Quy trình ép phun phủ lớp (overmolding injection molding) bằng cách tạo ra liên kết mạnh mẽ giữa các vật liệu trong cùng một khuôn hoặc thông qua nhiều bước ép phun, có thể cải thiện đáng kể tính năng ergonomics, khả năng chống trượt, khả năng kín khít, cách điện và độ bền của sản phẩm, và được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như ô tô, thiết bị gia dụng, điện tử, dụng cụ cầm tay, thiết bị y tế và nhiều lĩnh vực khác.
Nguyên lý quy trình:
Quá trình ép phun phủ lớp thường sử dụng phương pháp ép phun hai bước hoặc ép phun đa khoang tích hợp: đầu tiên đặt vật liệu nền (phụ kiện) vào vị trí chỉ định trong khuôn (có thể là bộ phận kim loại hoặc bộ phận nhựa đã được ép phun trước), sau đó ép phun vật liệu polymer thứ hai (hoặc nhiều vật liệu) xung quanh hoặc lên vật liệu nền để tạo ra liên kết mạnh mẽ với vật liệu nền thông qua liên kết vật lý, tính năng khóa cơ học hoặc tương thích hóa học. Các yếu tố quan trọng bao gồm độ chính xác định vị vật liệu nền, xử lý bề mặt tiếp xúc, thông số ép phun và kiểm soát tương thích vật liệu.
Yêu cầu về khuôn và thiết bị:
- 1. Cấu trúc khuôn: Cung cấp lỗ định vị/kim đẩy, cơ chế kẹp, thiết bị cố định insert và thiết kế đường dẫn và thoát khí hợp lý. Máy ép phun đa khoang hoặc đa lần có thể thực hiện ép phun một bước hoặc hoạt động liên tục; khuôn phải tính đến góc nghiêng và phân bố độ dày của lớp phủ.
- 2. Thiết bị ép phun: Chọn máy ép phun phù hợp theo vật liệu (máy hai bàn, máy ép phun ngang hoặc dọc); máy chuyên dụng và hệ thống định lượng là cần thiết cho cao su silicone lỏng (LSR) và các vật liệu tương tự. Đối với quy trình hai bước, cần có trạm lắp ráp hoặc chuyển giao phù hợp.
- 3. Kiểm soát nhiệt độ và làm mát: Kiểm soát nhiệt độ và bố trí làm mát tốt giúp giảm ứng suất bên trong, rút ngắn thời gian chu kỳ và đảm bảo độ ổn định kích thước.
Quy trình và thông số chính:
- 1. Chuẩn bị và định vị chèn: Vệ sinh, làm nóng trước (nếu cần) và kẹp chính xác chèn vào vị trí định vị trong khuôn.
- 2. Đúc lần đầu (đối với quy trình hai bước) / tiêm vật liệu nền: Kiểm soát tốc độ tiêm, áp suất giữ và áp suất ngược để ngăn chặn sự dịch chuyển hoặc biến dạng của chèn do dòng chảy.
- 3. Tiêm vật liệu phủ: Chọn tốc độ tiêm và nhiệt độ chảy phù hợp để đảm bảo vật liệu phủ tạo thành cấu trúc bao bọc và khóa chặt hoàn chỉnh tại giao diện.
- 4. Làm mát và tháo khuôn: Đặt thời gian làm mát theo tính chất nhiệt của vật liệu để tránh tập trung ứng suất có thể gây bong bóng hoặc nứt.
- 5. Xử lý sau: Loại bỏ cạnh sắc, cắt gọt, kiểm tra độ bền kết dính và thực hiện lão hóa nhiệt hoặc xử lý bề mặt nếu cần thiết.
Các thông số chính bao gồm tốc độ phun, áp suất phun, thời gian giữ, nhiệt độ khuôn, nhiệt độ vật liệu/nhựa chảy và thời gian làm mát.
Các lĩnh vực ứng dụng điển hình của ép phun phủ:
- 1. Phụ tùng nội thất và chức năng ô tô: vô lăng, tay nắm, nút bấm, gioăng và nắp.
- 2. Công cụ cầm tay và điện tử tiêu dùng: tay cầm công cụ điện, vỏ bảo vệ điện thoại, phím bấm và các bộ phận chống trượt.
- 3. Thiết bị y tế: vỏ dụng cụ có vùng tiếp xúc mềm, gioăng kín và tay cầm ergonomics.
- 4. Thiết bị gia dụng: núm điều khiển, chân chống trượt và tay cầm ép đùn.