共注塑成型：製程、優勢與應用

    共注塑成型 

共注塑成型是塑膠射出成型的一種子類型，其中兩個獨立的注射單元同時或依序將熔融材料注入同一個模具中。因此，它是一種雙材料注塑成型工藝。

包覆成型服務 也可以用兩種或多種材料生產零件，但共注射可以在一個週期內完成，從而提高速度並節省成本。 

共注塑成型技術可用於生產消費品、包裝用品和醫療器材。此外，該技術還有助於優化再生塑膠的利用。 

接下來的章節將詳細介紹共注塑成型製程、優點、缺點、應用、設計技巧和潛在挑戰。

什麼是共注塑成型？

什麼是共注射？

共注塑成型是一種特殊的射出成型方式 注塑成型 用於生產由內部“雙材料”組成的零件和產品核心”以及外層“ 此製程涉及使用兩個不同的注射單元將熔融物料依序或同時注入模具中。

例如，採用再生聚丙烯（PP）內芯和食品級聚丙烯（PP）外層的飲料瓶。這樣可以減輕重量、降低材料成本、簡化成型製程並提高生產速度。 

您可以使用共注塑成型技術生產具有多層結構的內聚力強、黏合力高的零件，適用於包裝、汽車、醫療、消費品等產業。

共注塑成型的工作原理是什麼？

共注射法

共注塑成型的工作原理是將兩種不同的聚合物依序或同時注入同一個模腔中。為此，兩個或多個注射單元連接到同一個噴嘴，並將分別熔融的聚合物同時或依序注入。 

順序共注射

兩種不同的聚合物分別熔化後，以可控制的時間間隔依序注入模腔。注塑機可以設定行程位置、時間控制和其他參數，以實現精確的注射順序。因此，注射順序可以是皮芯型或皮芯皮型。 

同時共注射 

這種製程是將兩種不同的聚合物（分別熔化成不同的單元）同時注入同一個模腔中，使用同軸噴嘴。高黏度的液態聚合物從熱流道系統流出，環繞模腔形成外層和內層，而另一種材料則形成芯材，因此重新組裝成皮-芯-皮的結構。因此，它也被稱為“三明治”成型。

共注塑成型工藝

共注塑成型製程包括多個步驟，包括零件和模具設計、材料選擇、顆粒乾燥、進料、注射、冷卻和零件脫模。

接下來，讓我們進一步分解這些步驟。 

1. 零件和模具設計

首先，設計共注塑成型所需的零件和對應的模具。明確定義皮芯厚度、尺寸、層結構等。此外，也要考慮皮芯材料的兩個通道。 

八、材料選擇

接下來，選擇表層材質和芯材。它們必須彼此相容；通常，芯材選用硬質塑料，表層材料選用軟質塑料、橡膠或彈性體。

以下是共注塑成型中最常見的幾個例子：「“皮膚+核心”  組合：

• 聚碳酸酯（PC）+ABS
• 尼龍（PA）+玻璃纖維增強尼龍
• 聚丙烯（PP）+再生聚丙烯
• PET + 再生PET
• 高密度聚乙烯 + 再生高密度聚乙烯
• ABS + 再生ABS
• 聚丙烯（PP）+發泡聚丙烯
• PET + 乙烯-乙烯醇共聚物 (EVOH)

