手机注塑解决方案
一、概 述
手机是无线通讯的主要载体，同时，也是非常精致的装饰品，手机在具备网络通讯功能的同时，必须紧跟时尚，迎合人们的审美需求。手机功能决定于电子电路的设计与配置，而外观则完全取决于塑胶部件及后续加工装饰，这样手机外壳等塑料件就需要有很高的表面质量，这样的质量要求只有精密注射才可以完成。
精密注塑成型是与常规注塑成型相对而言，指成型制品的表面质量、重量重复精度和尺寸重复精度等指标要求很高，使用通用的注塑机和常规注射成型工艺难以达到要求。在精密成型技术中，要严格选择成型材料，精心设计模具，选用精密注塑机以及按照精密注塑工艺进行操作是精密注塑成型的主要内容。
二、手机注塑机选择指引
精密注塑工艺的特点是注射压力高、注射速度快、温度控制严格、制品重量和尺寸重复精度要求较高。为了满足精密注射工艺条件，那么对注塑机也就有更高的要求。
锁模部分：
在精密注射中，制品的尺寸和重量重复精度是重要指标，那么锁模部分的强度和加工装配精度将显得由为重要，因为在手机耗材中都是高压高速注射，如果模板强度不够，在注射时较高的模腔压力（涨模力）就会使模板产生大的形变，这样就会对制品的尺寸和重量造成很大的偏差。另一方面对于手机塑件而言模板的平行度也是关键，较差的模板平行度不但损坏模具，而且对制品精度有重大影响，它会造成制品壁厚不均，制品重量偏差。在机铰设计、加工和装配方面，最后装配尺寸公差的一致性决定着注塑机机铰的使用精度。
注射部分：
对于手机塑料制品，制品精度的保证注射是关键，高而精确的射胶速度是制品精度的保证，注塑机需标配大排量变量泵和差动射胶。实现注射、保压、背压闭环控制，该配置可充分保证制品的重复精度。
一般而言，注塑机是从注射量、注射压、注射速度、螺杆直径和类型、锁模力、容模量等方面来进行选择。由于手机塑件外形尺寸很小，重量也很轻，为了保证加工精度，又不能太多模腔，因此，模具一般都比较小，所要求的注射量也较小。机器的选择应主要从锁模力，注射速度，注射压力和注射重复精度方面来考虑。
例如：手机电池底板，其壁厚仅0.3mm，重量只有1g左右，即使加浇口冷料单次注射量也不超过10g，总投影面积约35c㎡（制品25c㎡，流道10c㎡）,流长比达到220,其型腔压力会达到1500kg/cm²以上，对二腔模具的生产，机台锁模力计算为：
P=1500×（25×2+10）/1000=90 T, 再加30％安全系数，则应选择120-140T注塑机。在注射油缸一定时，注射速率与注射压力是成反比的，当选择小直径螺杆时，射胶速率小，射胶压力大，当选用加大螺杆时射胶速率大，射胶压力小。在手机塑料耗材一般是PC加ABS，这种塑料粘度较高故需要注塑压力较大，所以选用φ30mm中小型螺杆的机床即可满足手机电池底板的生产要求。
各种手机塑件配置一览表：
说明：随着技术的发展,手机尺寸越来越小,实际上塑件前后面板决定了手机的外形尺寸，手机最大的塑胶部件了也仅有7-8克,从效率的角度应开设多腔模,但模腔越多产品尺寸精度就越难以保障,这会使装配等后续加工工序难以进行,因此,模具一般不超过二腔.,注射量很小,却为了保证精度,需要大的注射压力和注射速度,使用ABS料注塑机最好配D1螺杆,使用PC/ABS或PC的注塑机用PC螺杆或A型螺杆。
三、原料选择
ABS塑料是在树脂连续相中分布着橡胶相丁二烯（B），丙烯腈使ABS具有高的硬度，良好的耐蚀性和耐热性。丁二烯使其具有高的韧性和低温弹性。苯乙烯则使ABS具有良好的成型工艺性，着色性和刚性。ABS具有优良的综合性能，即优良的力学性能，电绝缘性，化学稳定性，成型工艺性。更为重要的是，ABS制品表面可电镀，喷漆，印刷，真空镀膜和绘画。但ABS抗水解性能差，不抗酮，酯，氯化碳氢化合物。
