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ABS树脂是五大之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer,简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛非通用塑料之一。
外文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料
机械、汽车、电子电器等
抗冲击性、耐热性
名称 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料英文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic英文名称 Alkyl Benzo sulfonate
塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，均衡的优良。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS树脂物主链的接枝共聚物；或以橡胶弹性体和坚硬的AS树脂混合物。这样，不同的结构就显示不同的性能，弹性体显示出橡胶的韧性，坚硬的AS树脂显示出刚性，可得到高冲击型，中冲击型，通用冲击型和特殊冲击型等几个品种。具体讲，随橡胶成分B的含量（一般为5%~30%）增加，树脂的弹性和抗冲击性就会增加；但抗拉强度，流动性，耐候性等则下降。树脂组分AS的含量（一般为70%~95%）含量增大，则可提高表面光泽，机械强度、耐候性、耐热性、耐腐蚀性、电性能，加工性能等。而冲击强度等则要下降。树脂组分中A与B的比例分别为30%~35%/80%~65%.一种磺酸盐类。大多数日用洗衣粉的主要成分。
ABS是五大合成树脂之一，其、、耐低温性、耐化学药品性及性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面金属、、、和等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05G/CM3左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18～20，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。
塑料性能检测遍布，从原材料鉴定、，到产品生产中的工业问题诊断、产品应用环节的、测试，都可以提供最专业的分析技术服务。ABS树脂集合了三者单体的优良性质，即：苯乙烯的光泽、电性能、成型性；丙烯腈的耐热性、刚性、；丁二烯的。塑料ABS的性能检测因注意：1.一般性能 ：ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。ABS是一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的和，热比PA、PVC高，好。ABS熔体的流动PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属，其熔体粘度与加工温度和都有关系，但对剪切速率更为敏感。2.力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的和属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。3.热学性能ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色；温度为70—107℃（85左右），制品经后还可提高10℃左右。对温度，剪切速率都比较敏感；ABS在－40℃时仍能表现出一定的韧性，可在 -40℃到85℃的温度范围内长期使用。4.电学性能ABS的电较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。5.环境性能ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、及，受、植物油等侵蚀会产生。是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试
原料主要原料
