20世紀(jì)90年代以來(lái)，電視機(jī)喇叭窗網(wǎng)與面框一體注射成型技術(shù)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。傳統(tǒng)電視機(jī)的喇叭遮蓋方式采用安裝鐵窗網(wǎng)、貼帶孔PVC膜或貼尼龍布等方式，產(chǎn)品外觀整體效果不佳，而且經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，窗網(wǎng)區(qū)域可能出現(xiàn)銹蝕、脫落或破損等質(zhì)量問(wèn)題。采用窗網(wǎng)一體注射成型后，電視機(jī)外觀整體效果得到了大幅度提高，同時(shí)也增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性。 

    微孔注射成型制品的特點(diǎn)是制品壁薄，上面分布有密集細(xì)小的通孔和盲孔，且分布面積較大。 

    微孔注射成型模具的特點(diǎn)是在定模、動(dòng)模上設(shè)置有鑲塊，鑲塊上有采用電火花加工出的排列密集的鋼針，模具制造精度要求高，加工難度大。 

    由于微孔區(qū)域冷卻面積增加、填充阻力較大等原因，微孔注射成型的制品易出現(xiàn)缺料、拉白、拉裂、表面凹凸不平、燒焦等缺陷。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，因微孔區(qū)域缺料、拉裂、燒焦等缺陷造成報(bào)廢的制品，占所有廢品的30％以上，所以很有必要進(jìn)一步探討高抗沖聚苯乙烯（HIPS）微孔注射成型技術(shù)。 

    制品設(shè)計(jì) 

    電視機(jī)喇叭窗網(wǎng)微孔一般分布于面框正面兩側(cè)，安裝喇叭的區(qū)域?yàn)橥祝▍^(qū)域1），其它區(qū)域?yàn)槊た祝▍^(qū)域2）。微孔排列方式有菱形排列、正方形排列、長(zhǎng)方形排列等。其孔徑約1mm，孔間距約1.7mm。 

    微孔區(qū)域壁厚一般設(shè)計(jì)為1.5mm左右。如果壁厚設(shè)計(jì)太薄，模具填充阻力大，熔料前峰流速較慢，冷卻變粘的熔料進(jìn)一步加大了充填阻力，zui終造成制品缺料。如果壁厚設(shè)計(jì)太厚，雖然缺料問(wèn)題可以較好地解決，但是由于成型孔的鋼針變長(zhǎng)，制品成型冷卻后微孔區(qū)域?qū)δ＞咪撫樀陌o力將大幅度增加，在開(kāi)模及頂出制品時(shí)，通孔區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)拉白、拉裂等缺陷。 

    制品通孔區(qū)域的背面應(yīng)設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，其作用是：①增加制品微孔區(qū)域的強(qiáng)度；②在注射充填時(shí)發(fā)揮引流作用，可降低通孔區(qū)域的充填壓降，保證快速充模；③可以增加制品通孔區(qū)域?qū)?dòng)模的粘附力，在開(kāi)模時(shí)，能防止制品拉白、拉裂等缺陷。 

    加強(qiáng)筋的設(shè)置方式與微孔的排列方式有關(guān)。菱形排列時(shí)可設(shè)置橫向和斜向加強(qiáng)筋；正方形及長(zhǎng)方形排列時(shí)可設(shè)置橫向和縱向加強(qiáng)筋，并可根據(jù)孔間距不同，設(shè)置不同寬度的加強(qiáng)筋。 

    模具設(shè)計(jì) 

    模具鋼針的設(shè)計(jì) 

    模具鋼針一般采用裝配鑲件的形式，盲孔區(qū)域的鋼針均設(shè)置在定模上，制品啟模時(shí)即脫開(kāi)，鋼針直徑和長(zhǎng)度根據(jù)制品設(shè)計(jì)要求而定。在電火花加工和裝配時(shí)，每根鋼針必須盡量保證垂直于開(kāi)模方向，否則開(kāi)模時(shí)會(huì)拉傷制品微孔，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)阎破?。為方便脫模，鋼針的脫模斜度?yīng)為10或更大。 

