[發明專利]預熱模具的方法和裝置，尤其適用于噴射成型

有效

• 申請號: 201380031892.5
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN104507654B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: A·基沙爾德;J·費讓布然
• 申請（專利權）人: 羅圖公司
• 主分類號: B29C33/08
• 分類號: B29C33/08;B29C45/73;B29C33/06;B22D17/22
• 代理公司: 北京立成智業專利代理事務所(普通合伙)11310
• 代理人: 張江涵

技術領域

本發明涉及預熱模具的方法和裝置。本發明特別適合但不限于噴射成型液態或糊狀的塑料或金屬的方法中所用到的模具的預熱，更特別適用于含有短纖維之類的補強物的材料的噴射成型。

背景技術

與現有技術相關的圖1A是大規模生產的噴射成型的薄工件100的示意圖。例如，此薄工件是電子設備的外殼。當電子設備體積比較大時，比方說大屏電視的外殼，所述薄工件由填充了纖維狀或球狀加強物的聚合物制成。一般情況下，此薄工件100包括稱作完工面的表面，此表面光滑或帶有紋理，當所述薄工件裝配到電子設備上時，所述完工面是對外可見的。在一個實施例中，完工面上有裝飾，通過將塑料注入模具同時，在所述模具內部放置裝飾膜形成。薄工件100還包括稱作技術面的表面120，此表面包括諸多外形要素，如肋拱121、螺絲孔122和凹槽123等。參照圖1B，薄工件100通過在模具150腔室153中熱注入含有補強填充劑的塑料的方式制成。因此，模具包含固定件151和移動件152。注入的材料通過在固定件內制成的導管161進入腔室153中，所述導管與注入裝置160(如螺桿)相連。為確保填充整個腔室153并保證外觀均勻，尤其是薄工件的完工面，模具150必須在注入前預熱，以使與注入的聚合物接觸的腔室的表面溫度均勻。在大規模生產的方法中，預熱和冷卻模具所需的時間應盡量縮短。根據現有技術，模具的成型表面，尤其是位于所述模具固定件上的成型表面，是通過置于所述成型表面下方的凹槽或孔內的加熱裝置預熱的。這些配置在大型模具上難以制造，且使模具表面易碎。預熱通過模具預熱部件內部傳導實施，大量材料預熱導致高能量消耗，從而難以達到高預熱速度。

現有技術條件下，為提高預熱速度，腔室兩個表面上的模具成型表面都可以通過感應加熱。

圖2中，所述預熱方法在WO2010046582文件中有所描述。根據現有技術下的方法，模具的固定件和移動件151,152由導電鐵磁材料制成，如含鐵素體相比例高的鋼。優選地，每個部件由非磁性導電材料—如銅(Cu)—制成的骨架圍繞，但是稱作成型表面的表面261,262不在骨架圍繞范圍內，此表面界定了模具的腔室。感應電路210由一個或多個線圈構成，環繞模具的兩個部件151,152。稱作核的中間部件270，由導電材料制成，放置在模具的兩個部件151,152之間。核和模具的兩個部件151,152之間為電絕緣。依照上述配置，核270包括兩個與模具的兩個部件151,152的成型表面261,262分開一小段距離的表面271,272，這兩個表面界定了與所述成型表面之間的兩個絕緣間隙e1,e2。

當高頻交流電在感應電路中流過，感應電流流過核的側壁261,271,262,272、相對的成型表面以及每個間隙的側壁，使得鐵磁成型表面261,262快速加熱。鐵磁鋼的高導磁率使得感應電流只在表面流過，因此電流不會深入成型表面。當模具開放時，把核270插入成型表面之間，從而將熱量集中在成型表面上，這種預熱方法使快速感應加熱成型表面能夠實現。實施注入的時候，把核移除，并使模具的兩個部件151,152靠近以閉合模具150，然后將液態或糊狀材料通過一個或多個導管(圖未示出)注入成型腔室。預熱溫度通過傳送到感應回路的電功率以及預熱時間控制。所選預熱溫度恰好足夠使注入的材料容易流過整個腔室；然后，所述材料的熱量被模具本身帶走。優選地，模具還包括冷卻回路；例如，冷卻回路在模具的每個部件中延伸直到接近成型表面下方，液體循環于模具的每個部件的冷卻回路281,282中。這樣，只加熱成型表面的小范圍的厚度的可能性使得加熱和冷卻的效率都得到了提高。

現有技術對預熱相對于所述薄工件的完工面的成型表面是有效的；然而，現有技術對于預熱相對于所述薄工件的技術面的成型表面卻不合適。技術面的很多外形要素和工藝排布，如抽屜或滑軌，使核和對應的成型表面之間不容易形成恒定的間隙；另外，這些形狀特征擾亂了感應電流的流動，導致局部過熱或甚至電弧現象。

文件AT 504784公開了一種預熱適用于塑料的噴射成型模具的方法和裝置，包括通過熱輻射預熱模具某一成型表面的裝置。為了實現快速預熱所述成型表面，所述成型表面由所述模具處于開放位置時，遠離模具的薄工件的側壁構成，從而減少了必須由輻射加熱的材料的量。然而，這個實施例太復雜，而且不適用于相對于技術面的成型表面。文件DE 102008060496也公開了一種預熱方法和裝置，是把模具的成型表面那一部份移到模具外面來實施預熱。

發明內容