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从业十年专家告诉你:免喷涂材料着色需要注意什么?

什么是塑胶的免喷漆着色?


所谓免喷漆就是直接在注塑成型环节添加特殊的金属颜料(包括色母及造粒料)使制品实现珠光、闪烁珠光等效果。


图一:免喷涂鼠标外壳


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相比喷涂产品,它容易成型、成品率高,制品可100%回收再利用,不产生对环境有害的气体、粉尘等污染物质。此外,色彩可帮助客户应对多样化、差别化的市场需求。

免喷漆着色两大工艺难点


1、材料相对容易降解

由于树脂中添加了特殊颜料、金属颜料等,在材料的加工过程中,在温度和剪切力的作用下,金属颜色容易充当催化剂的作用,引起材料降解,造成制品表面产生气痕或银丝、甚至是表面气孔及材料发黄降解等不良现象。

2、金属颜料容易沿剪切方向排布

注射速度过高造成剪切过大,金属颜料将沿着剪切方向进行排布,使产品表面产生熔接痕和流痕,影响产品外观。


因此,在实际生产中需要合理的模具设计和注塑工艺配合,才能制备出完美的制件。


免喷漆着色7种解决方案


1、如何选择铝粉?

采用规则的球型铝粉对光线的反射较为均匀一致,主要发生镜面反射,表面具有高亮度及光泽度。而采用片状和银元型铝粉时,由于形状不规则,颜料在材料的分布形态各异,光线在铝粉表面反射方向各不相同,导致目视观察时产生明暗差异,变换观察角度时,就会产生闪烁效果。


图二:铝粉


一般而言,铝粉的形状越不规则,尺寸越大,其闪烁效果越明显。随着铝颜料含量的增加,颜色逐渐加深,一般添加范围为1%-4%

2、合理的颜料配方组合。

采用相容性好和能够增加流动性的助剂,确保颜料和树脂充分混合及均因分布。

3、严格控制水分含量是关键!

大多数树脂会吸收空气中的水汽,在成型加工前必须进行干燥,否则可能导致制品表面银丝和水花以及影响制品表面光泽。通常要求干燥后含水量控制在0.05%以下。例如,对于ABS基材的,干燥温度通常为70°C-85°C,干燥3-4小时。

干燥温度过高容易引起材料性能降低;干燥温度过低、干燥时间不够,树脂含水率过高,制品表面容易产生气痕。回复“注塑”查看更多注塑技术文章

4、注塑温度-选择中低温

由于添加了金属颜料,在螺杆的高剪切作用下,容易引起金属颜料的变色。因此,树脂成型温度设置原则是:在确保材料充分塑化前提下,尽量使用中低温度注塑,以防止材料降解。例如,以ABS为基材的产品加工温度为210°C-230°C


图三:注塑机



5、注塑速度-中速分段阶梯式控制

在注塑时,选择注塑速度主要考虑制品的外观、模具的排气以及注塑机型腔内树脂流动的阻力。较快的注塑速度一般会使熔胶流程加长,适合充填薄壁制品,并形成较好的表面光洁度和表面效果。

但过快的注塑速度容易使熔胶遭受强剪切,导致珠光色粉形状和粒径发生破坏而降低制品的特殊色彩效果。另外,浇口附近容易出现喷射痕、排气不良等。

因此,在保证产品表面效果和质量的前提下,建议选用中速的分段阶梯式速度控制,以确保充填顺畅和制品外观。

6、注射压力-选择较低的注射压力

注射压力是为了克服熔体在流动过程中的阻力,给予熔体一定的充填速度及对熔体进行压实、补缩,以保证充填过程顺利进行。实际注塑压力跟许多变量有关,如:熔体温度、模具温度、制件几何形状、壁厚、流动长度,以及其它模具和设备情况。

通常,最好选用能满足性能、外观和注塑循环的较低压力。同时要关注实际注塑峰值压力与设定值的差异。一般情况下,合适的保压压力为注射压力的60-80%

7、较高的模具温度

模具温度直接影响最终制品的表面光亮度、熔接线及其强度等。

使用高的模具温度可以增加材料流动性,获得较高的结合线强度,并且能降低成型制品内应力,使其耐热性和耐化学品性更好,同时提髙熔胶对模具表面的复制性,提髙制品光泽度和特殊色彩效果。

为了达到理想的表面质量效果,在使用金属颜料时,应尽量采用较高模温。对于ABS作为基材的产品,模温通常为70-90°C


温控的途径都有哪些?


精确控制模温是实现免喷涂高光注塑成型的一大关键,目前使用较多的温控技术有如下几种:


1、用油加热的高温模温机:模温可始终维持在恒定温度,优点是成本低、使用方便,但在模具设计上要考虑好熔接线的处理,同时对材料的流动性要求也相对更高。该种模温机主要应用于对外观要求稍低的产品。

2、蒸汽加热的快速模技术:这是较早用于塑料高光无痕成型的一种技术。

其工艺原理是:在合模前及合模过程中对模具进行蒸汽加温,合模完成后,温度达到设定条件即可进行注射;注射过程中模具继续维持高温,这样可使胶料在充模过程中保持很好的流动性;注射完成,在保压冷却时,用低温水对模具进行降温处理,以便缩短制品的冷却时间,提高生产效率。


图四:高光模温机


该工艺需要锅炉快速产生足量的蒸汽,并能够和注塑机信号互锁,实现闭环控制,还要求材料的耐热性及相容性好。采用该技术,模温可以达到很高的温度,不存在熔接线问题,同时可以提高产品表面硬度。但由于锅炉投入较大,限制了该技术的使用。


3、电加热的快速模技术:可实现超高温模具的温度控制,是快速加热冷却成型技术的最新进展。

该技术采用电加热的方式,在短时间内把模具的表面温度加热到很高,然后在几十秒之内又能把温度下降到50℃以下,从而帮助高光注塑成型顺利完成。


如何选择注塑机?


免喷涂高光注塑技术对注塑机的要求不高,但对机器的反应灵敏度及稳定性要求较高以便能够实时快速地反馈信号,并与模温控制设备协调工作。回复“免喷涂”查看更多免喷涂技术文章

1、注塑机最好配备塑化能力强的螺杆,同时要求螺杆对材料的剪切尽可能小

2、高光注塑工艺控制根据不同产品和模具结构及模温设备的不同而有着较大差异,但一般应遵循以下原则:尽量采用高的模具温度,采用蒸汽加热模具或E-MOLD(电加热快速模)技术时,模具局部区域可以达到150℃或更高;为了更好地复制模具表面,成型温度应适当高一些,注射压力应尽可能大;为顺利排气,需要采用多级注射速度;任何工艺的调整如螺杆转速、不同阶段的注射速度等,都要考虑减少材料的剪切。

来源:塑胶配色精英圈,转载仅为知识分享



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