3. 乾燥和熔化

將原料顆粒乾燥以控制水分含量，然後送入相應的注射單元（通常為螺桿料筒）。在此過程中，需要分別設定背壓、螺桿轉速和其他參數。螺桿加熱並將顆粒以可控溫度推送至噴嘴。

4. 注射方式（順序注射或同時注射）

根據零件的層數和結構，將熔融聚合物依序或同時注入射出成型模具，正如我們之前所討論的。此外，熱流道系統是此製程的首選。 

5。 冷卻

注入表皮和芯材後，裝模並靜置固化特定時間。您也可以根據零件的複雜程度和原料類型選擇合適的冷卻系統。 

6. 零件彈出

待模具冷卻且內部零件完全凝固後，用頂針將多層零件從模具中取出。然後，檢查零件表面是否有缺陷，並驗證尺寸精度。如有需要，可進行修整、拋光或其他後續加工。

共注塑成型有哪些優點？

共注塑成型製程的主要優點是生產速度快、零件性能高、成本效益好、美觀、性能多樣以及可定製表面處理。 

• 更快的生產： 由於共注塑成型可以在一個週期內生產多材料/多層零件，因此可以減少組裝需求和生產時間。 
• 高性能部件： 共注塑成型將兩種不同的材料結合成一個單一的部件，保持較高的結構完整性、剛度和強度。
• 成本效益： 採用不同的方式生產皮芯並使其粘合在一起比共注塑成型成本更高。此外，它也比包覆成型便宜。 
• 美學的感染力： 在一次生產週期內，即可在模塑零件上添加一層美觀的不同材料。  
• 屬性多樣性： 它可以將兩種材料的特性結合到一個零件/產品中。 
• 表面處理： 共注塑工藝可以生產出具有定製表面處理、紋理、顏色或光滑度的零件。 

共注塑成型的缺點是什麼？

這種多材料注塑成型過程也有一些缺點，例如需要多個注塑單元、表皮和芯材之間的兼容性、材料的精確定位等。 

• 需要多個噴油嘴： 共注射需要兩個或多個注射單元，這會增加初始設定和模具成本。
• 物料的精確定位： 與嵌件成型不同，您無法精確定位兩個材料區域；只能控制層厚。
• 核心與皮膚的兼容性： 任何兩種材料都不能進行共注塑成型；它們必須具有相容性。
• 模具設計複雜度： 為了保持嚴格的皮芯流動控制，模具設計更加複雜。  

