
以下配對是生產中最常報告的組合,其黏合品質和典型應用均按照相容性指南中的規定進行。
| 基質(第一槍) | 疊加(鏡頭 2) | 債券品質 | 典型應用 |
| ABS | 苯乙烯類TPE | 優 | 軟握工具、消費性電子產品 |
| PC | 苯乙烯類TPE | 優 | 醫療器材、電動工具外殼 |
| PC/ABS 共混物 | 苯乙烯類TPE | 優 | 汽車內裝零件 |
| PA6 / PA66(尼龍) | 聚醯胺基熱塑性彈性體 | 好到優秀 | 引擎蓋下汽車連接器 |
| PP | 烯烴類TPE/TPV | 固德 | 汽車密封件、消費品包裝 |
| POM(縮醛) | 改質TPE | 公平-需要機械鎖 | 齒輪組件、鎖定機構 |
| ABS | ASA | 優秀(同一家族) | 戶外裝備,雙色部件 |
| PMMA | ABS | 固德 | 彩色身體上的透明窗口 |
在汽車產業,PA6 或 PA66 與聚醯胺基 TPE 搭配是標準配備:尼龍基材負責耐熱耐化學腐蝕,而 TPE 覆層則提供密封或抓握力。此外,此 TPE 必須是專為與聚醯胺黏合而專門配製的,而非通用的苯乙烯類 TPE。基材和包覆成型的組合方式成千上萬,材料供應商可以針對標準組合無法滿足性能要求的情況,提供相應的特殊等級材料。
需要注意的是,非晶態材料與半晶態材料的組合(例如PC/PA6)雖然可行,但收縮率差異會在界面處產生內應力。半晶態材料在冷卻過程中收縮率更高——大約為1.5%至2.5%,而非晶態樹脂的收縮率約為0.4%至0.7%——這會在黏合線上產生剪切應力。如果設計得當,這種應力是可以控制的,但它是後期翹曲的常見原因。
熔體溫度和收縮率差異
第一道焊料必須能夠承受第二道焊料的高溫。第二道焊料必須在不會破壞第一道焊料但足以促進互擴散的溫度下進行加工;通常認為兩種材料之間約 30–40°C 的加工溫度差是合適的加工溫度範圍。熔化溫度過低而無法軟化基材表面是導致黏合失敗的常見原因之一。
收縮率是第二個需要比較的量。模具收縮率是指零件尺寸相對於模腔的幾何減小量,根據 ASTM D955-08 標準,在脫模後 24-48 小時內測量。翹曲是由不均勻收縮引起的變形,這種不均勻收縮主要有三種原因:材料各向異性導致不同方向的收縮差異;壓力和溫度不均勻導致區域間收縮差異;以及模具相對兩側冷卻差異導致厚度方向上的收縮不均勻。對於雙色零件,兩種樹脂收縮率的差異會造成第四個原因,因此,下文風險部分將材料搭配和翹曲控制放在一起討論。
設計規則之前 工具 發行
以下規則可在鋼材切割前應用。它們按各自控制的特徵分組,而且每條規則在圖紙上修正都比在刀具上修正成本更低。
壁厚、肋條和過渡
盡可能保持壁厚一致,並去除厚實的部分,而不是留下實心部分。厚重的凸台和加強筋是造成縮痕和內部空隙的常見設計原因,因為厚截面冷卻不均勻;用加強筋和角撐板代替實心部分可以減少這兩種情況。壁厚不均勻、冷卻不平衡和高收縮率是造成翹曲的常見原因,因此厚薄區域之間的平滑過渡同樣有助於提高尺寸穩定性。
通風、關閉和分型線
拔模斜度使零件能夠順利脫模;承載包覆成型的基板壁通常每側拔模1至1.5度。封邊條用於控制飛邊,而封邊條設計不良或分型線難以處理通常是導致邊緣出現薄薄多餘塑膠的原因。分型線的位置既是技術問題,也是外觀問題,因為分型線在成品零件上是可見的。
