[發(fā)明專利]水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110207388.9
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102285060A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓國(guó)海;何萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國(guó)海;何萍
• 主分類號(hào): B29C45/03
• 分類號(hào): B29C45/03;B29C45/57;B29C45/77;B29C45/17
• 代理公司: 深圳市中知專利商標(biāo)代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種注射成型工藝和設(shè)備，特別是一種利用氣輔成型技術(shù)，結(jié)合水輔成型特點(diǎn)，以氣體和水為介質(zhì)，增壓后自動(dòng)控制注入塑件內(nèi)部水的壓力、流量，將塑料制成中空制品的水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設(shè)備。

背景技術(shù)

多年來(lái)，人們一直在探索改進(jìn)塑膠制品的成型加工技術(shù)。20世紀(jì)70年代，以減少翹曲、避免凹痕和降低原料消耗為目的而發(fā)展起來(lái)的氣輔成型技術(shù)就已被提出并逐步得到應(yīng)用，我們也在該領(lǐng)域作了一些研究，如發(fā)明專利：ZL：200510121110.4。近年來(lái)，由于氣輔成型技術(shù)使用中暴露出的一些不足，特別是氣體的可壓縮性及熱傳導(dǎo)率、比熱容量低，在成型截面積大的長(zhǎng)管類制品時(shí)，易導(dǎo)致塑膠件冷卻時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，并且內(nèi)壁易產(chǎn)生氣泡等缺陷。為了克服上述不足，在氣輔成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)了水輔助注射成型技術(shù)，其根本差別在于用液態(tài)的水來(lái)代替氣態(tài)的氣體(主要是氮?dú)?輔助熔體流動(dòng)充模，水不但粘度高于氣體，而且水的熱傳導(dǎo)率是氮?dú)獾?0倍，其比熱容量也是氣體的4倍，非常有利于熔體流動(dòng)充模后塑膠制品冷卻。

由于水輔成型工藝技術(shù)發(fā)展的時(shí)間不長(zhǎng)，許多工藝和設(shè)備還處在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、完善當(dāng)中。現(xiàn)有技術(shù)主要利用壓力傳感器反饋電磁比例減壓閥的出口壓力，通過(guò)控制該閥的比例電磁鐵來(lái)調(diào)節(jié)該閥的出口壓力，也就是注入水的壓力。然而目前電磁比例減壓閥在高壓條件下正常工作時(shí)，不可能達(dá)到零泄漏，況且這種控制方式閥的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)慢。而注入塑膠內(nèi)部水的壓力、流量能否瞬間達(dá)到技術(shù)要求以及注射水的密封、排出問(wèn)題是關(guān)系到水輔成型工藝成敗的核心問(wèn)題，一旦發(fā)生注入水的泄漏或噴射到模具上，或注入水的壓力、流量不能瞬間達(dá)到設(shè)定的值，都會(huì)影響制品的成型質(zhì)量；有的采用壓力傳感器反饋蓄能器(也就是高壓水罐)、背壓調(diào)節(jié)閥的入口壓力和增壓缸的高壓腔輸出壓力，通過(guò)控制該背壓調(diào)節(jié)閥的比例電磁鐵來(lái)調(diào)節(jié)該閥的出口壓力，也就是注塑水的壓力。切不論目前背壓調(diào)節(jié)閥能否達(dá)到零泄漏，這種控制方式在每個(gè)成型周期中，最多只能將增壓缸的高壓腔內(nèi)一定體積高壓水由活塞推入塑膠件。由于增壓缸的高壓腔的體積是受限制的，注入水的壓力取決于制品中的體積與增壓缸的高壓腔的體積之比。因?yàn)樵摲桨覆豢赡軠?zhǔn)確調(diào)整壓力，這種類似恒體積氣輔成型方法早已經(jīng)被淘汰了；實(shí)踐證實(shí)水輔成型使用的注入水溫度一般在10～80℃之間(即常溫水就可以)都可以適用，有的設(shè)備過(guò)于復(fù)雜，對(duì)水溫也采取了不必要的閉環(huán)精確控制，使設(shè)備造價(jià)昂貴。還有目前水輔成型工藝都是僅僅以水為介質(zhì)，水直接與塑膠熔體接觸，由于水的熱傳導(dǎo)率和比熱容量比氣體的高，中空成型過(guò)程中，雖說(shuō)水非常有利于塑膠制品冷卻，但卻會(huì)造成塑膠熔體過(guò)快冷卻固化，反而不利于熔體流動(dòng)充模。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設(shè)備，要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有水輔成型工藝中熔體過(guò)快冷卻、固化和注入水瞬間失壓沖擊等問(wèn)題以及現(xiàn)有水輔成型設(shè)備中系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、注入水體積恒定而壓力、流量不可控和注射水的密封、排出、對(duì)水溫不必要的閉環(huán)精確控制等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)注水和保壓，提高塑件質(zhì)量，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)成本。

本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采用下列方案：一種恒壓水輔助注射成型設(shè)備，包括注塑機(jī)控制器及安裝在模具內(nèi)的液控伸縮式氣針和水針，所述注塑機(jī)控制器連接程序控制器，所述液控伸縮式氣針的一端伸入溢流腔或模腔內(nèi)，所述水針的一端伸入模腔或模具分流道內(nèi)，所述水針還分別連接注氣壓力閉環(huán)控制回路、注水壓力閉環(huán)控制回路及降壓閉環(huán)控制回路，所述液控伸縮式氣針連接壓縮空氣排水單元。

本發(fā)明的注氣壓力閉環(huán)控制回路由高壓氮?dú)庠础⒏邏旱獨(dú)饨刂归y、高壓氮?dú)膺^(guò)濾器、注氣高壓電磁閥、高壓電動(dòng)氣閥、壓力傳感器及程序控制器組成，所述高壓氮?dú)庠唇?jīng)高壓氮?dú)饨刂归y、高壓氮?dú)膺^(guò)濾器接注氣高壓電磁閥的入口，注氣高壓電磁閥的出口經(jīng)高壓電動(dòng)氣閥與水針相接，水針與模腔中塑膠熔體內(nèi)部相通，高壓電動(dòng)氣閥與水針之間接壓力傳感器，所述壓力傳感器接程序控制器的輸入端，所述程序控制器的輸出端分別接注氣高壓電磁閥和高壓電動(dòng)氣閥；程序控制器接收注塑機(jī)控制器發(fā)出的注射結(jié)束信號(hào)，也就是水輔工藝開(kāi)始指令，壓力傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的高壓電動(dòng)氣閥的出口壓力反饋到程序控制器的輸入端，經(jīng)程序控制器的輸出端輸出相應(yīng)的信號(hào)分別控制注氣高壓電磁閥和高壓電動(dòng)氣閥動(dòng)作來(lái)調(diào)整高壓電動(dòng)氣閥的出口壓力，也就是注入氮?dú)獾膲毫Γ槍毫κ芸刂频纳倭康獨(dú)庾⑷肽Ｇ粌?nèi)的塑膠熔體內(nèi)部，作用于塑膠熔體內(nèi)部進(jìn)行塑件中空預(yù)成型。