CN101157267A - 一种高光无熔痕塑料模具温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高光无熔痕塑料模具温度控制系统，该系统包括温度控制器、加热锅炉、冷却塔、水箱、空气压缩机和控制单元；温度控制器中设有蒸汽管路、冷却水管路、压缩空气管路、混合器、出模管路和进模管路，加热锅炉、冷却塔和空气压缩机均通过管路与温度控制器连接；温度控制器中的进模管路和出模管路均与模具连接，模具内设有温度传感器；各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连接。本发明可根据注射周期的各个阶段对塑料模具进行加热与冷却，模具温度控制精度高，模具加热及冷却范围大，利用该系统可以获得高表面光亮度、无熔痕、无流痕、不需喷涂加工、产品性能好、生产成本低的塑料制品。

Description

一种高光无熔痕塑料模具温度控制系统

技术领域

本发明涉及适用于制造高光洁度、无熔痕、无流痕、高表面强度塑件的注射成型模具的温度控制系统。属于材料加工学科的注塑成型领域。

背景技术

注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，在工业生产的各个领域都有广泛的应用。随着塑料制品应用的日益广泛，人们对塑料制品的精度、表面质量和强度的要求越来越高，但是，对于注塑过程中的一些缺陷，如：熔接痕、流痕、流线，塑料制品外观质量差，目前的注塑成形工艺无法解决。在实际生产过程中，主要通过塑料喷涂技术提高塑料制品的表面质量和表面强度，从而掩饰塑料制品的表面缺陷。喷涂是对塑料产品的二次加工，如果采用表面喷涂技术，不仅浪费生产原料、浪费能源，增加塑料制品的生产成本，而且造成严重的环境污染，危害操作人员的人身健康。

高光无熔痕注塑工艺可以获得高精度、高光洁度、无熔痕、无流痕的产品，该工艺是在注射成型过程中，将注塑模具的型腔或模芯快速加热至接近或者高于聚合物的热变形温度，然后将聚合物注射到模具型腔中，在注射和保压过程中一直保持模具或模芯的温度，然后快速冷却模具型腔或模芯，当模具温度被冷却到一定程度后打开模具，取出产品。但是该工艺要求模具的温度控制精度高，塑料模具快速加热及冷却的温度控制是获得高精度、高光洁度和无熔痕、无流痕的注塑成型产品关键环节。目前的塑料模具温度控制都比较简单，存在温度控制精度低、注射周期中的各个过程与模具温度不匹配、无法根据注射周期对模具进行交替加热和冷却等方面的不足，难以获得精度高、表面质量好以及高光无熔痕的塑料产品。

发明内容

本发明针对现有注塑技术中模具温度控制不准确、注射周期中的各个过程与模具温度不匹配、无法根据注射周期对模具进行交替加热和冷却等方面的不足，提供一种可根据注射周期的各个阶段对塑料模具进行加热与冷却、模具温度控制精度高、模具加热及冷却范围大的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，利用该系统可以获得高表面光亮度、无熔痕、无流痕、不需喷涂加工、产品性能好、生产成本低的塑料制品。

本发明是通过以下技术方案实现的：

高光无熔痕塑料模具温度控制系统包括温度控制器、加热锅炉、冷却塔、水箱、空气压缩机和控制单元；温度控制器中设有蒸汽管路、冷却水管路、压缩空气管路、混合器、出模管路和进模管路，出模管路和冷却水管路均与混合器的进口连接，混合器的出口与水箱连接，蒸汽管路、冷却水管路和压缩空气管路均与进模管路连接，蒸汽管路中连接有蒸汽控制阀，冷却水管路中连接有冷却水控制阀和水泵，压缩空气管路中连接有压缩空气控制阀和过滤调压阀，进模管路和出模管路的管壁上均安装有温度传感器；加热锅炉通过管路与温度控制器的蒸汽管路连接；冷却塔通过管路分别与水箱和温度控制器的冷却水管路连接；空气压缩机通过管路与温度控制器的压缩空气管路连接；温度控制器中的进模管路和出模管路均与模具连接，模具内设有温度传感器；各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连接。