在雙色注塑模具中,最重要的封口是「壓實」:即第二道注塑型腔中凸起的鋼板壓入第一道注塑型腔,防止第二道注塑材料飛濺或滲漏到第一道注塑型腔表面。壓實高度通常為 0.003–0.005 英吋。在第一道注塑型腔壁較厚的區域,可能需要增加壓實高度以補償更大的收縮——這可以透過在第二道注塑型封口處增加鋼板或通過去除鋼板來增加第一道注塑型腔壁材料來實現。
黏合區域和機械聯鎖
如果預期會形成化學鍵,則第二道焊料必須接觸到清潔、高溫的第一道焊料表面。污染、脫模劑殘留、操作過程中皮膚接觸,或是第二道焊料接觸界面冷卻的時間過長,都會導致原本相容的焊料組合失效。
如果無法使用化學鍵,則應設計互鎖結構:例如在界面處設置孔洞(盡可能採用榫卯結構)、加強筋、倒角、凹槽或柱狀結構。為防止剝落,應避免包覆材料的邊緣裸露;基材的凸起邊緣可以保護彈性體的邊緣,防止剝落從這些邊緣開始。
關於軟層,有兩點實用說明。薄的包覆成型層——通常小於 10 毫米(0.40 英寸)——無論選擇何種材料,都會感覺較硬,因此消費品通常會使用多層較高的肋條來增加感知厚度,同時減少材料用量。此外,硬度計並非衡量感知柔軟度的可靠指標:彎曲模量(衡量材料抵抗彎曲的能力)才是更好的指標,彎曲模量越低,感覺越柔軟。
閘門位置和對準公差
澆口位置會影響兩次注塑的填充率。薄壁、過長的流道和澆口位置不佳是造成射出不足的常見原因,而澆口位置過高導致樹脂過快進入開放空間則會產生噴射現象。澆口位置還必須考慮二次注塑型腔:第一次注塑的部件必須在二次注塑型腔內得到充分支撐,以抵抗型腔壓力,因為二次注塑會對第一次注塑的塑料施加數千磅的壓力,而不僅僅是對鋼材。實際上,這意味著任何未支撐的結構長度都不能超過其自身厚度的三倍左右,並且在將要進行包覆成型的表面後方不能有加強筋或倒扣。
雙色模具的成本主要體現在套準精度。雙色射出成型模具共用一個模具基準,因此兩種材質由同一鋼材定位,套準精度最高。雙模包覆成型透過在兩個模具之間重新組裝來增加公差。對於旋轉模板模具,模具和機器模板上的定位器至關重要,它們能確保模具精確地位於旋轉模板的中心;如果偏離中心,180°旋轉可能會損壞導針、襯套和止回閥。
生產風險及其控制方法
雙色注塑的失效模式已被充分錶徵,每種失效模式都有一套標準的控制措施,這些措施應納入驗證計劃,而不是作為對廢品的應對措施。
收縮不匹配引起的翹曲
翹曲是由不均勻收縮所引起的變形。在雙色零件中,兩種樹脂收縮率的差異會加劇翹曲,這與其他模塑零件普遍存在的定向、區域間和厚度方向的收縮差異形成對比。非晶態樹脂與半晶態樹脂的組合最為典型,因為收縮率的差異會在黏合線上產生剪切應力,並可能表現為後期翹曲。
控制措施著重於結構和熱力學,而非外觀:平衡的壁厚和平滑過渡、模具兩側表面的平衡冷卻、選擇收縮率差異可控的材料組合,以及在切割鋼材前進行模流模擬。模擬是發現幾何形狀無法保持平整的最經濟有效的方法。
分層和弱黏合
即使零件在抽樣測試中合格,熱循環後仍可能出現黏合失效,因此黏合驗證應包括熱循環測試,而不僅僅是對新零件進行單次拉力測試。導致黏合失效的原因包括:熔體溫度過低,無法軟化基材表面;TPE化學成分不相容;基材潮濕或受污染;脫模劑殘留;轉移過程中的操作不當;或延遲時間過長,導致界面在第二次注塑成型前冷卻。
