[實用新型]一種微發(fā)泡注射成型機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820124267.1
• 申請日: 2008-12-08
• 公開（公告）號: CN201371543Y
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊衛(wèi)民;王建;謝鵬程;丁玉梅;閻華;安瑛;何雪濤
• 申請（專利權(quán)）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(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及高分子材料加工領(lǐng)域，特指一種可實現(xiàn)微發(fā)泡注射成型加工的注射成型機。

背景技術(shù)

微發(fā)泡注塑技術(shù)是一項很有發(fā)展前途的高端節(jié)能注射成型技術(shù)，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(guī)的模塑制品相比，微發(fā)泡注塑循環(huán)周期可減少50％，微發(fā)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(shù)，微發(fā)泡注射成型工藝突破了傳統(tǒng)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(wěn)定性。尤其在生產(chǎn)高質(zhì)量要求的精密制品上，該工藝更是獨具優(yōu)勢，已經(jīng)成為加工商生產(chǎn)輕質(zhì)精密部件時的一個重要選擇。

微發(fā)泡技術(shù)的實質(zhì)是將物理發(fā)泡劑(CO₂或N₂)注入注射成型機機筒內(nèi)的塑料熔體中，然后通過混合元件將注入的發(fā)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(nèi)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(fā)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(yīng)力沿裂紋繼續(xù)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(fā)泡成型工藝表現(xiàn)得尤為突出，也是精密成型技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的成型技術(shù)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(tǒng)的注塑工藝都需要采用較高的模內(nèi)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(fā)生破裂。相比之下，MuCell微發(fā)泡成型工藝不需要依靠機器的不斷保壓，即可實現(xiàn)熔體的順利填充，因此大大減少了產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力，并保證了產(chǎn)品不同位置的平均收縮，有效提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)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(fù)精調(diào)，只要在運行正常的情況下，就能夠保證注射成型的質(zhì)量。

熔體/氣體均相體系的形成與泡孔成核是微發(fā)泡注射成型的關(guān)鍵。為此，目前發(fā)展有多種不同的機械裝置，且相對復(fù)雜，如發(fā)泡流體注入裝置、發(fā)泡流體注入附加輔助注射單元、使用特殊噴嘴的發(fā)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(fā)泡成型工藝，由于對設(shè)備要求高，且涉及到控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，重新裝配與調(diào)試現(xiàn)有設(shè)備將需要較高的費用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種微發(fā)泡注射成型機，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(chǎn)出泡孔微小而均勻的制品；而且設(shè)備配置簡單，容易操作控制，容易實現(xiàn)對常規(guī)注射成型機的改進。

本實用新型一種微發(fā)泡注射成型機，主要由注塑系統(tǒng)、合模系統(tǒng)和微發(fā)泡系統(tǒng)組成，合模系統(tǒng)與常規(guī)注塑成型機的相同；注塑系統(tǒng)在機筒前端有兩個進出口，同微發(fā)泡系統(tǒng)相連接，注塑系統(tǒng)最前端設(shè)置有可控開閉式噴嘴，螺桿前端有一儲料區(qū)；微發(fā)泡系統(tǒng)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(shè)置有混合元件，齒輪泵進口和齒輪泵出口都同注塑系統(tǒng)的機筒前端的儲料區(qū)相連接，齒輪泵進口處還設(shè)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。

齒輪泵和混合元件都有使塑料熔體和氣體混合均勻的作用。混合元件可以選擇靜態(tài)混合器等；齒輪泵還有增壓的作用，且可以促進塑料熔體與氣體的循環(huán)混合。高壓氣瓶提供物理發(fā)泡劑，通常是CO₂或N₂氣體。計量閥可以控制注入氣體量。微發(fā)泡系統(tǒng)的加熱裝置采用加熱棒，或電磁感應(yīng)，或電加熱圈等加熱元件。關(guān)鍵是對齒輪泵的加熱，加熱均勻，可以保證流體在其中的良好流通性。齒輪泵進氣口處的止逆閥為球式或錐形單向閥形式，其作用主要是為防止熔體通過進氣口進入注氣裝置中。可控開閉式噴嘴為機械控制噴嘴或電磁控制噴嘴，機械控制噴嘴中的驅(qū)動單元為液壓、氣動或機械結(jié)構(gòu)。在注射前，將可控開閉式噴嘴關(guān)閉，以保證儲料區(qū)產(chǎn)生高壓的條件，從而利于氣體的溶解與均相成核。