1.2.苯乙烯3.丙烯腈生产方法ABS生产方法分为掺混法和接枝法。现在世界主要生产商大多采用先接枝再掺混的方法，此法又分为乳液接枝—乳液SAN掺混法，乳液接枝—悬浮SAN掺混法，乳液接枝—本体SAN掺混法。新兴的本体接枝法无论从生产成本和对环境的影响都有很大优势，是今后研究的重点。
ABS根据冲击强度可分为：超高抗冲型、高抗冲击型、中抗冲型等品种；ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；ABS依据用途和性能的特点，还可分为：通用级、耐热级、电镀级、阻燃级、透明级、抗静电、挤出板材级、管材级等品种。
ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。ABS树脂广泛应用于.电器仪表工业和中,常作齿轮,,挡泥板,扶手,冰箱内衬,叶片,轴承,把手,管道,接头,,仪表板,盆安全帽等:在家用电器和家用的应用前景更广阔,如电视机,,冰箱,冷柜,洗衣机,空调机,吸尘器和各种小家点器材:日用品有鞋,包,各种旅游箱,,玩具及各种容器等,低发泡的ABS能代替木材,适合作建材,家具和家庭用品.由于ABS具有综合的良好性能以及良好的成型加工性，所以在广泛的应用领域中都有它的足迹，扼要先容下如：1、汽车产业汽车产业中有众多零件是用ABS或ABS合金制造的，如上海的桑塔纳轿车，每辆车用ABS11kg,位列汽车中所用塑料第三。在其它车辆中，ABS的使用量也颇惊人。2000年我国就汽车用ABS的量就达到3.5万吨。轿车中主要零部件使用ABS的如仪表板用PC/ABS作骨架，表面再复以PVC/ABS制成的薄膜。此外，车内装饰件大量使用了ABS，如、杂物箱总成是用耐热ABS制成，门槛上下饰件、水箱面罩用ABS制成，另外还有很多零件采用ABS为原料。2、办公室机器由于ABS有高的光泽和易成型性，办公室设备机器需要有漂亮的外观，有良好的手感，如电话机外壳、存储器外壳以及计算机、传真机、复印机中都大量使用了ABS制作的零件。3、家用电器由于ABS有高的光泽和易成型性，所以在家电和小家电中更有着广泛的市场，如家用传真机、音响、VCD中也大量选用ABS为原料，吸尘器中也使用了很多ABS制作的零件，厨房用具也大量使用了ABS制作的零件。塑料ABS的主体是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物，是一种坚韧而有刚性的。苯乙烯使ABS有良好的模塑性、光泽和刚性；丙烯腈使ABS有良好的耐热、耐化学腐蚀性和表面硬度；丁二烯使ABS有良好的和低温。三种组分的比例不同，其性能也随之变化。1、性能特点ABS在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。它不透明，一般呈浅象牙色，能通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、等装饰。通用级ABS不透水、燃烧缓慢，燃烧时软化，火焰呈黄色、有黑烟，最后烧焦、有特殊气味，但无熔融滴落，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。2、级别与用途塑料ABS按用途不同可分为通用级(包括各种抗冲级)、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件、各种仪表、计算机、收录机、电视机、电话等外壳和玩具等；阻燃级用于制造电子部件，如计算机终端、机器外壳和各种家用电器产品；结构发泡级用于制造电子装置的等；耐热级用于制造动力装置中自动化仪表和电动机外壳等；电镀级用于制造汽车部件、各种旋钮、铭牌、装饰品和日用品；透明级用于制造、冰箱内食品盘等。塑料ABS在的要求条件：汽车内饰追求的重要目标包括美观、低气味、机械性能、耐热、耐候等。ABS能够满足各种内饰部件的使用要求，材料具备以下条件：1.良好的流动性2.优异的抗冲击性3.易加工成型4. 易着色、喷涂5.低气味6.良好的耐腐蚀性7.亚光效果
ABS的生产方法很多，可分为掺合法，接枝法，联用法个接枝-掺合法四大类，约十一种制备工艺。如今大多采用的是乳液法，当前最有广阔前途的是乳液接枝法。ABS通过改变三种单体的比例和采用不同聚合方法，可制得各种规格产品，其结构有以弹性为主链的接枝共聚物和以树脂为主链的接枝共聚物，一般三种的比例范围大致为25%~35%，丁二烯25%~30%和苯乙烯40%~50%。由于PC/ABS是两种聚合物的共混，又以PC为主，在加工制品时，有时还会发现在浇口处出现斑纹现象，通常是由于高速注射时，熔料扩张进入模腔造成。熔体破裂所致。从成型工艺方面入手，可以采取提高物料温度，提高喷嘴温度，减慢注射速度等措施来减少PC/ABS制品斑纹的出现，也可以提高模具温度，增设增滥槽，增加浇口尺寸，修改浇口形状等来解决。例如对大型薄壁制件采用扇形浇口，也可以采用耳形浇口，在浇口出口处增设一个耳槽，使浇口附近的喷射，料流冲击斑痕，以及残余应力都集中在耳槽，而不影响PC/ABS制件质量。同时，由于多个浇口注塑或者分流道多时，也会出现熔接线。
