CN1010756B - 熔化塑料注射成型法 - Google Patents

Abstract

一种注射成型法，在该方法中，树脂注入模槽是在下列条件下完成的：熔化树脂注入模槽期间的树脂内压力低于注入后压力保持阶段所需的最大树脂压力。

Description

本发明谈的是熔化塑料或熔化树脂的注射成型法。

本领域内惯用的注射成型法是众所周知的。将塑料颗粒注入诸如挤压机之类的注射成型机的漏斗中，在挤压机中，塑料颗粒被送入具有柱塞或螺旋输送器的圆筒中被加热，以产生熔化塑料，熔化塑料经喷嘴被挤入模具中，然后将熔化塑料保持在模具中，从而生产出成型产品。在圆筒及模具总成中有两种压力，在圆筒中的是作用在柱塞或螺旋上的注射压力，即冲压力，而在模具中的是熔化塑料的树脂内压力。

图1表示按照惯用注射法制造塑模时，作用于惯用挤压机的柱塞上或螺旋上的冲压力与模具中模槽内的树脂内压力之间的关系。如图1所示，在将熔化树脂注入模具的过程中，挤压机的冲压力增加到最大值，在保持及冷却熔化塑料的过程中，冲压力降到中间值，然后降到最低值。应当注意的是，惯用成型法的树脂内压力变化与冲压压力的变化同步，因此，在将熔化树脂注入模具中时，树脂内压力基本按照冲压压力的规律增加，随后在熔化树脂在模具中的保持及冷却期间，因熔化树脂渐渐冷却、硬化及树脂稍稍收缩，则树脂内压力逐渐降低。一般认为这种压力的变化是由各种因素引起的，例如液压系统产生的冲压力，模具中模槽的容量或体积，熔化树脂从喷嘴注入模槽时的通道流动阻力，对着模槽的浇口的直径等等。要考虑的一个最重要的因素是，在熔化塑料注入及保持在模具中的过程中，受挤压的模槽的体积并不能由予定的模型夹紧力而改变，另外，注入时间也能有效地防止冷却过程中的模具表面离缝。

若熔化树脂的挤压面积是EA，其树脂内压力是IRP，模具总成的固定夹模力是MCF，则该夹模力的上限由下式确定：

EA×IRP＝MCF_max

若EA×IRP之值，也即MCF_max超过模具总成的夹模力，其情况如图5所示，则在阳模与阴模1和2上的表面1a和2a之间便产生间隙3，其相应的开口量为h，因此，熔化树脂M便进入该间隙3，使模压件产生飞边，使产品质量下降，有时可使模压工序中断。另一方面，为了使模压件的填充密度增加，达到高于予定值的程度，这就要求将树脂内压力增加到超过予定值，最终，熔化树脂的挤压面积要受限于模具总成的夹模力。

本发明的目的是提供一种注射成型法，采用此种方法，能使模压件的挤压面积大于用惯用挤压成型机所能达到的上限，并且不产生任何飞边。

根据本发明，其注射成型方法是，在将熔化树脂注入模槽的过程中，将熔化树脂以比注入后压力保持阶段所需的最大树脂内压力为低的树脂内压力来注入。

因为注入时树脂内压力低，所以熔化树脂在模槽中的流动速度即注入速度降低，因此，熔化树脂到达模槽的运端需要较长的时间，结果，在运动过 程中，与模具总成接触的一薄层熔化树脂得到充分的冷却，因而硬化，从而形成一薄的硬化层。在该薄硬化层的内部仍处于熔化状态，因而保持压力通过内部的熔化树脂作用在整个固体树脂上，这时，如果有超过模具夹模力的流动力（EA×IRP）作用于树脂，使阳模与阴模彼此分开，在它们之间形成间隙的话，因有薄硬化层的存在，熔化树脂也不会流入该间隙。因此，模压产品没有飞边，随后，内部熔化树脂也冷却并硬化。

下面对附图作一简要介绍：

图1表示惯用注射成型法的特性图;

图2表示应用本发明的模具及注射成型机的剖视图;

图3表示在注射阶段，图2划圈部分的模槽的局部放大剖视图;

图4与图3相似，但表示注射刚完成后的状态;

图5与图3相似，但表示按照惯用注射成型法注射刚完成后的状态;

图6与图1相似，但表示按照本发明实施例时间与冲压压力和树脂内压力之间的关系。

现在参照附图2～6介绍本发明的一个实施例。图2是用总标号10表示的模具及用总标号50表示的诸如挤压机之类的注射成型机的剖视图。

模具总成10在结构上与本专业内行人所知的基本是一样的，现将其作一简要介绍。该模具10包括一个阳模12和一个阴模14，在两者之间有注入熔化树脂的模槽16，在本实施例中，模槽16呈一浅杯形式。阴模14通过一隔套20安装在一固定底板18上，而底板18可调地就位于一基座（未示出）上，而阳模12通过一隔垫24安装在一活动的底板22上，活动底板22也布于基座上并便于接近。一付顶板26和28可活动地安装在位于阳模12与底板22之间的顶出装置（未示出）上，顶销30向着离开底板22的方向从顶板26和28延伸出来。活动底板22在基座上的滑动方式，使得顶销30能使模压产品从模槽中顶出。固定底板18本身装有定位环32及使挤压机50与模具10对接的导管34。一浇道套36安装在阴模14与导管34之间，一鱼雷形布料器38伸入并穿过该浇道套36。在阴模14、浇道套36以及导管34之内形成一通着浇口42的浇道40，而浇口42面向模槽16。在本实施例中，模具10有两个模槽16，其中每一个模槽的尺寸与惯常的一样，其特性曲线如图6所示，换句话说，本模具的挤压面积是惯用模具的两倍。来自挤压机50的熔化树脂同时注入每一模槽16中，面向每一模槽16的浇口42的直径比惯用模具的浇口直径大例如1.6倍。

