CN101844380A - 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 - Google Patents
超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101844380A CN101844380A CN200910080184A CN200910080184A CN101844380A CN 101844380 A CN101844380 A CN 101844380A CN 200910080184 A CN200910080184 A CN 200910080184A CN 200910080184 A CN200910080184 A CN 200910080184A CN 101844380 A CN101844380 A CN 101844380A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nozzle
- runner
- plate
- magnetostrictive
- valve rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 abstract description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- AWWAHRLLQMQIOC-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Sm] Chemical compound [Fe].[Sm] AWWAHRLLQMQIOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MOSURRVHVKOQHA-UHFFFAOYSA-N [Tb].[Dy] Chemical compound [Tb].[Dy] MOSURRVHVKOQHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- RDTHZIGZLQSTAG-UHFFFAOYSA-N dysprosium iron Chemical compound [Fe].[Dy] RDTHZIGZLQSTAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- NOYZXJGXUNSQQU-UHFFFAOYSA-N holmium iron Chemical compound [Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Fe].[Ho] NOYZXJGXUNSQQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSUSQWYDLONJAX-UHFFFAOYSA-N iron terbium Chemical compound [Fe].[Tb] JSUSQWYDLONJAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，属于精密注射成型模具领域，其主要包括主流道喷嘴、定模安装板、流道板、超磁致伸缩驱动器、阀杆、喷嘴前板、喷嘴后板、喷嘴嵌件、喷嘴加热器、喷嘴，主流道喷嘴在模具中间，主流道喷嘴下端安装流道板，在主流道喷嘴周围分布超磁致伸缩驱动器，超磁致伸缩驱动器驱动的阀杆上下移动控制喷嘴的开启和关闭，阀杆与流道板、喷嘴嵌件、喷嘴加热器中的孔动配合。本发明的热流道喷嘴装置，喷嘴响应频率最高可达2000Hz以上，可以满足超高速精密注射成型的要求，带有冷却水道的超磁致伸缩材料驱动器不受温度波动等的干扰，运行稳定可靠，控制方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，属于精密注射成型模具领域。
背景技术
当铁磁体在外磁场中磁化时，其长度及体积均发生变化，去掉外磁场后，其又恢复原来的尺寸，这种现象称为磁致伸缩。磁致伸缩材料是实现电磁能-机械能二者能量和信息高效转换的功能材料，而TbFe2、SmFe2、DyFe2、HoFe2、TbDyFe2(铽铁、钐铁、镝铁、钬铁、铽镝铁)等稀土-铁系化合物在静磁场下的饱和磁致伸缩系数达1500×10-6～2000×10-6，是传统磁致伸缩材料如铁、镍等的10～100倍，这类材料被称为稀土超磁致伸缩材料。稀土超磁致伸缩材料变形的线性范围大，在线性区的应变也达2000×10-6，这有利于磁致伸缩量的精确控制；其应变时产生的推力很大，直径约10mm的超磁致伸缩棒材磁致伸缩时产生约2000N的推力，能量转换效率高达70％；其弹性模量随磁场而变化，可调控；响应频率最高可达2000Hz以上；频率特性好，可在低频率(几十到1000赫兹)下工作，工作频带宽，稳定性好，可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无疲劳，无过热失效问题。由于超磁致伸缩材料具有大位移、大输出应力、高响应速度、高可靠性、漂移量小、驱动电压低且无反冲等优点，因而在精密流体控制、超精密加工、超精密定位、机器人、精密阀门、微马达以及振动控制等工程领域均有广泛地应用，但其在精密模具热流道领域还未得到充分开发。
针阀式喷嘴是热流道系统中的一个重要部件，采用针阀式喷嘴在制品上不会留下进浇口的痕迹，能使用较大直径的浇口，使型腔充填加快，可防止开模时出现牵丝现象，当注射机螺杆后退时，防止物料反吸，能有效调控浇口封闭时机。目前的针阀式喷嘴主要有弹簧式针阀喷嘴、液压或气压驱动式针阀喷嘴，其主要不足是响应速度不能满足精密注射成型的要求，精密注射成型注射速度达到1000mm/s，甚至有2000mm/s，注射时间极短，如一些3C薄壳产品需要小于0.5s甚至0.2s的充填时间，然而传统阀浇口当控制系统下命令时会延迟约0.3～0.5s，因此常规的针阀式喷嘴无法应用于超高速精密注射成型。另外采用液压或气压驱动式针阀喷嘴时需要附加气动和液压驱动装置，不但结构复杂而且受模具尺寸限制及影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于超高速精密注射成型的高速响应热流道喷嘴装置。