塑料ABS也可以说是聚苯乙烯的改性，比HIPS有较高的抗冲击强度和更好的机械强度，具有良好的加工性能，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工。ABS的吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为70~85℃，干燥时间为2~6h；ABS制品在加工中容易产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h，再冷却至室温即可。
挤出。塑料ABS生产管材、板材、片材、及型材等制品，管材可用于各种水管、气管、润滑油及燃料油的输送管；板材、片材可用于地板、家具、池槽、过滤器、墙壁隔层及热成型或真空成型。挤出机的螺杆长径比通常比较高，L/D为18~22之间，压缩比为（2.5~3.0）：1，宜用渐变型带鱼雷头螺杆，料筒温度分别为：料斗部150~160℃，料筒前部180~190℃，模头温度185~195℃，模具温度180~200℃，其次吹塑成型温度可控制在140~180℃之间。
ABS树脂是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的三元共聚物。其中A代表丙烯睛、B代表丁二烯、S代表苯乙烯。ABS树脂具有三种组份的综合性能、A可以提高耐油性、耐化学腐蚀性，从而具有一定的表面硬度；B使ABS呈现橡胶态的韧性，提高了冲击韧性；S使ABS塑料呈现出较好的流动性，使之具有热塑性塑料成型加工的良好性能。ABS塑料在我国主要用于制造仪器仪表、家用电器、电话机、电视机等的外壳及电镀用的ABS塑料，使其赋予金属光泽，ABS用于代替金属。我厂生产的各类型号电冰箱的内胆及各种塑料制品中，ABS注塑制品占电冰箱塑料制品总数的88%以上
ABS属于无定形聚合物，无明显熔点。由于其牌号品级繁多，在注塑过程中应按品级的不同制订合适的工艺参数，一般在160X：以上，270C以下即可成型。因为温度过高，有破坏ABS中橡胶相的倾向，而且在ZTOC以上开始出现分解。在成型过程中、ABS热稳定性较好，可供选择的范围较大，不易出现降解或分解。而且ABS的熔体粘度适中，其流动性比聚氯乙烯、聚碳酸酯等要好，而且熔体的冷却固化速度比较快，一般在5?15S内即可冷固。ABS的流动性与注射温度和注射压力都有关系，其中注射压力稍敏感些。为此，在成型过程中可从注射压力人手，以降低其熔体粘度，提髙充模性能。ABS因组分的不同，吸水及粘附水的性能各异，其表面粘附水及吸水率在0.2?0.5%有时可达0.3?0.8%之间，为了得到较为理想的制品，在成型前作干燥处理，使含水量降至0,1%以下。否则制件表面将会出现气泡、银丝等疵病。
选用螺杆式注塑机，使塑料在机筒内经过电热圈加热及机筒螺杆旋转摩擦增热进行预塑熔融注射入型腔内，经冷却开模顶出而得产品。塑化效果好，成型温度可略低于其它类型设备（如柱塞式）。避免了高温对橡胶相的伤害。应注意：1)每次注射量应取设备最大注射量的50?75%;2)螺杆选用单头、等距、渐变、全螺纹、带止回环的螺杆。螺杆的长径比L/D为20:1，压缩比为2或2.5:1,3)喷嘴可选用敝开式通用喷嘴或延伸式喷嘴（其延伸长度不超过150min)，避免采用自锁式喷嘴，以降低注射流程或引起物料变色。另外，在喷嘴上还应设有加热控温装置。
制品与模具设计
