CN102205594A - 一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺。它的工艺步骤依次包括选料、烘干、预热、合模后快速加热、调速调压分段注射、保压、快速冷却、吹出冷气和开模后清洁模具。本发明采用了先进的调压调速分阶段注射工艺以及自动吹气清除杂质技术。其特殊的加热和冷却技术是根据复杂精密制品在注塑成形过程中的冷热不均匀，以及制品总体形状变化来设计水道的形状、宽度和布置的密度。本发明的优点是：由于其特殊的工艺，使得复杂制件各个部位在注塑成型过程中的加热和冷却的速率趋于一致，有效地减少了制品的残余应力，大大地降低了塑件制品在生产过程中产生的各种缺陷，同时明显地提高了产品的表面质量、精度和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及塑料加工工艺，尤其涉及一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺。
背景技术
随着科技的进步和人们生活水平的提高，在通讯，汽车，医疗器件，家电等行业对形状复杂注塑件的品质要求越来越高，比如产品的光洁度和精密性。为了提高注塑产品的表面质量，在现有的技术中通常会采用喷涂工艺。喷涂是表面保护中所采用的最基本、最广泛和最有效的手段。喷涂工艺主要起到保证塑料零件的防腐机能、美化外观的作用，喷涂质量直接关系到产品的竞争力和市场开发。然而在提供美观、耐用产品的同时，喷涂生产过程因大量使用挥发性溶剂、助剂、漆料等危险化学品，设备本身的复杂性和危险性，以及高温、高压工艺条件，存在很多危害因素，同时，作业过程中还容易造成从业人员的急、慢性苯中毒。
于是，人们把目光投向高光无痕注塑工艺。高光无痕注塑成型主要是在塑料注塑过程中对模具进行快热快冷来实现的，这种注塑成型模具的加热和冷却是通过在模具中设置热冷介质通道来进行的。对一些简单的注塑件，的确可以大大地提高了其表面质量。然而，对于一些复杂结构的产品，一般的高光无痕注塑工艺较难获得满意的质量效果。因为，模具的加热和冷却是靠水道将整个模具的型腔和型芯快速加热和冷却，对于复杂精密的模具，塑胶制品表面上各点位置的加热和冷却固化的速率并非一致，厚壁有筋的位置速率慢，壁薄的地方速率快，塑件制品各个点在模腔中的加热和冷却的不均匀性会造成塑件制品产生内部应力以及严重影响产品的表面质量。这些都会造成生产效率下降，成型良品率低，工艺成本高等不良影响。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺。
复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺的步骤如下：
1）选用PMMA或PC/ABS或高光ABS材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以90～110℃烘干2～4小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为80～90℃；
4）合模时，将温度为160℃～170℃，压力为0.2～0.3MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至110℃～120℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的75%～85%、最高注射压力和最高注射压力的50%～60%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，注射过程中，模具温度维持在110℃～140℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的50%～60%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的4～10℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为25～30℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.2～0.4Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
所述的优化后的非规则水道为：根据复杂精密制品在注塑成形过程中的冷热不均匀以及制品总体形状变化，来设计水道的形状、宽度和布置的密度，即先根据制品的总体轮廓来设计水道的初步形状，然后在制品厚度较大或尺寸加大或结构突变的地方，改变水道截面形状或者加宽水道或者增加水道的数量。
所述的注射螺杆的注射行程分为3个阶段为：在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的80%～90%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的70%～80%。
本发明工艺和传统工艺相比，其优点在于：
1）本发明使塑件制品的表面光泽度高且无熔接线、流痕、气泡及缩痕等缺陷，同时提高了产品的表面质量和表面硬度，使产品合格率提高10～15%；
2）本发明采用调压调速分阶段注射工艺，有助于避免缩孔和凹陷的发生防止溢料，消除流痕、接缝线及分层现象和减少了制品的残余应力，大大地降低了塑件制品在生产过程中产生的各种缺陷，同时明显地提高了产品的精度和寿命；
3）本发明无需后续的喷涂工序，极大地减少了对环境的污染，达到环保的要求，节省能源与材料；
4）本发明由于其特殊的工艺，使得复杂制件各个部位在注塑成型过程中的的快速加热和快速冷却的速率趋于一致，充分利用热量，可以大幅降低热量的损失，在提高成品质量的同时可以节约能源，降低成本。
附图说明
图1为复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺流程图。
具体实施方式
复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺的步骤如下：
1）选用PMMA或PC/ABS或高光ABS材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以90～110℃烘干2～4小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为80～90℃；
4）合模时，将温度为160℃～170℃，压力为0.2～0.3MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至110℃～120℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的75%～85%、最高注射压力和最高注射压力的50%～60%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，注射过程中，模具温度维持在110℃～140℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的50%～60%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的4～10℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为25～30℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.2～0.4Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
