日本的豐榮工業(yè)（總部：愛知縣新城市）通過改進模具的脫模性，開發(fā)出了可縮短聚乳酸（PLA）耐熱級的成形周期，同時可提高形狀自由度的技術(shù)*。在PLA中，尤其是耐熱級的脫模性較差，實際射出成形的成形周期約3為分鐘。而使用此次開發(fā)的技術(shù)可以縮短到約1分鐘。雖然還不及幾十秒鐘的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），“但已經(jīng)相當(dāng)接近ABS”（豐榮工業(yè)生產(chǎn)部模具科科長村井修作）。

*該技術(shù)是作為2007～2009年日本“戰(zhàn)略性基礎(chǔ)技術(shù)高度化支持事業(yè)”（俗稱：支持事業(yè)）的一部分進行開發(fā)的。除豐榮工業(yè)外，中部科學(xué)技術(shù)中心、小松專業(yè)工程師事務(wù)所（總部：福島縣磐城市）、京都工藝?yán)w維大學(xué)、Torekuseru Japan（總部：橫濱市）及雙葉電子工業(yè)也參與了開發(fā)。

壓縮空氣改進脫模性

　　脫模性的改進借助了獨特的脫膜機構(gòu)。一般情況下，模具脫膜時利用推桿頂出。但是，對于結(jié)晶耗時較長的PLA來說，時機很難掌握，“過早的話，工件會變形，過晚的話，會卡在模具里”（豐榮工業(yè)常務(wù)董事美和孝拓）。

　　豐榮工業(yè)用三種方法解決了這一問題（圖1）。首先是在模具內(nèi)安裝溫度傳感器和壓力傳感器，掌握樹脂的狀態(tài)、探索最佳脫膜時機。再就是利用適合工件形狀的剝離器而非推桿，以分散應(yīng)力、推出工件。三是在剝離器內(nèi)部形成流路，從該處向工件吹入壓縮空氣，利用空氣壓力使脫膜變得更加容易。

圖1 提高PLA脫模性的模具技術(shù)
通過噴入壓縮空氣、采用推桿，改進了脫模性，
把成形周期由原來的3分鐘縮短到1分鐘。

　　借助這三種技術(shù)，即使在射出后的早期階段取出工件，也不會引起變形。由于脫模性的提高，即使是采用了外部凸起的肋柱等加強結(jié)構(gòu)，工件也能順利取出（圖2）。這樣，形狀的自由度就提高了，可以支持手機外殼、復(fù)印機機體等各種各樣的形狀設(shè)計。豐榮工業(yè)首先已把該技術(shù)應(yīng)用于玻璃杯、嬰兒牛奶杯等食品容器，從2011年春季開始以“iiwan”的商品名開始在網(wǎng)上銷售。

圖2 圓拱等加強結(jié)構(gòu)也容易
由于改進了脫模性，即使是有凸起的肋柱，也能成形。PLA采
用尤尼吉可產(chǎn)品，以負(fù)荷變形溫度120℃以上的耐熱級為對象。

　　這種模具可使用美國Trexel擁有基本專利的“MuCell”技術(shù)。該技術(shù)是把超臨界狀態(tài)的二氧化碳和氮氣注入即將成形的熔融樹脂中，使其在模具內(nèi)發(fā)泡的技術(shù)。如果應(yīng)用于PLA，不僅能減少12～14％的材料用量，還能夠利用泡沫壓力抑制翹曲和收縮，獲得高精度的成形品。