有哪些應用？共注塑成型實例

共注塑部件 

汽車、消費品、包裝、醫療、循環回收等眾多產業都使用共注塑成型零件和產品。 

下表詳細列出了各行業的共注塑成型實例。 

共注塑成型設計中的產業實踐

共注入模擬

設計不僅僅是製作所需零件的數位工程模型，還要創建一個可成型的設計，以優化成型的便利性、生產速度、尺寸精度和成本效益。

以下是針對 DFM 優化共注塑成型設計的一些行業慣例/注意事項。

1. 零件厚度 

根據材料類型，保持幾何形狀各處厚度均勻，最小厚度為 1-3 毫米。此外，厚度不應超過 5 毫米。

2. 材料體積 

芯材體積應佔20%～80%，表層材料的比例應與之相反。這對於維持注射液的有效流動至關重要。 

3. 門類型 

選擇合適的注塑澆口類型，並將其放置在較厚的部分，以實現均勻銑削。

4. 公差 

在所有特徵上統一設定尺寸公差，並考慮各層的冷卻情況。共注塑成型通常可提供±0.1毫米的公差。

5. 流動路徑

選擇有利於高效流動模式的簡單模具幾何形狀。避免厚度突變、尖角和細長截面。 

共注射成型與其他成型製程的比較

聯合注射的替代方案

嵌件注塑和包覆注塑是另外兩種多材料注塑製程。讓我們將它們與共注塑進行比較。 

共注塑成型與包覆成型

塑膠包覆成型 與共注塑相比，注塑成型在註塑方式和零件結構形成方面有所不同。它涉及將兩種不同的材料依次注入，通常用於剛性物品的包覆成型，例如密封件、把手或絕緣層。 

共注塑成型與嵌件成型

顧名思義，嵌件成型是將預製嵌件（金屬或非金屬）放置在模腔中，然後注入熔融聚合物。之後，聚合物會流過嵌件，形成一個堅固的整體成型零件。 

共注塑成型面臨的挑戰及故障排除方法？

共注塑成型缺陷

芯材突破、表面缺陷、多腔流動不平衡和翹曲是共注塑成型的主要挑戰。 

讓我們進一步分析這些挑戰以及相應的預防策略。 

核心突破

芯材可能會突破表皮層並到達表面，導致功能或外觀缺陷。為防止這種情況發生，應選擇適當的注射壓力，增加表皮注射量，並調整熔化溫度。

表面缺陷

另一個挑戰是模製零件時如何避免表面缺陷，例如痕跡和熔接線。這主要是由於蒙皮厚度不均勻所造成的。

多腔牙齒問題

如果射出成型模具有多個型腔，則很難平衡各型腔之間的流體流動。這會導致表層材料和芯層材料的體積不平衡。

為防止這種情況發生，應精確定位閘門，調整冷卻速率，並修正流動性。 

翹曲

蒙皮和芯材收縮率的差異會導致翹曲。為防止翹曲，應確保厚度均勻，採用高效率冷卻系統，並優化製程參數。

了解更多： PIM-粉末注射成型

共注塑成型與傳統注塑成型有何不同？

共注塑成型與傳統注塑成型的區別在於，前者是將兩種材料混合注入成型，形成一個整體的粘合部件，而不是像傳統注塑成型那樣只注入一種熔融材料。這意味著傳統注塑成型無法在一次成型週期內生產多材料零件。 

標準或傳統注塑成型適用於大量生產由單一材料製成的同型零件和產品。而共注塑成型則適用於需要生產由兩種不同材料構成的多層結構零件的情況。

共注塑成型能提升產品品質嗎？ 

是的，共注塑成型透過多樣化的材料組合、增強的耐用性和客製化的美觀性，提高了零件和產品的品質。此外，它還能降低組裝成本，並有助於提升市場競爭力。 

接下來，讓我們看看下面的列表，了解共注塑技術如何提高產品品質。

• 共注塑成型可以將軟性材料和硬性材料結合在一起，既能保證強度，又能確保表面光潔度。

• 共注塑成型的零件經久耐用，因為芯材和表皮結合牢固。

• 多材料注塑成型可減少時間和組裝成本。 

• 它允許對錶面紋理、顏色和表面品質進行自訂。

共注塑成型適合我的專案嗎？

共注塑成型的適用性取決於零件/產品的規格和應用要求。 

若符合以下條件，請選擇共注塑成型製程：

• 您的零件/產品需要多種材料組合，特別是硬塑膠和軟橡膠及彈性體。
• 這些部位需要較柔軟的肌膚作為屏障、增加抓握力或達到美觀目的。
• 您正在使用回收材料進行模塑。
• 你需要大量生產，通常超過 10,000 件。

共注塑成型技術的未來發展趨勢為何？ 

共注塑成型的未來發展趨勢主要集中在三個方面：材料創新、自動化和人工智慧驅動的設備以及跨產業的適應性。

讓我們進一步分析這些未來趨勢。

1. 材料進步 

透過將新材料融入零件或產品的表面，可以創新地利用回收材料。此外，製造商也正致力於開發生物基聚合物。

2. 自動化和人工智慧集成

另一個趨勢是智慧製造系統的應用，例如注塑自動化、即時監控和數據驅動最佳化。因此，人工智慧驅動的過程控制也正在迅速普及。

3. 跨產業適應性

除了包裝產業，越來越多的產業正在利用共注塑技術生產各種零件和產品，包括醫療、汽車和消費品產業。這得歸功於共注塑技術在材料選擇、精確度、表面處理和設計複雜性方面的提升。

結語 

整體而言，共注塑成型技術能夠生產由多種材料構成的零件，並可重新組裝芯材-蒙皮或蒙皮-芯材-蒙皮結構。這種單週期製程提高了生產效率和成本效益，適用於包括包裝產品、汽車內裝板和輕量化結構件在內的各種應用領域。 

在 ProleanTech，我們提供全面的 注塑服務 適用於多個行業，涵蓋從 DFM 分析和模具製造到表面處理的方方面面。

除了標準塑膠成型外，我們還擁有嵌件成型、包覆成型、共注塑和多色注塑成型設備，以生產複雜的零件和產品。 

常見問題

什麼是共注射？

它是注塑成型的一個子類型，其中兩種不同的聚合物透過兩個不同的注塑單元注入到同一個模具中。

共注塑成型與傳統注塑成型有何不同？

傳統射出成型無法將兩種不同的材料注入模具並形成單一零件。換句話說，共注塑成型是一種多材料注塑成型工藝，而傳統注塑成型則不是。 

冷流道系統和熱流道系統哪一種比較適合共噴射？ 

熱流道系統是共注塑成型製程的首選。