    制品通孔區(qū)域的模具設(shè)計(jì)有兩種方法。 

    （1）采用動(dòng)、定模鋼針對(duì)碰成型通孔。即在定模、動(dòng)模上設(shè)置鋼針，其長(zhǎng)度均為成型孔深的一半左右，合模后鋼針對(duì)碰，從而在制品上成型通孔。采用鋼針對(duì)碰成型的形式對(duì)模具加工精度要求很高，一方面，動(dòng)、定模鋼針對(duì)碰后不能出現(xiàn)大的錯(cuò)位，另一方面要求在合模增壓后，對(duì)碰的鋼針恰好緊密接觸，如鋼針太短，動(dòng)、定模鋼針不能對(duì)碰，將無(wú)法成型通孔；如鋼針太長(zhǎng)，動(dòng)、定模鋼針對(duì)碰時(shí)承受壓力過(guò)大而損壞，將導(dǎo)致制品脫模困難。 

    （2）只在定模設(shè)置鋼針，單邊成型通孔和盲孔。此法要求在動(dòng)模成型微孔的區(qū)域設(shè)置較密集或較深的加強(qiáng)筋，以保證制品在啟模時(shí)順利地從定模上脫開(kāi)。其優(yōu)點(diǎn)是可以降低動(dòng)模、定模的配合精度，缺點(diǎn)是由于微孔區(qū)域?qū)Χ５恼掣搅υ黾?，?dòng)模相應(yīng)區(qū)域需更大的粘附力方能保證正常脫模，如果動(dòng)模加強(qiáng)筋設(shè)置過(guò)少或過(guò)淺，將會(huì)出現(xiàn)制品拉白、拉裂等問(wèn)題。
 
    模具排氣設(shè)計(jì) 

    由于微孔注射成型極易出現(xiàn)困氣問(wèn)題，所以排氣設(shè)計(jì)顯得極為重要。常用的排氣措施有：①鑲件材料選用燒結(jié)金屬。燒結(jié)金屬有微孔，在注射成型時(shí)，模內(nèi)空氣可以通過(guò)微孔順利排出模外。②設(shè)置*。在困氣區(qū)域的動(dòng)模上鉆孔，然后將截面類(lèi)似十字梅花形的鋼針打入孔中，要求孔與針間有小于0.02mm的間距。*的設(shè)置位置在試模時(shí)確定。③在分型面上設(shè)置排氣槽。④利用頂桿或鑲件與模具的配合間隙排氣。在試模時(shí)，通過(guò)改變各澆口的大小，將熔接線位置調(diào)整到模具頂桿或鑲件位置附近，可有效地解決排氣問(wèn)題。 

    澆口的設(shè)計(jì) 

    微孔注射成型時(shí)，由于微孔區(qū)域鋼針排列緊密、冷卻面積大、充填阻力大，所以應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大澆口及流道尺寸。但澆口尺寸過(guò)大，會(huì)使?jié)部诠袒瘯r(shí)間增加，當(dāng)微孔注塑結(jié)合氣輔成型時(shí)，氣體會(huì)從澆口回串到料筒。另外，采用大澆口，充填時(shí)會(huì)降低澆口區(qū)域的剪切熱，從而降低模具內(nèi)熔料的整體溫度，影響熔料的填充能力。 

    澆口應(yīng)避免開(kāi)設(shè)在離微孔較近的部位。因?yàn)槲⒖讌^(qū)域填充壓力損失較大，注塑壓力很難傳遞到制品其它區(qū)域，容易造成制品缺料。另外，如果采用很大的注塑壓力以克服缺料問(wèn)題，還可能造成制品通孔區(qū)域堵料。一般地，通孔區(qū)域均在zui后注塑階段充填完成。 

