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1. 嵌件埋入射出成型
嵌件注塑(Insert Molding)是一種常見的製造工藝,通過將金屬或其他材料的嵌件預先放置在射出模具中,然後注入熔融塑膠,形成具有嵌件的複合製品。這一過程開始於將嵌件精確定位於模具的指定位置,確保其在注塑過程中不移位。隨後,塑膠材料被注入模具,包圍嵌件,並在冷卻固化後形成一體化的結構。
嵌件注塑技術的應用廣泛,包括製造具有螺紋、金屬框架等特性的產品。這種工藝不僅提高了產品的結構強度和耐用性,還能減少組裝步驟,降低生產成本。此外,嵌件注塑使得設計更加靈活,能夠生產出形狀複雜且具有多功能特性的零件。
嵌件成型主要形式有兩種(圖1)。第一種是在模具內放置預先準備好的異材質嵌件,然後注入熔融樹脂(塑膠),使材料與嵌件結合並固化,最終形成一體化的產品。這種工法廣泛應用於需要結合多種材料的複合製品中,能夠提升產品的結構強度和功能性。
第二種方法是基體上射出成型(Outsert molding)。這種工法是將塑膠成型件局部嵌入到金屬板面上,利用射出成型技術在金屬基體的特定部位形成塑膠部分。這種方法通常應用於需要在金屬表面增加塑膠部件的產品等。
2. 嵌件產品設計的特點
- (a) 樹脂的易成型性、彎曲性與金屬的剛性、強度及耐熱性的相互組合補充可結實地製成複雜精巧的金屬塑膠一體化產品。
- (b) 特別是利用了樹脂的絕緣性和金屬的導電性的組合,製成的成型品能滿足電氣產品的基本機能。
- (c) 多個嵌件的事前成型組合,使得產品單元組合的後工程更合理化。
- (d) 嵌件品不盡限於金屬,也有布、紙、電線、塑膠、玻璃、木材、線圏類、電氣零件等多種。
- (e) 對於剛性成型品、橡膠密封墊板上的彎曲彈性成型品,通過基體上射出成型製成一體化產品後,可省去排列密封圏的複雜作業,使得後工序的自動化組合更容易。
- (f) 因為是熔融的材料與金屬嵌件的接合,與壓入成型法相比較,金屬嵌件間隙可以設計得更狹窄,複合產品成型的可靠性更高。
- (g) 選擇適當的樹脂和成型條件,即是對於易変形破損的產品(如玻璃、線圈類、電氣零件等),通過樹脂也可密封固定。
- (h) 選擇適當的模具構造,嵌件品也可完全封入樹脂內。
- (i) 嵌件成型後,經過去芯孔處理,也可製成帯有中空凹槽的產品。
- (j) 立式射出機與機械手、嵌件品整列裝置等的組合,嵌件成型工程大都可實現自動化生產。
3. 自動嵌件成型系統設計選擇注意事項
- (a) 金屬嵌件成型容易產生成型收縮率不均一,事先應做重要部位的形狀、尺寸精度的極限試驗
- (b) 射出過程中金屬嵌件容易變形和移位,應充分考慮模具構成和容易保持金屬嵌件的模具形狀的設計。對於嵌件形狀不能改變的產品,事先試驗是不可缺少的。
- (c) 金屬嵌件的排列分離而使用輸送器的場合下,金屬嵌件之間和嵌件與振動球的接觸,會使嵌件表面產生細微的損傷,而影響產品品質。應事先確認其品質容許極限範圍。
- (d) 應事先測定金屬嵌件因為沖壓加工而引起的鋸齒狀、翹曲量、材料厚度差、直徑差、表面加工(電鍍、電泳、噴漆等)引起的厚度差等。在此基礎上進行自動化裝置的配套選擇設計及模具構造的設計。
- (e) 模具澆口位置方式、成型週期等制約模具構造的可預測事項,盡可能事先解決或有相應的改善對策。
- (f) 應確認金屬嵌件是否需要預熱或乾燥處理。目的在於保證產品品質和成型的穩定性。
- (g) 模具內設置的各種檢測器件,是為了在模具受熱、力、振動等環境條件影響下,保證成型動作安定而採用的,應確認是否使用。
- (h) 為了避免金屬嵌件、成型品的細微片堆積在模腔內,要必要的話可組裝氣吹裝置。
- (i) 由於系統設備投資價格高,採用前要充分考慮能否確保設備運行後的生產量。採用專用機的場合時,有必要確保產品在數年間無形式更新可連續生產的前題。
- (j) 採用通用機的場合時,需確認多品種少批量嵌件有多少種組合生產。若是整體上無法保證大批量生產時,毎個產品的固定資產的回收是困難的。這種情況時,需更換一部分裝置後可在一定範圍內適應于品種更新要求。
- (k) 決定嵌件成型率、生產性和成型成本條件的有金屬嵌件品的精度、嵌件的形狀、模具是否有利於嵌件成型和成型品形狀等多種因素和技術決巧。
- (l) 射出機、模具、自動化裝置的有效組合和如何在短時間內發揮功能,是決定自動嵌件成型系統的關鍵。建議請與有相當實績和經驗的廠家諮詢相談選擇。
4. 參考文章
★ 【塑件結構設計的要求-嵌件的設計】(按圖超連結)
★ 【嵌件埋入射出龜裂及埋入件取出】(按圖超連結)
5. 參考影片
★ 【嵌件射出成型模具設計及製程注意事項】
★ 【射出模嵌件埋入治具設計及應用】
★ 【模流分析之嵌件射出成型】
☆ 其他參考資料及文章
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