在數(shù)十年里，疊層模具在包裝制品和其他許多小型零件生產(chǎn)的增長中不斷獲得新的發(fā)展。新穎的模具設(shè)計(jì)正給疊層模具的傳統(tǒng)市場帶來多種顏色和多種材料成型的能力。疊層模具現(xiàn)在也在抓住大噸位成型機(jī)上生產(chǎn)大型工業(yè)零部件的機(jī)會(huì)。

　　通常的疊層模具設(shè)計(jì)因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)效率超過普通的單面模具而聞名。它們大多用于相當(dāng)小型的、淺拉伸包裝制品和其他一次性制品，而很少用于除此之外的其他制品。但是在過去幾年中引入的一批新模具概念拓寬了疊層模具的能力，包括了多材料成型和大型工業(yè)零部件，如汽車的前大燈棱鏡和側(cè)邊修飾件。大型零部件成型意味著疊層模具首次應(yīng)用在大于1000t的成型機(jī)上。

　　革新的步伐在多組分成型方面一直相當(dāng)活躍。通常的單面多組分模具的典型成型方式是在模具的半面注射一種材料進(jìn)入型腔，再注射第二種材料進(jìn)入模具的另一個(gè)半面。在一個(gè)循環(huán)之中，在水平軸上旋轉(zhuǎn)模板，使模具翻面。疊層模具成倍地增加可使用的模具面，還允許整個(gè)模具表面用各自的材料成型。這種新設(shè)計(jì)有一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的中心模板。取決于系統(tǒng)，中心模板可以有或者兩個(gè)或者四個(gè)面，每當(dāng)模具打開時(shí)旋轉(zhuǎn)90o或者180o。

　　四種制模概念使得這種多組分零部件的大批量生產(chǎn)方法得以商業(yè)化。這類新型模具的結(jié)構(gòu)包括Engel公司的一種旋轉(zhuǎn)模板設(shè)計(jì)，其中心模板有兩個(gè)面，每個(gè)周期旋轉(zhuǎn)180o。由Ferromatik Milacron歐洲公司與德國模具制造商Foboha公司合作開發(fā)的旋轉(zhuǎn)疊層模具有一個(gè)四個(gè)面的中心模板，它每一周期旋轉(zhuǎn)90o。丹麥的Gram技術(shù)公司的旋轉(zhuǎn)疊層（Spin Stack）方法有多達(dá)四個(gè)邊挨著邊的小的中心疊層結(jié)構(gòu)，各自又有四個(gè)面，并且每一周期旋轉(zhuǎn)90o。另一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，叫做低慣性技術(shù)（LIT）來自Caco-Pacific公司。在這種較為簡單的設(shè)計(jì)中，帶有兩個(gè)芯組的旋轉(zhuǎn)桿連接到每個(gè)模具的半邊，而不是像在其他的設(shè)計(jì)中那樣的單獨(dú)設(shè)置。

　　這些新式疊層設(shè)計(jì)正在受到要求較好手感的軟接觸應(yīng)用的促進(jìn)。這類應(yīng)用包括，例如，牙刷柄、阻透包裝應(yīng)用、帶有模塑襯里的帽子和蓋子、多色手機(jī)機(jī)殼，以及由不同材料，如PP和PVC組成的醫(yī)用零部件。

　　一個(gè)實(shí)例是Foboha公司的帶有PET（40g）阻透層的HDPE（70g）牙膏管式瓶肩的模具，設(shè)計(jì)能力10億只。公司擁有加工方法和制品兩方面的專利。這一新型4x64旋轉(zhuǎn)疊層（Turning Stack）系統(tǒng)在一個(gè)8.4s的周期中吐出64只雙層零件。產(chǎn)量估計(jì)為一年17500萬只，所以將使用六個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。這樣的生產(chǎn)規(guī)模在通常情況需要21套常規(guī)的疊層模具和機(jī)器。特別的注射量控制裝置允許在設(shè)備運(yùn)行中調(diào)節(jié)PET層的厚度，并且可以幫助減少43%的零件重量。

　　消費(fèi)品越來越流行，例如，手感好的軟接觸特點(diǎn)的牙刷和刮胡須刀柄，這一強(qiáng)勢要求將對它們的批量需求推向疊層模具最為適合的水平。Ferromatik Milacron歐洲公司和Foboha公司50～60套旋轉(zhuǎn)疊層模具正在運(yùn)行中，其中多達(dá)20套在北美。該公司預(yù)測多組分零部件有10%的年市場占有率。