    工藝參數(shù)的設(shè)定 

    料筒溫度 

    料溫是影響熔料流動(dòng)性的重要因素。由于微孔區(qū)域填充阻力大，故需要較高料溫。針對(duì)HIPS而言，一般將料筒溫度設(shè)置為235-245℃。必須強(qiáng)調(diào)的是，有時(shí)料筒溫度與模內(nèi)料溫相差很大。由于注塑壓力大，模內(nèi)料溫會(huì)迅速升高，有可能造成塑料分解，從而影響制品質(zhì)量，所以在進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時(shí)，應(yīng)保證模內(nèi)料溫低于塑料分解溫度。 

    模具溫度 

    模具溫度是影響微孔區(qū)域成型的關(guān)鍵因素之一。一般，較高的模溫有利于微孔的充填，而模溫不平衡將嚴(yán)重影響微孔的充填。如果微孔區(qū)域模溫太低，其它厚壁區(qū)域模溫太高，在充填過(guò)程中，微孔區(qū)域熔料將很快固化，即使增加后續(xù)填充壓力及射入量，也只能使更多的熔料流向厚壁區(qū)域，甚至出現(xiàn)在某些部位產(chǎn)生毛刺或脹模，而微孔區(qū)域仍然存在缺料現(xiàn)象。 

    要保證模溫平衡，必須保證冷卻水路通暢、冷卻水質(zhì)優(yōu)良。在夏季，循環(huán)冷卻水極易變臟，水中含有大量砂土和鐵銹等絮狀物，容易將模具冷卻水路堵塞，造成模具熱交換變差，因此應(yīng)定期更換冷卻水和清洗模具水路。 

    鎖模力 

    設(shè)置鎖模力可采用制品質(zhì)量恒定法。首先根據(jù)制品在分型面的投影面積大小，初設(shè)稍大的鎖模力，然后固定其它參數(shù)，逐步降低鎖模力直到制品件重發(fā)生突變?yōu)橹?，將此時(shí)的鎖模力數(shù)值乘以安全系數(shù)（一般為1.1-1.3）即為鎖模力設(shè)置值。如果鎖模力設(shè)置過(guò)大，容易造成微孔區(qū)域排氣不良，制品出現(xiàn)缺料、燒焦等缺陷。但鎖模力設(shè)置過(guò)小，可能出現(xiàn)動(dòng)定模配合不良，從而導(dǎo)致微孔堵料、分型面出現(xiàn)飛邊等缺陷。 

    預(yù)充填量 

    由于電視機(jī)外殼成型普遍應(yīng)用了氣體輔助成型技術(shù)和微孔注射成型技術(shù)，所以預(yù)充填量應(yīng)大于90％，同時(shí)應(yīng)保證微孔區(qū)域*填充。如果注料完成時(shí)制品微孔區(qū)域缺料，則后續(xù)注氣將難以保證補(bǔ)充填。一方面，因?yàn)闅廨o成型一般在注料完成后有1-3s的延遲時(shí)間，注氣時(shí)熔料流動(dòng)性已經(jīng)變差；另一方面，因?yàn)樽鈿鈮罕茸⑺軌毫Φ偷枚啵y以推動(dòng)微孔區(qū)域熔料流動(dòng)。
 
    注射速率及注塑壓力 

    復(fù)雜制品注射成型一般需采用多段注射速率和注塑壓力，微孔注射成型由于要解決排氣、冷卻、注塑壓力損失等問(wèn)題，故一般采用多段注射速率和注塑壓力控制。 

    如果模具排氣良好，采用高的注塑壓力和注射速率，可以保證制品順利充填、熔合線熔接良好。有這樣一個(gè)例子，在試模階段，制品微孔區(qū)域曾在開(kāi)模時(shí)被拉裂，反復(fù)修模，問(wèn)題始終無(wú)法解決。經(jīng)進(jìn)一步分析，其原因在于微孔區(qū)域的熔合線強(qiáng)度不夠，在開(kāi)模時(shí)制品受強(qiáng)大的拉力而被拉裂。當(dāng)提高zui后注射階段的注塑壓力和注射速率后，此問(wèn)題得到了解決。 

