[發明專利]快速加熱冷卻成形系統及其成形模具

有效

• 申請號: 200810235013.1
• 申請日: 2008-11-12
• 公開（公告）號: CN101733914A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 秦俊;吳政道
• 申請（專利權）人: 漢達精密電子(昆山)有限公司
• 主分類號: B29C45/73
• 分類號: B29C45/73;B29C45/76;B29C45/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明有關于快速加熱冷卻成形系統，特別是關于一種可重新分配加熱流 體及冷卻流體流量的快速冷卻成形系統，通過加速成形模具的加熱及冷卻速率。

【背景技術】

射出成形制程主要包含注入塑料液于模具及冷卻模具至開模溫度等兩個步 驟。注入塑料液于模具的過程中，塑料液必須充分地于模穴中流動，才能充滿 整個模穴。為了維持塑料液的流動，塑料液填充過程中，其平均溫度維持在融 熔溫度以上為最佳。針對黏性高的塑料液，例如熱塑性塑料，其溫度提升后也 可以降低粘滯系數，通過改善流動性。因此，塑料液于注塑于模具之前，就必 須被加熱至相對高溫，以避免塑料液接觸相對低溫的模具之后迅速地降溫固化， 否則塑料液將流動緩慢，甚至流動路徑將被阻斷。加熱塑料至相對高溫代表塑 料原料必須在注塑機構中停留相對較長的時間，以及采用較低的流速進行注塑， 因而延長了塑料液的注塑速率。當塑料液填充于模具之后，塑料液及模具必須 冷卻至塑料的軟化溫度以下，才能進行開模取出射出成形的塑料件，此一軟化 溫度通常在攝氏80度以下。在自然冷卻過程下，冷卻模具需要很長的時間等待。

參閱圖1及圖2所示，針對塑料射出成形的主要步驟，現有技術中提出一 種快速加熱冷卻成形系統，包含模具1、高溫蒸汽源2、冷卻流體體源3、及高 壓氣體源4。模具1內部設有一通道1a，蜿蜒曲折地穿過模具1內部，用以供 流體通過。此快速加熱冷卻成形系統先以高溫蒸汽源2提供高溫的蒸汽，通入 通道1a中，以高溫蒸汽對模具1加熱，將模具1加熱至相對高溫。接著模具1 進行合模，以注塑機構注入高溫塑料液。被加熱的高溫的模具1維持塑料液于 注塑過程中的流動性，加速塑料液填充于模具1的模穴，同時避免塑料液因接 觸低溫的模具1而提早固化。當塑料液完成注塑之后，以冷卻流體源3提供低 溫的冷卻流體，例如冷卻水，通入通道1a中，對模具1進行強制冷卻，以使模 具1的溫度迅速降低至開模溫度。通入高溫流體或冷卻流體之后(完成加熱及 冷卻之后)，于通道1a中通入由高壓氣體源4提供的高壓且干燥的空氣，以排 除通道1a中的殘存流體，避免殘存流體影響加熱或是冷卻效果。于此快速加熱 冷卻成形系統中，模具1于注塑前預先被加熱，且于注塑之后被強制冷卻，因 此大幅縮短塑料射出成形作業中注塑及冷卻所需時間。

因為模穴的型態變化，模具1每一局部區域的肉厚不同，因此每一局部區 域的熱容量也不同。于加熱模具1時，熱容量相對低的模具1的局部區域，會 較快速升溫至所需的溫度，熱容量相對高的模具1局部，較晚升溫至所需的溫 度。升溫慢的區域，導致整體加熱時間延長，且在升溫慢的局部區域被加熱的 過程中，已到達預定溫度的局部區域也仍然被持續加溫中，額外消耗了加熱所 需要的能量。同樣地，于冷卻模具時，熱容量相對低的模具1局部，會較快速 降溫至開模溫度，熱容量相對高的模具1局部，較晚降溫至開模溫度。升溫慢 的區域，導致整體冷卻時間延長，且在降溫慢的局部區域被冷卻的過程中，已 到達開模溫度的局部區域也仍然被持續冷卻中，額外消耗了冷卻所需要的能量。

因此，快速加熱冷卻成形方法消耗了過多的能量進行加熱冷卻，不符合降 低能量損耗以減少制造成本的需求。

【發明內容】

鑒于上述問題，本發明提出一種快速加熱冷卻成形系統及其成形模具，可 加速加熱及冷卻速率，并降低加熱及冷卻所消耗的能量。

為了達成上述目的，本發明提出一種快速加熱冷卻成形系統，包含一成形 模具、一高溫流體源、一冷卻流體源、及一排液裝置。成形模具用以供塑料液 被注塑于其中并冷卻固化成形，其中成形模具包含若干個獨立的通道，各通道 分別具有一進入端及一出口端。高溫流體源用以提供高溫流體，高溫流體源通 過若干個加熱分流閥連接于各通道的入口端，使高溫流體通過各加熱分流閥分 別進入各通道，其中各加熱分流閥獨立地被開啟或是關閉。冷卻流體源用以提 供冷卻流體，冷卻流體源通過若干個冷卻分流閥連接于各通道的入口端，使冷 卻流體通過各加熱分流閥分別進入各通道，其中各冷卻分流閥獨立地被開啟或 是關閉。排液裝置用以提供高壓氣體以排除各該通道中殘存的冷卻流體或高溫 流體。

通過加熱分流閥或冷卻分流閥的開啟或關閉，以獨立關閉已完成加熱或冷 卻作業的通道，通過重新分配高溫流體及冷卻流體至其余通道中，加速成形模 具其余局部區域的加熱或冷卻速率。