失效模式可以告訴你具體是哪一種失效。內聚失效(即TPE在界面脫離前發生撕裂)是理想的失效模式,因為它意味著連接處的強度高於彈性體本身的強度。黏合失效(即TPE從基材上完全剝離)則指向界面,因此也可能指向化學成分或製程缺陷。根據ASTM D6862標準發布的剝離測試結果,每英吋寬度15磅力以上的黏合強度被認為是優良的,而每英吋寬度10磅力或以下的黏合強度則被認為是較差的。當化學成分較差時,機械互鎖可以起到輔助作用,黏合強度的檢查應在取樣階段進行。
短鏡頭、介面閃光燈和處理窗口紀律
短射是由於壁厚過薄、流路過長以及澆口位置不佳造成的,需要透過改進模具和填充模式來解決,而不是無限提高壓力。界面飛邊是由於壓模不足、首射支撐不夠、關閉設計不良或液壓缸強度不足以承受型腔塑性壓力造成的。
更隱蔽的風險在於製程控制。由於兩次注塑會相互影響,注塑商通常會先處理第一次注塑的問題,以解決第二次注塑的問題,反之亦然。這會縮小製程窗口,增加廢品率:壓扁、支撐、變形和尺寸過小的圓柱體等問題都可以透過其他方式解決,但代價是犧牲質量裕度。此外,由於型腔偏離中心——第一次注塑在型腔的一半,第二次注塑在另一半——旋轉模具的噸位也會部分被消耗,因此無法使用全部的機器噸位來補償型腔內的塑膠壓力。
雙色注塑與其他製程的比較
雙色射出成型的替代方案並非其劣質版本;它們只是在模具成本、週期結構、黏合強度和批量經濟性方面有所不同。
包覆成型(雙模具)和嵌件成型
雙模包覆成型使用兩套獨立的模具和標準注塑機,基材透過人工或機器人進行模具間的轉移。它是所有工藝中最靈活的:包覆模具可以更換或重建而無需報廢基材模具;兩次注塑可以在不同的注塑機甚至不同的場地進行;它適用於產品研發、新產品導入以及產量不足以攤銷雙模成本的生產項目。其成本包括轉移步驟、注塑間可能存在的污染和人工風險,以及由於重新裝模會累積公差而導致的對位精度較低。
嵌件射出成型使用一個模具和嵌件定位結構,將預製件(通常是金屬)封裝在一次射出成型過程中。嵌件的固定完全依靠機械方式——滾花、倒扣、凹槽——無需化學鍵結。模具成本在三種製程中最低,但嵌件的裝填是每個生產週期的操作:小批量生產時,操作員需要在每個生產週期將嵌件裝入打開的模具中,這會導致嵌件的安裝和方向存在人為差異;大批量生產時,機器人或碗式送料器可以提高重複性,並減少操作員的操作。
雙色射出成型使用一台專用射出成型機,配備兩個或多個射出成型單元和一個雙組分模具,該模具包含兩組型腔,並具有嚴格的壓緊和關閉控制。它的模具成本最高,但批量生產時單件成本最低;由於界面保持高溫,因此化學鍵合強度最高;由於兩次注塑共用一個模具,因此套準精度最高。
| 屬性 | 雙模具包覆成型 | 嵌件成型 | 二次成型 |
| 連結在一起的是什麼 | 硬質塑膠基材加上第二種塑料,通常是TPE或TPU。 | 預製組件,通常為金屬,封裝在塑膠中 | 一個部件由兩種塑膠組成,通常是剛性塑膠加彈性塑膠。 |
| 機 | 兩台標準壓力機,或一台壓力機和兩個模具 | 標準壓力機;立式夾具 | 專用印刷機,配備兩個或多個注塑單元 |
