CN104249448A - 一种abs树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种ABS树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法，采用低压注塑成型工艺生产冰箱内胆。包括a、ABS树脂干燥；b、设定低压注塑机温度，将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；c、设定低压注塑模具温度，其热流道系统运作；d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；e、设定低压注塑机的熔胶与射胶工艺，按时间段分次序进行射胶；f、调整液压系统的液压参数；g、冷却系统对模具进行冷却；h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。实现了将ABS树脂直接注塑成型的工艺，解决了冰箱内胆在使用过程中的应力开裂问题，填补了冰箱内胆低压注塑的工艺空白。
Description
技术领域
本发明属于冰箱制造技术领域，涉及一种ABS树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点。容易涂装、着色以及表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
现有冰箱生产工艺中均采用真空吸塑成型模具来制作电冰箱内胆半成品，其制作过程主要是把ABS板材通过加热吹泡使其扩神，然后抽出模具型腔内的空气，形成真空，使板料吸附在模具本体表面，在经过冷却、成型、吹气、脱模获得所需内胆。在具体操作过程中，先要把ABS挤压成一定尺寸的板材，为了顺利脱模，还必须在真空吸塑成型模具上安装脱模机构。目前常用的脱模机构的结构形式都是由气缸在沿其轴线的方向上通过一组连杆带动左右两个抽芯块同步相向并向下活动从而完成脱模动作。但这种结构的脱模机构由于其脱模动作时，两个抽芯块完全由气缸带动，实际操作中很难控制，导致两个抽芯块动作不同步，最终影响板材成型效率；另外吸塑成型后的冰箱内胆还要进行切边处理，生产工序比较复杂，而且成型的冰箱内胆普遍存在易开裂的问题。
低压注塑成型是一种充满活力的加工技术，目前主要应用在汽车门板、仪表板骨架等内饰零部件的成型上，相比常规的真空吸塑成型，低压注塑成型在较低的注塑压力和型腔压力下生产之间，使得注塑制件的内部应力降低，解决了冰箱内胆在使用过程中的应力开裂问题，模具成本也得到了降低，最重要的是简化了生产步骤，不需要将ABS等内胆料先挤压成板材再进行吸塑，提高了生产效率，降低了生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种ABS树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法。
本发明的技术方案如下：
一种ABS树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法，使用低压注塑机与低压注塑模具进行加工，所述的低压注塑模具包括由多条热流道构成的热流道系统、冷却系统和液压系统，所述的热流道包括流道、设置在流道内的热嘴针阀、包围所述流道的热嘴体和沿流道方向依次布置的包围所述流道的多级加热装置，所述的热流道还包括对应的热流道板、电磁阀和针阀时间控制装置，其特征在于：所述加工方法包括下述步骤：
a、将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS树脂）进行干燥后，加到低压注塑机的料斗中备用；
b、先将低压注塑机螺杆各区温度设定为220~240℃，再将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；
c、低压注塑模具的温度设为70~80℃当低压注塑模具的热流道温度达到220~230℃时，其热流道系统运作；
d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；
e、设定低压注塑机的熔胶与射胶工艺，将低压注塑机料筒中的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料经过螺杆各区熔融塑化后注塑到低压注塑模具的型腔中，按时间段分次序进行射胶；
f、调整液压系统的液压压力为700~800吨、速度为30-40mm/s；
g、冷却系统对模具进行冷却；
h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。
所述步骤a的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的性能指标为：
| 测试项目 | 单位 | 测试标准 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS） |
| 熔融指数 | g/10min | ASTM D1238 | 5~8 |
| 拉伸强度 | MPa | ASTM D638 | 40~50 |
| 伸长率 | % | ASTM D638 | 20~40 |
| 弯曲强度 | MPa | ASTM D790 | 65~85 |
| 弯曲模量 | MPa | ASTM D790 | 2000~2700 |
| 悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | kJ/m2 | ASTM D256 | 40~55 |
所述步骤a的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的干燥温度为70~80℃、时间为6~8h，含水率≤0.02%。
所述步骤e的熔胶速度为45~50 cm3/s、熔胶压力为55.2~64.8bar。
