Mucell微孔發(fā)泡成型技術(shù)簡介

1、Mucell微孔發(fā)泡成型技術(shù)簡介收藏微孔發(fā)泡(Microcellular Foamine)是指以熱塑性材料為基體，通過特殊的加工工藝，使制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，在基本保證制品性能不降低的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕制件重量和成型周期，大大降低設(shè)備的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小，平直度高，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等優(yōu)勢。與常規(guī)注塑相比較，特別在生產(chǎn)高精密以及材料較貴的制品中，在許多方面都獨具優(yōu)勢，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方面。微孔發(fā)泡技術(shù)發(fā)展概述上世紀(jì)80年代，美國麻省理工學(xué)院(MIT）首先提出微孔發(fā)泡的概念，希望在制品中產(chǎn)

2、生高密度的封閉泡孔，從而在減少材料用量的同時提高其剛性，并避免對強(qiáng)度等性能造成的影響。Trexel公司于上世紀(jì)90年代中成立并獲得MIT的所有專利授權(quán)，將微孔發(fā)泡技術(shù)商品化并繼續(xù)大力發(fā)展，現(xiàn)在已在世界各地獲得70多個相關(guān)的專利。MuCell現(xiàn)已成為了一個非常成熟的革新技術(shù)在全世界被廣泛使用。圖 1 加入Mucell系統(tǒng)的注塑機(jī)MuCell微孔發(fā)泡技術(shù)的使用先從美國、歐洲開始，再延伸到日本及東南亞等地區(qū)，雖然在中國剛剛起步，但經(jīng)過一年多的發(fā)展，用戶正在迅速增長。經(jīng)過多年來全球不同用戶在商業(yè)設(shè)備、汽車部件、電子電器等各種產(chǎn)品中大批量生產(chǎn)使用，MuCell微孔發(fā)泡技術(shù)的優(yōu)點得到了驗證，用戶在提高產(chǎn)品

3、質(zhì)量的同時獲取了更高的經(jīng)濟(jì)回報?；驹砦⒖装l(fā)泡成型過程可分成三個階段：首先是將超臨界流體(二氧化碳或氮氣)溶解到熱融膠中形成單相溶體；然后通過開關(guān)式射嘴射人溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在制品中形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長大生成微小的孔洞。圖 2 微泡成型過程發(fā)泡后的制品橫切面放大圖如下，我們從中可以明顯看到表層還是未發(fā)泡的實體層，這是由于模具溫度較低，表面樹脂冷卻迅速，細(xì)胞核沒有成長的時間，所以還是未發(fā)泡的實體。圖 3 發(fā)泡體的結(jié)構(gòu)MuCell的加工流程我們來看一下MuCell的運作流程圖：首先氮氣或二氧化碳經(jīng)過超臨界流體控制系統(tǒng)產(chǎn)生超臨界流體，再

4、輸出到射人界面，通過射入界面打人注塑機(jī)螺桿的攪拌區(qū)，熱熔膠和超臨界流體在攪拌區(qū)內(nèi)充分溶解形成單相溶體，并在一定的恒定壓力下保持下來，當(dāng)注塑機(jī)發(fā)出射膠指令時，開關(guān)式射嘴將會打開將單相溶體射人模具的型腔中，形成微孔發(fā)泡產(chǎn)品。圖 4 Mucell技術(shù)流程使用MuCell必須在注塑機(jī)上裝上特別的螺桿和炮筒，工藝特點如下： 螺桿具有特殊的螺紋設(shè)計 超臨界流體被射人攪拌區(qū)后，需要特殊螺紋來切碎超臨界流體，使之與熱熔膠充分溶解從而形成單相融體。 單相融體必須保持在一定的高壓下才不會離析 Trexel注塑機(jī)的螺筒有單向止逆閥和開關(guān)式射嘴設(shè)計，從而在螺筒前端的射出段形成一個密閉高壓區(qū)間。下圖用汽水瓶形象地進(jìn)行了

5、說明：注射時，開關(guān)式射嘴打開，就如同汽水瓶的蓋子被打開一樣，單相融體瞬間注人模具型腔開始發(fā)泡。圖5 Mucell注塑工藝用戶也可以在現(xiàn)有注塑機(jī)上進(jìn)行升級，更換為Trexel特制的設(shè)備，如螺桿、螺筒，加裝注射器和射入界面系統(tǒng)，外接一個超臨界流體控制器來實現(xiàn)。當(dāng)然，也可以購買一些品牌已整和了這些特制部件的新注塑機(jī)。MuCell的螺桿和螺筒是定制件，考慮與注塑機(jī)規(guī)格的配合，一般選用相若的螺桿直徑，長徑比通常是22：1或24：1，比普通的較長些。值得一提的是，加裝了MuCell之后，仍可以很方便切換回傳統(tǒng)注塑，用戶可以根據(jù)需求靈活安排生產(chǎn)。技術(shù)特點及優(yōu)勢MuCelt微孔發(fā)泡成型主要是靠發(fā)泡體的成長來填

6、充產(chǎn)品，是在一個較低而平均的一個壓力下進(jìn)行，不像傳統(tǒng)注塑成型要靠模板不斷保壓。所以，產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力大大減小，不同位置的收縮也變得非常平均。MuCelI微孔發(fā)泡技術(shù)降低成本MuCell成型具有很多的特點：樹脂黏度降低令流體的流動性更高，這樣可以減低溶膠的溫度，模溫和射膠壓力低，塑件穩(wěn)定，成型視窗大。MuCell工藝通過下列途徑降低了生產(chǎn)的成本： 可以采用較低的壓力注塑更平整、更筆直、尺寸更穩(wěn)定，而沒有縮水的部件； 提高了注塑工藝水平，減少了注塑和裝配的不良率； 因尺寸更穩(wěn)定，可減少模具尺寸反復(fù)修改，從而降低模具設(shè)計和制造成本； 降低鎖模力40-80，減少毛邊，降低能耗，延長了模具壽命； 可以考慮使用更低噸位的注塑機(jī)或使用多模腔； 注塑周期縮短20-