CN105729716A - 一种多点充氮注塑工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多点充氮注塑工艺，包括以下步骤：(1)在模具合模状态下，使塑料熔体从模具浇口进入模具型腔；(2)当塑料熔体填充模具型腔达到75％～95％体积时，使惰性气体通过气道入口进入熔融的塑料熔体，推动中心未凝固的塑料熔体进入尚未充满的模具型腔；(3)惰性气体在塑料熔体中形成气道；(4)在保压状态下，气道中的惰性气体压缩塑料熔体，进行补料确保制件的外观完整，继续保压直至塑料熔体冷却；(5)塑料熔体冷却成型后，排出气道中惰性气体，得到塑料制品。本发明解决了传统的塑料制品注塑工艺易产生塑件壁厚收缩不一致，应力不均，塑件易变形曲翘，精度不高，制品外观色泽不饱满及实心注塑工艺对模具设备要求高，费料的问题。

Description

一种多点充氮注塑工艺
技术领域
本发明涉及塑料制品的模具注塑工艺领域，具体是一种多点充氮注塑工艺。
背景技术
塑胶制品在人们生产生活中已密不可分，这种供需关系也推动注塑业的迅猛发展，着眼未来石油的稀有性,控制成本是商家必争课题。由于注塑制品被各个行业广泛采用，对塑件精密度的要求也成了业内的难题。传统的塑料注塑是将溶融塑料通过机械能高压注射到模腔内成型，但在注射，保压，冷却，收缩过程中产生的应力，和塑件壁厚收缩不一，使塑件变形曲翘，影响塑件精度，特别是对于造型复杂厚薄不均的塑胶制品，成品率很低，同时产出的制品外观容易出现褶皱，表面色泽不饱满。另外随着塑胶制品的广泛应用，通过塑胶制品中间中空的设置来对塑胶制品减重和增强塑胶制品的轻度和强度也逐渐成为了一个重要的研究课题，同时对塑胶制品进行实心注塑在一定程度上模具承压能力要求较高，设备消耗较大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的多点充氮注塑工艺在硬件方面的整套系统图；
图2是本发明的多点充氮注塑工艺在硬件方面的简易系统图。
发明内容
本发明为了解决传统的塑料制品注塑工艺易产生塑件壁厚收缩不一致，应力不均，塑件易变形曲翘，精度不高，制品外观色泽不饱满及实心注塑工艺对模具设备要求高，费料的问题，提供一种能实现塑料制品中空注塑成型、使塑件壁厚收缩均匀，塑件制品精度高、外观色泽饱满，省料、省模具的多点充氮注塑工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多点充氮注塑工艺，包括以下步骤：
步骤(1)：在模具合模状态下，使塑料熔体从模具浇口进入模具型腔，塑料熔体遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层；
步骤(2)：模具设置有气辅系统，气辅系统根据需要包括至少2个气道入口，当塑料熔体填充模具型腔达到75％～95％体积时，开启气辅系统进行充模，使惰性气体通过气道入口进入熔融的塑料熔体，推动中心未凝固的塑料熔体进入尚未充满的模具型腔；
步骤(3)：惰性气体继续推动塑料熔体流动，直到塑料熔体充满整个型腔，惰性气体在塑料熔体中形成气道；
步骤(4)：在保压状态下，气道中的惰性气体压缩塑料熔体，进行补料确保制件的外观完整，继续保压直至塑料熔体冷却；
步骤(5)：塑料熔体冷却成型后，排出气道中惰性气体，开启模具，得到塑料制品。
进一步的，在气道尾部设置溢料井，溢料井连通模具型腔，惰性气体达到气道尾部时，多余的塑料熔体流入溢料井，使惰性气体形成的气道穿透塑料熔体。
进一步的，使惰性气体，推动中心未凝固的塑料熔体进入尚未充满的模具型腔时，采用低压的惰性气体；保压状态时，增加惰性气体的压力。
进一步的，对于薄壁零件，充模时惰性气体压力2500～4000psi，对于厚壁零件或棒状零件，充模时惰性气体压力1000～2500psi。
进一步的，塑料制品截面避免尖角，采用大圆过渡。
进一步的，气道截面边缘到相应的塑料制品的截面边缘的距离相近。
进一步的，气辅系统的气道转弯处，塑料制品设置大圆角；气道截面尺寸变化要缓慢，避免引起收缩不均。
进一步的，气辅系统的气道入口位置接近模具浇口设置，使惰性气体与塑料熔体的流动方向一致，气道入口位置距离模具浇口距离大于30mm；气道入口的设置远离塑料制品的外观面和机械外力受力处。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.可成型传统注塑成型工艺难以加工的厚、薄壁一体的塑料制品；
2.可消除塑料制品厚壁处的缩痕，提高表面质量，使外观色泽饱满；
3.降低产品出模后残余内应力，减轻饶曲变形，提高产品强度；
4.缩短成型周期，提高生产效率
5.减轻制品重量，节省材料，在保证产品质量的前提下大幅度降低成本；
6.所需注射压力和锁模力小，可大幅度降低对注塑机和模具的要求；
7.改善材料在制品断面上的分布，改善制品的刚性。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
运用本发明的多点充氮注塑工艺注塑一个主题有4条长条板状平行排列组成的一种塑料制品，包括以下步骤：
步骤(1)：在模具合模状态下，形成4条长条板状平行排列的模具型腔，长条板状的四边都设置大圆角，避免注塑过程产生应力集中。使塑料熔体从模具浇口进入模具型腔，塑料熔体遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层。
