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免噴涂高光無痕注塑工藝
近年來，人們已不再滿足于平板電視的使用功能，對其外觀的欣賞品味及綠色環(huán)保的要求越來越高。由于以往那種先注塑電視機機殼，然后再噴涂的方法，既不環(huán)保，質(zhì)量也不穩(wěn)定，眾多國際國內(nèi)知名電視廠商如三星、夏普、長虹及海爾等紛紛摒棄了老方法，轉(zhuǎn)而采用一種新型成型工藝——免噴涂高光無痕注塑成型技術(shù)。該技術(shù)可使平板電視面板表面光澤度高且無熔接線、流痕及縮痕等缺陷，并且無需后續(xù)的噴涂工序，從而對環(huán)保及降低成本極為有利。由于免噴涂高光注塑技術(shù)的實施離不開高光澤塑料材料、高光注塑模具、模溫溫控設(shè)備以及注塑機和注塑工藝的緊密配合，因此本文將從這幾個方面對該技術(shù)進行闡述。
免噴涂高光澤塑料材料
要實現(xiàn)免噴涂高光注塑,首先需要選用高光澤塑料材料。對于此種材料的特性要求一般包括：材料的流動性應(yīng)較高，以便更好地復制模具表面、降低剪切及改善熔接線；需有一定的耐刮擦性，即表面硬度要好，一般鉛筆硬度在H以上；材料的熱穩(wěn)定性要好，不易產(chǎn)生揮發(fā)物。特別是對于阻燃級材料，提高耐熱性及減少揮發(fā)物可以防止腐蝕模具及減少產(chǎn)品表面白霧的產(chǎn)生；材料本身的光澤度要好；應(yīng)具有優(yōu)異的韌性和一定的剛性，可通過家電所要求的跌落測試和其他功能測試。
目前，免噴涂平板電視面框的注塑生產(chǎn)主要采用PMMA/ABS、PC/ABS或高光ABS材料。其中，高光ABS的硬度最低，PMMA/ABS的硬度最高，鉛筆硬度可達1H或以上（如圖1所示）。高光PMMA/ABS還可以做成半透效果，從而實現(xiàn)更炫的外觀和LED光透視功能。如今很多公司都推出了PMMA/ABS，如三星第一毛織的BF-0677F、上海錦湖日麗的HAM8541以及LG化學的XG569C等。如果要求使用阻燃材料,則可選用無鹵阻燃PC/ABS，如錦湖日麗的HAC8250NH，或者選用阻燃高光ABS，如上海錦湖日麗的HFA705G。電視機廠商可根據(jù)產(chǎn)品的不同要求選用不同型號的材料。據(jù)預(yù)測，在不遠的將來，電視機廠商將更傾向選擇用于超薄LED 電視的高剛性增強材料，如錦湖日麗的HCG25X0FR。因為這樣既可以滿足薄型設(shè)計的剛性要求，又可以保持高光外觀。
高光注塑模具
高光注塑模具從設(shè)計、鋼材選用到模具加工都要比普通模具有著更高的要求。模具設(shè)計方面要考慮耐高溫設(shè)計、適用水路設(shè)計及安裝匹配等因素。水道需確?？焖偕郎睾徒禍?，并使模具溫度均勻，一般采用貼近型腔的隨形水道，并在背面增加隔熱層或利用空隙隔熱（如圖2所示）。模具澆口設(shè)計要盡可能地減少熔接線，并有利于排氣及減少剪切。對采用油加熱模溫機的模具，澆口尺寸要開得比較大，對其他行位、配合和導向等部位要考慮高溫的要求，并注意隔熱或冷卻及配合。由于模具內(nèi)表面要求達到非常高的光潔度（鏡面效果），因而模具鋼材要選用拋光性好、高純度、高鏡面度及熱變形小的優(yōu)質(zhì)鋼，如瑞典ASSAB的S136、日本大同的NAK80。如果成型阻燃高光材料，模具鋼還需耐腐蝕性好，最好用S136 SUP或同等級的鋼材。
對于高光模具的保養(yǎng)，要注意在使用中及時清潔模具分型面及排氣槽，以免造成排氣不良。此外，應(yīng)該不定時用專用清潔布或紙清潔模具鏡面部分，特別是注塑阻燃高光料時，必須清除粘附在模面的析出物，以免出現(xiàn)白霧等外觀不良。注塑完成后還要用專用清洗劑清洗型腔，并噴專用防銹油。
模溫控制技術(shù)
精確控制模溫是實現(xiàn)免噴涂高光注塑成型的一大關(guān)鍵，目前使用較多的溫控技術(shù)有如下幾種：
