客製化雙色注塑成型服務
ISO 9001:2015 認證流程
ISO 13485: 2016 醫療器械
AS9100品質管理
ISO 45001:2018認證
使用 CMM 進行過程檢測
雙色注塑成型
多材料產品的先進製造
雙色注塑成型， 也叫 雙組份注塑成型是一種特殊的製造工藝。此技術採用順序注射循環，將兩種不同的材料注入同一個模具中。這樣就形成了一個整體部件，其不同區域具有不同的材料特性。
這種製造方法與傳統方法有著本質上差異。單次射出成型僅使用一種材料即可製造零件。 二次成型 這使得製造商能夠將具有不同特性的材料組合在一起。常見的組合包括硬塑料與軟橡膠、不同顏色的塑料，或具有不同機械性能的材料。
兩種材料必須具有化學相容性才能牢固黏合。材料選擇需要了解聚合物化學和黏合特性。如果操作得當，材料間的黏合強度通常會超過各材料本身的強度。
材料能力
雙色注塑成型適用於多種熱塑性材質。
材料的選擇取決於應用要求、黏合相容性和加工特性。
硬塑膠基材
工程熱塑性塑膠是優良的基材。這些材料具有結構強度和尺寸穩定性。常見的基材包括ABS、聚碳酸酯、聚丙烯和尼龍。每種材料都賦予成品零件獨特的特性。
聚碳酸酯具有卓越的抗衝擊性和透明度，因此非常適合需要透明或半透明特性的產品。 ABS 材質強度高且成本較低。尼龍具有優異的耐化學性和機械性能，適用於要求嚴苛的應用。
彈性體包覆成型
熱塑性彈性體（TPE）是二次射出成型中最常用的材料。這些材質具有觸感柔軟、密封性佳和減震等優點。 TPE無需黏合劑或底塗即可與許多硬塑膠良好黏合。
不同的TPE配方具有不同的硬度等級。邵氏A硬度從柔軟的橡膠狀材料到較硬的化合物。材料的選擇取決於所需的握持特性、密封要求或外觀偏好。
材料相容性矩陣
並非所有材料組合都能在雙色注塑製程中有效黏合。基材與包覆層之間的化學相容性至關重要。
極性材料通常與其他極性材料結合，非極性材料與其他非極性材料結合。極性材料和非極性材料之間的交聯通常需要特殊的連接層材料或表面處理。
| 基材材質 | 相容的包覆成型材料 | 粘結強度 | 常用應用 |
| ABS | TPE、TPU、TPV | 優 | 手動工具、消費性電子產品 |
| Polycarbonate（聚碳酸酯） | TPE、TPU、矽膠 | 優 | 醫療器材、光學元件 |
| 聚丙烯 | TPE、TPV、SEBS | 好到優秀 | 汽車內裝、包裝 |
| 尼龍 (PA) | TPE、TPU | 固德 | 工業零件、連接器 |
| 縮醛（POM） | TPE、TPU | 固德 | 齒輪、精密部件 |
材料選擇標準
工作溫度範圍對材料選擇有顯著影響。化學品暴露要求會縮小材料選擇範圍。法規遵從性，特別是對於醫療或食品接觸應用，則規定了特定的材料等級。
成本考量需要在材料性能和預算限制之間取得平衡。高性能材料會增加零件成本，但可以透過提高功能或減少組裝要求來降低系統總成本。
特殊材料選項
液態矽橡膠 (LSR) 拓展了雙色注塑製程的應用範圍。 LSR 具有優異的耐溫性和生物相容性。醫療器材製造商經常指定 LSR 用於與病人接觸的應用。該材料具有出色的耐化學性和長期穩定性。
導電材料使得電子元件的雙色射出成型成為可能。導電塑膠與絕緣體結合成單一部件。這項技術能夠製造出具有整合式屏蔽層或觸點的複雜電子外殼。
雙色注塑模具設計要點
雙色注塑模具設計需要專業的工程技術。模具必須能夠容納兩種不同的材料，同時確保良好的黏合性和零件品質。雙色射出成型模具設計的成功取決於幾個關鍵因素。
核心旋轉和傳輸系統
模具設計必須包含可靠的旋轉或傳送機構。該系統將首模坯料移動到第二注塑位置。型芯旋轉機構在生產環境中最常見。旋轉必須精確，以確保兩次注塑之間的正確對準。
傳送系統提供了一種替代方案。這些機構能夠將零件在不同的模腔之間進行物理移動。旋轉和傳送方式的選擇取決於零件的幾何形狀、生產規模和特定的材料要求。
材料黏合考慮因素
工程師必須設計出能夠促進材料黏合的表面。首件成型的表面通常包含倒角或紋理區域。這些特徵能夠在材料之間形成機械互鎖。設計應盡可能增大兩種材料之間的表面接觸面積。
澆口位置對黏合品質至關重要。設計人員會精心佈置二次注塑澆口，以確保材料能夠完全流過黏合表面。澆口位置不當會導致黏合強度不足，或在成品零件上留下明顯的流痕。
熱管理要求
雙色射出成型模具需要精密的冷卻系統。每種材料所需的冷卻速率可能不同。模具設計必須確保基材和包覆材料都處於適當的溫度。冷卻不足會導致翹曲、黏合不完全或生產週期延長。
冷卻通道的佈置需要仔細計算。工程師需要在快速冷卻和良好的材料粘合之間取得平衡。先進的模具設計採用隨形冷卻通道，以實現最佳的熱管理。
模具材料選擇
模具鋼材的選擇會影響模具的使用壽命和零件品質。高產量模具需要使用硬化鋼材來承受注射壓力。這種鋼材必須能夠抵抗注射材料和機械旋轉或傳送系統所帶來的磨損。
表面處理會影響零件的美觀性和材料黏合力。拋光錶面可使零件呈現高光澤度，但可能會降低機械黏合力。紋理表面可增強黏合強度，但會對成品產生特定的美觀效果。
第一道注塑成型的基板構成了組件的基礎。設計要求確保第二道注塑成型製程的成功以及組件的整體完整性。
- 足夠的壁厚以確保結構完整性
- 用於機械粘合的倒角或紋理
- 零件脫模的正確拔模角度
- 肋骨的策略性安排以加強筋
二次注塑成型必須與基材相匹配，同時達到預期的功能和美觀效果。
- 相容的物料流動特性
- 足以完全封裝的厚度
- 空氣逸出的通風裝置
- 考慮材料收縮差異
合理的澆口和流道設計可確保雙色射出成型過程中最佳的材料流動和零件品質。
- 用於減少材料浪費的熱流道系統
- 用於大型或複雜零件的多道閘門
- 均衡流量，實現穩定灌裝
- 易於拆卸和回收
有效的零件彈出可防止成品零件損壞，同時保持生產效率。
- 策略性頂針放置
- 薄壁段套筒頂出器
- 氣動噴射技術用於精細結構
- 用於複雜幾何形狀的剝離板
雙色注塑成型工藝
雙色注塑成型過程遵循一套精確控制的流程。每個步驟都必須完美執行，才能生產出高品質的多材料部件。
首次材料注射
此工藝始於第一注塑單元。塑膠顆粒進入機器料筒，加熱元件將材料熔化。螺桿機構向前推進，將熔融塑膠注入第一模腔。注射壓力和速度遵循根據材料特性預先設定的參數。
第一道注塑工序形成基板組件。該基板為第二道工序的材料奠定基礎。注塑完成後立即開始冷卻。基板必須冷卻到足以在旋轉或轉移過程中保持其形狀的程度。
第二次材料注射
當基材到達指定位置後，第二個注射單元啟動。第二種材料流入模腔，包圍或與基材黏合。第二次注射的製程參數可能與第一次注射有顯著差異。
材料溫度、注射壓力和流速需要嚴格控制。第二種材料必須完全包覆基板結構。填充不完全會導致最終部件出現品質缺陷或黏合薄弱區域。
模具設計與製造
當基材到達指定位置後，第二個注射單元啟動。第二種材料流入模腔，包圍或與基材黏合。第二次注射的製程參數可能與第一次注射有顯著差異。
材料溫度、注射壓力和流速需要嚴格控制。第二種材料必須完全包覆基板結構。填充不完全會導致最終部件出現品質缺陷或黏合薄弱區域。