本发明超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，它的主要结构包括：主流道喷嘴、定模安装板、超磁致伸缩驱动器、阀杆、喷嘴前板、喷嘴后板、喷嘴加热器、喷嘴等，主流道喷嘴、流道板、喷嘴嵌件、喷嘴前板都安装有温控装置，使塑料熔体保持在要求的温度下，为防止温度波动带来的影响，超磁致伸缩驱动器带有冷却装置，定模安装板上加工有冷却水道，使冷却水能够进出超磁致伸缩驱动器，主流道喷嘴安装在定模安装板及流道板的中间部位，主流道喷嘴下端与流道板配合，熔体从主流道喷嘴流入流道板，再经过喷嘴嵌件、喷嘴加热器、喷嘴进入型腔，在主流道喷嘴周围分布一个或多个超磁致伸缩驱动器，一次注射动作可以制造一个或多个制品，阀杆为阶梯状截面结构，阀杆的一端位于超磁致伸缩驱动器内，超磁致伸缩驱动器的稀土超磁致伸缩棒通过位移放大机构后与预压弹簧共同驱动阀杆的上下移动，阀杆的另一端依次穿过流道板、喷嘴嵌件、喷嘴加热器，阀杆端部的锥面与喷嘴中的锥形阀座接触配合，阀杆上下移动时控制喷嘴的开启和关闭，阀杆的外径与喷嘴加热器中的孔为动配合，保证阀杆移动自如，而塑料熔体又不会从喷嘴加热器中泄漏至喷嘴嵌件。
超磁致伸缩驱动器的主要结构包括：筒体、励磁线圈、永久磁铁、冷却水道、稀土超磁致伸缩棒、调节螺钉、位移放大机构和预压弹簧。位移放大机构为3级或更高，每级位移放大机构放大倍数为3倍或更大，即总放大倍数不小于27倍。
本发明采用超磁致伸缩材料驱动阀杆控制热流道喷嘴的开启和关闭，其响应响应频率最高可达2000Hz以上，可以满足超高速精密注射成型的要求，带有冷却水道的超磁致伸缩材料驱动器不受温度波动等的干扰，运行稳定可靠，控制方便。
附图说明
图1是发明新型超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置示意图
图中：1-主流道喷嘴，2-定模安装板，3-超磁致伸缩驱动器，4-冷却水道，5-流道板，6-阀杆，7-喷嘴嵌件，8-喷嘴后板，9-喷嘴加热器，10-喷嘴，11-喷嘴前板
具体实施方式
本发明超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置如图1所示，其主要结构包括：主流道喷嘴1、定模安装板2、流道板5、超磁致伸缩驱动器3、阀杆6、喷嘴前板11、喷嘴后板8、喷嘴嵌件7、喷嘴加热器9、喷嘴10等，超磁致伸缩驱动器3上的冷却水道与定模安装板2的冷却水道4连通，主流道喷嘴1在模具中间，主流道喷嘴1下端安装流道板5，在主流道喷嘴1周围分布一个或多个超磁致伸缩驱动器3，超磁致伸缩驱动器3驱动的阀杆6依次穿过流道板5、喷嘴嵌件7、喷嘴加热器9，与喷嘴10中的锥面接触配合，阀杆6上下移动时控制喷嘴10的开启和关闭，阀杆6与喷嘴加热器9中的孔动配合。
在超高速精密注射成型过程中，注射熔体时，超磁致伸缩驱动器3未通电，阀杆6在弹簧的作用下向上移动，热流道喷嘴10处于开启状态；当注射完成之后，给超磁致伸缩致动器3中的励磁线圈通电，超磁致伸缩棒产生微量位移，经位移放大机构放大之后可使阀杆6快速关闭热流道喷嘴10，下一个注射周期开始时，阀杆6重新开启热流道喷嘴10，如此循环。
超磁致伸缩驱动器3中的超磁致伸缩棒使用材料为TbDyFe合金棒，即铽镝铁合金棒材料制作的磁致伸缩棒，其磁致伸缩率高达1600×10-6，响应时间小于1ms，位移精度为10-1μm，最佳可达纳米级，其伸长量经3级位移放大以后使阀杆6产生1～2mm的位移，从而可以控制热流道喷嘴的开启和关闭。超磁致伸缩驱动器3中的永久磁铁产生一定的偏置磁场，使超磁致伸缩棒在合适的线性范围内工作。冷却水道4可使超磁致伸缩棒在合适的温度范围内工作，消除由于温升带来的对驱动器输出精度的影响。预压弹簧用于对磁致伸缩棒施加一个预压力，以利于提高其伸缩率并保证不受弯矩，预压力可由调节螺钉调节。
本发明超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置其阀杆6位移的范围为0～2mm，位移精度可达10-1μm，输出力范围为：0～2500N，响应频率可达2200Hz，开启和关闭时间可以分别达到0.25ms，可以满足超高速精密注射成型的要求。
Claims (3)
1.超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，其特征在于：主要包括主流道喷嘴、定模安装板、流道板、超磁致伸缩驱动器、阀杆、喷嘴前板、喷嘴后板、喷嘴嵌件、喷嘴加热器、喷嘴，主流道喷嘴、流道板、喷嘴嵌件、喷嘴前板都安装有温控装置，超磁致伸缩驱动器带有的冷却水道与定模安装板上加工的冷却水道连通，主流道喷嘴安装在定模安装板及流道板的中间部位，主流道喷嘴下端与流道板配合，在主流道喷嘴周围分布一个或多个超磁致伸缩驱动器，阀杆为阶梯状截面结构，阀杆的一端位于超磁致伸缩驱动器内，阀杆的另一端依次穿过流道板、喷嘴嵌件、喷嘴加热器，阀杆端部的锥面与喷嘴中的锥形阀座接触配合，阀杆的外径与喷嘴加热器中的孔为动配合。
2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，其特征在于：超磁致伸缩驱动器主要包括筒体、励磁线圈、永久磁铁、冷却水道、稀土超磁致伸缩棒、调节螺钉、位移放大机构和预压弹簧。
3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置，其特征在于：超磁致伸缩材料采用为TbDyFe合金棒，即铽镝铁合金棒材料制作的磁致伸缩棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100801846A CN101844380B (zh) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100801846A CN101844380B (zh) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101844380A true CN101844380A (zh) | 2010-09-29 |
| CN101844380B CN101844380B (zh) | 2012-04-18 |
Family
ID=42769280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100801846A Expired - Fee Related CN101844380B (zh) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101844380B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102069552A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-05-25 | 北京化工大学 | 一种用于微分注射成型的弹簧喷嘴 |
| CN110000147A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-07-12 | 杭州沃凌的机电有限公司 | 一种磁致伸缩超声清洗阀 |
