CN102802909A - 含有相对于阀针尖端定位的树脂止流装置的模具工具组件 - Google Patents
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Abstract
一种模具工具组件(100)，其中包括一个阀针尖端部分(102)，还包括一个相对于阀针尖端部分(102)定位的树脂止流装置(104)。
Description
技术领域
本发明的一个方面通常涉及（但不限于）一个模具工具组件，其中包括（但不限于）一个相对于阀针尖端部分定位的树脂止流装置。
背景技术
人造塑料最初由英国人Alexander PARKES在1851年发明出来。他在1862年的英国国际展览会上公开展示了这种塑料，称其为Parkesine材料。Parkesine由纤维素制成，可以进行加热和注塑，并会在冷却时保持形状不变。但是生产成本高，易于开裂，并且高度易燃。1868年，美国发明人John Wesley HYATT开发出一种塑料材料，称为Celluloid，它是在PARKES的发明基础上进行的改进，以使其能够加工成成品形状。HYATT在1872年申请了第一台注塑机的专利。它类似于一个大型皮下注射针，利用一个柱塞通过热机筒将塑料注入模具中。该行业在20世纪40年代获得了快速扩张，因为第二次世界大战对批量生产的廉价产品需求巨大。1946年美国发明人JamesWatson HENDRY制造出第一台螺杆注塑机。该机器还能让材料在注塑之前进行混合，所以可以将彩色或再生的塑料加入到原料中，并在注塑之前彻底进行混合。20世纪70年代，HENDRY又开发出了第一种气辅式注塑工艺。
注塑机主要由一个料斗、一个注塑活塞或螺杆式柱塞及一个加热装置组成。也称为注塑压机，其中有模具使部件成型。注塑压机以吨位作为衡量单位，表示注塑机能够施加的锁模力的大小。锁模力可在注塑期间使模具保持闭合。吨位从5吨到6000吨不等，相对较少的制造操作中采用更高吨位。所需的总锁模力取决于注塑件的投影面积。需要使该投影面积乘以每平方英寸投影面积2至8吨的锁模力。根据经验，大多数产品可以使用每平方英寸4吨或5吨的锁模力。如果塑料刚度很大，需要使用更高的注塑压力注入模具中，因此需要更大的锁模吨位才能保持合模。所需锁模力也取决于所用材料及注塑件的尺寸，注塑件越大，所需锁模力越高。在注塑工艺中，塑料颗粒借助重力从料斗进入热机筒中。随着原料颗粒由螺杆型柱塞缓慢地向前推动，塑料将会进入热熔融室中。随着柱塞的向前推进，熔融的塑料将被迫穿过模具注嘴，从而使其经过浇口和流道系统进入模腔中。由于模具仍旧保持低温，所以塑料一旦注满模具便会发生固化。模具组件或模具是描述塑料注塑件生产模具的术语。模具组件用在上千个注塑件的批量生产中。模具通常由硬化钢等材料制成。热流道系统则用在成型系统及模具组件中，用于制造塑料制品。通常，热流道系统和模具组件可以与成型系统分开而单独出售和供应。
美国专利号US4212625公开了一种高速注塑机，其中注嘴周围围有气隙，可让工作材料挤入形成密封。
美国专利号US6214275公开了一种注塑树脂所用的注嘴，能将熔融树脂原料注入模腔中。
美国专利号US6220850公开了一种注塑机模具浇口嵌件，其中第一部分由一种低导热性耐磨材料制成，第二部分则由高导热性材料制成。
美国专利号US7037103公开了一种注塑件注塑装置，其中包括流痕附近模腔板中安装的一种可更换嵌件，还有一个带流道的浇口和一个直径小于流痕的密封部分。
美国专利号US7547404公开了一种注塑系统和一种配套的给料装置，能够配合注塑系统在模具部分处于合模状态时将一种涂料组分输送到模具中。
美国专利号US2003/082266公开了一种注塑机注嘴系统，其中包括一个注嘴体、一个注嘴、一个密封及一个安装件（用于将注嘴安装在注嘴体上）。
美国专利号US2004/058031公开了一种注塑件注塑装置，其中包括流痕附近模腔板中安装的一种可更换嵌件，还有一个带流道的浇口和一个直径小于流痕的密封部分。
美国专利号US2008/241300公开了一种注塑装置的注嘴结构，该注嘴进入了双并式模具的大型凹槽部分，所以有一部分注嘴位于大型凹槽部分中。
发明内容
由于已知注塑系统不经意间会生产出低质量的注塑件，因此发明人研究了这些注塑系统的相关问题。经过大量的研究，发明人认为他们已经了解了问题并找到了解决方案（见下文所述），而且发明人认为他们了解的情况未予公开。