挤压机50的结构也基本与本专业内行人所知的那种惯用的基本一样，现也作一简要介绍。柱塞52由液压缸54往复驱动而在加热筒56内滑动，加热筒56由加热器58加热。一漏斗60装于加热筒56的一端，而在该加热筒56的另一端设有一喷嘴62。

作为另一种替换办法，也可以采用螺旋杆来输送熔化树脂，将该螺旋杆可旋转地装于加热筒56中，以便产生冲压压力。

注射成型工作由上述的模具10及挤压机50来完成。在本例中，如果冲压压力，也即由柱塞52作用于加热筒56内的熔化树脂的压力等于惯用挤压机内的压力，换句话说，若液压缸54内的液压等于惯用液压缸内的液压，则完成注射成型时的压力变化曲线将如图6所示，具体来说，在注射期间，树脂内压力相当低，而在压力保持阶段，树脂内压力比注射期间高，且维持不变。在压力保持阶段，树脂内压力应当增加到比增加模压件的填充密度所需的值还大。

当按照这样的压力变化图形来完成模压工作时，熔化树脂将按照图3所示注射阶段的方式达到模槽的远端，然而，如前所述，因注射阶段树脂内压力低，所以熔化树脂的注射速度降低。如图4所示，与阳模和阴模1和2接触的一薄层树脂充分冷却、硬化，形成一薄硬化层M₁，在该薄硬化层M₁的内部，仍处于熔化状态，所以保持压力会通过内熔化层M₂作用在整个树脂上。这样，因已形成薄硬化层M₁假如阳模与阴模1和2的分模面1a和2a彼此分开而在其间形成间隙3的话，熔化树脂也不会进入该间隙3，因而在模压件上不会出现飞边。另外，因树脂是在较低的树脂内压力下注入整个模槽的，所以所得的模压件产生内应力的可能性较小。

虽然所介绍的图示实施例应用的是模压件的数量是惯用成型法的两倍并且浇口直径大约是惯用成型法的1.6倍的这种注射成型结构及装置，但本发 明并不限于此实施例，只要如图6所示那样，成型是在树脂内压力在注射阶段比在压力保持阶段低的条件下完成的，本发明就可用于任何注射成型结构和装置。因此，可不增加模压件的数量，而增加模压件本身的挤压面积。另外，柱塞的供料率可以降低，而模压件本身的挤压面积仍与以前一样。

按照如上所述的本发明，因其注射是在注射期间的树脂内压力低于压力保持期间的树脂内压力下完成的，所以熔化树脂的注入速度降低，使与模具总成接触的一薄层树脂形成一薄的硬化层，因此，假如因力超过成型机的夹模能力而使模具彼此分开的话，也不会产生飞边。因此，与惯用成型法相比，假如成型机的夹模能力一样，则本发明的模压件的挤压面积较大。另外，假如模具或多或少尺寸精度差，最初就在两个模具的分模面间形成间隙，那么因形成薄的硬化层，产品也不会产生飞边。

Claims (1)

1、一种注射成型法，包括下列步骤：

(a)设置一注射模压机，它包括：1个阳模；与该阳模夹在一起的一个阴模，从而在两个模之间至少限定出一个规定的挤压面积为A的腔；以规定的夹紧力F将该阳模与阴模夹在一起的夹紧装置；以规定的注射压力将熔化树脂注入该腔以及用规定的保持压力将注入的树脂保持在该腔中的保持装置；

(b)以夹紧力F将该阳模与阴模夹在一起，以便在两个模之间提供出该模腔；

(c)随后，用上述装置按照规定的注射压力将熔化树脂注入该腔，以便充满该腔；

(d)以规定的保持压力随后将注入的熔化树脂保持在该腔中，使腔中的树脂硬化，从而产生模压件；

其特征在于：控制注射压力，使在该腔中的熔化树脂的压力随时间逐渐增加，从而防止注射工序终了时产生升压，同时，使在该腔中的熔化树脂以这样的速度移动，使得与该腔表面接触的那部分熔化树脂得以硬化，从而在腔的表面形成一薄的硬化层，另外，控制该保持压力，使该腔内的树脂压力在保持压力阶段一开始就达到一最大值，并且基本上在整个保持压力阶段保持该最大值，另外调整该夹紧装置的夹紧力F，以满足下列关系式：

F＜P×A

式中P为保持压力阶段该腔中树脂压力的最大值。

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