高光无痕注塑技术原理及应用：模具温度控制与热流道系统详解

1、高光无痕注塑原理

1、模具成型对温度要求较高（一般在80℃-130℃左右）。注塑转保压后，用冷却水将模具温度降至60-70℃。在较高的模具温度下保压成型，有利于消除制品中的熔接线、流痕、内应力等缺陷。因此，模具在运行过程中需要加热。为了防止热量损失，通常在定模一侧加隔热板。

2、模具型腔表面极其光亮（一般镜面2级以上）。高光模具生产的产品无需任何表面处理，可直接用于组装（装配）。因此，它对模具钢材和塑料材料的要求非常高。

3、热流道系统中有多个热喷嘴。每个热喷嘴必须有密封针和独立的空气通道。可通过电磁阀、时间继电器单独控制，实现分时供胶，从而实现控制甚至消除。焊痕的目的和控制方法很复杂。

4、模具加热通常有两种方式：蒸汽（热水）加热和电加热棒（管）加热。蒸汽（热水）加热方式是在注塑过程中采用特定的控温机向模具内输入蒸汽（热水），使模具快速升温；注塑完成后，用冷水冷却模具，使模具快速冷却。电加热方式与水加热温控机原理相同，只是热源不同。电加热是二次能源，水加热是三次能源。根据原理，电加热消耗能源少，利用率高。良好的节能效益。使用方便，所以如果是平面（面）产品，最好用电加热。

2、模具材料

1、对产品表面有一般要求的模具材料，可采用NK80（日本大同）；

2、高光泽要求的材料有S136H（瑞典）和CEANA1（日本）；

3、NK80不需要淬火处理； S136H粗加工后应淬火至52度； CEANA1本身有42度，不需要淬火处理（建议使用这种钢，因为不会影响后续加工或改性）；

4、德国Gleitz品牌也有不错的选择； CPM40/GEST80

3、模具水道设计

1、水道采用孔径5-6mm；水龙头采用1/8或3/8螺纹（模具一侧），另一侧采用3/4英寸螺纹（老式连接方式）；管件采用不锈钢管；现在我们把它改为一进一出。最好在模具内制作分流口，接口采用DN25连接（内、外扬声器连接）。这样热量损失少，安装方便，接口方便。

2、水道侧面与产品表面的距离一般为5-6mm；如果太大，会影响模具的加热时间，如果太小，会影响模具的强度。水道平行产品面必须均匀布置（距原料中心15mm等距离分布）。热电偶应设计在两个水道的中间，深度大于50mm，最大不超过100mm。可根据模具结构灵活控制。每套模具PT100均配套一个。为了保持其精度，必须将其插入模具型腔的型芯中并固定。将引线连接到模具外部，然后连接到温度控制器的插座。

3、模具水道接头必须设计在模具的上下两侧或后侧；操作侧（站侧）不得设置水道进出口或水管布置，以免管道破裂伤及生产人员。记住！

4、模具进出料口均采用分流板设计。水热模温机系统只有1个进水口和1个出水口接口，减少过多的水管连接和不必要的热能损失；并达到安全、节能的目标。并且波纹管外表面包裹有隔热胶带，起到保温、安全的作用。

5、模具的施工孔（不需要的孔）必须用塞子堵住，保证不漏气、漏水。方法是先用铜堵住，然后用锥形喉齿和耐高温胶密封；高光模具的冷却水道的排水比较讲究（水热模具的水道是共用的）。良好的水道布置不仅可以大大提高注塑效率，而且对提高产品质量也起到重要作用。高光模具的水道不但要均匀而且要充足（足够的数量）。这会快速加热模具；同时，使用加长水管直接将水从模芯中输送出来，而不使用密封圈，可以防止模具长期在高温下运行，导致密封圈老化，也可以减少模具的磨损。许多模具的维护成本。值得一提的是，高光模具的水管必须采用耐高温材料（250℃）波纹管。高压1.6Mpa波纹管，防止水管在高温高压下爆裂。对于圆形产品，采用循环水运；对于长产品，使用平行的输水通道。对于高差较大的产品，采用水井的形式；对于异形产品，采用与产品外观一致的三维水运方式。

4、模具保温系统

1、定模芯或动模芯的四个侧面必须镂空；模架与型芯之间必须有一定的间隙（取决于模具材料的热膨胀系数，一侧1毫米）。防止模架膨胀，减少模芯与模架的接触面，最大限度减少热能损失；模芯与模架采用斜向或类似方式锁紧，前端采用防尘树脂或具有明显隔热效果的树脂制成。其他材料（如石棉板）。

