[發明專利]一種微發泡注射成型機及其成型工藝

有效

• 申請號: 200810239267.0
• 申請日: 2008-12-08
• 公開（公告）號: CN101746014A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 楊衛民;王建;謝鵬程;丁玉梅;閻華;安瑛;何雪濤
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C45/17
• 分類號: B29C45/17;B29C45/57;B29C45/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高分子材料加工領域，特指一種可實現微發泡注射成型 加工的注射成型機。

背景技術

微發泡注塑技術是一項很有發展前途的高端節能注射成型技術，因 為對于成型相同類型的制品，可以大大降低成型所需的合模力，即采用 較低的合模力可成型較大的制品，從而使模具成本更低，并降低成型能 耗。與常規的模塑制品相比，微發泡注塑循環周期可減少50％，微發泡模 塑制品的平均成本可降低16％～20％。作為一種革新的精密注射成型技 術，微發泡注射成型工藝突破了傳統注塑的諸多局限，可顯著減輕制件 的重量、縮短成型周期，并極大地改善了制件的翹曲變形和尺寸穩定性。 尤其在生產高質量要求的精密制品上，該工藝更是獨具優勢，已經成為 加工商生產輕質精密部件時的一個重要選擇。

微發泡技術的實質是將物理發泡劑(CO₂或N₂)注入注射成型機機筒 內的塑料熔體中，然后通過混合元件將注入的發泡劑攪混、分散均化， 形成塑料熔體-氣體均相體系，在高溫高壓下，均相體系中的氣體在熔體 中析出形成大量的微細氣泡核，當充模過程完成后，型腔內壓力下降使 氣泡膨脹，與此同時，模具冷卻作用使泡體固化定型，成型出微孔制品。 微發泡制品由于微孔的存在，在減小密度的情況下，不僅不會降低材料 強度，反而會使原有裂紋尖峰鈍化，阻止應力沿裂紋繼續擴張，吸收沖 擊能量增加5～7倍，從而大大提高了沖擊強度、韌性、耐疲勞壽命、隔 熱、隔音及吸震等能力。

美國Trexel公司的MuCell微發泡成型工藝表現得尤為突出，也是精密 成型技術中發展最快、應用最廣泛的成型技術之一。該成型工藝主要靠 氣孔的膨脹來填充制品，并在較低且平均的壓力下完成制件的成型。傳 統的注塑工藝都需要采用較高的模內壓來完成注塑，但是，此時較高的 壓力點往往會使得制件由于承受較大且不平均的壓力而發生破裂。相比 之下，MuCell微發泡成型工藝不需要依靠機器的不斷保壓，即可實現熔 體的順利填充，因此大大減少了產品的內應力，并保證了產品不同位置 的平均收縮，有效提高了產品的尺寸穩定性，還顯著減輕了制品的重量， 消除了飛邊。另外，該工藝所配備的模具不需要進行反復精調，只要在 運行正常的情況下，就能夠保證注射成型的質量。

熔體/氣體均相體系的形成與泡孔成核是微發泡注射成型的關鍵。為 此，目前發展有多種不同的機械裝置，且相對復雜，如發泡流體注入裝 置、發泡流體注入附加輔助注射單元、使用特殊噴嘴的發泡流體注射裝 置等等。這些裝置有些需要特殊的機器，如MuCell微發泡成型工藝，由 于對設備要求高，且涉及到控制系統和液壓系統，重新裝配與調試現有 設備將需要較高的費用。

發明內容

本發明的目的是提供一種微發泡注射成型機及其成型工藝，其不僅 能夠提高塑料熔體-氣體均相體系的形成與泡孔成核的效率，成型生產出 泡孔微小而均勻的制品；而且設備配置簡單，容易操作控制，容易實現 對常規注射成型機的改進。

本發明一種微發泡注射成型機，主要由注塑系統、合模系統和微發 泡系統組成，合模系統與常規注塑成型機的相同；注塑系統在機筒前端 有兩個進出口，同微發泡系統相連接，注塑系統最前端設置有可控開閉 式噴嘴，螺桿前端有一儲料區；微發泡系統包括齒輪泵、混合元件、注 氣裝置和加熱裝置，齒輪泵有一個齒輪泵進口和一個齒輪泵出口，齒輪 泵出口流道中設置有混合元件，齒輪泵進口和齒輪泵出口都同注塑系統 的機筒前端的儲料區相連接，齒輪泵進口處還設置有一個進氣口；注氣 裝置主要包括高壓氣瓶和計量閥，高壓氣瓶出口同計量閥相連接，計量 閥出口端通過一個止逆閥同齒輪泵的進氣口相連接；齒輪泵周圍有加熱 裝置。