冷却塔和水箱之间连接有冷却水净化装置。

冷却水管路上还连接有冷却水过滤器。

出模管路上设有过滤器。

控制单元可采用可编程控制器(PLC)、微型计算机或工业计算机等。

各个控制阀可采用气动三通球阀、气动角座阀、电动三通球阀或电磁阀等。

水泵可采用自吸泵、离心泵、增压泵、管道泵、转子泵或驱动泵等。

通过加热锅炉使蒸汽管路中获得温度为100～200℃的高温高压蒸汽，利用冷却塔使冷却水管路中获得0～30℃的冷却水，通过空气压缩机使压缩空气管路中获得0.4～1.2MPa的压缩空气。

在注塑过程中，当模具打开时，控制单元接收注塑机反馈的开模信号，控制高温高压蒸汽通过蒸汽管路和进模管路进入模具，对模具进行加热。当模具温度达到要求的范围时，模具内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向蒸汽控制阀发出关闭指令，同时向注塑机发出可以注射的信号。在注射完毕后，控制单元将接收注塑机反馈的熔胶信号，并控制冷却水通过冷却水管路和进模管路进入模具，对模具进行冷却。当模具冷却到要求的温度范围时，模具内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向冷却水控制阀发出转向指令，同时向压缩空气控制阀发出打开指令。压缩空气控制阀打开后，压缩空气通过压缩空气管路和进模管路进入模具，将模具内的冷却水全部吹出。在模具内的冷却水全部吹出后，控制单元向注塑机发出可以开模的信号，当注塑机开模时，控制单元将接收注塑机反馈的开模信号，并自动进行下一个循环。

本发明通过与注塑机的控制系统的对接，与注塑机进行信息交换。可以监测注塑机的开模动作，实时地测量塑料模具内部的温度变化情况，根据温度的变化向注塑机发送相应的信息，保证注塑机能在合适的模具温度下射入塑胶；另外，注塑机在开始熔胶时，本发明将采集到该信号，并立刻将冷却水通入模具，对模具和塑料制品进行冷却，在冷却到相应的温度后，注塑机开模并取出塑料制品。

本发明可根据注射周期的各个阶段对塑料模具进行加热与冷却，模具温度控制精度高，模具加热及冷却范围大，利用该系统可以获得高表面光亮度、无熔接痕、不需喷涂加工、产品性能好、生产成本低的塑料制品。

附图说明

附图是本发明的结构原理示意图。

图中：1、温度控制器，2、加热锅炉，3、冷却塔，4、水箱，5、蒸汽管路，6、蒸汽控制阀，7、冷却水管路，8、水软化装置，9、冷却水控制阀，10、水泵，11、冷却水过滤器，12、空气压缩机，13、压缩空气管路，14、压缩空气控制阀，15、过滤调压阀，16、进模管路，17、注塑机，18、混合器，19、出模管路，20、过滤器，21、模具，22、冷却水净化装置，23、控制单元。

具体实施方式

实施例：

如附图所示(附图中带箭头的实线为管路，带箭头的点划线为控制信号)，本发明的温度控制系统主要包括温度控制器1、加热锅炉2、冷却塔3、水箱4、空气压缩机12和控制单元23。温度控制器1中设有蒸汽管路5、冷却水管路7、压缩空气管路13、混合器18、出模管路19和进模管路16。出模管路19、冷却水管路7均与混合器18进口连接，混合器18的出口与水箱4连接。蒸汽管路5、冷却水管路7和压缩空气管路13均与进模管路16连接。蒸汽管路5中连接有蒸汽控制阀6。冷却水管路7中连接有冷却水控制阀9、水泵10和冷却水过滤器11。压缩空气管路13中连接有压缩空气控制阀14和过滤调压阀15。加热锅炉2通过管路与温度控制器1的蒸汽管路6相连接。冷却塔3通过管路与水箱4和温度控制器1的冷却水管路7连接，冷却塔3和水箱4之间连接有冷却水净化装置22。空气压缩机12通过管路与温度控制器1的压缩空气管路13连接。进模管路16和出模管路19均与模具21连接，出模管路19上设有过滤器20。模具21内设有温度传感器(图中未画出)。进模管路16和出模管路19的管壁上均安装有温度传感器(图中未画出)。各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元23连接。

利用冷却塔3获得0～30℃的冷却水，冷却水通过水泵10将水加压，并通过冷却水控制阀9、进模管路16进入模具21。通过空气压缩机4获得0.4～1.2MPa的压缩空气。通过加热锅炉2获得温度为100～200℃的高压蒸汽。控制单元23采用PLC和触摸屏。

由水软化装置8给加热锅炉2供水，加热锅炉2将水加热，并得到高温高压蒸汽，高压蒸汽经蒸汽管路5进入温度控制器1。由冷却塔3对水进行冷却降温，冷却后的水经冷却水管路7进入温度控制器1，并由冷却水水泵10对冷却水进行加压。压缩空气由空气压缩机12提供，压缩空气经过压缩空气控制阀14和过滤调压阀15进入温度控制器1。在注塑过程中，当模具打开时，该系统将接收注塑机17反馈的开模信号，并根据信号向蒸汽控制阀6发出打开指令，让高压蒸汽通过进模管路16进入模具21，对模具21进行加热。流经模具21的残余蒸汽及水通过出模管路19回到混合器18，在该混合器18中，冷却水将残余蒸汽转变为水。冷却水及由蒸汽生成的水通过温度控制器1的混合器18回到水箱4，水箱4内的水再由冷却塔3进行降温，以便循环利用。当模具21温度达到要求的范围时，模具21内的温度传感器将温度信号传给控制单元23，控制单元23向蒸汽控制阀6发出关闭指令，同时向注塑机17发出可以注射的信号。在注射完毕后，注塑机17进入熔胶阶段，控制单元23将接收注塑机17反馈的熔胶信号，并向冷却水控制阀9发出指令，让冷却水通过进模管路16进入模具21，对模具21进行冷却。流经模具21的冷却水通过出模管路19回到混合器18，然后再回到水箱4。当模具21冷却到要求的温度范围时，模具21内的温度传感器将温度信号传给控制单元23，控制单元23向冷却水控制阀9发出转向指令，同时向压缩空气控制阀14发出打开指令。冷却水控制阀9转向后，冷却水不再进入模具21，而是直接进入混合器18，然后再回到水箱4。压缩空气控制阀14打开后，压缩空气通过进模管路16进入模具21，将模具21内的冷却水全部吹出，吹出的冷却水及压缩空气经出模管路19回到混合器18，然后再回到水箱4。在模具21内的冷却水全部吹出后，控制单元23向注塑机17发出可以开模的信号，当注塑机17开模时，该系统将接收注塑机17反馈的开模信号，并自动进行下一个循环。

为保证杂质不进入温度控制器1中，冷却水在进入温度控制器1前通过冷却水过滤器11对其进行过滤。流经模具21的蒸汽和冷却水再次进入温度控制器1前通过出模管路上的过滤器20进行过滤。

Claims (7)

1.一种高光无熔痕塑料模具温度控制系统，包括温度控制器、加热锅炉、冷却塔、水箱、空气压缩机和控制单元；其特征在于：温度控制器中设有蒸汽管路、冷却水管路、压缩空气管路、混合器、出模管路和进模管路，出模管路和冷却水管路均与混合器的进口连接，混合器的出口与水箱连接，蒸汽管路、冷却水管路和压缩空气管路均与进模管路连接，蒸汽管路中连接有蒸汽控制阀，冷却水管路中连接有冷却水控制阀和水泵，压缩空气管路中连接有压缩空气控制阀和过滤调压阀，进模管路和出模管路的管壁上均安装有温度传感器；加热锅炉通过管路与温度控制器的蒸汽管路连接；冷却塔通过管路分别与水箱和温度控制器的冷却水管路连接；空气压缩机通过管路与温度控制器的压缩空气管路连接；温度控制器中的进模管路和出模管路均与模具连接，模具内设有温度传感器；各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述冷却塔和水箱之间连接有冷却水净化装置。

3.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述冷却水管路上连接有过滤器。

4.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述出模管路上设有过滤器。

5.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述蒸汽管路中的蒸汽温度为100～200℃。

6.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述冷却水管路中的冷却水温度为0～30℃。

7.根据权利要求1所述的高光无熔痕塑料模具温度控制系统，其特征在于：所述压缩空气管路中的压缩空气压力为0.4～1.2MPa。

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