2、模架和型芯的详细结构。模架的冷却水非常重要。为了防止模芯内的热能传导到模架上，应在导柱附近上下布置一圈水。 ？ ？

3、导套的运动部分应尽可能采用石墨材料或避开导柱的前端。确保贴合部分的长度为25mm就足够了；

5、模具浇口设计

模具浇口设计应尽量减少焊接痕迹并便于排气和减少剪切。对于使用水加热温控器的模具，浇口尺寸应较大，并采用大浇口供胶。在不影响产品功能和成型效率的情况下，浇口的长度、深度、宽度应尽可能缩短。若浇口太小，易造成填充不足（短射）、收缩凹痕、熔接线等外观缺陷，成型收缩率增大。如果浇口太大，浇口周围会产生过大的残余应力，导致浇口变形或开裂，并且浇口拆卸困难。除非流量比超过实际限制，否则最好使用浇口。树脂流动长度曲线将提供材料在一定成型条件下的流动长度。多个浇口经常会产生熔接线和焊痕。除了长而窄的产品外，使用单浇口可以确保材料、温度和保压压力的分布更加一致，从而获得更好的匹配效果。

6、模具排气；产品周围尽量间隔10mm，均匀分布深度0.15mm的排气槽；产品的中间单板还需要排气设计；

7、模具分型面的配合；由于高光模具之间的温差较大，因此对单板的匹配要求较高。同时，必须减少单板的面积。分型面周围 10mm 的配合就足够了。

8、加热棒（管）高光模具设计

1、闸门上下两侧应有电加热棒（管）。冷却水孔一般为6mm（越大越好）；两水孔中心距为15-20mm；加热棒壁与产品表面的距离为5mm。加热棒中心距20mm；冷却水与加热棒壁的距离为6-8mm。如果可能的话，最好穿插电热棒。

2、内模腔内的水输送可用耐高温密封圈或硬密封密封；

3、加热棒直径为4.92mm，模具设计为5mm。组装加热棒前，用5mm顶针磨利边缘，去除加热棒的毛刺。

4、模具进出水喷嘴采用与水蒸气加热模具相同的分流器设计（冷却水），因为电加热模具控制系统只有一根进水管和一根出水管。

9、高高的产品要求

高光模具对产品结构要求严格。产品越亮，对光的折射效应越敏感。表面上的轻微缺陷很快就会被发现。因此，如何解决缩水问题是高光产品首要解决的问题。一般情况下，如果产品的筋厚度不超过主胶位厚度的0.6mm倍，则不会收缩。换句话说，收缩很小，难以察觉，因此可以忽略不计。但对于高光泽产品来说，这样的要求还远远不够。产品筋的厚度必须减少到不超过主胶厚度的1倍。螺旋柱还必须具有火山口式倾斜屋顶结构。

10、高光模具塑料材料的选择

目前常用的高光塑料材料有HIPS和ABS+PC。作为两种常用的外壳材料，ABS+PC虽然尺寸较大，但成型品在抗冲击性、表面光泽度、硬度等方面均优于HIPS，因此在生产高光泽产品时，通常采用高光材质制成。光泽ABS材料。 ABS是一种无定形聚合物，没有明显的熔点。由于牌号和牌号种类繁多，在塑料注射过程中应根据不同牌号制定合适的工艺参数。一般成型可在160℃以上270℃以下进行。在成型过程中，ABS热稳定性好，选择范围广，不易发生降解或分解。 ABS的熔体粘度适中，其流动性比聚丙烯（PC）、聚碳酸酯等好，熔体的冷却和凝固速度比聚碳酸酯快。一般5-15秒即可固化。 ABS的流动性与注射温度和注射压力均有关，其中注射压力稍敏感。为此，在成型过程中可采用注射压力来降低熔体粘度，提高充模性能。 ABS因成分不同而具有不同的吸水性和粘合性能。其表面附着力和吸水率范围为0.2%～0.5%，有时可达0.3%～0.8%。为了获得更理想的产品，成型前进行干燥，将水分含量降至0.1%以下。否则，产品表面会出现气泡、银丝等缺陷。能昌塑胶材料需要1%的金属粉（深圳祖兴公司）以提高高光效果。

11、模具的抛光和保养

塑料模具加工中提到的抛光与其他行业所需的表面抛光有很大不同。严格来说：模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求，而且对表面平整度、光洁度和几何精度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面。镜面加工标准分为四个等级：AO=Ra0.008um、A1=Ra0.016um、A3=Ra0.032um、A4=Ra0.063um。由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精度，而化学抛光、超声波抛光、磁力抛光等方法的表面质量又不能满足要求，因此精密镜面加工模具仍以机械抛光为主。

1.机械抛光的基本程序。为了获得高质量的抛光效果，最重要的是要有高质量的抛光工具和辅助产品，如油石、砂纸、研磨膏等。最重要的是抛光工作环境，需要无尘车间。抛光程序的选择取决于前处理的表面状况，如机械加工、电火花加工、磨削等。

2、机械抛光的一般工艺流程如下： 1、经过粗抛、精铣、电火花、磨削等工序后的表面，可用转速为35000-40000rpm的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法包括使用直径3mm和WA#400的砂轮去除白色火花层。然后是手工油石打磨，条状油石上添加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般使用顺序为#180-#240-#400-#600-#1000。许多模具制造商选择从 #400 开始以节省时间。

