创新的世界

Cellmould

产品轻量化发泡注塑

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Cellmould

物理发泡拥有诸多优势

Cellmould 是由威猛巴顿菲尔开发的工艺，通过直接将气体作为物理发泡剂注入熔料以制造结

构发泡产品。结构发泡产品由致密的外层和泡沫芯层组成。采用 Cellmould 轻量化技术,可

生产质量极轻的高刚度无缩痕的注塑产品。

威猛巴顿菲尔在结构发泡技术领域拥有多年经验并有多套系统运行。直接注气到塑胶熔体的

专利工艺实践已有 20 年。

Cellmould 轻量化技术的目标是生产精细、发泡均匀、减重的厚壁及薄壁结构发泡产品。

优点

» 减轻重量

» 消除缩痕

» 减少翘曲

» 降低产品成本

» 公差更小

» 相同重量更加坚固

» 通过降低材料粘度，更长流动长度

» 新设计选择

» 更低模腔压力

» 锁模力要求更低

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Cellmould 是一种发泡工艺，将通常为氮气的加压气体注入注塑机料筒内的塑胶熔体中并

精细分布。由于高达 330bar 的高压，氮气以液体形式供应，随后作为超临界液体溶解在

塑料熔体中。当注入模具的（排气）型腔时，压力被释放到熔体中 。塑料/氮气混合物再

次分离。同时，超临界液体恢复到气态，在其均匀分布的基础上形成了一个良好的泡沫结

构。它的实际结构取决于注塑工艺的条件。包括塑料材料的熔体粘度，注射速度（速度越

高，泡沫结构越细），最后是材料的数量（塑料越少，随着材料减少而形成泡沫结构的

空间就越大）。后者是通过适当降低固定型腔的计量，或完全填充型腔后通过高精度开启

预定的开模行程来实现的。

填充时间（注塑时间）对 PC 部件结构发泡的影

响： (高的注塑速度决定短的注射时间)

» 填充时间 = 0.3 s

外层: 薄

结构发泡: 好

» 填充时间 = 0.6 s

» 填充时间 = 1.2 s

» 填充时间 = 1.5 s

外层: 厚

泡沫结构: 粗糙

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Cellmould

工艺技术选择

» 夹芯注塑发泡

通过在夹芯注塑机两个塑化单元的一个上安装

Cellmould 技术，生产由原料或回收塑胶制成

发泡减重的芯层和紧凑包裹的外层的注塑件。

芯层和外层不必使用相同的材料。

» 变模温发泡

如果发泡产品必须拥有高品质外观，标准工艺

需要结合模具周围附加的工艺技术设备

例如:

– 反压技术 ( HiQ 开模)，模腔完全填充，只

有当退回芯子或锁模单元高精度开模后才允

许芯部发泡。

– 为模腔附加速冷速热的威猛速冷速热模温机

(威猛 Tempro plus Vario)。

» 标准发泡

标准工艺，液态氮被注入配有针阀喷嘴的特殊

塑化单元中的塑胶熔体中，然后分布溶解到熔

体中。注射进入由温度控制，无压力的模腔

中，气体从溶液中释放并形成细小气泡。一些

气泡到达聚合物熔体的表面，在注塑件表面形

成可见的条痕。结合其他工艺可以改善表面

质量。

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威猛巴顿菲尔 Cellmould 技术特点是在 25 D Cellmelt 螺杆的

注气段分离塑化段和可更换的屏障段。

2021 年新的螺杆设计，特别是屏障段，得到了 EP 3 338992

B1 保护性专利。有了这个新的设计，背压可以在更大的工艺

窗口上调整。除此之外塑化性能也提高10% 1)。

螺杆一般设计分塑化段、屏障段和混合段三部分，如果需要

调整可以快速更换各段而不需更换整支螺杆。

塑化单元

20 年开发应用经验

针式截流阀

止逆阀

喷嘴N2

料筒

Cellmould 螺杆

1)与之前相比，材料相同，工艺设置相同。

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氮气发生器 – 可扩展模块 SE

DE 压缩机

氮气瓶

威猛巴顿菲尔EcoPower, SmartPower 和 MacroPower

系列注塑机可以联合必要的附加设备用以生产Cellmould

产品。

» 压缩单元( DE )

