一、多色/多物料注塑成型技術(shù)簡介

也叫多色注塑成型工藝，是指兩種或兩種以上顏色的材料或不同材料通過具有一個或一個以上的流道的模具注塑成型。最早是以雙色注塑為代表，我們?nèi)粘＝佑|的也是以雙色產(chǎn)品居多，比如我們每天早晚都在用的牙刷，其手柄，就是采用了雙色注塑成型，手柄部分比較常用的材質(zhì)為PP（硬膠）+TPE（軟膠），TPE是與PP包膠相融最好的材料，包覆軟膠是為了提高握感。

圖4-21多色產(chǎn)品

隨著產(chǎn)品復(fù)雜度的提高，三色甚至四色的需求開始浮現(xiàn)。一般而言，三色機(jī)有兩種類型，一種為兩工位三色機(jī)（俗稱假三色），另一種為三工位三色機(jī)（俗稱真三色）。實際上，兩者的區(qū)別不在于「真假」，而是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計（兩副模具或三副模具）采用不同的轉(zhuǎn)盤控制方式。

「兩工位」顧名思義轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)定位在兩個位置，等同于雙色機(jī)的180度轉(zhuǎn)盤控制方式。換言之，兩工位三色機(jī)的三組注塑單元中，有兩組是同時注射在同一副模具，因此，產(chǎn)品中若有兩組分的邊界不相鄰（可設(shè)計在同一副模具同時注塑），只需要兩副模具來生產(chǎn)三組分產(chǎn)品，則適用兩工位三色機(jī)。

「三工位」則不同，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)能定位在三個位置（120度）。換言之，三工位三色機(jī)的三組注塑單元中，分別注射在三副模具，因此，產(chǎn)品中若三組分的邊界均相鄰，則適用三工位三色機(jī)。同樣的，四色機(jī)也可區(qū)分為「兩工位」及「多工位」四色機(jī)。從技術(shù)的角度而言，多工位轉(zhuǎn)盤控制精度明顯高于兩工位，因此在機(jī)臺的制作成本上也相對較高。所以，要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求選擇最具效益的方案。

1、雙色注塑材料之間的結(jié)合性，表4-3

2、雙色模具的工作原理

雙色模通常有兩副模具，一半裝在雙色注塑機(jī)的定模固定板上，也就是有注塑澆口的一側(cè)，另一半裝在動?；剞D(zhuǎn)板上，即模具頂出的一側(cè)。這兩副模具的后模通常是完全一樣的，而前模不一樣。當(dāng)?shù)谝环N材料在第一模具注塑完畢后，注塑機(jī)定、動模打開，動模回轉(zhuǎn)板帶著兩幅模具的后模部分旋轉(zhuǎn)180°，此時第一模具后模的半成品不頂出，然后合模，進(jìn)行第二種材料的注塑（這個過程中，第一種材料繼續(xù)在第二模具注塑成半成品），保溫冷卻后，定、動模被打開，第一模具的動模后模的成品被頂出。這是一個成型周期的過程，每個成形周期內(nèi)都會有一次半產(chǎn)品及一次成品產(chǎn)生。

3、多色/多物料注塑成型產(chǎn)品分類

（1）兩種或兩種以上的塑料共注成一件產(chǎn)品；如圖4-13所示。 

圖4-13多種材料共注成一件產(chǎn)品

（2）兩種或兩種以上的顏色共注成一件產(chǎn)品；如圖4-14所示。 

圖4-14多種顏色共注成一件產(chǎn)品

（3）一種塑料加上一種介質(zhì)來進(jìn)行注塑，例如氣體輔助注塑、水輔助注塑等。

4、多色/多物料注塑加工優(yōu)點

雙色/多色注塑成型已經(jīng)成為注塑技術(shù)發(fā)展的一個熱點方向，其能帶來的益處也毋庸贅言。雙色/多色注塑成型的實現(xiàn)技術(shù)有多種，例如允許在同一組件中存在不同的硬度和韌性，由于軟膠TPE可以具有顏色的多樣性、透明的表面及其它令人感興趣的特征，從而在美觀設(shè)計上更加得心應(yīng)手；免除安裝過程、縮短成型周期減少加工成本，對最終用戶而言還有附加價值（美觀設(shè)計、質(zhì)量、功能……）。

二、多色/多物料注塑產(chǎn)品的設(shè)計要點

多色注塑制品的結(jié)構(gòu)和普通塑料制品的結(jié)構(gòu)有著極大的不同，制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計,首先需要從制品的使用目的和用途來進(jìn)行考慮，要進(jìn)行細(xì)致的注塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分考慮幾種材料的兼容特點。

一般是要加大原料的接觸面積來增強牢固性，可以在制品內(nèi)部設(shè)計一些多的小型凹槽和凸槽進(jìn)行鑲嵌和縫合，達(dá)到增加材料的接觸面積的目的，提高制品的使用強度和使用壽命，增強實用性。

