CN103358491B - 微量注射成型仪专用脱模装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微量注射成型仪专用脱模装置，主要由模具瓣和脱模床架构成，模具瓣为轴对剖组合结构模具的一半，设计有模腔和样条脱模顶针，脱模床架设计有模具瓣定位安装结构和顶出机构，顶出机构的顶出构件与样条脱模顶针相匹配，定位安装结构与模具瓣的安装部位相匹配，模具瓣以装配面向下模腔悬空地安装在脱模床架上。本发明的脱模装置很好地解决了收缩性微小高分子材料熔体注入模具，样条冷却后被牢牢地镶嵌在模具内很难脱出的问题，能将难脱模的高分子材料样条安全方便快捷地从模腔内脱出，同时能确保样条的几何形状、尺寸精度和完美的外观，而不受任何损伤，为高分子材料性能测试提供了可靠保障。

Description

微量注射成型仪专用脱模装置

技术领域

本发明涉及高分子材料性能测试样条加工制作技术，更为具体地说，是涉及一种与微量注射成型仪配套使用的脱模装置。

背景技术

以美国赛默飞世尔(Thermo Fisher)公司为代表的哈克(Haake)MiniJet微量注塑仪，是近几年推出的世界上最小的柱塞式微量注塑仪，因其用料少(聚乙烯拉伸样条1.5g，冲击样条3.5g)、升温速度快、控温精确、换样清洗便捷等优点，是高分子材料加工、研究及教学中不可多得的重要仪器，正在大量进入各国高端实验室，在教学科研中主要用于制备高分子材料性能测试样条。

用MiniJet微量注塑仪制备高分子材料性能测试样条，先将样品材料计量加入已加热并恒温的料筒内，把柱塞插入料筒孔内，设置注射压力、注射时间、保压压力、保压时间，预热恒温5分钟后，把装有样品的料筒放于模具工位，按动注射键，高压气动顶杆将柱塞推入料筒，料筒内的物料被注入模具型腔，经短时间保压冷却，即制得样条。该仪器为间歇式操作，样条制作周期约10分钟。

塑料的热特性主要用热变形温度来表示，塑料的线膨胀系数一般要比金属材料大3～10倍，其中以热塑性塑料为最大，约为5～17.5×10^-5/℃。因此塑料制品容易因温度变化而影响制品尺寸的稳定性。与线膨胀相对应的是收缩。塑料的收缩性，除因熔融状态在凝固时引起的体积变化而造成的收缩外，对结晶性塑料来说，还因分子排列的各向异性而呈现方向性，另外，影响收缩的因素还有分子量及分子量分布、有无添加剂，制品的形状、尺寸、壁厚，成型工艺以及模具机构等。表1给出了常用塑料的耐热等级。

注射样条的尺寸一般都要小于模具的模腔尺寸，这是因为高分子材料在成型过程中，体积发生了变化。通常，把样条从模具中取出，尺寸发生缩减的性能称为收缩性。收缩主要发生在浇注口凝固之前，即保压阶段，在保压期内，物料温度急剧下降、密度增加，最先进入模腔内的物料体积缩小，但由于此时注塞仍不断将熔融体压入模腔，补偿腔内物料体积的改变，腔内样条重量的增加和物料熔体的不断压实，一直进行到浇注口凝固封闭为止；其次的收缩是浇注口凝固封闭后开始，直至脱模时为止，该阶段已无熔融体进入模腔，样条的重量也不会再发生改变。

表1塑料的线膨胀系数和计算收缩率

从表1可以看出，通用热塑性塑料收缩性大一些，工程塑料、热塑性弹性体和加有添加剂的塑料收缩性小一些。实践证明聚烯烃、聚氯乙烯、苯乙烯系树脂类、少数工程塑料、热塑性弹性体的收缩性要大一些，注射成型样条相对比较好脱模，一般用手指抓住样条上的浇注口料就能拔出，个别手不易拔出的用钳子夹住就能拔出；而聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯硫醚、环氧树脂、不饱和聚酯树酯、聚氨酯、氟树脂和加有添加剂的共混材料等收缩都较小，它们的注射样条脱模就相对难多了，有个别材料几乎不收缩，如聚乙烯醇、聚酯等，它们用常规的方法就很难脱模，甚至不能脱模。现在的科研中，单一品种的塑料用得很少，而合金材料、共混材料、复合材料却用得很多，这类材料也是很难脱模的。这类材料的脱模实践中采取的办法只有三种，一是用锋利的金属棍从模具的浇注口处去把样条撬出，或在样条的非测试部位用金属钝器敲一个孔或用电烙铁烫一个孔，再用金属棍撬出；另一种方法是在模具的模腔部分喷涂脱模剂；再就是将模具的温度升到样品材料的软化温度，将未完全固化的样条取出。这几种方法都存在严重的问题。

