关于多材料注塑成型的材料兼容性你需要知道的事情

多材料注塑成型是一个总称，指的是任何一种注塑成型工艺，其中两种或多种不同的材料结合在一起形成一个单一的塑料部件。最常见的多材料注塑成型类型是二次注塑成型和二次注塑成型。

包覆成型是一种由两种或多种不同热塑性塑料形成统一产品的工艺。在此过程中，工程师用刚性包覆成型材料模制基板，然后将基板放置在单独工具的包覆成型腔中。然后，熔融的包覆成型材料被喷射到基板中、基板上或基板周围。随着热塑性塑料冷却，这些材料会发生化学或机械粘合——这使最终产品具有高度的强度和耐用性。虽然这会增加工具的间接成本，但它可以通过消除对装配过程的需求为您节省一笔财富，从而降低劳动力和资源成本。

您可以使用二次注射成型（也称为二次注射成型）实现许多相同的性能。二次成型和二次成型之间的区别在于前者使用两种工具完成，而后者使用一种工具完成。在二次注塑成型过程中，将第一种材料注入模具以形成基材，然后在固化和冷却后通过臂式工具的末端将其转移到模具的另一个腔室中。之后，模具打开，带有基板的一侧旋转 180° 以与另一个模具室相遇。基板到位后，注塑喷嘴将第二种材料注入型腔，将其与基板粘合。

从头顶的角度来看，二次注塑成型的设计和制造成本更高，但它比包覆成型更快，更适合大批量生产。包覆成型需要手工劳动，因为必须有人物理移除模具的第一部分并将其放入第二个模具中，这仅对较小的生产规模来说是经济的。

由于包覆成型和二次注塑成型所涉及的材料必须粘合在一起，因此塑料必须相互兼容。材料相容性源于化学相容性，是衡量一种材料与另一种材料接触时稳定性的指标。如果两种材料相互接触并引起化学反应，它们是不相容的，不能在多材料注塑成型中一起使用。

对于化学不相容的材料，通常建议采用正向紧固功能或机械粘合。这将两种材料连接在一起，没有化学键。

以下是您需要了解的有关根据材料兼容性选择注塑热固性材料以及考虑摩擦、磨损和粘附等其他因素的知识：

注塑模具材料选择的关键考虑

对于多材料注塑成型，意外混合两种不相容的材料可能是灾难性的。充其量，您可能会注意到制作室地板散发出难闻的气味。在最坏的情况下，您的注塑机机筒可能会爆炸成碎片。为避免不良后果，工程师和产品团队必须谨慎选择树脂并确保没有禁忌症。

您可以使用像这样的包覆成型材料兼容性图表来检查您的两种潜在材料是否被禁用。作为一般规则，以下常见的注塑材料绝对不能一起使用：

• 带有 PVC 或 CPVC 的乙缩醛
• 具有乙缩醛、PVC 或 CPVC 的离聚物
• 带有乙缩醛、PVC 或 CPVC 的 TPV

您可以下载完整的化学相容性包覆成型材料图表，以检查所需材料是否具有化学相容性，或者它们是否更适合正向紧固功能。

如果您使用相同的机筒和螺杆来加工两种树脂——即使是不应该相互反应的树脂——请务必在恢复加工之前拆卸并彻底清洁所有机器。即使是最微量的注塑热固性材料也会引起反应。

摩擦、粘附和磨损如何影响多材料注塑成型

摩擦学是研究两个相互移动的表面之间发生的摩擦和磨损，主要涉及卡扣夹或互锁部件。为了减少摩擦并提高末端零件的性能，除了兼容性之外，您还必须考虑预期材料的摩擦学性能。例如，像 HDPE 这样的耐磨聚合物或像乙缩醛这样的光滑材料将是卡扣式夹子的理想选择，因为这些材料足够光滑，可以避免在较粗糙的补丁上出现障碍，并且非常耐磨。

为了进一步减少磨损，工程师应考虑在二次注塑成型过程中使用金属嵌件而不是塑料。金属嵌件的材料兼容性不太重要——您只需要确保在塑料被注入到嵌件上方和周围时会产生牢固的机械结合，这需要设计一个可靠的紧固特征。青铜和黄铜是负担得起的选择，但随着时间的推移它们很容易磨损。要考虑摩擦和磨损，请花时间了解摩擦学并考虑您的预期材料随着时间的推移会保持多久。

即使包覆成型和二次注塑成型以化学或机械方式将两种材料粘合在一起，您仍然会遇到粘合问题，尤其是 TPE。 TPE 是一种常见的注塑材料，但在某些情况下不能很好地粘附在基材上，这会导致材料层剥落、卷曲、磨损或分层。如果您的设计需要使用 TPE，您可以通过确保熔融塑料覆盖层不太薄来提高附着力。如果覆盖层的厚度小于 1/16 英寸，则材料可能冷却过快而无法正确粘附到基材上。如果长厚比不成比例，也会出现类似的问题。

无论使用何种弹性体，您还可以通过尝试以下提示来提高附着力：

• 在基材和覆盖层之间设计一个突然的过渡以避免变薄
• 使用关闭装置为熔融材料创建硬停止并消除卷曲或潜在的撕裂点
• 确保模具中有足够的通风孔，以防止空气在包覆成型期间滞留在型腔中
• 保持嵌件和基材清洁，这有助于它们形成更好的粘合
• 预热嵌件以提高粘合强度

快速半径的注塑模具材料选择

多材料注塑成型是一种出色的制造工艺，可用于制造不会随时间推移而分离的耐用部件。但是，您不能只使用任何两种热塑性塑料进行二次注塑成型工艺。二次成型材料的兼容性和粘附、摩擦和磨损等因素为材料选择带来了额外的复杂性。像 Fast Radius 这样经验丰富的制造合作伙伴可以揭开整个流程的神秘面纱、简化材料选择、优化零件设计并加快生产速度。

如果您对包覆成型或二次注塑成型的材料兼容性有更多疑问，请立即联系 Fast Radius 的设计师。我们的设计团队拥有多年帮助产品团队为下一个项目选择合适材料的经验。让我们一起创造不可思议的东西。

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