| CN112519124A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-19 | 内蒙古农业大学 | 一种注塑模装置 |
| CN112983680A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 北京航空航天大学 | 一种磁致伸缩材料驱动的针栓喷注器调节机构 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE423902T1 (de) * | 2006-12-12 | 2009-03-15 | Magneti Marelli Powertrain Spa | Elektromagnetisches kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung |
| FR2914876B1 (fr) * | 2007-04-10 | 2009-07-10 | Sidel Participations | Dispositif de moulage, par soufflage ou etirage-soufflage, de recipients en matiere thermoplastique |
-
2009
- 2009-03-26 CN CN2009100801846A patent/CN101844380B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102069552A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-05-25 | 北京化工大学 | 一种用于微分注射成型的弹簧喷嘴 |
| CN102069552B (zh) * | 2010-11-22 | 2012-12-12 | 北京化工大学 | 一种用于微分注射成型的弹簧喷嘴 |
| CN110000147A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-07-12 | 杭州沃凌的机电有限公司 | 一种磁致伸缩超声清洗阀 |
| CN110000147B (zh) * | 2019-05-22 | 2023-12-22 | 杭州沃凌的机电有限公司 | 一种磁致伸缩超声清洗阀 |
| CN112519124A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-19 | 内蒙古农业大学 | 一种注塑模装置 |
| CN112519124B (zh) * | 2020-11-16 | 2023-04-07 | 内蒙古农业大学 | 一种注塑模装置 |
| CN112983680A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 北京航空航天大学 | 一种磁致伸缩材料驱动的针栓喷注器调节机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101844380B (zh) | 2012-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2561445C (en) | Method and apparatus for injection compression molding using active material elements | |
| US9352501B2 (en) | Molding systems and methods | |
| CN101844380B (zh) | 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 | |
| CN102231610B (zh) | 超磁致伸缩筒棒复合驱动电-机转换器及其工作方法 | |
| CA2561480C (en) | Method and apparatus for controlling a vent gap with active material elements | |
| CN101674925A (zh) | 合模装置及合模装置控制方法 | |
| US20080008778A1 (en) | Method and apparatus for mold component locking using active material elements | |
| CN102470592A (zh) | 射出发泡成型机 | |
| US8647100B2 (en) | Injection moulding machine and hydraulic unit for this | |
| CN101576101A (zh) | 超磁致伸缩执行器驱动的单级直动式射流管伺服阀 | |
| CN201366770Y (zh) | 超磁致伸缩材料驱动的热流道喷嘴装置 | |
| CN103889680B (zh) | 注射装置 | |
| CN201875258U (zh) | 用稀土超磁致伸缩材料制作的致动器驱动的高速开关阀 | |
| CN110757751B (zh) | 一种针对弹簧模具的两板式注塑机直快锁模机构油路系统 | |
| CN101598150B (zh) | 超磁致伸缩执行器驱动的两级滑阀式电液伺服阀 | |
| CN102359643A (zh) | 一种基于磁致伸缩执行器驱动的开关阀 | |
| EP2926971A2 (en) | Hot-runner systems and methods comprising a Lorentz force actuator assembly | |
| CN219818035U (zh) | 一种便于脱模的金属粉末塑形模具 | |
| CN201531479U (zh) | 超磁致伸缩执行器驱动的大流量射流伺服阀 | |
| CN104827632A (zh) | 双速针阀 | |
| CN101701590B (zh) | 超磁致伸缩执行器驱动的大流量射流伺服阀 | |
| CN102922708A (zh) | 用于塑料材料的注射模制的喷射器的控制装置 | |
| CN103192486A (zh) | 一种全电动弹射式超高速注塑成型机 | |
| CN202399488U (zh) | 一种塑料封装压机控制系统 | |
| CN203381097U (zh) | 一种全电动弹射式超高速注塑成型机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120418 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |