■資料來源:CPRJ 中國塑料橡膠
前言
薄壁塑件產品因其便於回收，對環境污染小，廣泛應用 於航空航天，餐桌及醫療衛生和電子等行業。高速薄 壁射出能省料省時，是未來塑料製品的重要生產工藝之 一。
塑料原料的成本通常約佔製品成本的50-80%，這一比 例相當驚人。薄壁製造有助於降低這一比例。特別是 消費性餐盒、醫療用品、電子產品等有關的日常用塑件 設計便越來越薄。薄壁化因具有減小產品重量及外形尺 寸、便於集成設計及裝配、縮短生產週期、節約材料和 降低成本等優點成為塑料消費行業追求的目標，已成為 塑料成型行業中新的研究熱點之一。
影響薄壁件的因素
薄壁件是指壁厚比較薄的工件稱之為薄壁件，工業上把 壁厚小於1mm時的工件稱之為薄壁件。本文主要探討 的是射出薄壁件。在註塑工藝中，薄壁的定義與是流程 /壁厚比、塑料的粘度及傳熱係數均有關係。從模具的 主流道到成品最遠一點的距離稱之為流程（用L表示）， 除以成品的壁厚（用t表示），稱為流程/壁厚比。當 L/t＞150時，稱之為薄壁。如流程的厚薄不一致，可 分段計算流程/壁厚比。聚丙烯（PP）的粘度因數是 1。一次性飯盒的流程 135mm，壁厚 0.45mm，流程 / 壁厚比=300。聚碳酸酯（PC）的粘度因數是2。手機電池外殼的流程 38mm，t=0.25mm，流程 / 壁厚比 =152。因此，塑料的粘度是影響塑件成品的關鍵。
薄壁產品與註塑機的關係
薄壁射出成型的填充時間很短，很多填充時間不足0.5 秒，在這樣短的時間不可能遵循速度曲線或截斷壓 力，因此必須使用高解析度的微處理器來控制射出機； 在薄壁製品的整個射出成型過程中，應同時各自獨立 地控制壓力和速度，常規射出機的充填階段用速度控 制，保壓階段再轉為壓力控制的方法已不適用。
高速射出機是主要是針對周期要求比較高和產品壁 厚要求比較薄的產品，類似單位時間產量比較大， 產品結構簡單，並能有效降低產品成本，最熟悉的就 是一次性薄壁餐盒、一次性杯子等產品。目前市面 上較好的高速射出機有台灣中精機公司的VS-100薄 壁射出機、德國Dr． Boy公司開發的Boy型系列射 出機、德庫瑪高速機、威猛巴頓菲爾（WITTMANN BATTENFELD)、阿博格（ARBURG）、日本製鋼 JSW 和浙江力松等著名註塑機生產廠商開發的專用射出機。
高速射出對模具的要求
與常規製品的標準化模具相比，薄壁製品的模具從模具結構、澆注系統、冷卻系統、排氣系統和脫模系統 等都發生了重大變化。主要表現在以下幾個方面：
a、模具結構：為承受成型時的高壓，薄壁成型模具 的剛度要大、強度要高。因此模具要採用較高硬度的 工具鋼，高磨損、高沖蝕區（如澆口處）硬度應大於 HRC55。 b、澆注系統：成型薄壁製品，特別是製品厚度非常 小時，要使用大澆口，而且澆口應該大於壁厚。為此 薄壁製品模具的澆注系統中還引入了兩項先進技術， 即熱流道技術和順序閥式澆口（SVG）技術。 c、冷卻系統：薄壁製品不像傳統壁厚件那樣可以承 受較大的因傳熱不均而產生的殘餘應力。為保證製品 的尺寸穩定性，把收縮和翹曲控制在可以接受的範圍 內，就必須加強模具的冷卻，確保冷卻均衡。 d、排氣系統：薄壁射出成型模具一般需要有良好的 排氣性，最好可以進行抽真空操作。由於填充時間短， 射出速度高，模具的充分排氣尤其是流動前沿聚集區 的充分排氣非常重要，以防困氣引燃。 e、脫模系統：因為薄壁製品的壁和筋都很薄，非常 容易損壞，而且沿厚度方向收縮很小，使得加強筋和 其他小結構很容易粘合，同時高保壓壓力使收縮更 小。
薄壁件材料要求及合理控製冷卻時間
薄壁高速射出成型的材料必須具備以下特點：流動性 好；抗衝擊強度高；熱變形溫度高；尺寸穩定性好； 材料的耐熱性高；阻燃性好；機械裝配性較高；外觀 質量效果佳等。
目前，薄壁射出成型常用的材料有聚碳酸酯（PC）、 丙烯腈—丁二烯—苯乙烯（ABS）及PC/ABS共混物 等，薄壁射出適合的材料必須有較高的流動性，一旦 原材料流動性不好，只能從設備上進行改進，如加高 料溫，高速高壓，用油溫機或熱流道效果來提高原材 料的流動性，達到生產合格產品的目的。
冷卻時間佔射出成型週期的80%，準確評估塑件的冷 卻時間才能準確地評估出塑件的成型週期，冷卻時間 跟原料，產品壁厚，射出溫度，模溫等有關。
高速射出技術發展及應用
隨著高分子材料和製造業的迅速發展，工程塑料在精 密儀器、電子儀表、音像製品、醫療器械、通訊器材 及光學鏡片等領域應用廣泛。這類塑料製品大多體積 小、質量小、外形複雜或超薄壁，其尺寸精度、形位 誤差、質量的穩定性、表觀質量等參數均要求較高。 高速射出已勢在必行。目前，高速射出技術按驅動方式分主要有全液壓式高速機、全電動式高速機和電液 複合式高速機。早期的高速射出技術都是全液壓式， 其在成型精密、形狀複雜的製品方面有許多獨特優 勢，但其控制技術難度大，機械加工精度高，液壓技 術精度控制也難掌握。
由於伺服電機的成熟應用和價格的大幅度下降，以及 環保和節能的需要，近年來全電動式的高速射出技術 越來越多，其在環保和節能方面有優勢，但在使用壽 命上不如全液壓式註塑機，並且成本高。因此發展電 液複合式高速機勢在必行，它是集液壓和電驅動於一 體的新型射出機，融合全液壓式註塑機在成型精密、 形狀複雜的製品方面的優勢和全電動式定位精準和節 省能源、雜音小的優點，並且成本低於全電動式註塑 機。
高速射出技術的開發及應用對提升國內註塑機的技術 水準，尤其是精密系列射出機的設計開發水準和層次 具有極大的促進作用，對推進國內塑機行業的發展和 競爭力的提高具有重大意義。
高速射出主要應用在以下幾個方面：PP、PE、PS的 各種薄壁類製品，如一次性餐盒，航空杯，IML盒子；高產量的產品，如注射器等以及精密的工業配件等， 該類產品屬於消耗品，市場缺口較大，而且該類產品 易回收，可分類處理製作其他產品，循環利用，不會 對環境造成污染，市場前景廣泛。■
