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地點： 上海市 開展時間： 2025-07-29 舉辦單位： 2025動力電池回收與處理利用產(chǎn)業(yè)展覽會大會組委會湖南省電池產(chǎn)業(yè)協(xié)會、滬粵儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟深圳國際投融資 -
地點： 上海市 開展時間： 2025-07-29 舉辦單位： 湖南省電池行業(yè)協(xié)會、滬粵儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中展世信會展集團
Trexel MuCell 微發(fā)泡成型技術應用
【塑料機械網(wǎng) 技術學堂】Trexel MuCell微發(fā)泡注塑
①技術起源
MuCell微發(fā)泡成型工藝的起源可以追溯到1980年代美國麻省理工學院(MIT)進行的開發(fā)活動。建立了有關塑膠零件中微孔結構形成的一些基本原理。1995年，Trexel Inc., 美國卓細公司獲得了該技術的獨家許可，并繼續(xù)開發(fā)微孔發(fā)泡技術應用于擠出、吹塑和注塑成型塑膠零件的生產(chǎn)。
②技術原理與特點
MuCell微發(fā)泡注塑成型工藝 (以下簡稱MuCell工藝)是指在注塑成型的循環(huán)中，把超臨界流體(Supercritical Fluid, SCF)狀態(tài)的物理發(fā)泡劑(氮氣N2 或者是二氧化碳CO2)在塑化過程中注入料筒內的塑膠熔融中，經(jīng)過混煉及在塑化過程完成后，會產(chǎn)生出物理發(fā)泡劑與塑膠熔融的單相熔體。隨著注射到模腔過程中的壓力釋放，通過在模腔內成核、成長及成型的階段，在塑件中形成微孔結構。
相對于實體注塑成型工藝，MuCell工藝具有以下的優(yōu)勢：
降低成本：減少樹脂消耗，更快的成型周期，提高良品率，使用更小的注塑機臺；
設計自由度高：可從薄壁到厚壁填充，1：1的主壁與筋位結構，改善流動性，可便先考慮功能性，提高尺寸穩(wěn)定性，減少翹曲變形；
可持續(xù)性高：減少石油類原料消耗，減少注塑板能耗，可回收循環(huán)再用，相比傳統(tǒng)注塑減少碳排放；
投放市場快：減少模具修改次數(shù)，可以預計塑件幾何形狀，大尺寸制件可一體成型。
MuCell微發(fā)泡注塑應用
MuCell微發(fā)泡成型技術已成功地被應用于各行各業(yè)、不同國家及地區(qū)、各種成型機的數(shù)以千計產(chǎn)品中(圖1)。更好的產(chǎn)品與模具設計將幫助用戶更好地利用該技術。除了提高零件質量外，還可以提高生產(chǎn)效益(更短生產(chǎn)周期時間， 更多物料節(jié)省)。Trexel卓細公司在MuCell微發(fā)泡成型技術的產(chǎn)品和模具設計以及工藝優(yōu)化方面積累了豐富專業(yè)知識， 能全方位地支援用戶對該技術的應用。
①薄壁包裝產(chǎn)業(yè)中的應用
為了節(jié)省成本，薄壁包裝產(chǎn)品的壁厚設計得越來越薄，造成射出成型時充填的困難。透過超臨界氮氣或者二氧化碳，MuCell工藝可以改善塑膠熔融的流動性，使得產(chǎn)品薄壁化設計得以實現(xiàn)，同時也減少成型的射出壓力，令到充填變得更加容易。
針對薄壁包裝產(chǎn)品成型周期短這個特點，以及Trexel多年來在此行業(yè)的了解及客戶實際經(jīng)驗的反饋，研發(fā)出一套專門用作薄壁包裝產(chǎn)品的MuCell微發(fā)泡系統(tǒng)(簡稱為P系列系統(tǒng)，P代表包裝Packaging)并且在2019年的德國K展作出工藝展示。此系統(tǒng)可以在很短的成型周期內，提供極快的工藝參數(shù)反應以及維持非常精準的注汽量。
圖2是一些薄壁包裝產(chǎn)品，大部分都是食品類的應用，除了減省材料外，還降低了射出壓力及鎖模力。圖3顯示了黃油盒的實際效益。在一些特殊應用，MuCell工藝也能打出透明產(chǎn)品(見圖4)以及在包裝貼標造成突字的特殊效果。相信在未來的日子，MuCell工藝在薄壁包裝的應用會越來越多元化及廣泛。
②汽車吹塑成型零組件的應用
作為射出成型行業(yè)提供輕量化解決方案的領軍企業(yè)，Trexel已將MuCell工藝方案延伸到吹塑工藝的汽車零部件上。與主機廠和一級汽車配件供應商密切合作，塑膠零部件輕量化的需要已經(jīng)不只是在內飾、結構件的射出成型減重應用。
在德國、韓國、日本汽車行業(yè)已經(jīng)有很多車型上運用了MuCell吹塑工藝應用。圖5中的零件是壁厚為1.5 - 2毫米的風道。由于使用MuCell工藝，其密度下降為41%，與實體相比，成品的凈重可減輕32%。
