(广东长虹电子有限公司 广东中山)
摘要：通过对电视机双色面壳塑件结构的分析，结合高光无痕注射成型工艺和双色注射成型工艺的要求，阐述了电视机面壳双色高光无痕注射模的浇注系统、模温控制系统、顶出系统和排气系统的设计方法和模具的工作过程及设计要点。经过大规模生产验证，模具结构设计合理，成型塑件质量满足要求。
关键字：电视机面壳；高光无痕注射；双色注射模
为了减少整机上的塑件装配数量，并在同一塑件实现五彩缤纷外观，降低喷涂工序带来的成本和环境污染，电视机、汽车等大型塑件件，纷纷朝颜色多样化、一体化注射成型方面发展。大型塑件要实现双色高光无痕注射，不但对塑件结构、双色注塑机设备、双色注射成型工艺提出了更高的要求，而且对大型双色高光无痕注射模的设计与制造提出了更为严格的要求，需要解决模具零件的动配合、模具温度的动态控制、型腔的交替变更等一系列难题，以及需要彻底解决塑件表面常见的熔接痕、缩水痕、气纹等缺陷。
1、电视机双色面壳的结构特点及要求
电视机双色面壳的结构如图1所示。外层材料为透明PMMA料，内层材料为ABS+PMMA，收缩率均为0.42%。塑件外层要求透明、高光泽、无熔接痕、无缩水痕等注射缺陷，塑件内层要求是不透明，红色或其它颜色。此塑件呈长方形，塑件外层的最大外形尺寸为785.9×516.6mm，外层、内层的主壁厚均为2.5mm。
2、塑件注射工艺方案
选用14,000kN悬挂式双色注塑机，悬挂转盘承重7,000kg，转盘直径?2,000mm。第一次注射成型外层材料为透明PMMA的塑件，它只是一个透明的外观面罩，结构简单无螺丝柱位、筋位等结构；再旋转180°后，第二次注射成型内层材料为ABS+PMMA的不透明塑件，它设计有许多螺丝柱位、筋位等结构。塑件外形尺寸较大且壁薄，PMMA料的流动性不佳，塑件表面易有熔接痕、流痕等注塑缺陷，而塑件外观表面要求又很高，所以此模具应用了高光无痕注射成型技术来提高塑件外观表面质量。高光无痕注射成型技术，就在成型外观面的型腔上采用蒸汽加热/水冷却循环控制系统来控制模具温度，先向模具供应高温高压蒸汽，使模具温度快速上升到一定温度后，在高模温状态下完成外层材料为透明PMMA塑件的注射，再在保压、冷却过程中，把原来供应蒸汽的管道切换成供应冷却水，待塑件快速冷却到设定温度后开模。高模温状态下注射，因熔融塑料在型腔内的填充过程温度不易降低，所以流动性增强，且前锋料的熔合性好，非常有利于改善塑件表面的熔接痕和提高表面光泽度。后切换成冷却水，是为了快速冷却塑件，提高生产效率。
3、模具结构设计
模架采用CI形式两板式结构，一模两腔，第一腔成型塑件外层，第二腔成型塑件内层。按传统的设计方法，模具一般采用圆形导柱导套定位，和顶出机构入在动模侧，这样粗略估算出模具对角线长度约2,500mm和动模重量约8,000kg，远超出注塑机额定要求（转盘直径?2,000mm和悬挂转盘承重7,000kg），所以按传统的方法设计显然是行不通的。为了适应注塑机的要求，减轻悬挂转盘侧模具重量和尺寸，电视机双色面壳模具的总装图如图3所示。此模具采用定、动模倒置结构，即把顶出结构放在定模侧，采用两个油缸10作为动力顶出塑件。为了减小模具尺寸和保证模具动配合的位置精度，模具四面各采用一方形导柱33、导滑块34，以替代传统模具四角的圆形导柱导套定位结构；另在型腔的中心部位的分型面上各加一个方形定位器5，以确保模具精确定位。最终模具的最大外形尺寸：1,600（1,750）mm×1,150（1,320）mm×860.5mm，四角设计115mm×45°倒角，这样模具对角的两倒角的距离为1,885mm，小于注塑机转盘直径?2,000mm，悬挂转盘侧模具（动模CORE）重量为3,500kg，远小于注塑机悬挂转盘承重7,000kg的要求。
4、定模推板的设计
定模型芯侧的包紧力会大于动模型芯侧，开模后塑件会留在定模型芯28，不符合动作规划的要求。为此，经过苦思冥想与多种方案比较，作者最终确定通过在定模型芯28的四周设置定模推板25，终于解决了该难题。定模推板工作过程如下：第一次注射成型完成后，开模时，动模向后移动，由于弹簧26的推力和树脂开闭器31的拉力作用在定模推板25上，定模推板25在定模推板导柱30的导向下，会推动塑件脱离定模型芯28跟随动模型芯移动；当定模推板25向前移动到一定距离后，限位螺丝钉32限止定模推板25继续移动；定、动模分开，塑件留在动模型芯24或动模型芯23上；下一次闭模时，由于注塑机的作用力，定模推板25强制复位。
5、浇注系统设计
该模具采用热流道针阀式浇口，它的工作原理是：将热嘴及热流道板安装在注射模上，利用加热、保温的原理，使塑料在注塑机炮筒至浇口段始终保持熔融状态，热流道相当于是注塑机炮筒的延伸，把注塑机的射嘴延伸到浇口处，注射时，针阀自动打开浇口，注射、保压完后针阀自动关闭了浇口。此模具浇口直接设置在塑件内壁上，热流道的针阀启闭是通过气压驱动机构来完成，在塑件上不会产生料把（水口料）和无凸起浇口痕迹，不会影响塑件的外观，也无废料产生，重要的是非常有利于改善塑件表面的熔接痕、气纹等缺陷。模具内安装有探温针，通过模温控制器能够快速、精确地控制模具加热或冷却到某一温度，温度控制精度±2℃。模具中通蒸汽和冷却水的管路是共用的，通过模温控制器实现两者的切换。定模的模温恒温控制系统与传统的模具调节系统设计方法一样，动模的模温动态控制系统，即蒸汽加热/水冷却系统设计主要考虑的因素有如下几点：
（1）要考虑型腔面温度均匀，如果局部温度过高会在塑件表面有烫伤痕，反之若过低会形成熔接痕或影响塑件表面的光泽度。
（2）要考虑对型腔面的加热冷却速度，加热、冷却速度要求快，以达到节能增效的目的。
（3）要考虑蒸汽的密封性和避免钢材在热胀冷缩过程中产生应力集中而开裂。
（4）要考虑便于加工模型芯中的管道，和方便安装接头、软管。
（5）还要考虑热能的损耗，加热零件与未加热零件之间（如模型芯与模板之间）要有良好的隔热措施。此模具为了实现快速、均匀地对模具加热、冷却，两动模型芯上的管道设计要比传统的密集，汽道（兼作冷却水道）排布比传统模具的水道排布要多3倍以上，同时汽道比传统模具离胶位面更近。
6、结束语
综上所述，电视机面壳双色高光无痕注射模在注射领域中有着新颖性、创造性、实用性的特点，模具加热、冷却速度快，生产效率高，材料为透明PMMA料的塑件外层，完全消除熔接痕、流痕、缩水痕等缺陷，获得了高光泽、高透明的表层。对其它形状各异、颜色多样的大型塑件产品，也有较好的借鉴参考作用。
参考文献
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论文作者:李刚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
标签：模具论文; 塑件论文; 双色论文; 浇口论文; 无痕论文; 外层论文; 转盘论文; 《电力设备》2016年第14期论文;