CN105014862A - 一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具及成型方法，所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有产品型腔、溢料流道和预料井，所述产品型腔通过溢料流道与所述预料井连接，所述溢料流道上设有溢料控制阀。采用本发明的技术方案，不需要进行排气，采用预料井和溢料控制阀来释放空间，实现微孔发泡，制得的产品强度高，材料内部发泡均匀，解决了现有技术通过排气阀进行发泡过程中气体释放过程中的溢料造成产品容易产生硬边、模具容易堵塞、产品容易缺料或出现空洞或鼓包等发泡不均匀的问题。

Description

一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具及成型方法

技术领域

本发明属于塑料成型技术领域，涉及一种塑料发泡成型模具及成型方法，尤其涉及一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具及成型方法。

背景技术

对于音响结构件，目前采用的塑料结构件是通过传统的注塑机将塑料注射到金属音响模具中成型得到的。但是采用这种方法制得的结构件是实心结构，密度高，比强度低，比重大，成本比高；而且吸收冲击载荷及隔音的性能一般；另外，这种通过塑料注塑成型由于是高压成型，加工过程中胀模系数大，制品易产生毛边，相对注塑机输出也需要高压力高能耗；特别对于大型的厚壁件，表面会有缩水痕，成型周期长，成本高。

对于现有的注塑发泡成型技术，在发泡成型时模腔深处内气体被夹在中间，难以排出，使熔融的材料不能正常流动填充满模具，引起缺料、空洞或鼓包，为保证产品质量，一般设有排气孔和排气阀，通过排气阀控制从排气孔进行排气，从而释放空间，完成发泡。但是这种方式是在固定容积的模具腔体中完成的，存在溢料现象，易产生硬边，产品质量不稳定，并增加了操作员的工作量；且一般排气阀的孔径都很小，在排气的过程中熔融的物料在强大的气体压力下会跟着气体一起冲出，容易将排气孔堵塞；如果排气孔设置过大，又容易缺料，出现空洞或鼓包的问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具及成型方法，解决了现有技术通过排气阀进行发泡时，气体释放过程中的溢料造成产品容易产生硬边，模具容易堵塞，产品容易缺料或出现空洞或鼓包等发泡不均匀的问题。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有产品型腔、溢料流道和预料井，所述产品型腔通过溢料流道与所述预料井连接，所述溢料流道上设有溢料控制阀。

此技术方案，没有排气阀，在进行注射发泡成型时，采用溢料控制阀的开启来释放发泡空间，使得含有发泡剂或者气体的高分子熔融物突然降压，熔体中大量过饱和气体开始析出发泡，膨胀后的熔融物从溢料控制阀的阀孔流出到预料井中，这样模腔内熔融物发泡后形成独立微孔。

采用此技术方案，通过溢料控制阀控制发泡过程，使熔融原料从产品型腔通过溢料流道流入到所述预料井中，不需要额外将发泡产生的气体排放到模具外，并使得产品型腔内熔融物发泡后形成独立微孔，不会出现堵塞排气孔、缺料或制品出现空洞或鼓包的问题。

此技术方案使得音响结构件的设计更具灵活性，如对于现有技术采用塑料注塑成型的结构件因结构复杂，其厚断面部分极易造成凹痕或翘曲，断面厚薄不均匀的问题，采用本发明的技术方案的微孔发泡成形工艺可以很好的解决。虽然其加工方式类似于射出成形，但因发泡塑料由于有微孔存在，因此具有密度低比强度高，能吸收冲击栽荷，隔热，隔音及使得塑品重量减轻了5%～20%。并且结构发泡成形为一次成形，而实现多样化之设计。特别对于大型的厚壁制品，如音响外壳，汽车配件，医疗设备结构件等，在满足结构件强度的情况下，产品内部材料均匀，节省了材料，降低了成本。

优选的，所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具包括前模仁和后模仁，所述后模仁上设有产品型腔、溢料流道和预料井，所述产品型腔通过溢料流道与所述预料井连接，所述溢料流道上设有溢料控制阀。

优选的，所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具包括前模仁和后模仁，所述前模仁上设有产品型腔、溢料流道和预料井，所述产品型腔通过溢料流道与所述预料井连接，所述溢料流道上设有溢料控制阀。