步骤(2)：模具设置有气辅系统，气辅系统包括至少4个气道入口，每个长条板状的模具型腔浇口方向的端部都设置1个气道入口，气道入口设置在距离模具浇口40mm的位置，但气道入口的设置要远离塑料制品的外观面和机械外力受力处，使惰性气体与塑料熔体的流动方向一致。当塑料熔体填充模具型腔达到90％体积时，开启气辅系统进行充模，用2800psi的压力把惰性气体氮气通过气道入口射入进入熔融的塑料熔体，推动中心未凝固的塑料熔体进入尚未充满的模具型腔。气道截面边缘到相应的塑料制品的截面边缘的距离相近，即塑料制品的壁厚相近。
步骤(3)：惰性气体氮气继续推动塑料熔体流动，直到塑料熔体充满整个型腔，氮气在塑料熔体中形成气道，若由于塑料熔体的冲入量太多，因而氮气充射的气道不能充分接近模具型腔的尾部，可以在气道尾部设置溢料井，溢料井连通模具型腔，继续氮气充射，使多余的塑料熔体流入溢料井，使惰性气体形成的气道穿透塑料熔体，保证塑料制品壁厚均匀，应力均匀。
步骤(4)：4条气道充射完整后，调整氮气压力为3500psi，使气道内氮气处于保压状态，氮气继续压缩塑料熔体，进行补料、调匀确保制件的外观完整，继续保压直至塑料熔体冷却；
步骤(5)：塑料熔体冷却成型后，在模具打开之前，通过座台后退的方式使充射氮气用的射嘴与模具型腔分离，排出气道中氮气，开启模具，得到塑料制品。
本发明的多点充氮注塑工艺在硬件方面要用到如图1所示的整套系统或如图2所示的简易系统。另一个重要的点就在于模具设计，模具设计对充氮成型的影响有以下方面：
1.浇注系统应采用点浇口，普通流道、热流道均可，热流道必须是针阀式可封闭结构；
2.气体辅助注射成型由于气道可起流道的作用，容易充填，因此，浇口数可大大减少；
3.一般情况下，气体往往不能达到气道尾部，如气道必须穿通，可在气道尾部加设溢料井；
4.气辅成型模具由于塑件筋数减少，因此模具制造容易。但模具加工必须保证塑件和气道的壁厚，由于气体对壁厚十分敏感，因此当壁厚制造超差时，气体就可能乱窜，同时，气辅注射成型模具的冷却系统十分重要；
5.模具型腔的设计应尽量保证流动平衡以减小气体的不均匀穿透，保证流动平衡也是普通注射成型模具的一条设计原则，但对气辅成型制品来说这一点更重要。
应用本发明的多点充氮注塑工艺，在气辅系统运行中会需要一些调整：
1.在不注气的情况下，先将制品打满并观察塑料的流动状态以及模具的状态；
2.逐渐减少料量，观察缺料时各浇口料流的分配平均性，应当尽量保证模具的料流对称性；
3.通常的气辅工艺一般采用两段或三段式注气；
4.缺料达到90％左右时开始注气，若制品局部仍有收缩现象，建议再适当减少料量直至出现制品不满现象后，在添加料量至打满状态；
5.适当调整气体压力，气体保压时间以及启动延时达到适合的状态；
6.射嘴进气方式中务必注意采用后退座台方式排气；
7.气针进气方式中务必注意气针排气是否通畅，如排气不畅需及时清理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：在模具合模状态下，使塑料熔体从模具浇口进入模具型腔，塑料熔体遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层；
步骤(2)：模具设置有气辅系统，气辅系统根据需要包括至少2个气道入口，当塑料熔体填充模具型腔达到75％～95％体积时，开启气辅系统进行充模，使惰性气体通过气道入口进入熔融的塑料熔体，推动中心未凝固的塑料熔体进入尚未充满的模具型腔；
步骤(3)：惰性气体继续推动塑料熔体流动，直到塑料熔体充满整个型腔，惰性气体在塑料熔体中形成气道；
步骤(4)：在保压状态下，气道中的惰性气体压缩塑料熔体，进行补料确保制件的外观完整，继续保压直至塑料熔体冷却；
步骤(5)：塑料熔体冷却成型后，排出气道中惰性气体，开启模具，得到塑料制品。
2.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：在气道尾部设置溢料井，所述溢料井连通所述模具型腔，所述惰性气体达到所述气道尾部时，多余的所述塑料熔体流入所述溢料井，使所述惰性气体形成的气道穿透所述塑料熔体。
3.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：使所述惰性气体，推动中心未凝固的所述塑料熔体进入尚未充满的所述模具型腔时，采用低压的所述惰性气体；保压状态时，增加所述惰性气体的压力。
4.根据权利要求3所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：对于薄壁零件，充模时所述惰性气体压力2500～4000psi，对于厚壁零件或棒状零件，充模时所述惰性气体压力1000～2500psi。
5.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：所述塑料制品截面避免尖角，采用大圆过渡。
6.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：所述气道截面边缘到相应的所述塑料制品的截面边缘的距离相近。
7.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：所述气辅系统的气道转弯处，所述塑料制品设置大圆角；所述气道截面尺寸变化要缓慢，避免引起收缩不均。
8.根据权利要求1所述的一种多点充氮注塑工艺，其特征在于：所述气辅系统的气道入口位置接近所述模具浇口设置，使惰性气体与塑料熔体的流动方向一致，所述气道入口位置距离所述模具浇口距离大于30mm；所述气道入口的设置远离所述塑料制品的外观面和机械外力受力处。
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