[發明專利]一種電加熱快速熱循環注塑模具

有效

• 申請號: 201310064722.9
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103112137A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王桂龍;趙國群;管延錦
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B29C45/73
• 分類號: B29C45/73
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

本發明為屬于材料加工學科的注塑成型技術領域，尤其涉及一種電加熱快速熱循環注塑模具。

背景技術

近年來，隨著3C（電腦、通訊、消費電子）、微機電、汽車、建筑、航空航天等產業的發展，塑料制品不斷向著外表更美觀、壁厚更薄、質量更輕、結構更精密、光學性能更優等方向發展，以滿足人們對工業產品節能、環保、舒適、美觀等的要求。注塑成型加工作為一種應用最廣泛的塑料加工方法，正面臨著日益嚴峻的挑戰，需要不斷地技術革新，以滿足市場發展的需求。在這種背景下，近年來產業界推出了一種新的注塑成型加工技術——快速熱循環注塑成型。與傳統注塑成型工藝相比，該工藝可有效減輕甚或消除熔接痕、流痕、流線、噴射痕、云紋、浮纖、低光澤等缺陷，顯著提升產品外觀品質，從而取消常規注塑生產流程中的打磨、噴涂、罩光等二次加工工序，顯著縮短產品生產流程和降低生產成本。另外，該工藝還可顯著提高熔體填充型腔的能力，實現微細結構的精確成形，同時還有利于降低產品內應力，從而顯著提高產品的形狀尺寸精度。總之，快速熱循環注塑工藝一種綜合考慮環境影響和資源消耗的先進注塑成型新技術，可有效改善產品的品質，顯著降低環境污染，提高資源利用率，降低成本，實現經濟效益與社會效益的協調優化。

注塑模具是快速熱循環注塑工藝的關鍵裝備之一。快速熱循環注塑工藝要求注塑模具應當具備足夠高的熱響應效率和加熱冷卻均勻性，以在保證產品質量的同時獲得足夠高的注塑生產效率。快速熱循環注塑模具的加熱方式主要包括表面加熱技術和整體加熱技術兩大類。表面加熱技術指的是熱源從模具型腔板外部直接加熱模具型腔表面，其優點是加熱效率高，但其系統結構復雜、設計柔性差、加熱均勻性差，故在實際注塑生產中受到極大限制，目前主要應用于微注塑成型領域，這類加熱技術主要包括火焰加熱、感應加熱、輻射加熱等。整體加熱技術指的是熱源從模具型腔板內部間接加熱模具型腔表面，其優點是系統結構簡單、緊湊、可靠性和穩定性高，但其缺點是加熱效率相對較低，該類加熱技術主要包括對流加熱（蒸汽加熱、熱水加熱、熱油加熱等）、電加熱等，目前蒸汽加熱快速熱循環注塑模具和電加熱快速注塑模具均在注塑工業生產中獲得了廣泛應用，尤其是在家電、汽車等相關產品領域。

為了提升電加熱快速熱循環注塑模具的熱響應效率和改善其加熱冷卻均勻性，產業界和學術界均致力于模具結構創新。廣州毅昌科技股份有限公司在2008年7月1日申請的授權公開的中國專利CN201240042Y《高光注塑模具》中公開了一種高光注塑模具，該模具利用安裝在模芯內部的電加熱元件快速加熱模腔表面，并通過設在模芯上的隔熱槽以及模具主體及模芯間的隔熱板減少熱量擴散和損失，從而降低能耗。深圳創維-RGB電子有限公司在2008年12月24日申請的授權公開的中國專利CN201313362Y《一種電加熱模具》公開了一種電加熱注塑模具，該模具采用主、副加熱板組合的加熱方法快速加熱模腔表面，與蒸汽加熱快速熱循環注塑模具相比，其特點是成本低、加熱效率高。深圳創維-RGB電子有限公司在2008年12月31日申請的授權公開的中國專利CN201325150Y《一種注塑模具》公開了一種電加熱注塑模具，該模具利用置于模架與模芯之間的電加熱體加熱模芯表面，與蒸汽加熱快速熱循環注塑模具相比，其特點是投資成本低。林建岳在2009年9月16日申請的授權公開的中國專利CN101531050A《離合式冷卻結構的電熱高光注塑模具》公開了一種離合式冷卻結構的電熱高光注塑模具，該模具利用安裝在電熱型腔板和電熱型芯板中的電熱管加熱模具型腔，其特點是電加熱型腔板和電加熱型芯板可分別與其相配合的冷卻板動態分開和閉合，從而有利于提高熱能利用率和降低能耗。寧海縣大鵬模具塑料有限公司在2009年4月27日申請的授權公開的中國專利CN101531051B《隔熱節能結構的電熱高光注塑模具》公開了一種隔熱節能結構的電熱高光注塑模具，該模具通過在型腔鑲塊、型芯鑲塊與相應的固定板之間增設隔熱板有效減少了熱量向整個注塑模具的擴散，從而達到了節能、溫升均衡和適應性廣的目的。山東大學在2010年5月18日申請的授權公開的中國專利CN101823325B《一種電熱式、浮動式快速熱循環注塑模具》公開了一種電熱式、浮動式快速熱循環注塑模具，該模具的特點是電加熱元件和冷卻管道分別設置于相互獨立的型腔/型芯板和型腔/型芯側冷卻板中，在頂出彈簧和開合模的作用下電加熱型腔/型芯板可通過往復運動實現與型腔/型芯側冷卻板的分開與閉合，從而有效減少加熱過程中電加熱型腔/型芯板中熱量的散失，提高加熱效率，同時，由于冷卻板與型腔板完全分開，因此冷卻板可以采用熱導率高的鋁合金或銅合金板，從而增強冷卻效率和冷卻均勻性。