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反應注塑技術簡介
反應注塑件(RIM)通過撞流混合，將反應性液態中間體進入注塑件模具時將其混合，從而使部件成型。與傳統注塑件不同的是，反應注塑件通過在注塑件模具內實現交聯或聚合化而形成固態部件，而不是通過冷卻方式。這一工藝并不需要采用熱模腔以激活反應。實際上，當中間體在熱量下混合時會形成發熱量，因此，RIM注塑件模具通常需要冷卻。成型件脫模時間一般不超過20秒鐘。 反應注塑件工藝的開發源於聚氨酯泡沫技術。由於汽車市場需求的推動，使這一工藝在美國獲得了巨大增長，而汽車市場仍然是反應注塑件的主要用武之地。這一技術的進步來自汽車生產用材料和工藝的改進。不過，反應注塑件在醫療器材行業也有較大用途，包括結構泡沫機柜部件、輪椅座、結構部件、可再用型泡沫病人定位件等。 反應注塑件的優點 一般來說，采用反應注塑件，可使結構鋼件的重量更輕，例如汽車保險杠以及其它防振產品或減振產品中所用的各類強力回彈性塑料。采用這一工藝，可降低維修費用、保險費用和燃料費用，從而使車主大幅度節省總體費用。 該工藝帶來的社會效益是降低空氣污染。美國國家科學基金會(NSF)一直支持反應注塑件的研究。20世紀80年代，NSF支持的研究員開發的軟件獲得了商業成功。Union Carbide、DOD和NASA也提供了支持。 反應注塑件的要求 設備 反應注塑件設備最初由德國研制，現由多家注塑件加工商銷售。反應注塑件系統的基本元件包括：狀態調理系統，用於準備液態中間體；計量泵系統，確保以規定的數量和壓力泵送中間體；一個或多個混合機頭，通過撞流混合方式混合液態中間體；載模架，使注塑件模具按要求取向，適時開模和合模，便於清潔和脫模。 與熱塑性塑料注塑件不同的是，反應注塑件在充模過程中采用低粘度液體，僅通過內部產生的壓力，即可灌制成部件。因此，反應注塑件采用的注塑件壓力可低至50psi(熱塑性塑料注塑件的壓力不低於5000psi)，從而使合模力有限的小型機械也能批量生產較大的部件。基於同一原因，RIM注塑件模具比熱塑性塑料工藝的成本低廉得多。但是，采用傳統注塑件標準制成的RIM注塑件模具成功率不高。RIM注塑件模具在填充低粘度液體方面有著獨特的要求，采用其它工藝的注塑件模具難以適應。 反應注塑件具有粘度低、注塑件模具壓力低、注塑件模具成本低等特點，特別適合於短流程生產和樣機生產。要反應注塑件得到成功應用，因地制宜進行設備選型十分關鍵。設備選擇所依據的主要參數包括：擬用材料的類型(如泡沫、彈性體等)，生產部件的尺寸適合性和所需的產出率。隨?技術發展，設備已得到了相應的改進。市場現有多項選擇方案，其中之一是采用由多個混合頭和設備組成的系統以解決多種加工局限性的問題。就設備而言，也有多種選擇方案，包括各種混合頭類型和尺寸、材料和注塑件模具溫度控制、可編程式注射時間控制和流程控制警告等。 材料 率先采用反應注塑件的材料是聚氨酯。但是，隨著技術進步，許多其它材料現在也可采用反應注塑件工藝。反應注塑件可用於生產柔性泡沫、剛性泡沫和實心彈性體，具體根據采用的中間體而定。例如，反映注塑件工藝已用於生產其它工藝無法加工的可再用型泡沫。反應注塑件工藝具有較高的靈活性，客戶可解決采用塑料、橡膠甚至鋼材等其它材料時無法解決的問題。 加工參數 反應注塑件中采用低粘度中間體是提高生產效率的一大優勢，但是，這一工藝也有其不足之處。處理這一反應性或危害性原材料需要采用特種設備和程序，包括溢出清理材料。操作員應穿戴防護服裝和眼罩，有時甚至需要佩戴空氣過濾面罩。有些材料易於在室溫凍結，因此，裝運和存放應在溫控環境下進行。 該工藝在填充時易出現氣泡內藏，注塑件模具難於密封，使溢料更加嚴重。這些問題一般可通過仔細選材、精心設計注塑件模具及取向、注射時間和排氣等予以解決。由於低粘度材料容易滲透注塑件模具，因此難以開發出適合於反應注塑件的脫模劑。而且，最近頒布了禁止使用某些發泡劑(包括氯氟碳和氫氟碳)的條例，因此，必須進行廣泛研究以尋求合適的代用品。 注塑件商必須通過長期使用反應注塑件工藝，以掌握化學操控、注塑件模具制造和加工參數等方面的特性才能成功。這些特性在不同的項目中各不相同，致使提供反應注塑件產品的公司需經歷較長的學習過程。 設計中應考慮的因素 可采用現有的嵌件和增強材料。增強材料包括玻璃纖維、廢塑料、金屬或木料。可添加填充劑，以改進成品的繞曲模量或降低加工收縮率。