| 模 | 兩個獨立的模具 | 一個模具加上嵌件定位功能 | 一組 2K 刀具,兩組型腔,嚴密壓緊和關閉控制 |
| 週期 | 兩個循環加一個轉移步驟 | 一次循環加每次射擊的插入式裝彈 | 一個組合循環;啟動後,各鏡頭並行運行 |
| 鍵合機制 | 化學熔融黏合,必要時輔以機械互鎖 | 純機械封裝 | 化學熔融鍵合,由於界面保持高溫,因此強度最高。 |
| 步驟之間的處理 | 零件由人工或機器人轉移 | 每個循環都載入插入件 | 沒有;該零件從未離開過工具。 |
| 相對模具成本 | 中間名 | 最低 | 最高 |
| 以銷量計算的相對單件成本 | 中間名 | 隨著裝載勞動力增加而上升 | 最低成交量 |
| 材料間的配準 | 更寬鬆;重新固定堆疊公差 | 由插件的位置決定 | 最緊密;兩張照片共用一個工具參考 |
| 典型用途 | 握把、密封圈、低音量和中音量下的柔軟觸感 | 螺紋嵌件、端子、插銷、襯套 | 大容量握把、永久性銘文、裝飾性飾邊 |
繪畫、印刷和模內裝飾
裝飾工藝是在成型後增加工序,而雙色注塑則在模具中同時實現顏色、紋理和文字。噴漆和移印是將第二種顏色施加到成品上,會產生單件加工成本,並且其耐久性也受限於塗層或油墨;雙色注塑則不存在這種磨損表面,因為顏色本身就是材料的一部分。
模內裝飾 (IMD) 是一個獨立的製程家族,包括模內貼標 (IML)、模內薄膜 (IMF) 和模內轉移 (IMR),其原理是將薄膜或印刷油墨置於模腔內,並在註塑過程中進行黏合。 IMD 本身有時會與雙色射出結合使用,這種組合工藝比單獨使用任何一種都更具挑戰性。雙色 IMD 的品質取決於產品結構、黏合劑入口設計、第一色和第二色組分的材料選擇、薄膜加工技術、薄膜厚度和注塑參數,其典型缺陷包括油墨流失、色層間黏合力弱、表面凹陷和紋理模糊。雙色 IMD 中的油墨流失主要是由於模具入口設計不佳造成的,薄膜選擇和薄膜厚度是次要因素;第二次注塑增加了複雜性,因為熔體在可能分散底部油墨之前會接觸到薄膜頂部。如果薄膜材料與第一色和第二色組分相同(例如,三者均使用 PC),則黏合強度會提高。
超音波焊接和組裝
焊接將分別模製的零件連接起來,增加了一個組裝步驟,並且對接頭設計也有諸多限制:兩個部件各自只需要一個簡單的單材料模具,材料無需化學相容,而且任何一個部件都可以單獨修改。但它無法去除接頭。雙色注塑則省去了組裝步驟和接頭,因此它是永久性清晰的鍵槽和裝飾件的標準解決方案,因為在這些情況下,分模線痕跡是不可接受的。其缺點是模具成本較高,並且只能使用能夠黏合的材料組合。
銷量和經濟框架
成本邏輯很簡單,值得直截了當地說明。雙色模具的前期成本最高——需要兩套模腔、精密封口裝置和一台專用壓機——因此在大批量生產時才能收回成本。雙模包覆成型介於兩者之間:只需兩組模具和一台標準壓機即可。嵌件成型的模具成本最低,但隨著產量的增加,每個零件的人工成本也會上升。裝飾工藝增加了每個零件的加工工序,而焊接工藝則增加了一道組裝工序。
實際決策流程如下:首先考慮黏合要求(接合處需要化學黏合還是機械固定即可?),然後是材料組合,接著是產量,然後是模具預算,最後是套準公差。按此順序回答這些問題可以避免在確定粘合方式和材料組合之前就選擇工藝的常見錯誤。
雙色射出成型是否適合您的零件? 體積?
