1、四、模内装饰成型模具设计四、模内装饰成型模具设计1、IMD模具的种类模具的种类 IMD成型工艺需要使用到薄膜成型模、薄膜剪切模和成型工艺需要使用到薄膜成型模、薄膜剪切模和IMD产品注射模等模具。产品注射模等模具。薄膜成型模：为片材热成型模，常用的是真空吸塑模或压薄膜成型模：为片材热成型模，常用的是真空吸塑模或压缩空气成型模；缩空气成型模；薄膜剪切模：主要用于已成型薄膜的裁剪或修边。薄膜剪切模：主要用于已成型薄膜的裁剪或修边。IMD注射模：由于模腔内有一层薄膜，造成塑件内外壁冷注射模：由于模腔内有一层薄膜，造成塑件内外壁冷却收缩不同，而且还要考虑薄膜在模内的定位等问题，使却收缩不同，而且还要考虑
2、薄膜在模内的定位等问题，使IMD注射模的设计有别于普通塑料注射模。注射模的设计有别于普通塑料注射模。IMD的核心技术主要是片材的制造工艺和塑件注射成型的核心技术主要是片材的制造工艺和塑件注射成型模具两方面。模具两方面。四、模内装饰成型模具设计四、模内装饰成型模具设计2、IMD模具的设计流程模具的设计流程 IMD制品的生产流程为薄膜成型制品的生产流程为薄膜成型裁切裁切注射成型，但注射成型，但在模具设计时要求反推设计，要按注射成型模在模具设计时要求反推设计，要按注射成型模裁切模裁切模薄膜成型模的顺序来设计。薄膜成型模的顺序来设计。注射成型模具的设计步骤：注射成型模具的设计步骤：1）制品结构注射成型
3、工艺性审查；）制品结构注射成型工艺性审查；2）制品）制品IMD成型工艺性审查；成型工艺性审查；3）制品材质成型收缩率的确认；）制品材质成型收缩率的确认；4）模具分型面的确定；）模具分型面的确定；5）注料浇口的确定，着重考虑注射成型时的冲墨问题。）注料浇口的确定，着重考虑注射成型时的冲墨问题。2、IMD模具的设计流程模具的设计流程（1）IMD制品结构注射成型工艺性审查制品结构注射成型工艺性审查 需结合需结合IMD工艺对塑件的形状、尺寸精度、表面质量及工艺对塑件的形状、尺寸精度、表面质量及注射成型性进行审查，存在不合理之处应予以修正。注射成型性进行审查，存在不合理之处应予以修正。（2）IMD成型工
4、艺性审查成型工艺性审查 主要针对制品外观进行审查，包括薄膜包覆范围、外观主要针对制品外观进行审查，包括薄膜包覆范围、外观脱模斜度、过渡圆角是否合适的检查。脱模斜度、过渡圆角是否合适的检查。薄膜包覆范围受片材成型的拉伸高度影响，结构复杂制品薄膜包覆范围受片材成型的拉伸高度影响，结构复杂制品其薄膜拉伸高度应不超过其薄膜拉伸高度应不超过2.53mm；中间有过度形状、拔模角小于中间有过度形状、拔模角小于5时，复杂制品拉伸高度时，复杂制品拉伸高度应不超过应不超过33.5mm；大曲面且结构复杂制品其拉伸高度一；大曲面且结构复杂制品其拉伸高度一般不超过般不超过68mm。制品的过渡圆角必须大于等于薄膜厚度的制
5、品的过渡圆角必须大于等于薄膜厚度的1.51.8倍。倍。四、模内装饰成型模具设计四、模内装饰成型模具设计3、IMD注射模设计要点注射模设计要点 因油墨能承受的温度、压力和耐温时间有一定限制，在因油墨能承受的温度、压力和耐温时间有一定限制，在设计注射模时，需考虑注射压力、注射时间、分型面、浇设计注射模时，需考虑注射压力、注射时间、分型面、浇注系统及注射料的物性等因素。注系统及注射料的物性等因素。（1）分型面设计）分型面设计 IMD注射模的分型面不能直接从塑件分型面边缘水平拉注射模的分型面不能直接从塑件分型面边缘水平拉出，一定要向下延伸出，一定要向下延伸S距离（常取距离（常取35mm，延伸面脱模角取