1. 制品的壁厚：制品的壁厚与熔体的流动长度、生产效率、使用要求等都有关系。ABS熔体的最大流动长度与制品壁厚之比约为190:1，这个数值又会因品级的不同而异，因此，ABS制品的壁厚不宜太薄，对于需要作电镀处理的制品，壁厚更要略厚些，以增加镀层与制品表面的粘附力。为此制品的壁厚在1.5?4.5mm之间选取为宜。在考虑制品的壁厚时，还应注意壁厚的均匀性，不要相差太大，对于需作电镀处理的制品其表面应平整无凹凸，因为这些部位由于静电作用易粘附尘埃难以去除，造成镀层的坚牢性变差。另外，还应避免尖角的存在，以防应力集中，故而要求转角、厚薄连接处等部位采用圆弧进行过渡为宜。 _ 2. 脱模斜度：制品的脱模斜度与其收缩率有直接关系，由于品级的不同，制品形状的不同以及成型条件的不同，成型收缩率有一定的差异，一般在0.3?0.6%，有时可达0.4?0.8%，故其制品成型尺寸精度较高。对于ABS制品的脱模斜度考虑为：模芯部分沿脱模方向为31°，模腔部分沿脱模方向取4(/一1°20'。对于形状较复杂或带有字母、花纹的制品，其脱模斜度应适当增加。3. 顶出要求：由于制品表观的光洁度对电镀性能有较大的影响，表观上任何微小的伤痕存在都会在电镀后明显地显露出来，因此除了要求模腔上不允许有任何伤痕存在外，还要求顶出的有效面积要大，采用多根顶杆在顶出过程中的同步性要好，顶出力要均匀。4. 排气：为了防止在充模的过程中出现排气不良，使熔料灼伤，接缝线明显等问题的出现，要求开设深度不大于0.04mm的排气孔或排气槽，以利熔料吋产生的气体排出。5. 流道与浇口：为了使ABS熔体能尽快充满模腔的各个部分，要求流道的直径不小于5mm,浇口的厚度为制品厚度的30%以上，平直部分（指将要进入型腔的部分）的长度约为1mm左右。浇口的位置应根据制品的要求和料流方向而定，对于需作电镀处理的制品，—般不允许饶口存在于镀层附着面。
注塑用的ABS树脂除特殊品级或作着色处理的树脂外，大部分为浅象牙色或瓷白色不透明的颗粒。树脂吸水性不很高，如在加工允许值0.1?0_2%以下时，对于包装严密、贮存得当而且制品要求不太高的情况下，可不经干燥处理即可进行成型加工。但若颗粒中水分含量过规定值时，则必须先经干燥处理方可成型，对于特殊品级的颗粒或制品有较高要求（如电镀品）时，在成型加工前也必须进行干燥处理。
成型工艺规范
1. 注射温度：包括料筒温度（又可分为后、中、前三段），喷嘴温度和模具温度。ABS熔体粘度受温度的影响虽不及注射压力明显，但温度高的条件下对于薄壁制品的模具是有利的。ABS的分解温度，理论上髙达270t：以上，但在实际注塑过程中，由于受时间及其它工艺条件的影响，树脂往往在2501左右就开始变色，同时ABS中所含的橡胶相也不适应过高的温度，否则将会影响制品性能。ABS的成型温度除耐热级、电镀级等品级的树脂要求温度稍高些（在210—2501)以改箸其熔体充模困难或有利于电镀性能之外，对于通用级、阻燃级、抗冲级等ABS树脂都希温度取低些，以防发生分解或对其物理机械性能不利。塞式注射机比螺杆式注射机所选择的温度要稍高些，对于一般的制品，柱塞式选择温度范围在180?2301之间，而螺杆式注塑机在160?220X：即可成型。在成型过程中，一般料筒温度（后部150?1701C、中部170?180"EUR：,前部180?210C)。喷嘴温度一般取170?180C，特别注意的是均化段和喷嘴温度的任何变化，都会反映到制品上，引起溢料、银丝、变色、光泽不佳、熔接痕明显等疵病。2.模具温度：模具温度对ABS制品表面粗糙度、减少制品内应力有着重要的作用。模温高，熔体充模容易，制品的表观好，内应力小，同时对制品的可电镀性也有改善或提髙，但也存在着制品成型收缩率大，成型周期长，易脱模后变型等问题。对于一般要求的制品，模温可控制在40?50X：;对于表观和性能要求都比较高的制品，模温可控制在60?70C。而且模温要均匀，要求模腔与模芯之间的温度差应不超过10对于深孔制品或形状较为复杂的制品，要求模腔温度比模芯温度略高一些，以利制品的顺利脱模。3. 注射压力：与聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙等塑料相比ABS的流动性稍差，故所需的注射压力较大。但是过大的注射压力容易造成制品脱模困难或脱模损伤，还可能给制品带来较大的内应力。ABS的注射压力除了与制品的壁厚、设备类型等有关外，还与树脂的品级有关。对于薄壁、长流程、小浇口的制品要求的注射压力要高，高达130?150MPa,而厚壁大浇口制品· 15·#70—lOOMPa就可以了。在实际生产过程中，螺杆式注射机常选用的注射压力在lOOMPa以下，（我们采用50?70MPa)，而柱塞式注射机一般在lOOMPa以上。保压压力不宜过高，使用螺杆式注射机一般采用30?50MPa，而柱塞式则需60?70MPa以上即可。若保压压力过高，会使制品内应力增大。4. 注射速度。注射速度对ABS培体流动性的改变有一定的作用，若注射速度慢，制品表观会出现波纹，熔接不良等现象；若注射速度快，可使充模迅速，但易出现排气不良，表观粗糙度不佳等情况，同时还会使制品的拉伸强度和伸长率下降，使镀层贴紧力也因注射速度过快而降低。为此，在生产过程中，除了充模有困难必需用较高的注射速度外，一般都选用中、低连度为宜。
