什么是微发泡注塑成型技术？

在当今注塑行业，原材料价格的上涨和客户对产品质量要求的不断提高给制造商带来了巨大的压力和挑战。在这种情况下，迫切需要一种技术来提高产品质量和降低成本。

然后微泡注塑的出现为行业解决了这个问题。

微发泡(MicrocellularFoaming)指以热塑性材料为基体，产品中间层密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔。

微泡沫注塑成型技术突破了传统注塑的许多局限性，在基本保证产品性能的基础上，可显著降低重量和成型周期，大大降低机器锁模力，具有内应力和翘曲小、直度高、无收缩、尺寸稳定、成型窗特点，特别是在高精度和昂贵材料产品的生产中，成为近年来注塑技术发展的重要方向。

二、发展概述

上世纪80年代，麻省理工学院（MIT）首先，提出了微泡沫的概念，希望在产品中产生高密度的封闭泡沫孔，以减少材料消耗，提高其刚度，避免对强度等性能的影响。

微泡沫技术的使用从美国、欧洲开始，然后扩展到日本和东南亚。它在中国刚刚起步，但用户正在迅速增长。多年来，世界各地的不同用户在商业设备、汽车零部件、电子电器等产品中大规模生产和使用，更好地验证了微泡沫技术的优势，用户在提高产品质量的同时获得了更高的经济回报。

三、基本原理、系统介绍、硬件升级

1.微发泡工艺流程

首先，氮气或二氧化碳通过超临界流体控制系统产生超临界流体，然后通过注射通道进入注塑机螺杆的均化区。通过螺杆塑化剪切，聚合物熔体和超临界流体在均化区充分溶解，形成单相融体，保持在一定的恒压下。当注塑机注射指令发出时，自锁喷嘴将打开单相融体进入模具腔，形成微发泡产品。

2．基本原理

微发泡成型过程可分为三个阶段：一是将超临界流体（二氧化碳或氮）溶解到聚合物熔体中，形成单相融体，保持在高压下；然后通过自锁喷嘴进入低温、低压模腔，由于温度和压力降低，产品中形成大量气泡核；最后，这些气泡核逐渐生长，形成小孔。

发泡后的产品横截面图如下。我们可以清楚地看到，表面仍然是未发泡的物理层。这是因为模具温度低，表面树脂冷却快，细胞核没有生长时间，所以仍然是未发泡的物理。

3.螺杆、料筒设计

使用微发泡技术必须在注塑机上安装特殊的螺杆和料筒，特点:

（1）螺钉具有特殊的螺纹设计——超临界流体进入搅拌区后，需要特殊的螺纹切割超临界流体，与聚合物熔体充分溶解，形成单相融体。

（2）单相融体必须保持在一定的高压下，才能不离析。微发泡筒配有自锁喷嘴，螺杆中部具有止逆结构，在筒体前端的射出段形成密闭的高压范围。你可以用汽水图来帮助你理解。注射时，自锁喷嘴打开，就像汽水瓶盖打开一样，单相融体瞬间注入模具腔开始发泡。

4．设备

用户可以从注塑机厂购买微泡沫专用注塑机，在标准机的基础上增加微泡沫专用设备，如螺杆、料筒、气体注射器、超临界流体控制器和特殊微泡沫控制界面系统，当然，也可以在现有注塑机上升级，但由于微泡沫螺杆和料筒是定制部件，需要考虑与注塑机规格的配合，螺杆直径比为22：1，注意注塑座椅的移动行程是否足够。

值得一提的是，升级为微泡专用注塑机后，仍可轻松切换回传统注塑机，用户可根据需要灵活安排生产。

四、技术特点和优势

微泡成型主要依靠泡沫的生长来填充产品，在较低和平均压力下进行。与传统的注塑成型不同，它依赖于机器的持续压力保护。因此，产品的内应力大大降低，不同位置的收缩变得非常平均。