6、，延伸面脱模角取3以上），再水平拉出作为分型面，使定、动模的分型面以上），再水平拉出作为分型面，使定、动模的分型面之间会有一段对插配合面（又称插穿面）。之间会有一段对插配合面（又称插穿面）。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（1）分型面设计）分型面设计3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 因油墨的耐热性有限，为了达到注射压力低，注射时间因油墨的耐热性有限，为了达到注射压力低，注射时间短的目的，浇注系统的设计应注意：短的目的，浇注系统的设计应注意：1）浇道设计愈短愈好，最好采用热浇道。）浇道设计愈短愈好，最好采用热浇道。2）浇口面积可加大或采用多点浇口。）浇
7、口面积可加大或采用多点浇口。3）一模多腔时多采用内侧潜伏式浇口，或弧形潜伏式浇）一模多腔时多采用内侧潜伏式浇口，或弧形潜伏式浇口。口。浇口设计：一般要求在型腔能够完全充填的前提下，浇浇口设计：一般要求在型腔能够完全充填的前提下，浇口数量愈少愈好。口数量愈少愈好。为减少浇口数量，应在材质允许的流程长度为减少浇口数量，应在材质允许的流程长度/壁厚比之內，壁厚比之內，找出可以涵盖最大产品面积的进浇位置。找出可以涵盖最大产品面积的进浇位置。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 浇口设计应注意防止冲墨现象的发生，冲墨是因为熔体浇口设计应注意防止冲墨现象的发生，冲墨是因为
8、熔体温度过高或熔体剪切应力偏高。冲墨多半发生在浇口处，温度过高或熔体剪切应力偏高。冲墨多半发生在浇口处，为了避免冲墨，可以在薄膜侧加强冷却，以稳固油墨。为了避免冲墨，可以在薄膜侧加强冷却，以稳固油墨。防止冲墨的进一步措施有：防止冲墨的进一步措施有：1）降低熔体通过浇口时的注射速度；）降低熔体通过浇口时的注射速度；2）加大浇口的尺寸和断面积；）加大浇口的尺寸和断面积；3）以流动平衡为原则，优化浇口的位置；）以流动平衡为原则，优化浇口的位置；4）在流动平衡的前提下增加浇口的数目。）在流动平衡的前提下增加浇口的数目。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 3、IMD注
9、射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 当浇口处设有防冲墨当浇口处设有防冲墨圆顶圆顶结构时，结构时，圆顶外径与透明窗口间需有圆顶外径与透明窗口间需有3.0mm以上的距离。以上的距离。若浇口处没有加厚圆顶结构，则进若浇口处没有加厚圆顶结构，则进浇口外径需与透明窗口保持最少浇口外径需与透明窗口保持最少5.0mm以上的距离。以上的距离。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 当采用侧浇口进料时，浇注系统的流道需要设置进料缓当采用侧浇口进料时，浇注系统的流道需要设置进料缓冲结构，以防止熔体对印刷油墨产生冲击。冲结构，以防止熔体对印刷油墨产生冲击。3、
10、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 侧浇口的熔体不能沿模内薄膜侧壁方向流动，应垂直于侧浇口的熔体不能沿模内薄膜侧壁方向流动，应垂直于薄膜侧壁方向进入模腔，以防止熔体料流的冲击力使薄膜薄膜侧壁方向进入模腔，以防止熔体料流的冲击力使薄膜变形和移位。变形和移位。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计为使熔体料流能从制品顶部进料，可采用增设工艺柱的内为使熔体料流能从制品顶部进料，可采用增设工艺柱的内侧潜伏式浇口结构，让塑料熔体料流先填充到制品顶部，侧潜伏式浇口结构，让塑料熔体料流先填充到制品顶部，再填充模腔的区域。再填充模腔的区域。3、I