氮气作为发泡剂，它可以通过加压瓶或氮气发生器

（可以作为压缩机的扩张模块）从环境空气中提取而

提供。在压缩机组中，氮气被压缩到最大 330bar 的

工作压力，并通过管道输送到气体流量调节器，并从

那里输送到料筒上的气体喷嘴。

» 气流调节器

气体流量调节器安装在压缩机组和气体喷嘴之间。它

用于设置注入料筒的气体量和在喷嘴上测量的气体压

力。 这些参数在 Unilog B8 控制系统的相应页面设

定。

» 气体喷嘴

气体喷嘴是由威猛巴顿菲尔设计开发。喷嘴接入料筒

内，功能是为塑胶熔体添加液态氮。

压缩机 DE 配套 SE 氮气发

生器扩展模块

Cellmould 系统

一切都源自单一

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喷嘴及气流调节器

注塑机

» 增加注射速度

由于结构发泡的形成受到注射速度的明显影响，增加注射速

度的一个压力蓄能器是每个液压驱动注塑机 Cellmould设备

包的基本配置。 在全电动机中，一种增强型伺服电机输出

作为注射驱动的压力蓄能器。

» 通过B8控制系统设置 Cellmould

在B8控制系统中，有一个单独的屏幕页面可用于输

入工艺的参数设置。控制系统不仅控制供气，而且控

制所有与工艺相关的压力/时间参数。

所有数据可以与产品信息一起保存。还可以通过注塑

机的控制系统监测选定工艺参数的质量相关趋势。

通过 B8 设置参数

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注塑件和模具设计

成功细节

发泡注塑件提供了许多优点，但需要特别调整的产品设计和合适的模具概念，以获得最佳

的结果

» 调整产品设计

– 壁厚分布越均匀，泡沫分布越好。因

此，尽可能避免壁厚有大的差异非常重

要。

– 采用最低压力完全填充型腔整体壁厚

– 局部材料的积累既是“热点”，导致脱模

后冷却过程中的二次发泡，应当避免。

» 低收缩率空间预留

发泡产品的收缩率明显低于紧凑型零

件。在注塑零件和模具的详细设计图中

必须考虑到这一点，包括：

– 通常最小脱模角为 0.5至 1 度

–

–

– 粗糙面的脱模角至少增加为 1.5 度

– 超过整体厚度的 1.3 倍的过厚加强

筋 ，因为这涉及到“热点”的风险，在

那里可能会发生二次发泡。

脱模方向上用砂纸抛光，特别是加强筋

和螺柱处

增强每个螺丝柱强度， 螺丝柱肉厚最

高为整体壁厚的 70% 到 90% ，并且

在螺柱和主体交接处增加过渡弧度(最

小半径1 mm ) 。

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» 流道系统优化

– 尽量减少流道长度，把压力损失降至最低

– 流道系统的所有支路拐角提供半径

至少 1.5 mm 的过渡

– 不要使用潜浇口过 ( 要求压力太高 )

» 提高高效的排气

为了能够相对快速地注入低粘度塑料/氮

气混合物，型腔内的空气必须尽可能快地

排出。这可以通过以下方式实现：

– 排气槽尽可能越大越多熔体流动线路方

向和/或融合线位置

– 盲孔，加强筋和细薄点单独排气 ，例

如通过连真空系统的气针。

» 针阀式热流道

– 由于塑料/氮气混合物在注射前必须保

持在一定压力下，所有只有带针阀的

热流道系统才可使用。

–

– 必须在热流道阀门和模具型腔之间提

供有效的隔热，以防止“热点”的形成，

在那里可能会发生二次发泡。

针阀必须至少可以承受 250 到 300 bar

的压力。

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CELLMOULD

应用案例

» 摩托车座椅

– 减重

– 材料: PA6+GF

» 安装板

– 翘曲最小化

– 材料: PP +30 % 玻纤

» 轮子

– 镶嵌技术

– 材料: PP

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压缩和制氮机

强劲，可供单台或多台注塑机

DE 压缩机

压缩机压缩氮气至足够高的压力已满足 Airmould 应用。取

决于它能力，一个单元可供单台或多台注塑机。通过公司网

络，可以远程操控压缩机。模块化的设计，各压缩机可随时

对制氮机进行组合改。

优点

» 通过增加一个制氮机可随时扩展

» 可远程控制的现代化控制系统

» 占地面积小

» 设备紧凑，隔音

SE 制氮机

通过 SE 系列制氮机扩展模块， 每个压缩机都可扩展自

给自足的设备。氮气通过 特殊滤膜从环境空气中过滤提

取。扩展模块适合匹配DE系列压缩机，并可方便地随时

改造。

优点

» 独立操作，节省更换氮气瓶的费用

» 制氮纯度高于 98 %

» 一个控制器控制整套设备

» 设备紧凑，隔音

Type Output Drive power ND Max. working pressure Storage capacity Weight Dimensions

(D x W x H)

NI/min Nm3

/h kW bar ltr kg mm

DE 250 250 15 5.5 300 50 690 1734 x 789 x 2077

DE 450 450 27 7. 5 300 50 710 1734 x 789 x 2077

Type Output Drive power ND Max. working pressure Storage capacity Weight Dimensions

(D x W x H)

NI/min Nm3

/h kW bar ltr kg mm

SE 250 250 15 11 6 20 800 1580 x 900 x 1980

SE 450 450 27 18.5 6 40 950 1737 x 1010 x 2050

CELLMOULD® | 料号: BPK0000033 |（中文） | 2024/09 | 持续改进 | 中国出版

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