模具是很精密的部件，模腔的任何部位和浇注口都不允许有半点瑕疵，必须倍加爱护，用金属棍从模具的浇注口处去把样条撬出，金属棍很容易损伤模具的浇注口和模腔，一旦模腔有损伤，样条必然有相对应的疤痕，样条的疤痕必然影响材料性能的测试精度。用人工撬出样条，存在的其他不足，一是用力不均，如果样品材料再较脆，很易损坏样条；其二是由于取样的可操作面很小，模具的模腔背部又是圆弧形，基础不平稳，如用力不当，一不留神撬棍从样条上滑过，锋利的撬棍就很容易戳伤扶住模具的另一只手(发明人所在实验室已发生过多次伤手事故)，存在极大的安全隐患。

喷涂脱模剂进行脱模，对于有些收缩性很小的材料，如聚乙烯醇、聚笨硫醚等，脱模效果仍然不好，且有的测试样条，如旋转流变样条，如果有脱模剂(多为硅油)，测试结果会受到极大影响，一般是绝对不允许的。

对于将模具升温到样品材料的熔融温度脱模法，该方法实际上是将未固化的样条取出，样条基本上都要变形，要么弯曲，要么不平整，完全保证不了样条制品的几何形状、尺寸精度和外观形态。用于测试的样条对测试部位的尺寸精度要求极高，用于拉伸的样条测试部位宽度为4mm，厚度为2mm，工作长度25mm。加工的试样应保证在标准规定的公差范围内。有瑕疵的样条都是不能用的。这是因为试样在拉伸受力时首先在最薄弱或缺陷处发生。而且料筒温度高(一般要超过140℃，最高达350℃)，自身又没有任何隔热或防护层，实验者又必须不断地操作和接触料筒，即使戴有劳保手套，非常留意地操作，也很容易烫伤操作者，这也是一个很大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种与微量注射成型仪配套使用的样条脱模装置，以解决低收缩性高分子材料性能测试样条从模腔中脱出困难，样条几何形状、尺寸精度和外观难以保证，脱模操作人员受伤隐患大等问题。

本发明提供的微量注射成型仪专用脱模装置，其结构主要由模具瓣和脱模床架构成，所述模具瓣为轴对剖组合结构模具的一半，设计有模腔和样条脱模顶针，所述脱模床架设计有模具瓣定位安装结构和顶出机构，顶出机构的顶出构件与所述样条脱模顶针相匹配，定位安装结构与模具瓣的安装部位相匹配，模具瓣装配面向下模腔悬空地安装在脱模床架上，在平面方向不可移动。

为了更好地实现本发明的目的，本发明在上述技术方案的基础上还可进一步采取以下技术措施，这些技术措施可地单独采取，也可组合采取，甚至一并采取。

构成脱模床架的模具瓣定位安装结构，由支撑模具两端的第一支撑块和第二支撑块构成，第一支撑块设计有与模具瓣大端端缘相匹配的定位结构，用于对模具瓣轴向限位和大端横向限位，第二支撑块设计有与模具瓣小端端缘相匹配的定位结构，用于对模具瓣小端横向限位。模具瓣定位安装结构也可设计成支撑模具两侧边缘的支撑结构，或支撑模具四周边缘的结构。优先采取第一种定位结构。

构成模具瓣定位安装结构的第一支撑块，其与模具瓣大端端缘相匹配的定位结构由不在一个平面上止口方向相垂直的两组止口组成。第一支撑块最好同时设计有与模具瓣模腔相对应的样条脱落凹槽，以便样条从模腔脱出。构成模具瓣定位安装结构的第二支撑块，其与模具瓣小端外缘相匹配的定位结构由一组止口构成，止口的方向与模具瓣的轴线方向一致。

构成脱模床架的顶出机构可设计成由铰支座、一端与铰支座铰接的压杆和固定设置在压杆上的顶柱构成，压杆的另一端为手握柄，所述顶柱与位于模具瓣上的所述样条脱模顶针相对应匹配。构成顶出机构的所述铰支座优先考虑设置在位于支撑模具瓣小端的第二支撑块外侧。

样条脱模顶针最好为正方形脱模顶针，顶针与由位于模具瓣上的正方形顶针装配孔滑动配合。顶针的断面尺寸一般在(3～5)mm×(3～5)mm的范围。顶针顶抵样条一端的端面与模腔壁面最好一致，另一端的端面(外端面)与模具瓣外缘面也最好一致。样条脱模顶针最好设置在模具瓣大头端接近浇注口的位置。