热流道行业在使用柱塞型阀针方面一直存在着问题。阀针端部的筒形部分与模腔浇口圆周之间有一个必要的间隙。制造的间隙通常十分紧密（5至10微米或更小），因此表面一般采用高精度机器加工而成，其表面外观十分平滑，接近高度抛光的表面。由于浇口圆周中熔融的塑料通过阀针的移动进入模腔，所以会使塑料挤入阀针筒形端与浇口圆周之间的空隙中。在注塑件足够冷却而能脱模时，阀针与浇口间隙中的塑料容易被注塑件“拉出”间隙，从而导致出现标记环，通常称为“王冠”或冠形标记，这是不希望出现的现象。冠形标记通常十分明显，会破坏注塑件的美观性。浇口小孔与筒形阀针端部的表面经过抛光之后，不利于促进塑料随注塑件滑出。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，我们提供了一种模具工具组件(100)，其中包括一个阀针尖端部分(102)，还包括一个树脂止流装置(104)，该装置根据阀针尖端部分(102)进行定位。上述解决方案的技术目的是减少注塑件上冠形标记的数量，从而改进注塑件的美观性。
对于该领域中的技术熟练人员来说，结合附带的图纸查阅了以下对非限制性实施方案的详细描述后，即可清楚了解该非限制性实施方案的其他方面和特点。
附图说明
一旦与下列附带的图纸联系起来，通过参考以下对非限制性实施方案的详细描述，即可对该非限制性实施方案得到更加全面的理解，这些图纸中：
图1A所示是模具工具组件(100)的示意图。
图1B所示是注塑件(114)的示意图，其中注塑件是利用模具工具组件(100)（图1A）制成；而
图2A和2B所示是模具工具组件(100)（图1A）的特写视图。
这些图纸不需要按比例绘制，且可以用假想线、图示和不连续视图来表现。某些情况下，对于理解该实施方案所非必需的细节（及/或那些使得其他细节难于理解的细节）可以被忽略掉。
具体实施方式
图1A所示是模具工具组件(100)的示意图。模具工具组件(100)可能包含该领域技术熟练人员所熟知的部件，此处将不再对这些熟知的部件进行描述；这些熟知的部件（至少一部分）将在下列参考书中进行介绍（比如）：
(i)“Injection Molding Handbook”（注塑成型手册），作者OSSWALD/TURNG/GRAMANN(ISBN:3-446-21669-2)，(ii)“Injection Molding Handbook”（注塑成型手册），作者ROSATO AND ROSATO(ISBN:0-412-99381-3)，(iii)“InjectionMolding Systems”（注塑系统），第3版，作者JOHANNABER(ISBN 3-446-17733-7)和/或(iv)“Runner and Gating Design Handbook”（流道与浇口设计手册），作者BEAUMONT(ISBN 1-446-22672-9)。应了解本文中短语“包括（但不限于）”相当于词语“包含”。词语“包含”是一个过渡短语或词语，用于将专利要求书中的前言关联到要求书中规定的用于定义发明本身实际内容的具体技术要素。该过渡短语对专利权利要求起限制作用，用于被起诉的装置（等）或多或少含有本专利权利要求中涉及的技术要素时表明类似的装置、方法或组成是否侵犯了本专利。“包含”是一种开放式过渡词语，是一种最广泛的过渡形式，因为不会限制专利权利要求的导言中确认使用什么技术要素。
模具工具组件(100)包括（但不限于）：(i)一个阀针尖端部分(102)，以及(ii)一个树脂止流装置(104)。树脂止流装置(104)根据阀针尖端部分(102)进行定位。阀针尖端部分(102)可在打开位置（树脂可在其中流动）与闭合位置（防止树脂流动）之间移动。阀针尖端部分(102)伸出阀针(118)。阀针(118)以滑动方式布置在注嘴体(122)的熔体流道中(120)。具体而言，阀针尖端部分(102)配置成与浇口小孔(106)（取决于浇口体(108)）相互作用的形式。“相互作用”的意思是指阀针尖端部分(102)可以相对于浇口小孔(106)进行移动。浇口小孔(106)通向模腔(110)，而模腔则取决于模具组件(112)。模腔(110)的作用是：(i)接收树脂(113)，以及(ii)形成注塑件(114)。阀针尖端部分(102)移动到打开位置时，树脂(113)可以流入模腔(110)，而阀针尖端部分(102)移动到闭合位置时，树脂(113)不会流入模腔(110)。
