[發明專利]一種微發泡注射成型制品質量在線檢測方法及裝置

無效

• 申請號: 201110097615.7
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102320115A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 謝鵬程;邊智;丁玉梅;楊衛民
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76
• 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，特別是一種利用圖像處理技術對微發泡注射成型制品質量進行在線監控的方法及裝置。?

背景技術

隨著我國各行各業的發展，塑料制品的應用越來越普遍，對其質量的要求也越來越高，注塑制品的質量和成本控制已成為注塑制品企業競爭的焦點。微發泡注射成型是一種高技術含量的塑料成型工藝，通過在制品內部形成大量微小泡孔，可顯著減少塑料使用量，減輕制品的重量，制品的平均成本可降低16％～20％；由于在聚合物熔體中引入了超臨界氣體，微發泡注射成型工藝變得十分復雜，如何從工藝參數的大量調試中脫離出來，提高試模成功率，實現注塑工藝參數的優化設計，已經成為企業亟需解決的問題。控制方法及工藝的優化設計可以縮短工藝參數的調試時間，減少廢品數量，完成生產任務，對企業順利生產和降低成本是非常重要的。?

在微發泡注射成型時，將物理發泡劑(超臨界CO₂或N₂)注入機筒內的塑料熔體中，通過混合元件將注入的發泡劑分散均化，形成聚合物/氣體均相體系，然后注入模具中；當充模過程完成后，型腔內壓力迅速下降使均相體系中的氣體在熔體中析出，形成大量的微細氣泡核，同時模具冷卻使泡體固化定型，成型出微孔制品。泡孔的成核長大與注射壓力、模腔溫度、模腔壓力、注射速度等多個工藝條件有關，泡孔的尺寸是否均一、分布是否均勻以及泡孔的數量都極大地影響著制品的成型質量和使用性能。微發泡注射成型制品表面常常產生氣孔、凹痕、流痕、浮纖、翹曲等缺陷，這些表面缺陷極大地影響了制品的使用和力學性能，限制了微發泡制品的使用范圍，而現有的加工技術多采用反復?試模，不斷調整各工藝參數，然后對制品性能檢測這種方法來改善制品的表面缺陷，既耗時又費力，極大地影響了制品的加工生產，并增加了產品的生產成本，降低了企業的生產效率。?

發明內容

本發明的目的在于提出一種微發泡注射成型制品質量在線檢測方法及裝置，利用超高速照相機、可視化模具和圖像處理技術對微發泡注射成型制品表面質量進行在線檢測，改善了現有工藝參數優化設計的方法，極大地縮短了制品的成型周期，節省了反復試模測試的費用，降低了企業生產成本，提高了企業的生產效率。?

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種微發泡注射成型制品質量在線檢測裝置，主要由微發泡注射機、可視化模具、超高速照相機、計算機、超臨界氣體發生控制器、壓力調節閥、壓力表和氣瓶組成，氣瓶內充有能產生高壓超臨界氣體的介質，氣瓶的出口依次連接壓力調節閥和壓力表后與超臨界氣體發生控制器相連，超臨界氣體發生控制器的出口連接壓力調節閥和壓力表，最后連接在微發泡注射機的機筒進氣通道上；可視化模具安裝在微發泡注射機模板上，可視化模具前方安裝超高速照相機，超高速照相機兩側裝有強光源，超高速照相機的數據端同計算機相連；微發泡注射機噴嘴采用可控封閉噴嘴。?

本發明一種微發泡注射成型制品質量在線檢測裝置中的微發泡注射機的噴嘴，可以采用氣壓或液壓控制。?

本發明一種微發泡注射成型制品質量在線檢測裝置中的超高速照相機的拍攝方式，可以采用直射式、反射式或投射式。?

本發明一種微發泡注射成型制品質量在線檢測裝置中的氣瓶內的氣體介質，可以是N₂或CO₂。?

采用本發明一種微發泡注射成型制品質量在線檢測裝置進行在線檢測的方法是：首先打開微發泡注射機，根據具體的加工材料設定基本的工藝參數；打開超高速照相機、強光燈和計算機，調節超高速照相機焦距并運行計算機內的圖像處理軟件；打開氣瓶，利用壓力調節閥和壓力表調節超臨界氣體發生控制器的進口氣體壓力，超臨界氣體發生控制器進行氣體壓縮，當氣體達到超臨界狀態時，氣體再次經過壓力調節閥和壓力表后從機筒上方的進氣通道注入微發泡注射機的機筒內；然后進行微發泡注射成型，利用超高速照相機拍攝制品表面圖片并傳到計算機內部，計算機內的圖像處理軟件對制品表面的粗糙度、光潔度、是否具有泡孔、流痕、浮纖等表面質量問題進行分析，并同預先設定好的合格產品圖片對比分析，判斷出這種工藝條件下產品表面質量是否存在問題并提出相應的調整意見，修改工藝參數后，重復上述過程，經過幾次的試驗調整，獲得最佳的工藝參數組合。?