本发明中选用的低压注塑机的最大熔胶速度为100cm3/s、最大熔胶压力为120bar，而在本发明步骤e中对ABS树脂进行熔胶的速度为45~50%、熔胶压力为46~54%。其中熔胶速度低于45%时，易出现注塑制件缺料的问题，高于50%时，易出现注塑制件飞边、溢料的问题；熔胶压力低于46%，易出现塑胶原料塑化不均匀的问题，高于54%时，易出现塑胶原料碳化烧焦的问题。
所述步骤e的射胶速度为34.5~55.5 cm3/s、射胶压力为72~94.4bar；所述射胶分成6段时间段进行射胶，每个射胶时间段的时间范围为4~5s，所述射胶时间段的时间间隔在1秒之内。
本发明中选用的低压注塑机的最大射胶速度为150cm3/s。最大射胶压力为160bar，在本发明步骤e中进行ABS树脂射胶的射胶速度为23~37 %、射胶压力为45~59%，其中射胶速度低于23%时，易出现短射的注塑缺陷，高于37%时，注塑制件翘曲变形明显；射胶压力低于45%时，注塑制件上易出现缩痕，射胶压力高于59%时，注塑制品易出现烧焦和困气。
所述步骤f的液压系统的液压行程为805~810mm、液压时间设为2~6s。
则液压系统控制参数设定如下：
液压行程设定：805mm~810mm；
液压时间设定：2~6s；
液压压力设定：700T~800T；
液压速度设定：30~40mm/s。
步骤b中低压注塑机料筒设定温度为220~240℃，低压注塑模具温度为70~80℃。其中若低压注塑机料筒温度设定低于220℃，ABS树脂塑化不良，注塑制件会出现缺料等缺陷；而设定温度高于240℃，会引起ABS树脂的氧化分解，注塑制件颜色变深，性能下降等缺陷。低压注塑模具温度低于70℃，则影响制件的光泽度；而低压注塑模具温度高于80度，会导致出现注塑制件收缩变形等缺陷。
步骤c中热流道温度设定为220~230℃，或温度过低则易出现注塑缺料等缺陷，过高则注塑制件易出现飞边等缺陷。
所以本发明同现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明采用低压注塑料技术将冰箱内胆料直接注塑成型，简化了生产过程，提高了生产效率，降低了生产的成本；
2、低压注塑所得冰箱内胆，由于注塑压力低，制品中残余应力小，解决了冰箱内胆在使用过程中出现应力开裂的问题。
3、由于低压注塑压力小，降低了对注塑模具的损伤，提高了注塑模具的使用寿命。
4、本发明将ABS树脂利用低压注塑工艺加工冰箱内胆的方法填补了冰箱内胆低压注塑工艺的空白。
具体实施方式
以下结合所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明提出的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料不仅包括满足性能要求的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料原料，还包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的改性料，如玻纤增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、矿物填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料以及染色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料等。
实施例1、
本实施例中的冰箱内胆为国内某冰箱企业的一款冰箱内胆，以杰事杰提供的ABS树脂为内胆材料，其性能指标为：
| 测试项目 | 单位 | 测试标准 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS） |
| 熔融指数 | g/10min | ASTM D1238 | 8 |
| 拉伸强度 | MPa | ASTM D638 | 40 |
| 伸长率 | % | ASTM D638 | 20 |
| 弯曲强度 | MPa | ASTM D790 | 65 |
| 弯曲模量 | MPa | ASTM D790 | 2000 |
| 悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | kJ/m2 | ASTM D256 | 55 |
将上述ABS树脂采用低压注塑方法制备成冰箱内胆，具体加工步骤如下：
a、将该ABS树脂进行于80℃条件下进行干燥干时间6h，然后再加到低压注塑机的料斗中备用；
b、先将低压注塑机螺杆的各区温度设定为：第1段设定为220℃、第2段设定为225℃、第3段设定为230℃、第4段设定为235℃、第5段设定为240℃、第6段喷嘴设定为235℃；再将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；
c、低压注塑模具的温度设为70℃，当低压注塑模具的热流道温度达到220℃时，其热流道系统开始运作；
d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；
e、设定低压注塑机的熔胶速度与压力，按最大熔胶速度为100cm3/s、最大熔胶压力为120bar来计，其各段的熔胶速度与压力占最大熔胶速度与压力的百分数如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | |
| 速度% | 50 | 45 | 45 |
| 压力% | 55 | 50 | 46 |
再设定射胶速度与压力，按低压注塑机的最大射胶速度为150cm3/s。最大射胶压力为160bar来计，其各段的射胶速度与压力占最大射胶速度与压力的百分数如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | 4段 | 5段 | 6段 | |
| 速度% | 36 | 32 | 28 | 26 | 25 | 23 |