雙色射出成型是滿足零件功能和體積特定組合的正確選擇,而且在詢價之前就能識別出相關訊號。
擬合標準
四個因素顯示雙色注塑製程較優。首先,需要真正意義上的雙材料功能:例如柔軟的握柄、密封件、窗口或不會磨損的永久性雙色標識。其次,需要牢固且穩定的黏合,在這種情況下,熱界面上的化學黏合是一種優勢而非風險。第三,需要精準的套準-例如不允許出現任何分模線痕蹟的裝飾性修邊,或必須保持位置穩定的鍵槽和標識。第四,需要足夠大的產量來攤提模具和專用壓機的成本。
當設計仍在改進中,或產量不足以攤銷雙模模具成本時,雙模包覆成型通常是更合適的選擇。如果第二種材料是金屬而非塑料,則嵌件成型才是更合適的比較對象。
從原型到大量生產
一個切實可行的流程包含六個階段。首先是概念和材料的搭配,主要依據黏合數據而非試驗結果來決定。接下來是面向製造的設計 (DFM) 審查和模流模擬,用於在正式使用鋼材之前測試填充率、冷卻平衡和翹曲。之後是原型製作:多材料軟觸感部件可以使用增材製造材料製作原型,這些材料可以近似於剛性+彈性體組件,通常足以測試夾持幾何形狀和人體工程學;或者,對於需要早期獲得真正雙色注塑部件的小批量生產,可以使用滑動工作台模具。 T1 樣品用於驗證尺寸和黏合性能,包括熱循環。接下來是工藝窗口的確定,兩次注塑需要同時進行調整,而不是相互補償。最後是生產,並進行過程檢驗。
黏合驗證應貫穿整個流程,而非在其之後。最可靠的模具前測試方法是使用測試模具依序模製兩種材料的平面薄片,然後按照 ASTM D903 標準進行剝離測試,並按照 ASTM D3359 標準進行劃格黏合力測試。大多數 TPE 供應商也會發布黏合力數據表,其中列出了針對常用基材的剝離強度測量結果,應在最終確定材料選擇之前索取這些數據。
選擇NOBLE為您的雙色射出成型專案提供支持
NOBLE是一家中英合資企業,也是一家被政府認定為「全國高新技術企業」的中國製造合作夥伴。憑藉十餘年的經驗,NOBLE提供從原型製作到大量生產的一站式客製化製造服務,我們的工程和加工能力能夠為客戶的雙色注塑專案提供原型製作和大量生產支援。
我們的品質管理系統已通過 ISO 9001:2015 和 ISO 13485:2016 認證。第二個認證對於開發醫療器械和手術器械的團隊來說至關重要,因為這類產品需要使用雙色注塑過程將不同的硬度和顏色結合在一個組件中。
我們提供從設計到組裝的全方位服務,而不僅僅是生產。這意味著本指南中描述的決策都可以在一個專案中完成:模具發布前的材料搭配和麵向製造的設計 (DFM) 審查、用於測試握把幾何形狀和人體工程學的原型零件、模流模擬和抽樣,以及包含檢驗的生產過程。
支援能力,作為關於我們營運的第一手事實:
- 交貨週期短。 借助全面的數控軟體和經驗豐富的工程師,您的零件可以在 7-10 天內快速完成。
- 即時定價。 提交包含所需資訊的詢價單後,我們將在 24 小時內提供快速專業的報價。
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- 精密的測試設備。 一套完整的檢測設備和一套完善的品質控制系統有助於確保原型和組件的高精度製造。
- 業界領先的專業技術。 採用先進的快速原型製作和快速製造技術,按照規定的規格加工各種金屬和塑膠材料。
如需洽談雙色注塑項目,請提交包含所需零件資訊的詢價單,我們的團隊將回覆報價以及從原型到生產的推薦方案。
雙色注塑成型常見問題解答
雙色注塑、2K注塑、雙色注塑和多材料注塑有何不同?
