日本开发出可提高聚乳酸模塑效率和成型自由度的模具技术-佳工网




日本开发出可提高聚乳酸模塑效率和成型自由度的模具技术 7/14/2011

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日本的丰荣工业（总部：爱知县新城市）通过改进模具的脱模性，开发出了可缩短聚乳酸（PLA）耐热级的成形周期，同时可提高形状自由度的技术。在PLA中，尤其是耐热级的脱模性较差，实际射出成形的成形周期约3为分钟。而使用此次开发的技术可以缩短到约1分钟。虽然还不及几十秒钟的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），“但已经相当接近ABS”（丰荣工业生产部模具科科长村井修作）。该技术是作为2007～2009年日本“战略性基础技术高度化支持事业”（俗称：支持事业）的一部分进行开发的。除丰荣工业外，中部科学技术中心、小松专业工程师事务所（总部：福岛县磐城市）、京都工艺纤维大学、Torekuseru Japan（总部：横滨市）及双叶电子工业也参与了开发。压缩空气改进脱模性脱模性的改进借助了独特的脱膜机构。一般情况下，模具脱膜时利用推杆顶出。但是，对于结晶耗时较长的PLA来说，时机很难掌握，“过早的话，工件会变形，过晚的话，会卡在模具里”（丰荣工业常务董事美和孝拓）。丰荣工业用三种方法解决了这一问题（图1）。首先是在模具内安装温度传感器和压力传感器，掌握树脂的状态、探索最佳脱膜时机。再就是利用适合工件形状的剥离器而非推杆，以分散应力、推出工件。三是在剥离器内部形成流路，从该处向工件吹入压缩空气，利用空气压力使脱膜变得更加容易。（图片）图1：提高PLA脱模性的模具技术通过喷入压缩空气、采用推杆，改进了脱模性，把成形周期由原来的3分钟缩短到1分钟。借助这三种技术，即使在射出后的早期阶段取出工件，也不会引起变形。由于脱模性的提高，即使是采用了外部凸起的肋柱等加强结构，工件也能顺利取出（图2）。这样，形状的自由度就提高了，可以支持手机外壳、复印机机体等各种各样的形状设计。丰荣工业首先已把该技术应用于玻璃杯、婴儿牛奶杯等食品容器，从2011年春季开始以“iiwan”的商品名开始在网上销售。（图片）图2：圆拱等加强结构也容易由于改进了脱模性，即使是有凸起的肋柱，也能成形。PLA采用尤尼吉可产品，以负荷变形温度120℃以上的耐热级为对象。这种模具可使用美国Trexel拥有基本专利的“MuCell”技术。该技术是把超临界状态的二氧化碳和氮气注入即将成形的熔融树脂中，使其在模具内发泡的技术。如果应用于PLA，不仅能减少12～14％的材料用量，还能够利用泡沫压力抑制翘曲和收缩，获得高精度的成形品。（记者：高田宪一）


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