11、MD注射模设计要点注射模设计要点（2）浇注系统设计）浇注系统设计 选择浇口位置时，应避免熔接线处于薄膜件拉伸最大的选择浇口位置时，应避免熔接线处于薄膜件拉伸最大的位置（大多在塑件的四角位置），否则极易在这些部位产位置（大多在塑件的四角位置），否则极易在这些部位产生皱折。生皱折。当存在下列情况时极易使薄膜产生皱折：当存在下列情况时极易使薄膜产生皱折：1）薄膜在转角处难以和型腔贴合；）薄膜在转角处难以和型腔贴合；2）塑料熔体流动不顺畅、不平衡，以致薄膜有被过度拉）塑料熔体流动不顺畅、不平衡，以致薄膜有被过度拉伸或挤压；伸或挤压；3）充填时存在困气问题；）充填时存在困气问题；4）薄膜和与其黏合的注塑
12、料层收缩差异偏大。）薄膜和与其黏合的注塑料层收缩差异偏大。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定 薄膜件尺寸与型腔的关系，通常要求其尺寸要比最终的薄膜件尺寸与型腔的关系，通常要求其尺寸要比最终的塑件尺寸小一点（单边小塑件尺寸小一点（单边小0.020.03mm）。）。薄膜件在模内定位不准或固定不可靠，注射成型时就会薄膜件在模内定位不准或固定不可靠，注射成型时就会出现薄膜移位、起皱、印刷图案变形等一系列问题。出现薄膜移位、起皱、印刷图案变形等一系列问题。定位方法：有型芯定位、弹簧定位、侧边定位、外部工定位方法：有型芯定位、弹簧定位、侧边定位、外部工艺孔定位、真空或静
13、电吸附定位等，立式注射机可直接将艺孔定位、真空或静电吸附定位等，立式注射机可直接将薄膜件放置在下模定位。薄膜件放置在下模定位。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定型芯定位：利用薄膜件上的孔进行型芯定位：利用薄膜件上的孔进行定位的结构。定位的结构。定位孔位置选择：应保证薄膜件能定位孔位置选择：应保证薄膜件能平衡地放置于模腔内，成型时保持不平衡地放置于模腔内，成型时保持不移位，且有良好的定位精度。移位，且有良好的定位精度。定位型芯的定位高度：至少是薄膜定位型芯的定位高度：至少是薄膜厚度的厚度的1.52倍。倍。定位孔直径：视薄膜件的大小而定，定位孔直径：视薄膜件的大
14、小而定，一般为一般为310mm。定位孔数量：可取定位孔数量：可取13个。个。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定 弹簧定位：是在模具型芯一侧设置若干个弹性顶杆，利弹簧定位：是在模具型芯一侧设置若干个弹性顶杆，利用弹性顶杆压紧薄膜件，从而起到定位与固定作用。用弹性顶杆压紧薄膜件，从而起到定位与固定作用。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定 侧边定位：是在型腔侧边设置两个弹性侧边定位块，利侧边定位：是在型腔侧边设置两个弹性侧边定位块，利用弹性侧边定位块阻挡着薄膜件的侧边，防止合模过程中用弹性侧边定位块阻挡着薄膜件的侧边，防止合模过
15、程中薄膜件因振动而脱落。薄膜件因振动而脱落。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定 外部工艺孔定位：是在薄膜成型件外缘增加两个定位工外部工艺孔定位：是在薄膜成型件外缘增加两个定位工艺孔，放入模内时用这两个工艺孔定位，待塑件注射成型艺孔，放入模内时用这两个工艺孔定位，待塑件注射成型后再用热刀或热丝将其切除的一种定位方法。后再用热刀或热丝将其切除的一种定位方法。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（3）薄膜件的固定）薄膜件的固定 真空定位：是将薄膜件与模腔之间真空定位：是将薄膜件与模腔之间的空隙进行抽真空，依靠真空负压使的空隙进行抽真空，依靠真空负压使薄膜件吸附定
