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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

微发泡注塑成型技术的研究和应用

王如波，王勇，夏欣
( 宁波海天塑机集团有限公司长飞亚技术科，浙江 宁波 315801)

摘要 ： 介绍了微发泡技术的发展情况和基本原理，阐述了微发泡注塑成型技术，对 MuCell 系统在海天注塑机上的应用做了
详细的分析，概述了微发泡注塑系统的优势和具体应用。包括 MuCell 微发泡专用的塑化单元，塑化单元辅助设备 , 螺杆位置控制
功能，提供必要的信号给微发泡系统 , 注塑机操作界面加入 MuCell 相关操作，急停互联等。
关键词 ： 微发泡注塑 ； MuCell, 塑化系统 ；超临界流体 ；海天长飞亚
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2019)10-0030-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.10.005

0 微发泡的发展概述 微发泡成型一般要经历聚合物 / 气体均相体系的形成、
在注塑产品中，原料价格的不断上涨，客户对产 气泡孔成核、气泡孔长大及气泡孔定型四个阶段，但
品品质的要求不断提升，给制造商带来很大的压力和 微发泡成型过程十分之复杂，不同的阶段成型机理不
挑战。在这种情况下需要一种既可以提升产品品质， 尽相同，主要的影响参数也不同。发泡过程的必要条
又能降低成本的合适技术。美国麻省理工学院 (MIT) 件是聚合物 / 气体均相体系的形成，直接影响到后面
首先提出了微发泡的概念，期望在制品中形成高密度 气泡孔的成核、长大和定型 ；气泡核的形成阶段对气
的封闭气泡孔，从而减少原料使用量的同时适当提升 泡孔的分布和密度起到决定性的作用 ；气泡的长大过
其强度，以免对性能造成影响。 程直接影响到气泡孔的几何形状和结构 ；气泡孔定型
微发泡（Micro Cellular Foaming）是一种物理 阶段决定了气泡长大的结果是否可以得到维持。与此
发泡技术，它是以热塑性材料为基体，通过特殊的加 同时，微发泡成型过程对于气泡生长和定型阶段的时
工工艺，使得制品里密布从十到几十微米不等的封闭 间控制有较高的要求，不但要成型尽可能多的气泡核，
气泡微孔。美国 Trexel 公司于 20 世纪 90 年代中成 还不能使气泡超过极限尺寸，有着极难的控制要求。
立并获得了 MIT 的所有专利授权，将微发泡技术产
品化并大力推广，目前在全球已累积获得 70 余项专
利，MuCell 微发泡技术已发展成为一种在注塑成型中
非常成熟的革命性产品，在全球都被广泛采用。经过
多年的发展，大量用户在商用设备、汽车零部件、电
子元器件等产品中应用广泛 , 全球知名的很多 OEM 图 1 微发泡基本原理示意图
厂商已经要求在他们的产品上应用 MuCell 技术。同
时 Trexel 也跟全球知名的注塑机生产商建立了良好的 2 微发泡注塑成型技术
微发泡注塑成型系统示意图，如图 2 所示。塑胶
合作关系 , 如海天（Haitian）、日精（Nissei）、雅宝
（Arburg）、恩格尔（Engel）、米拉克隆（Milacron）、 原料从料斗加入料管中，通过螺杆的旋转挤压摩擦生
哈斯基（Husky）、克劳斯马菲（Krauss Maffei）、住 热和发热圈的加热使得原料塑化熔融成为熔体。高压
气瓶提供物理发泡剂（CO 2 或 N 2 ），在计量阀控制下
友德马格（Sumitomo-Demag）、日钢（JSW）、东芝
（Toshiba）等。 以一定的流量和速度注入料管内的熔体中，然后通过

作者简介 ：王如波（1981-），男，高级工程师，主要从事
1 微发泡的基本原理 注塑机技术应用研究工作。
微发泡的基本原理如图 1 所示。由图 1 可以看出， 收稿日期 ：2018-12-04

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