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360百科致力于成为最为用户所信赖的专业性百科网站。人人可编辑，让求知更简单。　　0.前言 　　随着经济社会的不断发展，消费者对产品品质的要求也在不断提升当中。如何提高注塑件外观表面的质量，解" />
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高光无痕注塑模具的设计制造特点
2015年10期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　0.前言 中国论文网 /8/view-6940800.htm　　随着经济社会的不断发展，消费者对产品品质的要求也在不断提升当中。如何提高注塑件外观表面的质量，解决注塑产品外表面熔接线（weld line）等造成的缺陷成为近些年来业内的一个技术热点。 　　自从日本公司首先成功发展出利用蒸汽加热和快速冷却技术实现模具无痕注塑以来，行业内的竞争者又相继开发出利用加压高温水加热技术，通过模具型腔内布设电发热丝以实现急热急冷，从而生产出拥有高光洁度产品表面的塑胶件，等等其它加热技术。现在，笔者就以本公司制造的某几型产品为例，为大家介绍其中所涉及到的技术问题的解决。 　　RHCM（快速热循环注塑成型技术：Rapid Heat Cycle Molding）是运用动态模温控制技术，是一种高光洁度，无熔接痕的新型塑胶注塑成型工艺，其生产的塑件可直接进入产品装配阶段，提高了生产效率，减少或消除后续喷涂，降低因喷涂而造成的环境污染。图片所示是表示采用RHCM工艺同传统注塑工艺之前的区别对比。 　　根据模具加热热量的来源不同，目前人们采用的加热方式主要包括： 　　（1）电热层加热。这种方式由于存在难以克服的缺陷，而在实际生产过程中非常鲜见。 　　（2）感应加热和邻近效应加热。 　　（3）辐射加热。通常采用红外灯深入模具模板之前，以加热型腔，一般用于微型注塑。 　　（4）被动加热法。通常是采用微波或激光来加热，其中若采用激光加热工艺，模具的型腔需要采用透明材料制造，以使激光束可以照到塑胶熔体上。 　　（5）接触加热法。这种方式是由Mr.Stumpf and Mr.Schulte两位提出来的，这种方式一般适用于具有简单形状和高热传导率的薄壁产品。具体内容请参考他们的著作：System for regulating mold temperature。 　　（6）高温气体加热。以高温氮气为加热介质，在模具闭合后，将其快速定量地通过喷嘴和流道系统引入模具型腔内部。由于气体的比热远小于模具钢的比热，高温气体带入的热量很快被模具钢吸收，型腔壁被快速加热，并且加热的区域通常仅限于表层深度0.1mm左右。该方法的模具结构与常规模具类似，模具制造成本低，但密封要求高。 　　（7）热油热水加热。模具内部设计加热冷却管道，通过热油或热水对模具的热交换来达到加热目的。由于油的热传导率和沸点都很低，以热油作为加热介质的响应很慢。所以，尽管使用热油可以让温度达到很高，而目前市面上成熟的工艺更多地是通过加压热水作为介质加热。 　　（8）高温蒸汽加热。同热油、热水加热类似，利用温控装置控制蒸汽和冷却水在同一管道里交替流动进行加热和冷却。为实现模具的快速加热和冷却，一般在加热前还须向管道通高压气体以排干管道内的残余冷却水。另外，这种工艺还需安装锅炉设备以作为蒸汽源，因此，需注意生产安全。 　　（9）电发热丝加热。属于电加热的一种，加热时升温速度快，升温范围大，但加热成本较高。对于结构复杂的塑胶产品，在设计发热丝的排布和冷却时模具结构变得复杂。 　　快速热循环注塑成型技术，它在注塑行业中已被广泛使用。使用该技术可以改善传统注塑成型所带来的翘曲变型，消除熔接痕、流痕（也就是行业内常说的“无痕”）和冷却周期过长等缺陷，并降低后期喷涂工艺的成本，使塑件整体质量更加优良，强度进一步得到提高。 　　使用外部辅助设备，对模具型腔表面进行快速冷/热升降温，令塑胶产品外观表面0.5mm厚度左右的分子结构瞬间改变。具体来讲，模具注射前先通过加热系统对模具型腔快速加热，同时，模具内部靠近型腔表面设计温度感应器（藏入感温线），把模具型腔附近实际温度反馈到PLC，再由PLC根据模温变化情况调整输入输出。通过这种全闭环系统控制模具型腔的表面温度，以确保模具的温度在很短时间内超过塑胶熔融温度时，开始注射熔融塑胶。