16、位并固定在模腔内的方薄膜件吸附定位并固定在模腔内的方法。法。静电吸咐定位：让薄膜带上一定量静电吸咐定位：让薄膜带上一定量的静电，利用静电吸附原理将薄膜吸的静电，利用静电吸附原理将薄膜吸附在模具内定位的方法。附在模具内定位的方法。不论采用何种定位方法，均必须保不论采用何种定位方法，均必须保证薄膜件始终保持正确的位置和可靠证薄膜件始终保持正确的位置和可靠定位。定位。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（4）成型镶块设计）成型镶块设计 IMD注射模镶块与薄膜件接触的表面要求抛光到镜面，注射模镶块与薄膜件接触的表面要求抛光到镜面，防止薄膜件表面擦伤或留有印痕。防止薄膜件表面擦伤或留有印痕。镶块材料应
17、选用优质塑料模专用模具钢，以方便表面镜镶块材料应选用优质塑料模专用模具钢，以方便表面镜面抛光，并进行适当热处理，提高镶块成型表面的硬度。面抛光，并进行适当热处理，提高镶块成型表面的硬度。模具材料还应具有较好的耐蚀性能和高温不碳化性能，模具材料还应具有较好的耐蚀性能和高温不碳化性能，以保证镜面抛光表面使用过程中不会因灰尘等原因损伤抛以保证镜面抛光表面使用过程中不会因灰尘等原因损伤抛光面。光面。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（5）模具温度控制系统设计）模具温度控制系统设计 因模内薄膜导致熔体内外表层的导热效果不一致，熔体因模内薄膜导致熔体内外表层的导热效果不一致，熔体冷却速率也不同，造成收
18、缩不均而出现变形、翘曲，并影冷却速率也不同，造成收缩不均而出现变形、翘曲，并影响薄膜与注射料层的粘结强度。响薄膜与注射料层的粘结强度。需要适当调整动、定模的模温，其模温通常会比普通注需要适当调整动、定模的模温，其模温通常会比普通注射成型的模温低，放置薄膜件一侧的模温要更低些。射成型的模温低，放置薄膜件一侧的模温要更低些。冷却系统应尽可能达到均衡冷却，通常应加强有薄膜一冷却系统应尽可能达到均衡冷却，通常应加强有薄膜一侧模具的冷却效果，减小两侧表面的冷却差异，从而控制侧模具的冷却效果，减小两侧表面的冷却差异，从而控制制品的收缩变形与翘曲。制品的收缩变形与翘曲。必须注意平衡冷却液的流动，并排除传热渠
19、道上的空气必须注意平衡冷却液的流动，并排除传热渠道上的空气间隙等隔热结构，使传热渠道畅通。间隙等隔热结构，使传热渠道畅通。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（6）排气系统设计）排气系统设计 因为因为IMD制品一般都比较薄，一般采用较高的注射速度，制品一般都比较薄，一般采用较高的注射速度，需要有良好的排气系统来支持。需要有良好的排气系统来支持。排气槽布局：应保证注射成型时能快速、均衡地排气，排气槽布局：应保证注射成型时能快速、均衡地排气，否则会影响到模内薄膜件的定位和变形。否则会影响到模内薄膜件的定位和变形。通常可通过模具结构和注射成型工艺参数的共同调整来通常可通过模具结构和注射成型工艺参数
20、的共同调整来实现快速排气。实现快速排气。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（7）注射机选用）注射机选用 类型选择：应根据产品的结构特点，正确选择立式或卧类型选择：应根据产品的结构特点，正确选择立式或卧式注射机的类型，以便薄膜件能可靠定位与固定。式注射机的类型，以便薄膜件能可靠定位与固定。注射机宜选用性能优良有半闭环或全闭环控制的注射机。注射机宜选用性能优良有半闭环或全闭环控制的注射机。因因IMD工艺的工艺参数可变性较少，且要求参数控制精度工艺的工艺参数可变性较少，且要求参数控制精度较高。较高。因内置薄膜具有伸缩性，塑件的平整度、成型收缩率过因内置薄膜具有伸缩性，塑件的平整度、成型收缩率过大
