Cellmould 产品轻量化发泡注塑

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。采角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
x 减少翘曲
x 降低产品成本
x 公差更小
x 相同重量更加坚固
x 通过降低材料粘度，更长流动长度
x 新设计选择
x 更低模腔压力
x （20 锁模力要求更低

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)

Cellmould工艺技术选择

》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。

N

》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)。

_ { \mathfrak { n } } 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。

塑化单元20年开发应用经验

威猛巴顿菲尔Cellmould技术特点是在25DCellmelt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EP3338992B1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 ) _ { \circ }

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。

1)与之前相比，材料相同，工艺设置相同。

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UnilogB8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。

》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CelImould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Celmould

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。

注塑机

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－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1mm）。

-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。

》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 \mathsf {mm } 的过渡-不要使用潜浇口过(要求压力太高)

”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。

-针阀必须至少可以承受250到300 bar的压力。

-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。

》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。

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 + 3 0 % 玻纤

》轮子－镶嵌技术－材料:PP

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

{ \mathfrak { H } } 独立操作，节省更换氮气瓶的费用
\gg 制氮纯度高于 9 8 %
\gg 一个控制器控制整套设备
{ \mathfrak { H } } 设备紧凑，隔音
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