　　“當(dāng)前，多組分零部件市場絕對處于繁榮狀態(tài)，”一家奧地利包裝制品模具供應(yīng)商、迄今為止Gram公司的帽子和蓋子旋轉(zhuǎn)疊層技術(shù)的唯一專利商、公司的總經(jīng)理Claus Ziegler說。“五年以前，我們的模具銷售的大約1%是用于多組分應(yīng)用的，現(xiàn)在多組分應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到我們業(yè)務(wù)量的15%～20%，”Ziegler說。KTW公司有8到10套旋轉(zhuǎn)疊層模具處于試驗(yàn)或工作狀態(tài)。

　　旋轉(zhuǎn)疊層方法

　　與通常的用于多組分成型的旋轉(zhuǎn)模板比較，這種新型的旋轉(zhuǎn)疊層模具由于旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量較小，所以轉(zhuǎn)位要快得多。在Gram公司的旋轉(zhuǎn)疊層模具和Caco-Pacific公司的低慣性系統(tǒng)中，質(zhì)量減小特別明顯。“典型情況您們能節(jié)省20%到30%的周期時(shí)間，特別情況可節(jié)省達(dá)到50%到80%，”KTW公司的Ziegler說。

　　Gram公司的系統(tǒng)有附加的優(yōu)點(diǎn)，它有允許疊層模具旋轉(zhuǎn)所需要的最小的模具開距。管理經(jīng)理Jes Gram說，為使系統(tǒng)轉(zhuǎn)位，一個(gè)雙組分的蓋子模具只需打開100mm。正在開發(fā)的一種新式頂桿設(shè)計(jì)可以使模板開距減小為60mm。

　　“旋轉(zhuǎn)疊層概念在市場上是最靈活的，” Gram補(bǔ)充說。“轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓裝置和所有部件包括在模具內(nèi)部，所以這允許該項(xiàng)技術(shù)用于任何常規(guī)的成型機(jī)。”第二種材料可在機(jī)器旁邊用一臺(tái)補(bǔ)充的組合式注射裝置來供給，例如，采用Windsor公司的新型PlugExpress系統(tǒng)，該系統(tǒng)在美國由它的姐妹公司Sandretto公司銷售。

　　Gram公司將它的旋轉(zhuǎn)疊層技術(shù)擴(kuò)展到了一種名為雙兩次注射模具的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)用于雙組分的牙膏瓶肩模具，具有四個(gè)分型面和兩對各有四個(gè)面的旋轉(zhuǎn)疊層，每個(gè)面具有24個(gè)型芯，總共有384個(gè)型芯和192個(gè)型腔。周期時(shí)間短于7s，它的生產(chǎn)能力達(dá)到115萬件/d，即3.9億件/a。

　　Gram說，這種兩次注射加工過程對單一材料的厚的零部件成型也有好處。這種方法可以使用同一個(gè)熱流道供給注射同一種材料的第二層。Gram又說，因?yàn)樵诿看巫⑸鋾r(shí)只要注射和冷卻較小體積的熔體，這就減少了縮痕產(chǎn)生的可能性。

　　采用旋轉(zhuǎn)疊層方法，不用于成型的中心疊層的（第二和第四個(gè)）面可用于裝嵌件或冷卻部件，而不會(huì)增加周期時(shí)間。Gram公司近來取得一種新型頂桿系統(tǒng)的專利，它能將制品頂?shù)綑C(jī)器的側(cè)面。該頂桿的液壓系統(tǒng)安裝在模具框架內(nèi)。附加的疊層表面的另一種利用方法是成型一種三次注射制品。Gram公司制造了一種用于生產(chǎn)醫(yī)用管道連接器的模具，第一次注射PVC，第二次注射熱塑性彈性體（TPE），第三次注射PVC，以部分重疊注塑TPE。該制品在三個(gè)工位成型，并從第四個(gè)工位頂出。演示操作在一臺(tái)88t的Demag公司的機(jī)器上進(jìn)行，周期時(shí)間不到15s。這種8+8+8型腔的模具為丹麥的Carmo工業(yè)公司每天生產(chǎn)多于46000 只零件。