1、多色物料接合方式

一般在多色/多物料注塑產(chǎn)品設(shè)計中，相鄰組分的結(jié)合采用兩種結(jié)合方式實現(xiàn)，通常同時使用下述的兩種接合方法：

（1） 機(jī)械固定法

機(jī)械固定法不包括相鄰物質(zhì)間的物理粘接，一般具有連接點，利用注塑成型得到半成品上的倒陷或孔或兩種材料相互之間利用結(jié)構(gòu)上的相互連接。

（2） 結(jié)合法

多色/多物料注塑加工產(chǎn)品的接合通常是指相鄰兩種物質(zhì)的物理接合，這種結(jié)合有時被認(rèn)為是化學(xué)連接，其實熱塑性塑料之間沒有很明顯的化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合是由分子之間的相互作用（范德華力van der waals forces）及分子纏結(jié)（在熱能驅(qū)動下，大分子易發(fā)生機(jī)械纏結(jié)及分子間的相互纏結(jié)，大分子的相鄰部分相互穿插形成機(jī)械連接）引起的。

2、封膠位設(shè)計

封膠位是指硬膠和軟膠的結(jié)合位、分界線位；一般封膠位必須避免“羽毛狀”的設(shè)計（即封膠位處的膠位不能逐步變?。?，因為在過薄的邊緣容易產(chǎn)生粘結(jié)不良和反邊，如圖4-17A所示；

理想的封膠位處的設(shè)計必須能夠做一個明顯的臺階和凹陷，以保證膠位的壁厚一致,如圖4-17B、C所示；在一些產(chǎn)品中，在流程特別長時或該區(qū)域需經(jīng)常使用磨損時，可以在軟膠和硬膠之間設(shè)計一些機(jī)械的連接，使兩種材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相互穿透，保證產(chǎn)品的連接強度。

圖4-17A TPE逐步變薄封膠位

4-17B  TPE臺階封膠位

圖4-17C  TPE凹陷封膠位

3、合理選擇壁厚和表面蝕紋

以TPE包膠為例，由于TPE材料的價格很貴，設(shè)計者必須在產(chǎn)品設(shè)計的過程考慮降低成本，使用較小TPE的壁厚，TPE優(yōu)良的手感和觸覺與TPE的壁厚、TPE的硬度有直接的關(guān)系；當(dāng)TPE的厚度小于1.5mm時，軟硬程度的感覺主要取決于TPE下方硬膠的硬度，來自于TPE功能性的緩沖和防震也將受TPE下方硬膠的硬度的影響。TPE厚度的降低，將嚴(yán)重影響TPE與硬膠的粘合強度，主要是因為過薄的TPE將使TPE在模具中過早冷卻，導(dǎo)致粘合強度下降。

PE產(chǎn)品表面加上蝕紋后，能夠給人以皮革的感覺，產(chǎn)生更好的手感，并且能掩蓋許多表面的缺陷；有些蝕紋還能夠調(diào)整TPE產(chǎn)品表面的硬度，使其比TPE材料做成光面時變軟或變硬。如果設(shè)計者將TPE的表面拋光處理成鏡面，在鏡面上會出現(xiàn)許多料紋和色紋，或在使用的過程中發(fā)白導(dǎo)致表面的質(zhì)量變差。

三、多色/多物料注塑加工的模具設(shè)計要點

1、 多色模具的前模的模腔形狀是不同的，后模的模腔，則需要完全一樣。

2、 必須保證模具的后模以中心旋轉(zhuǎn)后，都要與前模吻合。設(shè)計時必須注意這一點。

3、模具設(shè)計前，必須對量產(chǎn)時使用的多色注塑機(jī)的參數(shù)數(shù)據(jù)，了解清楚。（最大/最小容模量或者容模厚度、頂桿孔距離等。）

4、三板模的水口最好能設(shè)計成可以自動脫模動作。特別要注意軟膠水口的脫模動作是否可靠。

5、材料的選擇，選料特別注意，材料的粘性、注射過程中的變形以及熔融的風(fēng)險。

6、在設(shè)計第二次注塑的型腔時，為了避免型腔插（或擦）傷第一次已經(jīng)成型好的產(chǎn)品膠位，可以設(shè)計一部分避空。但是必須慎重考慮每一處封膠位的強度，即：在注塑中，是否會有大的注塑壓力下，使塑膠發(fā)生變形，導(dǎo)致第二次注塑可能會有批鋒產(chǎn)生的可能。

7、注塑時，第一次注塑成型的產(chǎn)品尺寸可以略大，以使它在第二次成型時能與另一個型腔壓得更緊，以達(dá)到封膠的作用。8、注意在第二次注塑時，塑膠的流動是否會沖動第一次已經(jīng)成型好的產(chǎn)品，使其膠位變形？如果有這個可能，一定要想辦法改善。

9、型腔和型芯的運水布置盡量充分，并且均衡、一樣。

10、99%的情況是先注塑產(chǎn)品的硬膠部分，再注塑產(chǎn)品的軟膠部分。因為軟膠易變形。

11、為了使塑膠“粘”得更緊，要考慮材料之間的“粘性”以及模具表面的粗糙度。

12、一射、二射及多射過程中，對排氣的預(yù)留與處置，需要提前思考。

文章轉(zhuǎn)載自：“jinxingzhusu”微信公眾號。