作为本发明的进一步改进，所述预料井的容积为所述产品型腔容积的5~30%。采用此技术方案，通过设定预料井的容积与产品型腔容积的比例来控制发泡制品的微孔大小，从而调节制得的发泡制品的密度、比强度、重量和比成本，便于更好的进行产品设计。

优选的，所述预料井的容积为所述产品型腔容积的10~20%。

作为本发明的进一步改进，所述产品型腔的周围设有至少一个预料井。采用此技术方案，所述产品型腔可以根据型腔大小和模具位置设置一个预料井或者多个预料井，便于快速的发泡成型；特别是对于较大的产品型腔而言，优选设置多个预料井，还可以避免在溢料流道处因为强大的挤出压力而形成应力集中。

作为本发明的进一步改进，所述产品型腔包括一个型腔。

作为本发明的进一步改进，所述产品型腔包括至少两个子型腔，所述溢料流道和溢料控制阀的数量与子型腔的数量相同。

作为本发明的进一步改进，所述产品型腔包括两个并列设置的子型腔，所述子型腔的一端或中间设有预料井。

作为本发明的进一步改进，所述预料井包括相互连接的三个分预料井，所述三个分预料井成T字型，其中两个分预料井分别位于两个子型腔的同侧端，另外一个分预料井位于所述两个子型腔的中间。

作为本发明的进一步改进，所述前模仁上设有空槽，所述溢料控制阀与所述空槽相互配合。

作为本发明的进一步改进，所述控制阀伸出于所述前模仁的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有注浇口，所述溢料流道与注浇口分别位于所述产品型腔的两端。采用此技术方案，使得溢料流道位于离注浇口尽量远的地方，使得熔融态注塑发泡原料按照注射填充时的流动方向排挤出溢料到预料井中，有利于减小发泡成型过程的应力，便于形成更加均匀的微孔发泡结构。

本发明还提供了一种微孔发泡塑料结构件的成型方法，采用如上所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具进行成型，包括如下步骤：

步骤S1：闭合模具，关闭溢料控制阀，将含有发泡剂或者发泡气体的熔融态注塑发泡原料注入到产品型腔中，并使其完全填满产品型腔，其中，注入压力为2000～20,000 psi（13.79~137.9MPa）；在此过程中，原料已经在开始发泡。

步骤S2：开启溢料控制阀，所述熔融态注塑发泡原料在所述产品型腔中发泡膨胀后，从溢料控制阀孔挤出到预料井中，冷却定型。

其中，所述溢料控制阀起到释放预料空间的作用，具体为：含有气体的高分子熔融物于2000～20,000 psi的压力下完全填满模腔，藉由溢料控制阀开启预料空间，使模腔体积增大释放发泡空间。

作为本发明的进一步改进，所述注入压力为5000～10,000 psi（34.47~68.95 MPa）。

作为本发明的进一步改进，所述微孔发泡塑料结构件的成型方法具体的为：

A：在塑胶原料中添加发泡剂或螺杆中注入发泡气体。

B：将原料加入到除湿器中干燥，干燥温度与时间依据原料厂商物性表要求。

C：设置注塑机的塑化段温度，使其在原料熔点范围内。

D：将发泡模具安装在注塑机上；在模具上安装溢料控制阀；闭合模具，关闭预料空间阀。

E：将熔融状态的注塑发泡原料通过注塑机连续注入到模腔中，气体高分子熔融物于一定压力下完全填满模腔，所述压力位2000～20,000 psi。

F：溢料控制阀开启释放发泡空间，气体高分子熔融物突然降压，熔体中大量过饱和气体开始析出发泡，膨胀后的熔融物从溢料控制阀孔流出到预料井中，模腔内熔融物发泡后形成独立微孔。

G：冷却定型。

H：开模，顶出取出发泡制品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

第一，采用本发明的技术方案，不需要将发泡产生的气体排除到模具外，采用预料井和溢料控制阀来释放空间，实现微孔发泡，制得的产品强度高，材料内部发泡均匀，解决了现有技术通过排气阀进行发泡过程中气体释放过程中的溢料造成产品容易产生硬边、模具容易堵塞、产品容易缺料或出现空洞或鼓包等发泡不均匀的问题；模具结构简单，便于实现，提高了效率。