在第一种操作中，阀针尖端部分(102)位于打开位置，所以阀针尖端部分(102)将会远离浇口小孔(106)，从而允许树脂(113)注入模腔(110)。
在第一种操作中，阀针尖端部分(102)位于闭合位置，所以阀针尖端部分(102)将会移动到浇口小孔(106)中，从而防止树脂(113)流动。应理解在阀针尖端部分(102)的闭合位置，浇口中的树脂(116)将会位于浇口小孔(106)中，这与阀针尖端部分(102)位于浇口小孔(106)中相对应。此外，浇口中的树脂(116)关系到模腔(110)中成型的注塑件(114)。模具工具组件(100)的这种布置有利于注塑件(114)从模腔(110)脱模时从浇口小孔(106)中除去最少量的浇口树脂(116)。具体而言，配备树脂止流装置(104)是为了截留（至少部分截留）浇口树脂(116)，以便随着注塑件(114)在脱模操作中远离浇口小孔(106)来响应注塑件(114)与浇口树脂(116)的分离。在脱模操作中，注塑件(114)将会脱离模腔(110)。脱模注塑件(114)上产生的冠形标记的数量降至最少（如图1B）所示。
由示例可知，树脂止流装置(104)可能包括（但不限于）一个模具-浇口纹理表面(124)，该表面位于浇口小孔(106)中的浇口体(108)上，一旦阀针尖端部分(102)移动靠近模具-浇口的纹理表面(124)，模具-浇口纹理表面(124)便会朝向阀针尖端部分(102)。
由另一个示例可知，树脂止流装置(104)可能包括（但不限于）一个阀针尖端纹理表面(126)，该表面位于阀针尖端部分(102)上，一旦阀针尖端部分(102)移动靠近浇口体(108)，阀针尖端纹理表面(126)便会朝向浇口小孔(106)中的浇口体(108)。
由另一个示例可知，树脂止流装置(104)可能包括（但不限于）使用下列两者的组合：(i)模具-浇口纹理表面(124)和(ii)阀针尖端纹理表面(126)。
模具-浇口纹理表面(124)和阀针尖端纹理表面(126)可能利用喷砂（粗砂）工艺、蚀刻工艺、放电加工(EDM)工艺、刻槽和激光剥蚀、喷砂和/或机加工等方式获得非平滑表面。可能制造和/或采用一种纹理表面。“纹理表面”的定义：是指拥有足够粗糙度的表面，能够尽可能多地夹持或截留浇口树脂(116)，以便使注塑件(114)出现最少量的冠形标记。纹理表面可能位于浇口小孔(106)周围的内表面上，以及/或者位于阀针尖端部分(102)的外表面上。随着阀针和/或浇口的磨损，可能会重新配备纹理表面，以便更新树脂止流装置(104)。模具工具组件(100)还可能通过增加公差和配套间隙而有利于改善制造经济性。相应地，还可以使用更加强效的表面纹理，这种布置对于冷却效果十分强烈的浇口嵌件等特别有利。
图1B所示是注塑件(114)的示意图，其中注塑件是利用模具工具组件(100)（图1A）制成。阀针尖端部分(102)外表面的纹理有助于对阀针尖端部分(102)与浇口小孔(106)圆周间隙中的树脂下凹部分进行夹持。夹持下凹部分可能有助于提供一个夹持阻力，防止间隙中的树脂随着注塑件(114)被拉出。夹持下凹部分会造成模腔成型表面与阀针尖端部分(102)的交接部位发生磨损，从而有利于清洁磨损和/或减少注塑件(114)上的冠形标记(130)。
图2A和2B所示是模具工具组件(100)（图1A）的特写视图。应了解图1A所示是模腔(110)中的注塑件(114)，其中阀针(118)位于闭合位置。图2A所示是模具工具组件(100)以及阀针尖端部分(102)与浇口小孔(106)之间的间隙特写视图。图2B所示是阀针一侧间隙的纹理表面，用以提供树脂止流装置(104)，可以称其为夹持装置。树脂止流装置(104)能将树脂夹持在间隙中，防止夹持的树脂在脱模期间随着注塑件(114)滑出。图1B所示是因为使用纹理间隙粗糙度而减少了冠形毛边的数量。