脱模床架可为整体结构，也可为组合结构。整体结构可以是整体浇铸结构，也可以是焊接结构。材质可以是铝材、铜材或其他材质。

本发明还采取了其他一些技术措施。

本发明提出的微量注射成型仪专用脱模装置，是发明人在听取了各方面的反应和要求，广泛研究了各种模具的脱模机理和结构，集多年的科研实践经验，结合实验的实际情况和实验工序的要求，巧妙地设计制作出了与Minijet微量注射成型仪配套使用的脱模装置。采用本发明的脱模装置脱出模具模腔内的样条，在样条浇注完成后，分开模具将设计有模腔一侧的模具瓣安置在脱模床架上，操作顶出机构的压杆向下按压，通过压杆上的顶柱与模具瓣上的顶针作用，即可由顶针将模腔内的样条顶出模腔，脱模操作十分简捷方便。本发明的脱模装置很好地解决了某些收缩性小的分高分子材料，当其熔体被注入模具，样条冷却后被牢牢地镶嵌在模具内很难脱出的问题，能将难脱模的高分子材料样条安全方便快捷地从模腔内脱出，能确保样条的几何形状、尺寸精度，外观不受任何损伤，为高分子材料性能测试提供了可靠保障。

附图说明

附图1是本发明的微量注射成型仪专用脱模装置整体结构示意图。

附图2是脱模装置脱模床架的整体结构示意图。

附图3是模具瓣的结构示意图。

附图4是附图3中模具瓣A向结构示意图。

上述附图中各图示标号的标识对象为：1-模具浇注口；2-模腔；3-顶针；4-压杆；5-顶柱；6-模具瓣；7-模具床架。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，但有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整进行具体实施是不需付出创造性劳动的，应仍属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的微量注射成型仪专用脱模装置，其结构如附图1、附图2、附图3和附图4所示，由模具瓣6和脱模床架7构成，所述模具瓣为轴对剖组合结构模具的一半，设计有模腔2和样条脱模顶针3，样条脱模顶针为断面尺寸4mm×4mm的正方形结构，其顶抵样条的一端端面与模腔壁面一致，外端面与模具瓣外缘面一致，与模具瓣上的正方形顶针装配孔滑动配合，顶针装配孔位于模具大头端，接近浇注口1处。所述脱模床架设计有模具瓣定位安装结构和顶出机构，其中所述模具瓣定位安装结构为由第一支撑块和第二支撑块构成的支架，第一支撑块设计有与模具瓣大端端缘匹配定位的组合式止口，以及与模具瓣模腔2相对应的样条脱落凹槽，组合式止口由不在一个平面上止口方向相垂直的两组止口组成，用于对整个模具瓣轴向限位和大端横向限位；第二支撑块设计有与模具瓣6小端端缘相匹配定位的一组止口，对模具瓣小端横向限位。模具瓣6以其装配面向下模腔2悬空地安装在脱模床架7上。顶出机构由位于支撑模具瓣小端第二支撑块外侧的铰支座、一端与铰支座铰接的压杆4和固定设置在压杆上的顶柱5构成，所述顶柱5与位于模具瓣上的所述样条脱模顶针3相对应匹配，压杆的另一端为操作握柄端。脱模床架为铝材质整体浇铸结构。

Claims (10)

1.一种微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于主要由模具瓣(6)和脱模床架(7)构成，所述模具瓣为轴对剖组合结构模具的一半，设计有模腔(2)和样条脱模顶针(3)，以其装配面向下模腔悬空地安装在脱模床架上；所述脱模床架设计有模具瓣定位安装结构和顶出机构，所述定位安装结构与模具瓣的安装部位相匹配；所述顶出机构由铰支座、一端与铰支座铰接的压杆(4)和固定设置在压杆上的顶柱(5)构成，所述顶柱与位于模具瓣上的所述样条脱模顶针(3)相对应匹配。

2.根据权利要求1所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于所述模具瓣定位安装结构由分别支撑模具瓣两端的第一支撑块和第二支撑块构成，第一支撑块设计有与模具瓣(6)大端端缘相匹配的定位结构，对模具瓣轴向限位和大端横向限位，第二支撑块设计有与模具瓣(6)小端端缘相匹配的定位结构，对模具瓣小端横向限位。

3.根据权利要求2所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于第一支撑块与模具瓣大端端缘相匹配的定位结构为止口式定位结构，由不在一个平面上止口方向相垂直的两组止口组成。

4.根据权利要求3所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于第一支撑块设计有与模具瓣模腔相对应的样条脱落凹槽。

5.根据权利要求2所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于第二支撑块与模具瓣小端外缘相匹配的定位结构为由一组止口构成的止口定位结构。

6.根据权利要求2所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于所述铰支座位于支撑模具瓣小端的第二支撑块外侧。

7.根据权利要求1至6之一所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于所述样条脱模顶针为正方形顶针。

8.根据权利要求7所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于所述样条脱模顶针用于顶抵样条的一端端面与模腔壁面一致，另一端面与模具瓣外缘面一致。

9.根据权利要求1至6之一所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于样条脱模顶针设置在模具瓣大头端接近浇注口的位置。

10.根据权利要8所述的微量注射成型仪专用脱模装置，其特征于样条脱模顶针设置在模具瓣大头端接近浇注口的位置。