3、半精抛光主要使用砂纸和煤油。砂纸号数为：#400-#600-#800-#1000-#1200-#1500。事实上，#1500砂纸仅适用于淬硬模具钢（52HRC以上），不适用于预硬钢件，因为这可能会导致预硬钢件表面烧伤。

4、精抛光主要采用金刚石研磨膏。通常的研磨顺序为9um(#1800)-6um(#3000)-um(8000)。可用9um金刚石研磨膏和抛光布轮去除#1200、#1500砂纸留下的毛发状磨痕。然后用粘毛毡和金刚石研磨膏进行抛光，顺序为1um(#14000)-1/2um(60000)-1/4um(#100000)。精度要求在1um以上（含1um）的抛光工艺，需要绝对洁净的空间进行模具抛光。灰尘、烟雾、头皮屑和口水可能会破坏您工作数小时后获得的高度抛光的表面。

2. 1. 机械抛光时应注意的问题。用砂纸抛光时应注意以下几点；

1.用砂纸抛光需要使用软木棒或竹棒。抛光圆形或球面时，使用软木棒可以更好地匹配圆形或球面的曲率。较硬的木条（例如樱桃木）更适合抛光平坦的表面。修剪木条的末端，使其与钢部件的表面形状相匹配。这样可以防止木条的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。

2、使用不同型号砂纸时，抛光方向应改变45°-90°。可以分析前一类砂纸抛光后留下的条纹阴影。在更换不同类型的砂纸之前，必须用100%棉花蘸酒精等清洁液仔细擦拭抛光表面，因为表面留下的小碎石会破坏整个后续的抛光工作。当从砂纸抛光转换为金刚石研磨膏抛光时，这种桶清洁过程同样重要。在继续抛光之前，必须彻底清洁所有颗粒和煤油。

3、为避免划伤、烧伤工件表面，用#1200、#1500砂纸抛光时必须特别小心。需要施加轻载荷并采用两步抛光方法抛光表面。用每种型号的砂纸抛光时，应在两个不同方向上进行两侧、三次抛光，并且两侧、三个刀每个方向旋转45°-90°。

3、金刚石磨抛时应注意以下几点；

1、这种抛光必须尽可能在较轻的压力下进行，特别是在抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。使用#8000研磨膏时，常见的载荷为100-200g/cm2，但很难保持该载荷的精度。为了更容易做到这一点，您可以在木条上制作一个细而窄的手柄，例如添加一块铜，或者去除部分竹条以使其更柔软。这可以帮助控制抛光压力，以确保模具表面的压力不会太高。

2、使用金刚石磨抛时，不仅工作表面要清洁，工人的双手也必须仔细清洁。

3、每次抛光时间不宜过长。时间越短，效果越好。如果抛光过程进行太长时间，可能会出现点蚀。

4、为了获得高质量的抛光效果，应避免使用易发热的抛光方法和工具。例如;用抛光轮抛光时，抛光轮产生的热量很容易造成橘皮现象。

5.当抛光过程停止时，确保工件表面清洁并仔细清除所有磨料和润滑剂非常重要。然后在表面喷涂一层模具防锈涂层。

4、影响模具抛光质量的因素

由于机械抛光主要由手工完成，抛光技术仍然是影响抛光质量的主要因素。此外，还与模具材料、抛光前的表面状况、热处理工艺等有关。优质钢材是获得良好抛光质量的前提。如果钢材表面硬度不均匀或特性存在差异，往往会出现抛光困难的情况。钢材中的各种杂物和气孔不利于抛光。

1、不同硬度对抛光工艺的影响

2、硬度增加，磨削变得更加困难，但抛光后的粗糙度降低。随着硬度的增加，达到较低粗糙度所需的抛光时间也相应增加。同时，硬度增加，过度抛光的可能性降低。

3、工件表面状况对抛光工艺的影响

钢材切割机械破碎过程中，表面会因受热、内应力或其他因素而损坏。切削参数不当会影响抛光效果，因此需要高速CNC精加工，加工切削量控制在0.05-0.07mm。JN EDM加工后的表面比普通机械加工或热处理后的表面更难磨削治疗。因此，在电火花加工结束前应进行精密电火花修整，否则表面会形成硬化层。如果电火花精加工规格选择不当，热影响层深度可达0.4mm。硬化层的硬度高于基本硬度，必须去除。因此，最好加上粗磨工序，将受损的表层彻底去除，形成均匀粗糙的金属表面，为抛光提供良好的基础。

12、高光模具的保养

1、模具工件表面通常必须涂上高级防锈剂或用保鲜膜密封，防止与空气直接接触而导致生锈；

2、防止任何杂物或手直接接触型腔表面；

3、清洁镜面时，应用高密度纸巾喷上清洁剂，从上到下轻轻擦洗，不能来回擦洗；不能使用医用棉布、布条； **不能直接对工件吹气，因为气管内的空气是杂物，湿气会对工作表面造成损坏。

4、每次模具生产或试模后，必须用枪将模具的水道吹干净，防止模芯生锈。

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