此时，胶料在模具型腔里的整个填充阶段始终能够保持在高温粘流状态，就会形成没有熔接线、表面品质良好的注塑成型品。熔融塑胶注射完成后，便开始进入冷却工序，用冷却水使模具温度迅速下降到允许产品顶出的温度以下。这样，就可以通过加快塑胶的固化速度，来缩短成型周期，解决注塑件的翘曲、缩水、下陷等缺陷。甚至在注塑件表面产生玻璃塑化，还可以改善传统生产工艺所造成的注塑件外观表面色差，从而使注塑件获得 “真高光” 的特殊表面工艺效果。 　　注塑周期过程如图示： 　　RHCM在不同类型塑件中使用的效果： 　　针对在薄壁成型中使用该技术，在高温下，有助于注进模具的熔融塑胶提高胶料流动性，降低注射压力，避免填充困难、困气等问题，提高产品质量与强度。而且通过成型后的速冷，也可以降低收缩应力，减少产品变形，同时使脱模变得容易。 　　针对汽车内饰件使用该技术，可大大改善传统注塑成型中难以解决的问题：当汽车在受到外力强烈撞击时，汽车内饰塑胶件破裂产生的尖角，将会对人体造成伤害。 　　针对加纤维改性工程材料使用该技术可消除传统注塑成型中难以解决的由于玻纤表面外露所产生的“浮纤”问题（例如：在某著名公司的游戏机上使用该技术解决了“浮纤”问题）。 　　以笔者在某现场亲历的某型号家电老化和强撞破坏性试验，与传统塑胶件相比，差距非常明显，并且采用蒸汽辅助注塑系统成型技术可大幅缩短注塑成型周期的60%左右（使用韩国lTITAN系统实际应用应该在35～40%），提高生产效益，是一项实在的绿色制造技术。（产品见图1） 　　蒸汽多路快速冷热循环系统的类型： 　　该行业中，目前技术比较成熟的有日本小野系统、三菱/富士精工系统、韩国TITAN系统三类。 　　日本小野系统：早期无痕蒸汽注塑成型始祖. 前期投入价格昂贵。模具结构，生产设备配套多样、复杂，有一定参数范围（包括现场的限制、危险（蒸汽炉）），蒸汽不可回收，运行成本高，但产品尺寸精度易控制。
　　三菱/富士精工系统： 无痕蒸汽注塑成型改良型加氮气辅助成型，前期投入价格昂贵。现今最稳定的双闭合互换系统，产品尺寸精度易控制。 　　韩国TITAN系统： 无痕高温水注塑成型，价格适中。系统是采用高压的热水作为传热介质（温度接近于汽化状态），其模具与RHCM系统模具设计相兼容，采用的高压热水可循环利用；运行成本较低。生产设备配套简单、安全，一台高光模温系统加其它小设备配套即可生产。系统迁移灵活、稳定，产品尺寸精度控制一般，可附加氮气辅助成型，使用多年，技术上已经趋于成熟。目前市场上有许多仿制和改进型。 　　除了目前行业中所知道的，无痕蒸汽注塑成型和无痕高温水注塑成型外，还有由于受到产品形状及大小，和生产环境等因素所限，无法采用上述工艺的注塑产品。例如，针对投影面积较小的产品，目前在日本研究开发出一种针对传统热电偶进行改良的电发热高温高光无痕工艺，我们俗称“电发热高温无痕工艺”，它的基本原理是通过多组改良的热电偶去代替现今的蒸汽或高温水工艺。在使用电发热控制模块系统时，针对产品外形各个区域温度的不同，通过热电偶调整各个区域发热丝组的发热情况，从而达到温度调节的作用。当模具射胶完成后，再通过靠近热电偶组上的密集平均分布的直入直出的冷水流道，进行一个周期性的模具降温，最终达到产品表面外观高光无痕的效果。 　　该工艺在模具设计上与以往的其它无痕注塑工艺相区别在于以下： 　　（1）它的高温发热介质是通过定制长度不一的热电偶组，设计在距离产品外观胶位面1.0～1.2mm的随型面上，以通过电发热系统的模组控制，进行快速热传递。（加热线与感温线见图2） 　　模肉分成加热板和冷却板，加热板的背面设计加工出安装发热丝的随形槽，冷却板除了也要加工出槽以便固定发热丝，同发热板连接固定以保证模肉的强度外，还要设计加工出用于冷却模肉的水道。 　　（2）目前，“电发热高温无痕工艺”还处于技术试用阶段，因其系统技术参数稳定性局限，目前只适合应用在投影面积较小的高光产品上。当应用到投影面积较大的高光产品上时，在生产过程中，由于藏热电偶的槽离模具型腔表面太近，导致此处的钢位很薄（通常只有15mm左右），容易因注塑压力过大而造成模具上该区域凹陷，损伤模具并造成注塑产品外观不良。 　　图3是我们制作的一款塑胶产品，试模时运用电阻加热方式和普通模温水方式对比： 　　可以使用这类技术的塑胶材料包括ABS、PA、PC、PMMA、PC+ABS、PMMA+ABS。最常用的有ABS（硬度较低，易伤外观）、PC+ABS（硬度最高，调配适当可达到2H，流动性差）。