第二，制得的微孔发泡结构件密度低比强度高，能吸收冲击栽荷，隔热，隔音并减轻了重量；制件始终处于平均的压力下，保证了不同位置的均匀收缩，使得这一问题得以解决了塑料件厚断面部分极易造成凹痕或翘曲，断面厚薄不均匀的问题。

第三，采用微孔发泡成形工艺提高了对塑料结构件的设计灵活性，解决了现有技术在塑料结构件成型过程中，对于结构复杂的构件厚断面部分极易造成凹痕或翘曲、且断面厚薄不均匀的问题；得到的结构件密度低，比强度高，能吸收冲击栽荷，隔热，隔音；减轻了结构件的重量，节省了材料，降低了成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例合模状态的结构示意图。

图2是本发明一种实施例的后模仁及溢料控制阀的结构示意图。

图3是本发明一种实施例的另一个角度的后模仁的结构示意图。

图4是本发明一种实施例的成型开模后的后模仁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，包括前模仁1和后模仁2，所述后模仁2上设有产品型腔21、溢料流道22和预料井23，所述产品型腔21通过溢料流道22与所述预料井23连接，所述溢料流道22上设有溢料控制阀24。所述产品型腔21包括两个并列设置的子型腔211，所述溢料流道22和溢料控制阀24有两个，所述两个子型腔211分别通过溢料流道22与预料井23连接。所述预料井23包括相互连接的三个分预料井，分别为第一分预料井231、第二分预料井232和第三分预料井233，所述第一分预料井231、第二分预料井232和第三分预料井233成T字型，其中第一分预料井231、第二分预料井232分别位于两个子型腔211的同侧端，第三分预料井233位于所述两个子型腔211的中间。所述前模仁1上设有与所述溢料控制阀配合的空槽11，所述溢料控制阀24穿过空槽11伸出于所述前模仁1的顶部。所述预料井23的容积为所述产品型腔21容积的10%，即为两个子型腔211容积之和的10%。所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有注浇口，所述溢料流道22与注浇口分别位于所述产品型腔21的两端。

采用上述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具进行成型，包括如下步骤：

步骤S1：闭合前模仁1和后模仁2，关闭溢料控制阀24，将含有发泡剂或者发泡气体的熔融态注塑发泡原料注入到产品型腔21中，并使其完全填满产品型腔，其中，注入压力为2000～20,000 psi（13.79~137.9MPa）；

步骤S2：开启溢料控制阀24，所述熔融态注塑发泡原料从溢料流道22经溢料控制阀24的阀孔流出到预料井23中，冷却定型，得到产品3，如图4所示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有产品型腔、溢料流道和预料井，所述产品型腔通过溢料流道与所述预料井连接，所述溢料流道上设有溢料控制阀。

2.根据权利要求1所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述预料井的容积为所述产品型腔容积的5~30%。

3.根据权利要求2所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述产品型腔的周围设有至少一个预料井。

4.根据权利要求3所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述产品型腔包括至少两个子型腔，所述溢料流道和溢料控制阀的数量与子型腔的数量相同。

5.根据权利要求4所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述产品型腔包括两个并列设置的子型腔，所述子型腔的一端或中间设有预料井。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具设有注浇口，所述溢料流道与注浇口分别位于所述产品型腔的两端。

7.一种微孔发泡塑料结构件的成型方法，其特征在于：采用如权利要求1~6任意一项所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具进行成型，包括如下步骤：

步骤S1：闭合模具，关闭溢料控制阀，将含有发泡剂或者发泡气体的熔融态注塑发泡原料注入到产品型腔中，并使其完全填满产品型腔，其中，注入压力为2000～20,000 psi；

步骤S2：开启溢料控制阀，所述熔融态注塑发泡原料在所述产品型腔中发泡膨胀后，从溢料控制阀孔挤出到预料井中，冷却定型。

8.根据权利要求7所述的微孔发泡塑料结构件的发泡成型模具，其特征在于：所述注入压力为5000～10,000 psi。