| 压力% | 59 | 54 | 50 | 48 | 46 | 45 |
再将低压注塑机料筒中的ABS树脂经过螺杆各区熔融塑化后注塑到低压注塑模具的型腔中，按6段时间段进行射胶，每个射胶时间段的时间范围为4s，所述射胶时间段的时间间隔在1秒之内。
f、调整低压注塑模具的液压系统的行程、时间、压力与速度如下：
g、冷却系统对模具进行冷却；
h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。
实施例2、
本实施例中的ABS树脂的性能指标为：
| 测试项目 | 单位 | 测试标准 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS） |
| 熔融指数 | g/10min | ASTM D1238 | 7 |
| 拉伸强度 | MPa | ASTM D638 | 45 |
| 伸长率 | % | ASTM D638 | 27 |
| 弯曲强度 | MPa | ASTM D790 | 72 |
| 弯曲模量 | MPa | ASTM D790 | 2500 |
| 悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | kJ/m2 | ASTM D256 | 47 |
将上述ABS树脂采用低压注塑方法制备成冰箱内胆，具体加工步骤如下：
a、将该ABS树脂进行于90℃条件下进行干燥干时间6h，然后再加到低压注塑机的料斗中备用；
b、先将低压注塑机螺杆的各区温度设定为：第1段设定为220℃、第2段设定为225℃、第3段设定为230℃、第4段设定为235℃、第5段设定为240℃、第6段喷嘴设定为235℃；再将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；
c、低压注塑模具的温度设为80℃，当低压注塑模具的热流道温度达到230℃时，其热流道系统开始运作；
d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；
e、设定低压注塑机的熔胶速度与压力，按最大熔胶速度为100cm3/s、最大熔胶压力为120bar来计，其各段的熔胶速度与压力如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | |
| 速度% | 50 | 50 | 50 |
| 压力% | 54 | 54 | 54 |
再设定射胶速度与压力，按低压注塑机的最大射胶速度为150cm3/s。最大射胶压力为160bar来计，其各段的射胶速度与压力如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | 4段 | 5段 | 6段 | |
| 速度% | 36 | 34 | 32 | 30 | 24 | 23 |
| 压力% | 58 | 56 | 54 | 52 | 50 | 45 |
再将低压注塑机料筒中的ABS树脂经过螺杆各区熔融塑化后注塑到低压注塑模具的型腔中，按6段时间段进行射胶，每个射胶时间段的时间范围为4s，所述射胶时间段的时间间隔在1秒之内。
f、调整低压注塑模具的液压系统的行程、时间、压力与速度如下：
g、冷却系统对模具进行冷却；
h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。
实施例3
本实施例中ABS树脂原料的性能指标为：
| 测试项目 | 单位 | 测试标准 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS） |
| 熔融指数 | g/10min | ASTM D1238 | 5 |
| 拉伸强度 | MPa | ASTM D638 | 50 |
| 伸长率 | % | ASTM D638 | 38 |
| 弯曲强度 | MPa | ASTM D790 | 85 |
| 弯曲模量 | MPa | ASTM D790 | 2700 |
| 悬臂梁缺口冲击强度(23℃) | kJ/m2 | ASTM D256 | 40 |
将上述ABS树脂采用低压注塑方法制备成冰箱内胆，具体加工步骤如下：
a、将该ABS树脂进行于75℃条件下进行干燥干时间7h，然后再加到低压注塑机的料斗中备用；
b、先将低压注塑机螺杆的各区温度设定为：第1段设定为220℃、第2段设定为225℃、第3段设定为230℃、第4段设定为235℃、第5段设定为240℃、第6段喷嘴设定为235℃；再将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；
c、低压注塑模具的温度设为75℃，当低压注塑模具的热流道温度达到230℃时，其热流道系统开始运作；
d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；
e、设定低压注塑机的熔胶速度与压力，按最大熔胶速度为100cm3/s、最大熔胶压力为120bar来计，其各段的熔胶速度与压力如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | |
| 速度% | 45 | 45 | 45 |
| 压力% | 50 | 48 | 46 |
再设定射胶速度与压力，按低压注塑机的最大射胶速度为150cm3/s。最大射胶压力为160bar来计，其各段的射胶速度与压力如下：
| 1段 | 2段 | 3段 | 4段 | 5段 | 6段 | |
| 速度% | 36 | 35 | 30 | 28 | 24 | 23 |
| 压力% | 57 | 55 | 50 | 50 | 45 | 45 |
再将低压注塑机料筒中的ABS树脂经过螺杆各区熔融塑化后注塑到低压注塑模具的型腔中，按6段时间段进行射胶，每个射胶时间段的时间范围为4s，所述射胶时间段的时间间隔在1秒之内。
f、调整低压注塑模具的液压系统的行程、时间、压力与速度如下：