1．降低成本

微发泡成型有许多特点：树脂粘度降低使流体流动性更高，可降低熔体温度、模具温度和注射压力，稳定塑料件，增加成型窗。

通过以下方式降低生产成本：

1)提高注塑工艺水平，降低注塑装配不良率；

2)由于尺寸更稳定，可减少模具尺寸的反复修改，从而降低模具设计和制造成本；

3)降低锁模力40~80%，减少毛刺，降低能耗，延长模具寿命。可考虑使用吨位较低的注塑机，或使用多模腔；

4)注塑周期缩短20-30%，提高生产效率，降低能耗，从而降低运营成本；

5)一般减少一般减少8)~15%，更能设计薄壁结构的产品，更能降低产品的材料成本。

2.微发泡解决问题

微泡沫技术可解决以下传统注塑中常见的问题：部件收缩不均匀导致尺寸不稳定和内应力问题、收缩痕迹、直度差、同心度或圆度不足、动平衡不高、填充困难等，微泡沫注塑技术可提高部件质量，以下应用实例：

传统的注塑通常通过延长注塑和保压时间来解决零件翘曲问题，大大降低了生产效率。微发泡不仅使零件在生产过程中非常光滑，而且在热处理后也能保持。许多应用程序都表现出了这一优势，如高精度托盘、打印机通过纸架等，例如，导纸板将偏差从0不改变模具.807mm降低到0.429mm.,提高了47%。

由于射胶压力和熔胶温度较低，微发泡广泛应用于模内装饰（IMD）在产品上，有效解决了传统注塑容易出现的问题“冲膜”和“渗边“这一现象也解决了缩水问题，提高了尺寸的稳定性和直度，大大降低了不良率。锁模力从250吨降至75吨.

由于收缩均匀，产品尺寸异常稳定。在模具开启初期，模具尺寸的稳定性和一致性减少了模具设计和生产的反复修改。在生产中Cp和Cpk值很好，大大降低了不良率。

由于均匀收缩大大提高了微发泡齿轮的圆度和同心度，一般可以提高AGMA一到两级，大大提高了齿轮的精度。

在相同的成型参数下，微发泡技术使腔容易填充，因为树脂粘度的降低使流体的流动性更好，气泡在生长过程中均匀地将压力传递到各个部位，以帮助填充。流长比较大，传统的注塑需要两个浇口才能填充，使用微发泡技术后只需要一个浇口。

五、常见应用领域

目前，几乎所有的热塑性材料都可以采用微泡沫注塑成型技术。但考虑到经济性和产品质量要求，微泡沫产品主要集中在商业设备、汽车及内部装饰材料、电子电器产品等质量要求较高、材料较贵的产品上，如打印机复印机、汽车内部部件、保险箱、电气开关、薄壁容器等。以下是一些常用的产品，当然，许多用户已经成功地应用于许多其他行业。

商用设备

汽车

电气/电子

打印机内部部件、导纸机构、压纸卷筒、托架、墨辊

发动机罩及动力系统下部、进气管

连接器/插座部件，束线/芯片托盘

墨粉盒

电气/电子部件、变速箱、运动部件

包装部件/医用托盘

复印机

加热、通风、空调及散热系统部件、风扇护罩、阀门及发动机外壳

开关部件、接线盒、风扇/晶片支架

密封件、门板、手套操作箱

嵌件插入产品

六、微泡注塑与其他注塑工艺的比较

1.微发泡注塑和气体辅助注塑

虽然都使用氮气，但成型原理完全不同。气体辅助注射在厚壁产品中的效果会更明显，尤其是一些中空部件，对产品部分有帮助。需要在模具上进行气道等特殊处理；微泡注塑在模具制作上与传统模具没有什么不同，只是因为注射速度快，需要更多的模具排气。微泡注塑的理想流道比传统模具小20%左右，当然也节省了很多材料。主要用于薄壁产品，有助于整个产品的不同部位。

2.微泡注塑成型。

化学发泡剂在特定温度下分解产生气泡。不同的温度。