1．用油加熱的高溫模溫機。模溫可被始終維持在恒定溫度，優(yōu)點是成本低、使用方便，但在模具設(shè)計上要考慮好熔接線的處理，同時對材料的流動性要求也相對更高。該種模溫機主要應(yīng)用于對外觀要求稍低的產(chǎn)品。
2．蒸汽加熱的快速模技術(shù)。這是較早用于塑料高光無痕成型的一種技術(shù)，其工藝原理是：在合模前及合模過程中對模具進行蒸汽加溫，合模完成后，溫度達到設(shè)定條件即可進行注射；注射過程中模具繼續(xù)維持高溫，這樣可使膠料在充模過程中保持很好的流動性；注射完成，在保壓冷卻時，用低溫水對模具進行降溫處理，以便縮短制品的冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。
該工藝需要鍋爐快速產(chǎn)生足夠量的蒸汽，并能夠和注塑機信號互鎖，實現(xiàn)閉環(huán)控制，另還要求材料耐熱性及相容性好。采用該技術(shù)，模溫可以達到很高的溫度，不存在熔接線問題，同時可以提高產(chǎn)品表面硬度。但由于鍋爐投入較大，限制了該技術(shù)的使用。為此，目前市場上出現(xiàn)了無需鍋爐的快冷快熱一體機。
3．電加熱的快速模技術(shù)。這一技術(shù)以韓國NADA公司的E-MOLD（Electricity Mold）系統(tǒng)為代表（如圖4所示），可實現(xiàn)超高溫模具的溫度控制，是快速加熱冷卻成型技術(shù)的最新進展。該技術(shù)利用電加熱在短時間內(nèi)把模具的表面溫度加熱到很高，然后在幾十秒之內(nèi)又能把溫度下降到50℃以下，從而幫助高光注塑成型順利完成。
E-mold技術(shù)使用方便，由控制器控制模溫，利用冷水來進行模具冷卻。
當模具開模取制品時，型芯開始加熱。加熱區(qū)域的溫度并不是始終如一，而是根據(jù)澆口等位置的設(shè)計來決定。當模具關(guān)閉時，加熱完成，同時射膠注塑開始。通過瞬間加熱，升高模溫，使得射膠時溶膠的流動性大大提高，從而可以較低的壓力成型。較低的注塑壓力意味著降低了制品的內(nèi)應(yīng)力，進而使得制品的耐熱性和后加工性得到了提高。更重要的是，樹脂流動性提高，壓力降就會減少，使得產(chǎn)品不易出現(xiàn)冷料而導致表面出現(xiàn)熔接線、流痕等缺陷，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
E-mold技術(shù)目前已被廣泛用于家電產(chǎn)品外殼的成型，尤其對于平板電視的前框、裝飾框、底座及后框的成型，已日漸成為主流。
4．其他模溫控制技術(shù)。包括高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)、紅外輻射加熱系統(tǒng)以及采用韓國TITAN技術(shù)的高壓水溫機在內(nèi)的其他模溫控制系統(tǒng)，也在高光注塑成型中得到了應(yīng)用。它們雖然加熱方式不同，但控制原理大同小異，并各有優(yōu)缺點。
注塑機及注塑工藝
免噴涂高光注塑技術(shù)對注塑機的要求不高，但對機器的反應(yīng)靈敏度及穩(wěn)定性要求較高，以便能夠?qū)崟r快速反饋信號，并與模溫控制設(shè)備協(xié)調(diào)工作。注塑機最好配備塑化能力強的螺桿，同時要求螺桿對材料的剪切盡可能小。
高光注塑工藝控制根據(jù)不同產(chǎn)品和模具結(jié)構(gòu)及模溫設(shè)備的不同而有著較大差異，但一般應(yīng)遵循以下原則：盡量采用高的模具溫度，采用蒸汽加熱模具或E-MOLD技術(shù)時，模具局部區(qū)域可以達到150℃或更高；為了更好地復制模具表面，成型溫度應(yīng)適當高一些，注塑壓力應(yīng)盡可能大一點；為順利排氣，需要采用多級注塑速度；任何工藝的調(diào)整如螺桿轉(zhuǎn)速、不同階段的注塑速度等，都要考慮減少材料的剪切。
為此，免噴涂高光無痕注塑成型技術(shù)將會得到更多的應(yīng)用，并隨著塑料材料、模具以及注塑設(shè)備和成型技術(shù)的發(fā)展而得到不斷完善。