21、等问题不能用传统的提高保压压力的方法来处理，应通大等问题不能用传统的提高保压压力的方法来处理，应通过改善塑件壁厚均匀性、冷却均衡等方法来解决。过改善塑件壁厚均匀性、冷却均衡等方法来解决。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（8）其它）其它 注射成型中常见的成型收缩、残余应力、流痕等问题，注射成型中常见的成型收缩、残余应力、流痕等问题，在在IMD工艺中一样不可避免，这些问题难以用传统的参数工艺中一样不可避免，这些问题难以用传统的参数调整方法来解决，应通过加大浇口、选择流动性较好的塑调整方法来解决，应通过加大浇口、选择流动性较好的塑料或采用多浇点、热流道等方法来解决。料或采用多浇点、热流道等方法
22、来解决。在一模多腔成型时，参数控制它比传统注射模要求更为在一模多腔成型时，参数控制它比传统注射模要求更为严格，各参数均要尽可能的一致。严格，各参数均要尽可能的一致。IMD注射料的选用时，流动性愈高愈好，成型温度愈低注射料的选用时，流动性愈高愈好，成型温度愈低愈好。愈好。3、IMD注射模设计要点注射模设计要点（8）其它）其它 注塑前应对原料进行干燥处理，确保成型时避免油墨的注塑前应对原料进行干燥处理，确保成型时避免油墨的飞溅，并提高注塑料与薄膜件的紧密贴合，避免成型后注飞溅，并提高注塑料与薄膜件的紧密贴合，避免成型后注塑料与薄膜件之间产生气泡而影响透明度。塑料与薄膜件之间产生气泡而影响透明度。此
23、外，还要考虑到薄膜成型、剪切和注射成型三个工序此外，还要考虑到薄膜成型、剪切和注射成型三个工序模具匹配的问题。模具匹配的问题。4、IMD薄膜成型模设计要点薄膜成型模设计要点（1）薄膜成型模材料选择）薄膜成型模材料选择 粉末冶金烧结成型的多孔性全材质透气材料，用于制造粉末冶金烧结成型的多孔性全材质透气材料，用于制造薄膜成型模最为理想，其缺点是成本较高。薄膜成型模最为理想，其缺点是成本较高。可选用铝合金制造薄膜成型模，并在合适位置加工出透可选用铝合金制造薄膜成型模，并在合适位置加工出透气孔，加工的孔径越小越好；该模具成本低，但模具表面气孔，加工的孔径越小越好；该模具成本低，但模具表面要达到镜面程度
24、以及保养较不容易。要达到镜面程度以及保养较不容易。可采用不锈钢加透气孔的方法制造薄膜成型模，优点是可采用不锈钢加透气孔的方法制造薄膜成型模，优点是镜面加工及保养较容易，缺点是不锈钢加工较难，费用较镜面加工及保养较容易，缺点是不锈钢加工较难，费用较高。高。4、IMD薄膜成型模设计要点薄膜成型模设计要点（2）薄膜成型模产能确定）薄膜成型模产能确定 薄膜高压成型周期约薄膜高压成型周期约2370s，通常以平圴周期，通常以平圴周期60s为产能为产能计算依据。计算依据。不论是单腔或多腔成型，模具结构仍需按单腔成型模具不论是单腔或多腔成型，模具结构仍需按单腔成型模具结构来设计，才不会造成多腔成型时定位偏移的
25、现象。结构来设计，才不会造成多腔成型时定位偏移的现象。（3）成型收缩率确定）成型收缩率确定 IMD注射成型的塑料收缩率大约为注射成型的塑料收缩率大约为0.3%0.5%，而表层，而表层PC薄膜成型后的收缩量大约为薄膜成型后的收缩量大约为0.8%，二者存在一定差异，二者存在一定差异，但由于但由于PC薄膜包覆在注塑层上，薄膜收缩率稍大有利于二薄膜包覆在注塑层上，薄膜收缩率稍大有利于二者的紧密结合。者的紧密结合。5、薄膜剪切模设计、薄膜剪切模设计 薄膜剪切线形状可按图纸所要求制品的边界确定，当薄薄膜剪切线形状可按图纸所要求制品的边界确定，当薄膜件外型在注射模内无法定位时，则可先进行注射成型，膜件外型在注射模内无法定位时，则可先进行注射成型，之后再剪切外型。之后再剪切外型。剪切模的冲头与剪切刀口之间间隙可取剪切模的冲头与剪切刀口之间间隙可取0.0050.01mm，间隙太大会使剪切毛边加大。当切刀刃口不够锋利时，也间隙太大会使剪切毛边加大。当切刀刃口不够锋利时，也会产生较大的毛边。会产生较大的毛边。冲头与剪切刀口的材料可选用冷作模具钢（如冲头与剪切刀口的材料可选用冷作模具钢（如SKD11）制造，热处理硬度要求达到制造，热处理硬度要求达到60HRC为好。为好。