    從工藝上解決微孔成型的排氣問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)置多段注射速率和注塑壓力來(lái)達(dá)到。在料流經(jīng)過(guò)澆口后，采用高速中壓注塑，注射速率為0.82-0.92dm³／s，料流到達(dá)通孔附近區(qū)域時(shí)改用中速高壓注塑，注射速率為0.41-0.72dm³／s，這樣可以有效地防止熔料溫度降低過(guò)多，zui后一段根據(jù)排氣需要采用低速中壓注塑，注射速率為0.05-0.31dm³／s。 

    對(duì)于因模溫不平衡造成的缺料情況，在設(shè)置參數(shù)時(shí)，可在料流經(jīng)過(guò)澆口后，前段采用高速中壓注塑，料流從中段至接近于微孔區(qū)域時(shí)采用中速中壓注塑。理論上溫差越大，傳熱越快，所以適當(dāng)延長(zhǎng)注射時(shí)間可以平衡模內(nèi)料溫。zui后一段采用較高的注射速率和壓力，以彌補(bǔ)料溫下降所帶來(lái)的高壓力損失，確保微孔順利充填。 

    制品采用氣輔成型后，保壓由氣輔設(shè)備加氣完成。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增加注塑壓力對(duì)微孔區(qū)域的拉白、拉裂影響不明顯。 

    保壓壓力及保壓時(shí)間 

    對(duì)于未采用氣輔成型技術(shù)的微孔薄壁制品成型，保壓壓力過(guò)大、保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成微孔區(qū)域的外表面凹凸不平。這是因?yàn)榧訌?qiáng)筋區(qū)域壁厚，保壓補(bǔ)縮好，而微孔區(qū)域壁薄，難以補(bǔ)縮，從而造成制品各區(qū)域的收縮差異。另外，保壓壓力過(guò)大、保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)造成制品對(duì)定模鋼針的包緊力增加，使制品脫模困難。 

    冷卻時(shí)間 

    對(duì)于采用了氣輔成型技術(shù)的微孔薄壁制品成型，冷卻時(shí)間主要由加氣時(shí)間及主流道冷卻時(shí)間決定。如果模溫分布不均或模具排氣不良，增加冷卻時(shí)間將有利于微孔部分的填充。因?yàn)樵黾永鋮s時(shí)間可以降低模溫差，同時(shí)可以增加模具零件間的配合間隙，以利排氣。 

    （1）在微孔薄壁制品設(shè)計(jì)時(shí)，孔徑一般約1mm，孔間距一般約1.7mm，微孔區(qū)域壁厚為1.5mm左右。通孔區(qū)域的背面應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。 

    （2）模具鋼針區(qū)域一般設(shè)計(jì)為鑲件形式，鋼針的脫模斜度應(yīng)為10或更大，制品通孔區(qū)域可采用動(dòng)、定模鋼針對(duì)碰成型或定模單邊鋼針成型，鋼針區(qū)域必須保證排氣良好。同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大澆口尺寸，且澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在遠(yuǎn)離通孔的部位。
 
    （3）需設(shè)置較高的熔料溫度。對(duì)于HIPS而言，料筒溫度應(yīng)為235-245℃。 

    （4）通過(guò)調(diào)整水路，盡量避免模溫不平衡或模具鋼針區(qū)域溫度太低。 

    （5）模具排氣良好時(shí)，應(yīng)采用高注塑壓力和注射速率充填。通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)可改善模溫不平衡或排氣不良等問(wèn)題。 

    （6）保壓壓力過(guò)大、保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成制品通孔區(qū)域脫模時(shí)出現(xiàn)拉白、拉裂和表面凹凸不平等缺陷。