g、冷却系统对模具进行冷却；
h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。
对比例1
以实施例1中所用ABS为原料，采用目前冰箱厂家通用的真空吸塑成型工艺制备冰箱内胆，主要过程简单包括如下步骤：
a、ABS板材的压制成型；
b、ABS板材的加热软化，加热温度180℃；
c、ABS板材真空吸塑成型；
d、冷却脱模；
e、制件修边，得冰箱内胆。
验证试验：
将上述实施例1-3与对比例1制得的冰箱内胆制件，各取两件进行高低温循环试验，验证本发明专利的有益效果。
试验验证方法：
按照GB/T2423.1,2-2008标准要求进行产品试验，将箱体各个部位均匀涂上色拉油，按－10℃/12h，45℃/12h为一个循环，共5个循环做冷热循环试验，然后自然冷却到室温，查看冰箱内胆各个部位，具体情况如下表所示：
| 检查项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 有无开裂 | 无 | 无 | 无 | 有 |
| 有无变色 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 有无剥离 | 无 | 无 | 无 | 有 |
| 有无缺料 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 有无飞边 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 有无发粘 | 无 | 无 | 无 | 无 |
从上表可得知，采用本发明提出的低压注塑成型加工方法加工制备的冰箱内胆，经过120h的高低温循环后，目视观察，内胆表面无变形、变色、开裂、剥离、硬度变化以及发粘等缺陷，符合冰箱使用要求。
综上所述，采用本发明提出的低压注塑成型加工方法制备的冰箱内胆，其内胆的内部残余应力大大减少，解决了在冰箱使用过程中的应力开裂问题，同时由于简化了生产流程，大大提高了生产效率同时降低了生产成本。
本发明提出的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料不仅包括满足性能要求的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料原料，还包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的改性料，如玻纤增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、矿物填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料以及染色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料等。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种ABS树脂低压注塑冰箱内胆的加工方法，使用低压注塑机与低压注塑模具进行加工，所述的低压注塑模具包括由多条热流道构成的热流道系统、冷却系统和液压系统，所述的热流道包括流道、设置在流道内的热嘴针阀、包围所述流道的热嘴体和沿流道方向依次布置的包围所述流道的多级加热装置，所述的热流道还包括对应的热流道板、电磁阀和针阀时间控制装置，其特征在于：所述加工方法包括下述步骤：
a、将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料进行干燥后，加到低压注塑机的料斗中备用；
b、先将低压注塑机螺杆各区温度设定为220~240℃，再将低压注塑模具的浇口与低压注塑机的喷嘴相连；
c、低压注塑模具的温度设为70~80℃，当低压注塑模具的热流道温度达到220~230℃时，其热流道系统运作；
d、清理低压注塑模具上各热嘴针阀浇口，使动模的所有滑块退后，合模使定模扳顶出，模芯到位后锁紧动模和定模；
e、设定低压注塑机的熔胶与射胶工艺，将低压注塑机料筒中的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料经过螺杆各区熔融塑化后注塑到低压注塑模具的型腔中，按时间段分次序进行射胶；
f、调整液压系统的液压压力为700~800吨、速度为30-40mm/s；
g、冷却系统对模具进行冷却；
h、各组滑块回位、开模、顶出、取出产品。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤a的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的性能指标为：
。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤a的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的干燥温度为70~80℃、时间为3~5h。
4.根据权利要求书1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤e的熔胶速度为45~50 cm3/s、熔胶压力为55.2~64.8bar。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤e的射胶速度为34.5~55.5cm3/s、射胶压力为72~94.4bar；
所述射胶分成6段进行射胶，每个射胶时间段的时间范围为4~6s，所述射胶时间段的时间间隔在1秒之内。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤f的液压系统的液压行程为805~810mm、液压时间设为4~6s。
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