MuCell吹塑成型零部件的商業(yè)開發(fā)包括設計和材料優(yōu)化，相比實體成型零部件，其減重可大于40%。其除了減輕重量，與實體吹塑零部件相比，還有一些令人滿意的特性：微孔結構改善了熱絕緣及降噪特性。MuCell工藝是一種物理發(fā)泡工藝：工藝操作視窗較為寬闊，并且最重要的是，由于沒有添加任何化學材料，原料的化學性質不會因工藝而有所改變，所以MuCell工藝造出來的零部件可回收再利用，實現(xiàn)了節(jié)能減排的社會需求。
眾所周知，MuCell工藝在汽車行業(yè)應用非常廣泛，圖6中的應用便是利用到塑件內蜂巢般的微孔結構能提供良好沖擊吸收作用的特性，原材料是TPU、TPE等軟膠類物料。
③鞋業(yè)中的應用
利用類比思維模式，Trexel與合作伙伴經(jīng)過多年的努力，MuCell工藝也在運動鞋的制鞋應用領域上展開。以MuCell工藝制造出來的元件具有較高的回彈性、吸震功能及耐用性，客戶體驗也有所提高。
除了一些運動鞋的品牌公司，亞洲的一些大學院校及射出機的材料研發(fā)團隊，鞋材研發(fā)機構以及塑膠材料供應商也在近年紛紛把資源投放到相關領域中，務求把MuCell工藝在運動鞋的應用推到極致，使產(chǎn)品更輕盈舒適以及更具回彈腳感。
④外觀零件上的應用
塑膠行業(yè)的發(fā)泡成型工藝中，不管化學發(fā)泡還是物理發(fā)泡都會對零外觀零件的應用有所限制，因為只要有泡孔結構的零件，其一般會存在氣紋的現(xiàn)象。Trexel一直在探索解決把MuCell工藝應用在外觀零件的方案。其中一個方案是把MuCell工藝結合變模溫技術(variotherm molding technologies)，零件表面的氣紋可以消除掉，達到A級的外觀(見圖8)。另外，用戶也有在模具上采用特殊的陶瓷涂層來結合MuCell工藝生產(chǎn)零外觀。除此之外，一些材料供應商也有開發(fā)出及供應MuCell外觀級別的PP& PA材料，來滿足日益增長的用戶需求。
⑤衛(wèi)星式微發(fā)泡系統(tǒng)
隨著MuCell工藝技術的進步以及應用行業(yè)的逐漸廣泛，Trexel開發(fā)出衛(wèi)星式MuCell微發(fā)泡系統(tǒng)一系列的產(chǎn)品。衛(wèi)星式MuCell微發(fā)泡系統(tǒng)采用中央SCF(Supercritical Fluid，超臨界流體)供給系統(tǒng)和多臺的SCF衛(wèi)星控制系統(tǒng)組合的方式，可以實現(xiàn)一臺SCF系統(tǒng)對應多臺射出機的MuCell工藝生產(chǎn)模式。用戶可根據(jù)需要在設備引入時預留資源空間以便未來增加MuCell微發(fā)泡設備。相對一對一的微發(fā)泡設備組合，此系列產(chǎn)品可以為用戶節(jié)省采購設備的疊加投資。微發(fā)泡設備組合可根據(jù)用戶的生產(chǎn)現(xiàn)實情況作出配置以確保生產(chǎn)的可靠性、質量及連續(xù)性。
總結
MuCell微發(fā)泡工藝已得到眾多制造行業(yè)和消費者的認可，已成功地應用于各行各業(yè)數(shù)以千計之產(chǎn)品中。除了提高零件尺寸精度、改善變形、提升產(chǎn)品功能性(隔熱保溫、隔音降噪)以外，還可以提高生產(chǎn)效益(更短生產(chǎn)周期時間、更多物料節(jié)省、更便捷的產(chǎn)品及模具設計)。
本文簡述了該技術的一些最新應用。Trexel預期MuCell技術的應用將得到進一步拓展，并在各個行業(yè)中得到更廣泛及更深度的采用。Trexel積累了豐富的產(chǎn)品和模具設計以及工藝優(yōu)化方面的專業(yè)經(jīng)驗，能全方位地支援用戶對該技術的應用。如有興趣或問題，請聯(lián)系Trexel卓細公司：sales.asia@trexel.com
MuCell®微孔發(fā)泡技術最初是由麻省理工大學(MIT)提出概念及發(fā)明，而在1995年，Trexel公司獲得此項技術全球獨家進一步開發(fā)和商品化的授權。
如今，Trexel公司是MuCell®微孔發(fā)泡技術的供應商，擁有全面的全球專利組合。Trexel公司提供工程技術支持、培訓以及其他設計與工藝方面的服務；并供應與MuCell®加工相關的設備和部件。
Trexel公司的總部位于美國馬薩諸塞州的波士頓，那里設有世界更先進的塑料加工開發(fā)實驗室，通過獨特的塑料成型技術的定義和執(zhí)行，為塑料加工業(yè)者提供支持。Trexel公司還在德國、日本和中國設有子公司以服務于全球客戶群，子公司擁有工程、應用和加工專業(yè)知識。眾多具備實力的獨立代理商和經(jīng)銷商的加入也充實了Trexel公司在世界各地的支持。
Trexel公司解決方案在過去20多年里一直側重于發(fā)泡注塑和吹塑零件，并成功實現(xiàn)上千種應用公司不僅僅是一家技術與設備供應商。我們利用自身20多年的專業(yè)發(fā)泡技術，為您提供從勘探到設計再到系列生產(chǎn)等的多方位服務，從而確保您的項目取得成功。
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