[發明專利]一種超聲輔助粉末注射成型裝置及方法

有效

• 申請號: 201510018414.1
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104525953B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 余鵬;呂永虎;葉曙龍;莫畏;郝華麗
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B28B1/24
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 李敏

1.一種超聲輔助粉末注射成型裝置，包括：

密煉裝置，所述密煉裝置的殼體內部設有密煉腔室，殼體表面設有與所述密煉腔室相通的料口；所述密煉腔室用于置放粉末原料和粘結劑；在所述密煉裝置的密煉腔室內設置有轉子，在所述料口處設置有壓砣，所述壓砣適宜于對所述料口進行密封；

注射成型裝置，所述注射成型裝置包括螺桿注射機、注射成型模具，所述密煉裝置密煉所得喂料經所述螺桿注射機注入所述注射成型模具；

其特征在于：

與所述密煉裝置連接設置有第一換能器，所述第一換能器設置有多個，與所述注射成型模具連接設置有第二換能器；所述第一換能器和所述第二換能器分別與超聲波發生器連接設置，適宜于分別帶動所述密煉裝置和所述注射成型模具進行超聲振動，以降低喂料粘度。

2.根據權利要求1所述的超聲輔助粉末注射成型裝置，其特征在于，還設置有脫脂燒結設備，適宜于對所述注射成型模具制成的坯件進行脫脂、燒結。

3.根據權利要求1或2所述的超聲輔助粉末注射成型裝置，其特征在于，在所述密煉裝置的殼體上，距離所述密煉腔室2～10mm處設有第一換能器。

4.根據權利要求1所述的超聲輔助粉末注射成型裝置，其特征在于，所述第一換能器設置有三個，分別位于所述密煉腔室的下方和相互對稱的左、右方。

5.根據權利要求1或2所述的超聲輔助粉末注射成型裝置，其特征在于，所述注射成型模具包括：

定模裝置，包括由上到下依次固定連接的定模板座、定模板和上模；

動模裝置，包括下模、動模板和動模板座，所述下模位于所述上模的正下方且固定安裝在所述動模板上，所述動模板座設置在所述動模板的下方，在所述動模板座和所述動模板之間設置有彈性件，所述動模板適宜于在所述彈性件的形變配合下帶動所述下模進行豎直方向的往復運動；在所述上模的下表面和下模的上表面的貼合面上成型有型腔；

推桿，與所述動模板座固定連接，貫穿所述動模板和下模設置有推桿通道，所述推桿嵌套設置在所述推桿通道內且適宜于沿所述推桿通道進行往復運動，所述推桿通道的頂端與所述型腔的底端相連通；

拉料桿，貫穿所述動模板和下模還設置有拉料桿通道，所述拉料桿嵌套設置在所述拉料桿通道內且適宜于沿所述拉料桿通道進行往復運動，與所述拉料桿的底端連接設置有氣缸；

噴嘴，所述噴嘴貫穿所述定模板座、定模板和上模設置，所述噴嘴的出口與所述型腔相連通；

所述上模和/或下模上設置有與超聲波發生器連接設置的第二換能器。

6.根據權利要求5所述的超聲輔助粉末注射成型裝置，其特征在于，在所述上模內距離所述噴嘴10～30mm處和在所述下模內距離所述型腔邊緣2～10mm處分別設置有第二換能器。

7.一種基于權利要求1所述超聲輔助粉末注射成型裝置的超聲輔助粉末注射成型方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)混煉：將粉末原料和粘結劑置于所述密煉裝置的密煉腔室內進行混煉，在混煉過程中，超聲波發生器驅動所述多個第一換能器帶動所述密煉裝置進行超聲振動；

(2)注射成型：將混煉得到的喂料經螺桿注射機注入所述注射成型模具，進行注射成型，得到成型坯件；在所述注射成型過程中，超聲波發生器驅動所述第二換能器帶動所述注射成型模具進行超聲振動，以降低喂料粘度。

8.根據權利要求7所述的超聲輔助粉末注射成型方法，其特征在于，還設置有步驟(3)：將所述成型坯件放入脫脂燒結裝備進行脫脂、燒結，得到成品。

9.根據權利要求7或8所述的超聲輔助粉末注射成型方法，其特征在于，步驟(1)和步驟(2)中所述超聲波發生器的信號頻率為每秒20～40KHZ。

10.根據權利要求7或8所述的超聲輔助粉末注射成型方法，其特征在于，步驟(2)中所述的注射成型過程包括合模、注射、保壓、冷卻、開模工序。

11.根據權利要求7或8所述的超聲輔助粉末注射成型方法，其特征在于，所述粉末為金屬粉末或陶瓷粉末。