雙色注塑、2K注塑和雙色注塑幾乎都是同義詞,指在同一機器循環中連續使用兩種材料的工藝。多材料或多組分注塑則涵蓋範圍更廣,包括雙組分注塑以及三組分或更多組分的注塑工藝,還有夾層/共注塑工藝。 「雙色」強調的是視覺效果;「雙色注塑」強調的是注塑步驟的數量。
哪種模具配置適合哪個零件?
旋轉壓板適用於大批量生產部分或單側裸露的預成型件。分度板適用於頂部單側自由、底部部分自由、兩側均需包覆成型的預成型件。滑動分離式成型是一種簡單且經濟高效的選擇,適用於預成型件需要部分脫模的情況。滑動工作台適用於單側包覆成型的原型製作和小批量生產。傳遞蓋板適用於預成型件兩側均需自由的情況。夾層/共注塑成型可生產皮芯複合結構。
哪些樹脂對經過化學鍵合,哪些需要機械鎖合?
ABS、PC 和 PC/ABS 與苯乙烯類 TPE 的黏合性極佳;PA6/PA66 與聚醯胺類 TPE 的黏合性良好至極佳;PP 與烯烴類 TPE 或 TPV 的黏合性良好;ABS 與 ASA 作為同系列材料對黏合性極佳;PMMA 與 ABS 的黏合性良好;ABS 與 ASA 作為同系列材料對黏合性極佳;PMMA 與 ABS 的黏合性良好。 POM 與改質 TPE 的黏合性一般,需要機械鎖緊。除非是 PP 基 TPE,否則標準苯乙烯類 TPE 無法與 PP 黏合。
工具發布前的關鍵設計規則是什麼?
壁厚一致,採用空心塊和肋條而不是實心部分;適當的拔模斜度(通常,在帶有包覆成型的基材壁上,每側為 1-1.5 度);第二次注塑成型時,壓痕通常為 0.003-0.005英寸,第一次注塑成型較厚的地方需要額外的壓痕;第一次注塑成型部分能夠完全支撐,以抵抗第二次注塑成型型腔的壓力,任何未支撐的部分長度均不超過其厚度的三倍左右;在無法確保化學鍵合的地方,採用機械互鎖。
如何控制翹曲和分層?
翹曲可透過平衡壁厚和漸變過渡、平衡冷卻、選擇收縮率差異已知的材料組合以及模具製造前的模流模擬來控制。分層可透過正確的材料組合、保持首模表面高溫清潔、機械互鎖作為備份以及在取樣時進行包括熱循環在內的黏合性檢查來控制。內聚失效(TPE撕裂)是理想結果;黏合失效(乾淨剝離)則指向化學或製程問題。
雙色射出成型與包覆成型、嵌件成型、裝飾和焊接等工藝在模具和批量經濟性方面有何不同?
雙色射出成型模具成本最高,但大量生產時單件成本最低,且化學鍵結強度最高,套準精度也最高。雙模包覆射出成型模具成本和單件成本居中,開發靈活性最高。嵌件射出成型模具成本最低,但大量生產時單件人工成本較高。裝飾注塑成型需要在成型後進行單件加工。焊接注塑成型則需要增加組裝步驟,且對接合設計有許多限制。
如何判斷雙色注塑是否適合我的零件和數量?
尋找真正意義上的雙材料功能,確保黏合強度和穩定性,對對準精度要求嚴格,並且產量足夠大以攤銷模具成本。然後遵循從原型到量產的流程:材料配對、面向製造的設計 (DFM) 和模擬、原型製作(小批量生產可採用增材製造或滑動台模具)、T1 樣品測試(包括粘合強度和熱循環驗證)、工藝窗口確定以及生產過程中的檢驗。