应理解本发明的范围限于独立的权利要求所提供的范围，同时应理解本发明的范围不限于：(i)独立权利要求；(ii)非限制性实施例的详细描述；(iii)概述；(iv)摘要，以及/或(v)本文之外（即提交、审查和/或授权本专利申请之外）提供的描述。应理解本文中短语“包括（但不限于）”相当于词语“包含”。词语“包含”是一个过渡短语或词语，用于将专利要求书中的前言关联到要求书中规定的用于定义发明本身实际内容的具体技术要素。该过渡短语对专利权利要求起限制作用，用于被起诉的装置（等）或多或少含有本专利权利要求中涉及的技术要素时表明类似的装置、方法或组成是否侵犯了本专利。“包含”是一种开放式过渡词语，是一种最广泛的过渡形式，因为不会限制专利权利要求的导言中确认使用什么技术要素。注意上文介绍了非限制性实施例。因此，尽管其中的描述是针对特定的非限制性实施例，但本发明的范围适合并适用于其他的配置和应用。在不偏离独立权利要求范围的情况下，对非限制性实施例所作的更改同样有效。应理解非限制性实施例仅起说明作用。
Claims (12)
1.模具工具组件(100)由下列部分组成：
一个阀针尖端部分(102)；以及
一个树脂止流装置(104)，该装置根据阀针尖端部分(102)进行定位。
2.如权利要求1所述的模具工具组件(100)，其中：
配备树脂止流装置(104)是为了截留（至少部分截留）浇口树脂(116)，以便随着注塑件(114)在脱模操作中远离浇口小孔(106)来响应注塑件(114)与浇口树脂(116)的分离。
3.如权利要求1所述的模具工具组件(100)，其中：
阀针尖端部分(102)可与浇口小孔(106)（取决于浇口体(108)）相互作用，其中浇口小孔(106)通向模腔(110)（取决于模具组件(112)），而模腔(110)用于接收树脂(113)并形成注塑件(114)，浇口树脂(116)位于浇口小孔(106)中，以响应阀针尖端部分(102)（位于浇口小孔(106)中），浇口树脂(116)关系到模腔(110)中成型的注塑件(114)；以及
配备树脂止流装置(104)是为了截留（至少部分截留）浇口树脂(116)，以便随着注塑件(114)在脱模操作中远离浇口小孔(106)来响应注塑件(114)与浇口树脂(116)的分离。
4.如权利要求3所述的模具工具组件(100)，其中：阀针尖端部分(102)伸出阀针(118)，阀针则以滑动方式布置在注嘴体(122)的熔体流道(120)中。
5.如权利要求3所述的模具工具组件(100)，其中：阀针尖端部分(102)可以相对于浇口小孔(106)移动。
6.如权利要求3所述的模具工具组件(100)，其中：树脂止流装置(104)包括：
一个模具-浇口纹理表面(124)，该表面位于浇口小孔(106)中的浇口体(108)上， 一旦阀针尖端部分(102)移动靠近模具-浇口的纹理表面(124)，模具-浇口纹理表面(124)便会朝向阀针尖端部分(102)。
7.如权利要求3所述的模具工具组件(100)，其中：树脂止流装置(104)包括：
一个阀针尖端纹理表面(126)，该表面位于阀针尖端部分(102)上，一旦阀针尖端部分(102)移动靠近浇口体(108)，阀针尖端纹理表面(126)便会朝向浇口小孔(106)中的浇口体(108)。
8.如权利要求3所述的模具工具组件(100)，其中：树脂止流装置(104)包括：
一个模具-浇口纹理表面(124)，该表面位于浇口小孔(106)中的浇口体(108)上，一旦阀针尖端部分(102)移动靠近模具-浇口的纹理表面(124)，模具-浇口纹理表面(124)便会朝向阀针尖端部分(102)；以及
一个阀针尖端纹理表面(126)，该表面位于阀针尖端部分(102)上，一旦阀针尖端部分(102)移动靠近浇口体(108)，阀针尖端纹理表面(126)便会朝向浇口小孔(106)中的浇口体(108)。
9.如权利要求1所述的模具工具组件(100)，其中：
树脂止流装置(104)依靠阀针尖端部分(102)上加工的纹理表面进行工作。
10.如权利要求7或8中所述的模具工具组件(100)，其中：
阀针尖端纹理表面(126)是由喷砂、放电加工、蚀刻及机加工中的任何一种工艺加工而成。
11.如权利要求6或8中所述的模具工具组件(100)，其中：
模具-浇口纹理表面(124)是由喷砂、放电加工、蚀刻及机加工中的任何一种工艺加工而成。
12.配有权利要求1至10任何之一所述的模具工具组件(100)的一种成型系统。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20121128 |