近期市场新出现的PMMA/ABS，免喷涂的料有HAM8560等。 　　在模具设计和制造时，应留意以下几个方面： 　　1.产品前期CAE分析（MOLDFLOW/ANSYS ） 　　1.1利用MoldFlow模流软件系统分析塑胶流动过程、溶接线交汇位置、翘曲状况、确定最佳进胶位置（产品外观有高要求的）。 　　1）进胶口形状通常采用的是扁口（又称鸭嘴型）的潜型或香蕉型，进胶位置的选择一般是产品的侧面或天窗碰穿位。 进胶位置选择不可距离深薄胶位（加强筋/柱位/装配扣位，等等）和倒扣脱模机构太近，以避免因进胶位置附近注塑压力过大造成塑胶产品脱模困难，或者由于模具型腔局部受压变形，塑胶产品产生批锋等缺陷。如果进胶位置确实离深薄胶位（加强筋/柱位/装配扣位，等等）或倒扣脱模机构太近，建议进行产品设计改良。 　　2）香蕉型方式进胶点不可直接入塑胶产品外观底面，而需要通过潜片转接（如图4），目的是防止由于浇口压力大而导致浇口附近的产品外观面产生“料花”。 　　1.2如果产品外形较为复杂，建议利用ANSYS有限元分析系统对模具热传递过程进行模拟分析，以便更加合理地排布冷却水道。 　　2.塑胶产品的设计优化改良 　　（1）塑胶产品的外观圆弧过渡部分，拔模斜度应在5度或以上。 　　（2）模具上的枕插穿钢位应尽可能大于5度。 　　（3）因为使用该技术所生成的塑胶产品高光面会对模具型腔产生极强的吸附力（强吸附性真空），所以，塑胶产品的内侧面必须有足够的包紧力以防止产品粘前模。解决此问题的方法之一是在产品内侧面加倒扣，但切记高光模不可强脱倒扣。 　　（4）塑胶产品外观分型面胶位必须有圆角（如图5），以防止产品外观分型面附近产生“刮花”或“飞边”（flash）。特别是对于胶料硬度较高的产品，更加需要考虑加大圆角过渡。 　　（5）关于塑胶产品内部的骨位厚度问题，由于越光亮的产品对光的折射效果越敏感，表面稍有缺陷很快就会被发现，因此如何解决缩水问题是高光产品的首要问题。一般的产品骨位厚度不超过产品壁厚的0.6倍便不会缩水，或者说由于缩水痕迹较小不易被发现，可忽略不计。 　　但对于高光产品而言，这样的要求远远不够，我们需要将产品骨位根部的厚度减小到不超过产品壁厚的一半，对于螺丝柱位还必须做火山口式斜结构。例如，对于壁厚2.5mm的产品，其骨位根部厚度最大不应大于1.10mm，如果客户需要考虑强度，可考虑保持骨位较厚而在其根部做减胶处理，同时模具结构上设计机构进行脱模。塑胶产品表面形状必须圆滑过渡，避免尖利边（如图6）。 　　（6）塑胶产品外观存在碰穿区域时（例如，LED显示框功能区和按键功能区），注意分型面需设计在离功能外观面下偏移0.5mm至1.0mm处。这样做将避免在高光注塑过程中，由于注塑高压产生微小飞边，进而影响产品外观；避免精密部件尺寸超差而影响运动或装配功能。 　　3.模具系统的设计 　　3.1模具的对齐管位系统：除必须的模胚直身管位块（interlocks）外，模肉部分须沿产品外轮廓面周圈加工出原身斜管位。 　　3.2模胚及导向系统：必须注意的有：
　　（1）顶针板顶出弹簧应选用优质重载荷弹簧，并安装在四支顶针板回针（return pin）上（回针套弹簧），由于高光模具的顶针板通常需要更大的回弹力，为保证回弹力在顶针板分布均匀，避免顶针板局部受力过大而造成变形，需要适当增加复位弹簧，复位弹簧必须设计扶针用于导向。 　　（2）模胚四支导柱的中间段同模板和导套之间应当避空，且导套应选用镶有石墨的黄铜套。另外，用于顶针板导向的中托司，其顶部须插入模胚后模板，且接触部分应避空0.2mm左右。 　　（3）如因模具机构需要加弹板，或采用三板模结构，开模动作不可使用尼龙拉勾控制，而应采用机械式刚性拉勾控制。 　　（4）模框与模肉底部和四侧接触面都应大面积留出隔热板厚度空间，藏入隔热板，以减少模胚与模肉之间的热传递（这点很重要！如图7）。 　　3.3模肉部分：由于高光模具在生产使用当中面临着模具温度急剧变动的情况，故对钢料的抛光性、耐腐蚀性、韧性、热强度、热膨胀系数等，都有很高的要求。尤其需要注意前模肉钢料的选用，目前可供选择的范围包括ASSAB公司的NiMAX，德国葛立兹的CPM40、GEST80，日本日立金属株式会社CENA1，等等，上述四种钢材的共同特点是都具有优良的抛光性能、焊接性能和机加工性能，其中日立CENA1具有更好的耐腐蚀表现，它在其它钢种的主要成份C、Mn、Cr、Ni基础上，还添加了V、Al、Cu。其中V能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度、韧性和耐磨性；Al也能细化钢的晶粒组织，提高钢在低温下的任性，还能提高钢的抗氧化性、耐磨性和疲劳强度等；Cu的突出作用则是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能。在此特别推荐。另外，由于此钢种对于加工工艺有特殊要求，故需要特别留意，具体更多详细加工工艺参数，可向钢材供应商提出技术咨询。 　　3.4模具排气系统：尽可能的在产品周围相隔10mm为一段，均匀分布开排气槽，与产品相连部分深度0.02～0.03mm，后面深度为0.15～0.2mm；产品中间孔或其它特征碰穿部分也需要排气设计。 　　3.5模具机构系统：对于成形注塑件 “真高光”表面的模具上模肉部分，应尽可能不设计任何机构运动，例如，行位等抽芯机构等。如无法避免，应选用油缸以简化机构的运动成单纯性往复动作。 　　3.6模具冷却系统：为了保证模具表面温度的均匀性和快速热冷传导，合理的水道配合RHCM系统的急速升降模温是直接影响整个成型周期和产品品质的重要因素之一，水道结构类型有： 　　（1）HALF随形水道，是最好的热传递方式，但加工困难复杂，模具寿命短，对大批量生产的模具很不利。 　　（2）采用传统水道结构，使用深孔钻多摆角度加工，也能达到较好效果，模具寿命得以提高，但冷却效果较差。 　　在模具设计中应当注意以下几点： 　　（1）因模具水道中的水介质一直在摄氏30度和160度之间不停切换，水道进口应采用避开模胚上A/B板直入模肉方式，同时采用优质的不锈钢管接头。每条水道形式采用直入直出，如有高低多异面需设计出角度较大的能经深孔钻多摆角度加工的斜水道。 　　（2）水道侧壁与胶位面之间的距离应尽可能保持在5.0mm～6.0mm之间。 　　（3）模具上的顶针板也需合理布设冷却机构。 　　（4）模具上四支导柱在模胚A板上应各自独立有一组水道冷却以保证导柱不变形。 　　3.7模具顶出系统：顶针因与塑胶产品胶位面直接接触， 具有很高的热导性和顶出力， 注意选用优质的耐高温顶针。非万不得已，切不可使用扁顶针（可用头部带0.5度斜度，表面有涂层的小方直顶/或氮化过的推方代替）。 　　4.模具系统的加工 　　4.1热处理工艺：高光模钢料由于在注塑生产过程中温度急剧变动，和加工过程的后期打磨抛光等原因，从前期钢料开粗淬火到后期精光、除应力等，各个工艺环节都须严格控制。更多详细工艺参数，可向材料供应商提出技术咨询。 　　4.2抛光工艺（重要）：高光模钢料的抛光工艺是很重要的。运用手法不当则会前功尽弃，注意禁用砂纸，其具体运用手法参考如下。 　　（1）先用传统方法去掉EDM精加工后的硬化薄层（注意EDM精加工要尽可能采用小电流微精加工）。 　　（2）直接选用优质的整体沙质均匀的油石去掉（320#―>400#）痕面90%后，用一种外形象扫把的马毛刷抛光用具进行精抛，去掉剩余的痕面，最后用抛光膏做最终抛光（注意整个过程切勿使用砂纸）。这种这比传统抛光工序快1/5（具体视操作者的经验和熟练程度而定），这种抛光工艺也同样适用于传统模具。 　　对于笔者使用过的工艺，笔者认为：采用蒸汽或高温水为传热媒介的无痕高光注塑成型工艺在实际应用当中，可运用在投影面积较大的注塑产品上。而对于电加热高光工艺，因其技术参数所限（目前所使用的热电偶发热功率受限等因素），目前它只能在发热介质距离产品外观垂直高度1.0～1.2mm范围内得到高光效果。对于投影面积较大的产品，当注塑压力较大时，经过一定的生产周期后，可能会导致电发热槽附近产生内凹的情况，进而严重影响产品外观品质。因此，它只适合应用于投影面积较小的注塑产品。目前，我们已经成功应用在投影面积为260*130mm的产品上。 　　RHCM技术不仅可以实现注塑产品表面高光无痕的要求，也同时提高产品质量安全，部分解决工程材料由于改性所引起的不良，等等，可以进一步地缩短生产周期。为企业节省成本，为社会创造价值。 　　以上是总结笔者使用该技术的经验，虽然该技术已在行业内广泛应用多年，但在实际应用过程当中，也碰到些暂时无法解决的工艺难题。就此原因，笔者把以往工作中的经验点滴，小结以上，同时也真诚希望了解该技术的各位同行给出宝贵的经验及见解，给予指正，相互学习，共同进步。 　　【参考文献】 　　[1]谢玲珍.蒸汽高光注塑模具设计方法及疲劳寿命研究，山东大学硕士学术论文，2011. 　　[2]曹建娇.蒸汽高光注塑的应用探讨，TCL集团股份有限公司，2008.
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