使用注射压缩成型和模内转印的薄壁应用制造技术

一种用于制造薄壁部件的方法包括：将薄膜(40)定位在模具的模具腔中，其中，模具腔具有初始模具厚度，其中，薄膜包括基底层(41)和图案层(42)；将模制材料(60)注入到模具腔中，使得模制材料接触图案层，其中，模制材料包括聚合物材料和填料；将模具压缩至小于初始模具厚度的最终模具厚度，以形成模制产品，其中，图案层形成模制产品的表面；以及从模具移除模制产品。本申请还涉及通过该方法形成的模制产品。该方法生产的薄壁部件没有翘曲、没有内部应力、没有不良的表面质量、或者没有冲蚀的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本公开涉及薄壁应用的制造方法，特别是涉及使用薄图案(例如模内转印aMR)薄膜)和注射压缩成型(ICM)的制造方法及其用途。具有填料的高模数材料(例如聚碳酸酯)需要高压来填充模具腔。然而，高压的使用会导致成品的高内应力和翘曲。另外，当使用高度填充的材料时难以制造薄壁。此外，使用高度填充的材料通常会导致较差的表面质量，其需要额外耗时的精加工技术，例如涂漆。另外，当使用IMR时，填充材料的高粘度会导致“冲墨缺陷(ink washout defect)”。因此，本领域需要一种使用填充材料和低压来生产薄壁部件的工艺以生产没有翘曲、没有内应力、表面质量较好或没有冲墨缺陷的模制产品。
技术实现思路
通过一种使用注射压缩成型制造薄壁部件的工艺和一种厚度小于1_的图案层，来解决上述不足及其他不足。在一个实施例中，用于制造薄壁部件的方法包括:将模内转印薄膜定位在模具的模具腔中；将包括聚合物材料和填料的模制材料注入到模具腔中；压缩模具；释放模具；以及弹出t旲制广品。在另一实施例中，用于制造薄壁部件的方法包括:将薄膜定位在模具的模具腔中，其中，模具腔具有初始模具厚度，其中，薄膜包括基层和图案层；将模制材料注入到模具腔中，使得模制材料接触图案层，其中，模制材料包括聚合物材料和填料；将模具压缩至小于初始模具厚度的最终模具厚度，以形成模制产品，其中，图案层形成模制产品的表面；以及将模制产品从模具移除。通过下文详细描述来举例说明上述特征和其他特征。【附图说明】当结合示例性的且非限制性的附图阅读时，从下文详细说明书中将使得所描述的工艺、设备和产品的特征变得显而易见，其中，在几张图中用相同的标号表示相同的元件。图1是模制工艺的一个实施例的流程图。图2a至图2d是模制工艺的一个实施例的示例性图示。 图3a至图3c是模制产品的示例性照片。图4a至图4b是模制产品的示例性照片。【具体实施方式】不受理论限制，人们相信通过使用模内转印薄膜和注射压缩成型，可实现在本文中获得的有利结果，即，由高度填充的聚合物材料(例如，基于填充聚合物材料的总重量，其包括20至50重量百分比(wt % )的填料，特别地为，3(^1:%至50wt% )制成的无缺陷的薄壁部件。这种工艺允许生产具有大表面(例如，大于或等于200mmX200mm)且具有小于或等于1.2mm(例如0.8mm至1.2mm,或0.8mm至1.0mm)的厚度的部件，其中，如果成品厚度包括图案层，则是该厚度。另外，由下述工艺形成的模制产品没有与MR工艺关联的“冲墨”缺陷。当使用例如注射成型来制备高度填充的薄壁产品时，其通常需要进行额外的处理以试图去除缺陷。另外，模制条件很困难。例如，注射成型具有带有图案化表面的1.2毫米(mm)基底厚度的部件以及包括50wt%聚碳酸酯和50wt%玻璃纤维的模制材料，会使得注射压力大于或等于150巴(barg，英制压力单位，表压)且模制温度大于90°C (例如，大于或等于(热偏转温度减去15°C )的温度)。产生的部件具有冲墨的可见表面缺陷，和/或在一些情况下，甚至是不可模制的。通常，该部件需要被进一步处理以去除缺陷(例如，用蒸汽加热并快速冷却以消除表面上的填料的可见性)。本工艺生产出这样一种产品，该产品从模具中(在大于或等于600mm2的面积上)没有用正常视觉的肉眼可见的表面缺陷和/或没有冲墨，并且其使用降低的温度和/或压力。例如，当形成具有0.02mm图案化表面层的基底厚度为1.2mm的部件并包括50wt%聚碳酸酯和5(^1:%玻璃纤维的模制材料时，这个工艺使用小于或等于140巴(特别地，小于或等于130巴，例如100至120巴)的注射压力和小于或等于80°C (特别地，小于或等于70°C，甚至小于或等于60°C)的模制温度。产生的部件(在大于或等于600mm2的面积上)没有用正常视觉的肉眼可见的表面缺陷且没有冲墨。本工艺可使用基于模制材料的热偏转温度(heat deflect1n temperature,HDT)的模制温度，如根据ASTM D 648在0.45兆帕斯卡(MPa)的压力下在3.2mm的未退火板上确定的。模制温度可小于或等于模制材料的HDT减去25°C，特别地，小于或等于模制材料的HDT减去30°C，更特别地，小于或等于模制材料的HDT减去40°C，甚至小于或等于模制材料的HDT减去45°C ο换句话说，如果模制材料的HDT是100°C，则模制温度可小于或等于75°C，特别地，小于或等于70°C，更特别地，小于或等于60°C，甚至特别地，小于或等于55°C。除了降低模制温度以外，本工艺减小了模制部件所需的注射压力。这使得能够生产无法以其他方式用注射成型工艺生产的部件。在注射成型工艺中，将模制材料注入最终部件的尺寸的空间中。随着该尺寸(例如厚度)减小时，注射材料的压力的量也增加。然而，在本工艺中，将具有图案层的薄膜被插入模具中。模具的尺寸大于最终部件的尺寸(例如初始模具尺寸)。将模制材料注入模具。然后，将模具压缩至期望尺寸(例如最终模具尺寸)。由于初始模具尺寸大于期望部件尺寸，所以减小了注入模制材料所需的压力的量。通过将模内转印(MR)薄膜与注射压缩成型(ICM)组合，减小了该工艺的压力和温度(例如，与通过注射成型制造相同尺寸和组成的部件相比)，并且，解决了与注射成型相关的问题，例如，冲墨、表面上的填料可见性，甚至是无法制造可用部件。图1示出了用于制造薄壁部件的工艺。在步骤100中，提供了包括模具腔的模具。接下来，步骤200包括将薄膜(例如模内转印薄膜)供应至模具中，其中，该薄膜具有基底层和图案层。在步骤300中，将包括填料的聚合成分注入模具中。在步骤400中，压缩模具。在步骤500中，释放模具并弹出模制产品。模制材料可用于制造便携式电脑、平板电脑、智能手机或其他便携式电子装置的外壳或壳体。模制材料可包括聚合物材料和/或复合材料。聚合物材料的一些实例包括热塑性材料，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚醚酰亚胺(ULTEM?树脂，可从SABIC创新塑料商业公司购得)；丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS);聚碳酸酯(PC) (LEXAN?和LEXAN?EXL树脂，可从SABIC创新塑料商业公司购得)；聚碳酸酯/PBT混合物；聚碳酸酯/ABS混合物；共聚碳酸酯-聚酯；聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PBT的混合物；聚对苯二甲酸丁二醇酯和抗冲改性剂(XENOY?树脂，可从SABIC创新塑料商业公司购得)；以及包括以上至少一种的组合物。例如，该材料可以是PC/PBT、聚烯烃(例如聚丙烯，诸如玻璃填充的聚丙烯、长玻璃纤维聚丙烯等)以及包括以上至少一种的组合物。特别有用的聚合物包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和抗冲改性剂(XENOY?树脂，可从SABIC创新塑料商业公司购得)、聚碳酸酯(PC) (LEXANtIP LEXAN ? EXL树脂，可从S当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造薄壁部件的方法，包括：将薄膜定位在模具的模具腔中，其中，所述模具腔具有初始模具厚度，其中，所述薄膜包括基底层和图案层，并且其中，所述图案层的厚度小于或等于0.05mm；将模制材料注入到所述模具腔中，使得所述模制材料接触所述图案层，其中，所述模制材料包括聚合物材料和填料；将所述模具压缩至小于所述初始模具厚度的最终模具厚度，以形成模制产品，其中，所述图案层形成所述模制产品的表面；从所述模具移除所述模制产品；以及从所述模制产品去除所述基底层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹时普，沈晴雅，晏伟，孔欣，孙佩，何明哲，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL