多射射出成型:深入了解配置與應用

2024-12-11 10:09:08


 

多組件射出成形(又稱多射、多色或多材料射出成型)是將兩種或更多種材料在單一生產週期內結合成一個產品的方法,這種技術提升了設計、功能性和生產效率,省去了次加工或組裝的需求,汽車、消費品及電子業等領域都廣泛使用此技術來創造創新且高品質的產品。本指南將深入探討多射射出成型的原理、機台類型、材料選擇及其優勢。

 

 

多射射出成型是什麼?

多射射出成型使用配備多個射出單元的射出成型機,將兩種或以上的射出成型材料成形為單一元件,這些射出單元可根據設計需求依序或同步運作,此技術能結合具有不同特性(如剛性與彈性)或不同顏色的材料,製造出具功能性與視覺吸引力的產品。

 

多射射出成型的基本原理

此製程以精確性與協調性為核心,確保多材料或顏色能完美地射出並融合,以下是主要項目的解析:

 

1. 材料相容性

  • 選擇具有相容性的材料特性至關重要,可確保不同層或區域間形成穩固的結合,而相容性不足可能導致分層或成品弱點。
  • 常見組合包括剛性塑膠搭配彈性材料,或具有不同熱與機械特性的材料。
材料相容性表格

材料相容性表格

材料 ABS PA6 PA66 PBT PC PC/ABS PC/PBT PC/PET PET PMMA POM PP PPO TPE TPU
ABS 非常相容 相容 相容 相容 相容 相容 相容 相容 普通相容 相容 普通相容 不相容 不相容 相容 相容
PA6 相容 非常相容 非常相容 相容 普通相容 相容 相容 相容 不適用 不適用 不相容 不相容 不相容 普通相容 相容
PA66 相容 非常相容 非常相容 普通相容 普通相容 相容 相容 相容 不適用 不適用 不相容 不相容 不相容 普通相容 相容

 

2. 精確的溫度與壓力控制

每個射出單元都採用獨立的溫度與壓力設定,針對所用材料進行最佳化的流動、結合與固化控制。

 

3. 模具設計

  1. 多射射出成型的模具設計比單材料模具更為複雜,需具備旋轉芯或滑動板等機構,以便在接下來的材料射出前正確定位零件。
  2. 模具設計須包含針對每種材料的獨立區域,確保材料流入預定區域且不重疊或變形,尤其是對於需要功能或美觀區域區分的零件。

 

 

多射射出機的主要配置

多射射出機的單元配置形式多樣,為滿足不同製造需求而設計,以下是常見的主要配置:

相關機台:多射射出機

 

平行配置(P型)

射出單元並排設置於機台上。

 

優勢

  • 設計緊湊,適用於空間有限的機台。
  • 適合需要多材料同步射出的高速生產。
平行配置

 

側+上單元配置(L型)

射出單元一個側面臥式,一個上方立式並安裝於固定板或移動板上方,依客戶需求調整。

側+上單元配置

 

側+後單元配置(T型)

此配置結合一個側面臥式射出單元與安裝於機台後方的射出單元。

側+後單元配置

 

旋轉配置

透過旋轉板或旋轉芯將零件在不同射出位置間移動,進行下一步材料添加。

 

優勢

  • 可製造複雜、多層次設計。
  • 透過不同工序同步操作縮短生產週期。
旋轉配置

 

對向配置(直線配置)

射出單元沿機台的水平軸直線排列。

 

優勢

  • 適用於需要從對向方向均勻材料流動的模具。
  • 支援對稱零件設計,防止材料失衡。
對向配置

 

背負式配置(側 + 斜單元配置)

一個射出單元安裝在另一單元上方或直接後方,形成緊湊的上下排列。

 

優勢

  • 節省空間的設計。
  • 提供對特殊幾何形狀模具的靈活性。
背負式配置

 

 

多射射出成型的優勢

多射射出成形以其眾多優勢徹底革新了製造業,幫助企業實現創新並優化生產流程:

  1. 設計靈活性
    • 允許創建複雜設計,如軟觸感握把、雙層零件及多色部件,全在單一生產週期內完成。
    • 消除了次加工需求,簡化了生產流程,縮短了交貨期。
  2. 成本效益
    • 將多個生產步驟整合為一個無縫過程,降低人工成本、原材料及組裝時間。
    • 減少生產誤差與浪費,進一步降低成本。
  3. 產品耐用性提升
    • 結合具互補特性的材料增強了產品的強度、耐久性與使用壽命。
    • 確保在高負荷應用中有更佳的性能表現,如汽車及醫療設備。
  4. 永續性
    • 通過精準射出技術與回收功能減少材料浪費。
    • 支持使用環保材料,如再生塑膠及生物基聚合物,符合綠色製造目標。

 

 

多射射出成型的應用

此技術的多功能性讓它成為許多產業的首選:

  1. 汽車產業
    • 可用於製造多色儀表板、符合人體工學的把手及結合耐用性與美觀的功能性開關。
    • 通過先進的材料整合技術,提升安全性與舒適性,例如方向盤及控制面板上的軟觸感表面設計。
  2. 醫療器材
    • 支援生產符合生物相容性的器械,如外科手術工具及診斷設備,提供精確性與便利性的多材料設計。
    • 符合嚴格的醫療法規,同時提升器材性能與使用壽命。
  3. 消費電子產品
    • 適用於製造智慧型手機保護殼、穿戴式設備及電子裝置外殼,無縫結合剛性與柔性材料。
    • 提升產品耐用性及外觀設計,為消費者提供更佳的使用體驗。
  4. 消費品
    • 支援生產高品質的家用商品,如符合人體工學的廚房工具、耐用玩具以及多材料家電零件。

 

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多射射出成型的未來

多射射出成形的未來將以先進技術與永續發展為基礎,不斷推動製造業的創新極限:

  1. 工業 4.0 整合
    • 人工智慧驅動的流程優化確保品質穩定並高效利用資源。
    • 即時監控與預測性維護可減少停機時間,幫助製造商應對緊湊的生產排程。
  2. 永續發展趨勢
    • 節能機台及創新成形技術降低環境影響。
    • 日益普及的再生與生物基材料使用支持全球永續發展目標。
  3. 強化的客製化能力
    • 模具設計與材料科學的進步將使製造商能夠生產更為複雜、符合市場需求的客製化零件。
    • 數位雙胞胎模擬及數據分析將加速原型開發,縮短產品上市時間。
  4. 市場適應能力
    • 隨著產業競爭加劇,採用多射射出成形技術可幫助企業快速回應消費者需求與市場趨勢。

 

 

結論

多射射出成型不僅是一項製造技術創新,更是企業保持競爭力的策略利器,憑藉其無與倫比的設計靈活性、成本效益及對永續發展的支持,此技術正塑造未來生產的樣貌。

 

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撰稿者 Wei