模内装饰注塑成型技术(in-mold decoration)是目前国际流行的一种表面装饰与注塑结合的工艺.该技术能够在注塑模具内部直接将塑料薄膜和塑件一体成型，减少了后期的印刷、电镀和装配等步骤，节省了时间和成本，还能提高质量，增加图像的复杂性和提高产品的耐久性.因此,近年来该技术被广泛应用于汽车功能控制面板、空调面板、手机按键和外壳、视窗镜片及家电产品装饰等领域[1-2].

但模内装饰注塑技术还存在许多问题，如成型过程中的冲墨、薄膜的定位及自动化输送、滞热和塑件的翘曲等[3-5]，尤其是滞热和翘曲问题严重影响成型制品的质量.由于塑料薄膜阻断了塑料熔体和模具的直接接触，而塑料薄膜的传热性不好会导致塑料熔体的热量不能及时通过模具散发，从而产生滞热现象.滞热现象又导致塑件前后表面的温度不均匀，引起翘曲变形.本研究以Moldflow软件为载体，以某一曲面塑件为例，通过对塑件和薄膜的建模完成了对模内装饰注塑成型过程的有限元分析，然后分析工艺参数对模内装饰注塑成型滞热和翘曲的影响规律，根据正交实验结果总结出了影响滞热和翘曲的主要因素，并探讨了两者之间的关系，为模内装饰注塑成型技术提供了理论指导.

1 实验设计

1.1 实验分析模型

实验模型选取某一曲面ABS塑料产品，壁厚为2 mm，在Moldflow中划分双层面网格，产品结构和网格模型如图1所示.要求产品外表面全部覆盖塑料薄膜，薄膜材料选用PET塑料，薄膜网格设定为中面网格，如图2所示.参照模具图纸，建立潜伏式浇注系统和串联式冷却系统[6]，对其进行冷却、充填、保压和翘曲分析，最终的有限元分析模型如图3所示.

  

图1 塑件及其网格模型 图2 薄膜网格模型 图3 分析总模型Fig.1 Plastic part and mesh model Fig.2 Film mesh model Fig.3 Total analysis model

1.2 实验目标

实验目标为塑件翘曲量和滞热温度.其中，滞热温度以分析结果中薄膜两侧的模具和塑件的温差来表示.

 

表1 实验参数和水平Tab.1 Experimental parameters and level

  

参数水平1水平2水平3水平4A保压压力/MPa14161820B保压时间/s16192124C熔体温度/℃210220230240D冷却水温度/℃20304050E薄膜厚度/mm0．100．150．200．25

1.3 实验参数和水平

实验参数为熔体温度、保压压力、保压时间、冷却水温度和薄膜厚度，每个参数设置4个参数水平，具体如表1所示.

白丽筠告诉我，她本来也没想过跳槽，为了给银行拉储户，她的上级经理让她去联系本城的开公司做生意的老板们，以及那些手上握有资金的个体户。一来二去，白丽筠就认识了本城房地产大鳄李占豪，结果李占豪对白丽筠一见倾心。白丽筠跟他讲了她在银行做编外的待遇，肯定还饶上了那个才子编的段子，李占豪就劝她别再干卖银的了，到他的公司当售楼小姐好了。收入待遇肯定要高得多，还有业绩提成。白丽筠心一动，便跳槽跟着李老板干了。

老三这时也看到了孔老一，连滚带爬冲了过来，也不说话，见面就跪：“哥，哥，咱爸过山去了。”说罢便伏地嚎啕大哭说罢便伏地号啕大哭。

图8为薄膜厚度对塑件翘曲量和滞热温度的影响曲线.从图8看出：随着薄膜厚度的增加，塑件翘曲量和滞热温度都保持增加的趋势.由于薄膜存在于塑料熔体与模具之间，而薄膜的导热性不佳，这样薄膜厚度越大，塑料熔体的热量就越不容易通过模具散发，导致滞热温度升高，进而导致塑件正反面两侧的温差越大，收缩越不均匀，翘曲量就越大，这说明薄膜厚度对塑件翘曲量产生了很大影响.

2 实验结果与分析

图7为冷却水温度对塑件翘曲量和滞热温度的影响曲线.本塑件冷却采用多排的串联式水管，冷却水温度越低，冷却速度就越快，塑件不同位置的冷却速度就越不均匀，导致塑件翘曲量变大[8].滞热温度是薄膜两侧的温差，冷却水温度越高，对模具温度的影响就越小，模具与塑件的温差就越小，即滞热温度越低.

  

图4 保压压力对翘曲量和滞热温度的影响Fig.4 The influence of packing pressure on stagnation heat and warping

  

图5 保压时间对翘曲量和滞热温度的影响Fig.5 The influence of packing time on stagnation heat and warping

图6为熔体温度对塑件翘曲量和滞热温度的影响曲线.不考虑薄膜因素，从常规注塑分析，熔体温度升高会引起塑料熔体的流动性改善，进而留在塑件内的应力较少，故塑件的翘曲量减少[7]，这符合图6所示的曲线规律.但从薄膜因素分析，由于模具温度在分析时是假设不变的，随着熔体温度的升高，塑料熔体与模具的温差就越大，这样就导致滞热温度在不断升高，塑件前后两侧的收缩就越大且不均匀，会导致塑件的翘曲量变大.两方面分析结论不一致，说明由于熔体温度升高引起滞热温度升高，进而引起塑件翘曲量变大并不是塑件最终翘曲量的决定因素，最终的翘曲量取决于熔体本身温度.

图4和图5为保压压力和保压时间对塑件翘曲及滞热温度的影响曲线.较长的保压时间和较大的保压压力能够使型腔内的塑料熔体得到较多的压实，从而形成较小的体积收缩，故翘曲量变小.同时，较长的保压时间和较大的保压压力使塑料熔体有了更充足的时间和空间向薄膜侧的模具传递更多热量，故滞热温度降低.但限于薄膜的阻碍，两者的增加并不能使塑料熔体的热量带走过多，故滞热温度改变较少.当保压时间从16 s增加到19 s时，滞热温度下降较多，但随着保压时间继续延长，滞热温度变化就趋于缓慢.

  

图6 熔体温度对翘曲和滞热温度的影响Fig.6 The influence of melt temperature on stagnation heat and warping

  

图7 冷却水温度对翘曲和滞热温度的影响Fig.7 The influence of cooling water temperature on stagnation heat and warping

几天后，麦小秋去公司的大楼找过一次饶建，她的手里抱着一盆花，一盆快要枯死的花。是在花店买的。当她站到花店时，她的眼被粘在了那盆残花上，那是一枝快要枯的花，花瓣的边沿已经焦干，花叶上斑斑点点。老板说：“再看看别的花吧，这是一枝马上会败的花。”她很固执，她说：“就要这盆花。”然后她掂着花，走过大街进了公司的大楼。她没有见到饶建，把花搁在了他的门前。

其次，监督机构人员应该包含至少两名邻村村民。村之间本来就是相邻的，在土地资源稀缺的情况下，难免会出现一些侵犯土地权益的事情。让邻村人员加入到监督机构中，能更好的表达和发挥监督作用，协调邻村之间的纠纷，更有利于保护国家资源不被私自乱用。

按照正交实验的方差分析方法，计算各个因素对两个指标影响的F值，各个因素的F值越大，表明其影响越大.根据正交实验结果，得到5个因素对塑件翘曲量和滞热温度的影响程度，如图9所示.从图9可看出：影响塑件翘曲量的因素从大到小依次为薄膜厚度、保压压力、熔体温度、保压时间和冷却水温度；影响滞热温度的因素从大到小依次为薄膜厚度、保压时间、熔体温度、冷却水温度和保压压力.其中，薄膜厚度是影响塑件翘曲量和滞热温度的最主要因素，说明由于薄膜厚度引起的滞热成为影响塑件最终翘曲量的主要因素，其次才是保压压力和熔体温度等常规工艺参数.

选用L16(45)正交表安排正交实验，根据正交实验结果，把各参数在不同水平下模拟的塑件翘曲量和滞热温度的均值作为结果，得到各个参数对两个指标的影响曲线.

另外，薄膜厚度对滞热的影响程度明显大于其他因素，说明与其他因素相比，材料本身的厚度对滞热温度起决定性作用.

  

图8 薄膜厚度对翘曲和滞热温度的影响Fig.8 The influence of film thickness on stagnation heat and warping

  

图9 各因素对翘曲和滞热温度的影响程度Fig.9 The factors influence degree on stagnation heat and warping

3 结论

(1)利用Moldflow软件和正交实验对薄膜和塑件的网格建模，实现了对模内装饰注塑成型的有限元分析，得到了各个工艺参数对翘曲量和滞热的影响规律.

(2)影响塑件翘曲量的因素从大到小依次为薄膜厚度、保压压力、熔体温度、保压时间和冷却水温度；影响滞热温度的因素从大到小依次为薄膜厚度、保压时间、熔体温度、冷却水温度和保压压力.其中，薄膜厚度是影响滞热温度和塑件翘曲量的最主要因素.

(3)由薄膜厚度引起的滞热成为影响塑件最终翘曲量的主要因素，其次才是其他常规工艺参数.

参考文献：

[1] 王崇高．注塑成型表面装饰技术的研究与应用[J].塑料工业，2004，32(5)：50-52.

[2] 吴松琪,刘斌.塑件表面模内装饰技术应用现状分析[J].塑料工业，2015，43(1)：10-14.

[3] CHEN H L,CHEN S C,LIAO W H,et al.Effects of in-sert film on asymmetric mold temperature and associated part warpage during in-mold decoration injection mold of PP parts[J]．Int Commun Heat mass Transfer，2013,41(2): 34-40．

[4] 王权,瞿金平,谭树发.影响注塑模内贴标成型因素及产品设计探讨[J].现代塑料加工应用,2008,20(5):48-51.

[5] 刘斌,余磊.注塑制品表面模内装饰工艺的质量分析与对策 [J].工程塑料应用，2011，39(2):34-38．

[6] 申开智.塑料成型模具[M].北京：中国轻工业出版社，2005：66．

[7] 罗家胜,杜思莹,杜遥雪.冰箱过滤器面板模内装饰注射工艺优化分析[J].模具制造，2014,14(5)：64-68.

[8] 薛丹.注塑模内薄膜对冷却过程的影响[D].武汉：华中科技大学，2009.