所述的优化后的非规则水道为：根据复杂精密制品在注塑成形过程中的冷热不均匀以及制品总体形状变化，来设计水道的形状、宽度和布置的密度，即先根据制品的总体轮廓来设计水道的初步形状，然后在制品厚度较大或尺寸加大或结构突变的地方，改变水道截面形状或者加宽水道或者增加水道的数量。
所述的注射螺杆的注射行程分为3个阶段为：在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的80%～90%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的70%～80%。
实施例1
1）选用PMMA材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以90℃烘干2小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为80℃；
4）合模时，将温度为160℃，压力为0.2MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至110℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的75%、最高注射压力和最高注射压力的50%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的80%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的70%，注射过程中，模具温度维持在110℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的50%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的4℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为25℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.2Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
实施例2
1）选用PC/ABS材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以110℃烘干4小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为90℃；
4）合模时，将温度为170℃，压力为0.3MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至120℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的85%、最高注射压力和最高注射压力的60%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的90%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的80%，注射过程中，模具温度维持在140℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的60%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的10℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为30℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.4Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
实施例3
1）选用高光ABS材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以100℃烘干3小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为85℃；
4）合模时，将温度为150℃，压力为0.25MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至115℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的80%、最高注射压力和最高注射压力的55%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的85%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的75%，注射过程中，模具温度维持在121℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的55%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的6℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为28℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.3Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
Claims (3)
1.一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺，其特征在于它的步骤如下：
1）选用PMMA或PC/ABS或高光ABS材料作为注射材料；
2）将注射材料放置在真空干燥箱内以90～110℃烘干2～4小时，使其湿度小于0.04%；
3）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，预热温度为80～90℃；
4）合模时，将温度为160℃～170℃，压力为0.2～0.3MPa的高温蒸汽通过优化后的非规则水道，对模具进行瞬间加热至110℃～120℃；
5）合模完成后，注射机对模具进行注射，注射时，将注射压力分成为3次的注射压力的控制，即最高注射压力的75%～85%、最高注射压力和最高注射压力的50%～60%，注射螺杆的注射行程分为3个阶段，注射过程中，模具温度维持在110℃～140℃；注塑过程完成后，对模具进行保压，保压压力为塑料充填模腔时最高压力的50%～60%；
6）冷却阶段时，采用冷却水塔所控制的4～10℃冷水，用高压水泵往模具水道高速注射冷却水；冷却完成后向模具水道中吹入温度为25～30℃的空气，将模具水道中的冷水吹出模具，以便于下一注塑循环正常进行；
7）开模后，模具吹气道自动以0.2～0.4Mpa的空气压力对模具进行清理杂质和干燥处理。
2.如权利要求1所述的一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺，其特征在于所述的优化后的非规则水道为：根据复杂精密制品在注塑成形过程中的冷热不均匀以及制品总体形状变化，来设计水道的形状、宽度和布置的密度，即先根据制品的总体轮廓来设计水道的初步形状，然后在制品厚度较大或尺寸加大或结构突变的地方，改变水道截面形状或者加宽水道或者增加水道的数量。
3.如权利要求1所述的一种复杂精密制品的蒸汽式高光无痕注塑成型工艺，其特征在于所述的注射螺杆的注射行程分为3个阶段为：在塑胶刚开始通过浇口时，注射速度为最高注射速度的80%～90%，在充模过程中，采用100%的高速注射，在充模结束时，注射速度降低为最高注射速度的70%～80%。
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