最終冷卻和噴射
兩種材料在最終成型時同時冷卻。冷卻時間取決於零件厚度、材料特性和品質要求。模具保持閉合狀態，直到兩種材質完全凝固。
頂針將成品零件從模腔中推出。零件作為一個整體部件從模腔中取出，無需額外的組裝或粘合工序。零件直接進入品質檢驗和包裝環節。
流程效率
現代雙色射出成型機完成整個成型週期僅需30-90秒，具體時間取決於零件尺寸和複雜程度。與製造和組裝單獨的零件相比，這可以顯著節省時間。
雙色射出成型與包覆成型
包覆成型和雙色注塑成型都能製造多材料零件。然而，這兩種工藝在執行方式、能力和經濟性方面存在顯著差異。
| 比較因素 | 包覆成型 | 2 次注射成型 |
| 工藝複雜性 | 下部 – 使用標準配備 | 更高－需要專用機器 |
| 模具投資 | 典型值：15,000 美元 – 50,000 美元 | 50,000 美元 – 150,000 美元以上（典型值） |
| 週期 | 較長時間－單獨操作 | 更短的整合流程 |
| 勞工要求 | 更高－人工零件搬運 | 下部 – 自動化流程 |
| 最適合 | 低至中等產量（年產量低於 50,000 件） | 高產量（年產量超過50,000萬件） |
| 品質一致性 | 不錯——處理方式略有不同。 | 極佳－全自動 |
| 粘結強度 | 良好——可能需要表面處理。 | 優異－最佳黏合條件 |
| 設計靈活性 | 高－更容易進行原型更改 | 中度至複雜程度的黴菌變化 |
雙色注塑成型的優勢
雙色射出成型製程相比傳統製造方法具有顯著優勢。這些優勢涵蓋生產效率、產品品質和成本效益等多個面向。各行各業的製造商都在利用這些優勢打造卓越產品。
取消組裝作業
雙色注塑成型技術可在一次操作中完成零件的製造。傳統方法需要先製造各個組件，然後再進行組裝。組裝過程會增加人工、夾具和品質控制的成本。雙色射出成型技術則完全省去了這些工序。
省去組裝環節可顯著縮短生產時間。零件直接從注塑機送至包裝環節。這種精簡的工作流程降低了庫存需求，並簡化了生產計畫。
卓越的黏合強度
材料間的分子鍵結強度超過了機械緊固強度。相容材料界面處會形成化學鍵，從而形成永久性連接，確保產品在使用過程中不會分離。
黏合劑的黏合會在組裝產品中引入失效點。黏合劑會因溫度循環、化學物質侵蝕或機械應力而隨時間推移而性能下降。雙色射出成型製程可形成在產品整個生命週期中保持完整性的黏合連接。
增強產品美感
雙色射出成型工藝能夠打造視覺效果驚豔的產品。色彩組合、紋理和材質表面處理，實現了單一材質零件無法達到的效果。此工藝消除了不同材料區域之間可見的接縫或縫隙。
兩種材質的表面品質始終如一，無需噴漆或移印等二次裝飾工藝，顏色和紋理均與模塑零件本身融為一體。
提高產品性能
雙色注塑成型技術實現了單一材料無法實現的功能整合。柔軟觸感的握柄與堅固的結構部件完美結合。密封表面與外殼部件直接整合。這些多材料設計提升了產品性能和使用者體驗。
此製程能夠精確控制不同區域的材料性能。工程師可以精確指定產品在哪些區域需要柔軟度、剛性、耐化學性或其他特性。這種優化能夠提升產品的整體功能。
何時選擇雙色注塑成型
選擇雙色射出成型需要仔細評估產品需求和業務因素。
幾個關鍵指標可以顯示這種製造方法何時能發揮最佳價值。
產品複雜性要求
對於需要材料間精確對準的零件，雙色射出成型製程是理想之選。這種一體化製程能夠實現手工組裝無法達到的精確定位。醫療器材、連接器和精密儀器尤其受益於這種精度。
具有多種材料介面的產品需要採用雙色注塑製程。在硬質材料和軟質材料之間實現無縫過渡，可以提升產品的美觀性和功能性。注重設計品質的消費品，能夠從雙色注塑製程獲得顯著優勢。
設計彈性需求
雙色射出成型製程能夠實現其他製程無法實現的設計功能。符合人體工學的產品受益於巧妙的材料佈局。柔軟觸感區域剛好出現在使用者握持產品的位置。堅固的結構區域在提供必要強度的同時，又不影響舒適性。
顏色和美觀方面的要求可能會影響工藝選擇。雙色射出成型無需噴漆或裝飾即可形成永久性的色彩對比。標誌、品牌元素和視覺設計特徵可直接整合到注塑成型部件中。
技術指標
具體技術要求強烈表明，雙色注塑成型是實現生產成功的最佳選擇。
- 零件需要將不同材料永久黏合在一起
- 密封性能必須達到 IP67 或更高等級。
- 組件必須能夠承受極端溫度循環
- 材料邊界處的精確尺寸公差
- 材料界面所需的耐化學性
- 產品需要整合電氣或光學特性
- 減輕重量是關鍵的設計目標
- 特定部件區域的振動阻尼
商業指標
商業和營運因素通常決定雙色射出成型能否帶來可接受的投資回報。
- 預計產品生命週期較長（3年以上）
- 高年產量承諾
- 人工成本是一筆不小的開銷。
- 組裝品質問題導致保固成本上升
- 更快的產品上市速度帶來競爭優勢
- 品牌定位強調優質產品
- 庫存持有成本相當高昂。
- 簡化供應鏈可增加價值
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雙色射出成型應用及產業
醫療器械製造
藥物傳輸裝置廣泛採用雙劑量注射技術。胰島素筆、吸入器和自動注射器都整合了多種材料，以兼顧功能性和易用性。
消費性電子產品
電動工具外殼是雙色注塑製程的重要應用領域。硬質塑膠主體與橡膠包覆層結合，以增強握持感和避震效果。
電訊設備
光纖元件需要精密製造。雙色射出成型製程可製造出具有整合應力消除裝置的保護外殼。
雙色注塑成型常見問題解答
並非所有塑膠組合都適用於雙色射出成型。材料必須具有化學相容性才能形成牢固的結合。極性材料與其他極性材料結合，而非極性材料與其他非極性材料結合。您的製造商可以提供相容性圖表，顯示哪些材料組合能為您的應用帶來最佳效果。
根據零件尺寸和材料厚度，加工週期從 30 秒到 2 分鐘不等。壁薄的小型零件可能只需 30-45 秒即可完成加工。較大零件或壁厚較厚的零件則需要 60-120 秒才能充分冷卻。加工週期直接影響生產成本和交貨時間。
顏色變更雖然可行，但需要機器清洗和材料更換時間。依顏色規劃生產流程可以最大限度地降低換線成本。一些製造商會為特定的顏色組合配備專用機器，以避免頻繁更換。請在專案規劃階段儘早討論您的顏色變化需求。
雙色模具的開發通常需要 8-16 週，具體時間取決於零件的複雜程度。簡單的模具可能在 8-10 週內完成。具有複雜旋轉機構或多個型腔的複雜設計可能需要 12-16 週。時間安排包括設計、製造和用於審批的初始樣品製作。
各製造商的最低訂購量有所不同，但通常起訂量為 10,000 至 25,000 件。由於模具投入龐大，小批量訂單在經濟上難以獲利。有些製造商會在投入生產模具之前，提供使用臨時鋁模製作 500 至 1,000 件的樣模。
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雙色注塑成型零件概覽
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