PC的吸水率很小，在潮湿环境中使用时尺寸变化很小。具有较高的蠕变强度，突出的耐热耐寒性，使用温度60-120℃。模塑收缩率小，成型后尺寸稳定性很好，适合制造精度要求高的制品。PC的力学性能优良，有很高的弹性模量和冲击强度。但PC有非常明显的缺点：成型流动性差，残余应力大，对缺口敏感，制品易开裂。PC+ABS合金是ABS/PC的共混物，综合了两种材料的优点，较之于PC，成型流动性得到改善，同时增强了低温抗冲击韧性，制品表面抗刮痕性和抗疲劳性，是手机塑件理想的原料。可赋予薄壁产品好的刚度，强度和冲击韧性，在使用中不易碎裂折断，抗刮伤，且表面光洁度高，并能电镀，喷漆，印刷等，可使制品多姿多彩，引领时尚。
四、模具制造
精密注塑成型中精密注塑模具很重要。如果注塑机运行稳定，工艺条件控制得好，制品的精度只受模具精度的控制。模具设计和制造的好坏决定了制品的质量和合格品率。通常模具的加工公差为塑件相应公差的三分之一。
精密模具的材料应选择力学强度高的优质合金钢，制作型腔浇道的材料要经过严格热处理，达到硬度高，耐磨性好，耐腐蚀性强的要求，浇口系统试模后应能修改。手机塑件模具型腔并不复杂，只是由于精度与表面光洁度要求，必须有较高的加工精度。
一、电池后盖模：本方案中有三种电池后盖，模具制作方式基本相同：
A：双腔模，单分型面，冷流道。
B:采用多顶针顶出，应均匀分布，可利用其与型芯配合间隙排气。顶针应有弹簧复位装置。
C：制品表面光洁度要求极高，型腔达到镜面级光洁度。
D：表面不允许任何痕迹，必须用潜伏式浇口。
E：精度要求高，模具要有高刚性和足够强度。
F：应特别重视排气，防止在高压高速注射时烧焦变色。
二、电池底板模：
A：电池底板壁厚0.3mm，单浇口无法顺利充模，6针状点浇口两行等距离分布，注意流长比，浇口越少流长比越大,这样易产生大的熔接痕。
B：后模多开顶针，成型面两边各分布4顶针，中央开设大截面推块，既可防止制品在脱模时因壁薄强度不够，顶出接触面小而导致损坏。又能加大排气效果。
C：双分型面结构，增加拉料板（冷流道三板模）。
D：排气效果及模具强度、刚度为模具的关键，必须在分型面及流道等处重点加强排气设计。
三、按键及面板模：
A：单个按键太小，成型时单模腔每板8，12，16个单键等，出货时按板计，包括边框完整出货。框架四角应有短柱，利于制品开模时留在动模，也作为后加工时的定位。
B：边框作为成型的一部分，也是分流道的一部分，因此边框应设计得比按键厚，脱模时作为骨架承受顶出力。
C：标准双分型面双腔模。
五、辅机选择
一、模温机：
模温机是必不可少的附件，模温的稳定调节是塑件内外品质的有力保证，将模温稳定在100-140℃高温下，可以改善熔体在模内的流动性，增强制件的密度，提高制品尺寸精度，减小制件中的内应力，减小应力开裂及变形翘曲倾向，同时，可大大提高表面光洁度，由于机台及制品较小，选用如下规格的油温机基本能满足要求。
附（油媒）模温机规格表：
二、烘料机：
手机塑件原料主要为PC,ABS,及PC/ABS合金，成型过程中，对含水量有一定要求。特别是PC，对微含水量相当敏感，常会造成降解而放出CO2等气体，致使树酯变色，相对分子量急剧下降，制件性能变劣，甚至失去使用价值。所以必须保证含水量在0.03％以下，必须配置专用干燥设备。从经济使用角度考虑，兼料斗与干燥功能的热风干燥料斗为塑胶厂家所通用。
直接式干燥料斗技术参数：
手机生产，原料消耗速度慢，配备50kg容量干燥料斗为佳。
三、粉碎机：
生产和调试中，水口和废次品不可避免，并必须经粉碎处理后再利用，粉碎机必不可少。为保证生产现场整洁有序,通道通畅,应尽量减少机边设备,应配备集中粉碎机,其规格可依生产规模,按其粉碎能力(kg/h)进行选择.
四、混料机：
这是注塑厂必备设备。除使用专用拉粒料外，塑料的着色一般用色粉或色母料，必须通过充分搅拌混合，才能保证其均匀性。另外，再生料不能单独使用，要按一定比例与新料混合，才能生产出符合要求的产品。选用混合量100Kg的直立式混合机较合适
五、注塑车间必须配备压缩空气供应系统，以备气动脱模，料斗及混料斗清洗，修模时作动力驱动等。对于手机塑料制品的生产选购可以下表中规格的柱塞式空压机参数进行选取。
活塞式空压机技术参数：
六、注塑工艺
一、 手机塑件所用原料为PC/ABS，PC或ABS，熔融流动性都不好，PC/ABS对温度较较敏感，原料高温长时间在料筒停留易分解变性，所以，高温注塑不是最佳选择。
二、 原料干燥：成型前必须对原料进行彻底的干燥。PC/ABS在85-90℃不少于3小时，PC在120℃不少于4小时，ABS在85℃不少于2小时。温度不能太高，避免变色结块；温度太低，烘料时间会变长，效果难以保证。
三、背压设定：熔胶背压在8-12bar间，螺杆转速要相对低些，避免因强剪切作用而发生分解。只要在所设定的冷却时间内完成塑化过程即可。熔胶量必须适当，在射胶完成后，余料垫不要超过5mm。
四、冷却时间：对于电池底板，几乎不需要冷却时间，充模完成时塑件立即冷固，浇口封冻。但流道中的料需要时间冷固，否则无法顺利脱模,另熔胶也需要时间。因此，可根据熔胶时间来确定冷却时间。电池后盖壁厚不均，有相对厚壁部分，应设10s左右冷却时间。按键及前后盖较厚，需要12s左右冷却时间。
五、保压：点浇口保压意义不大。按键及前后板必须用保压，以低速10％保压1s即可。电池底板后盖无需保压。
六、料筒温度：为提高熔料的流动性，还是需要较高的温度：
射胶：薄壁点浇口必须高速高压注射。
1、电池底板：充填时间：1.0s 模温：110-140℃ 原料：PC/ABS 周期：10-12s
2、电池后盖：充填时间：2.0s 模温：110-120℃ 原料：PC/ABS 周期：20-22s
3、按键 充填时间：2 .0s 模温：110-130℃ 原料：PC 周期：22-24S
4、前后板:充填时间：2.0s 模温：100-120℃ 原料 PC/ABS 周期：22-24s
七、缺陷分析：
1、注塑工艺：
工艺上：薄壁制品比较容易出现注射不足，当压力，速度达到较高水平而依然无法注满时，应考虑适当增加背压，以增加熔料密实度，增高模温，提高料温，改善模具排气提高充模效果。对于PC/ABS料筒温度可达280℃，对于PC料温最高达310℃。
模具方面：主要是浇口的问题，太小的浇口截面会使压力损失很大，充模困难，可适当扩大浇口。
2：黑纹，烧焦，变色。
工艺上：如果黑纹总是在制品的同一位置出现，应考虑料筒有滞料，长时间受热降解变色。温度过高，注射速度过快，过度的剪切作用也会使物料降解，产生黑纹，甚至大面积变色。如果原料中有杂色料，制品中就会出现无规律的黑纹黑斑。
模具方面：浇口过小或熔料銳角改变流向，强烈的剪切作用使物料降解，
在制品上同一位置很有规律地出现黑纹或变色区。
3:粘主流道，断水口。
工艺上：注射压力过大，背压太高及冷却时间太短，都会导致水口拉不出、主流道被拉断。射嘴与主流道未精确对接，也会因形成倒扣而拉不出水口，应检查射嘴是否与主流道对准，射嘴口径应比主流道口径小0.5-1.0mm。
模具方面：主流道锥度不够，或抛光不好，会造成冷料粘模。
八、冷却水配置
即便是全是模温机调模具温度，模温机本身温度必须由水来冷却，另一方面注塑机也需要冷却，所以车间应配备生产冷却系统。
冷却回路设备包括水泵电机，循环水管，冷却塔，具体配置要根据具体所有机器的总用水量，经过计算来确定。下表是一个粗略的选择表。
根据调查生产手机外壳，最好是用全闭环式机器，因为其工作的稳定性高、生产周期短，加工能力强。适用的机型一般是120T 左右，常用的是50~100T的机器。目前手机外壳集中在广东省生产，好象有80%的厂家用的德马格海天的机器
分析：
我厂现有设备的调研表明，现有设备无论是国产还是进口机床，均存在机床老龄化问题，虽然在调查中，发现原器件公司部分JSW和TOSHIBA注塑机性能均优于国产设备，但是该类型设备不是高压高速注塑机，机床的稳定性和可维护性都存在一定程度上的问题。建议：在消化现有设备的方式上做一些调整：现有设备可进行重庆地区汽车零部件的生产，而手机建议采用全新设备。同时，加快重庆地区产业布局的速度，从年初的考察来看，重庆地区汽车产业链正在快速形成中（有好几家准备或正在上汽车项目）。
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