CN106541546B - 一种温控注塑模具的快速温度调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温控注塑模具的快速温度调节方法，在模具开模时，采用高温蒸汽源对模具进行加热升温，在模具开始闭合时，利用电磁感应加热线圈快速加热动模型芯和定模型腔表面的温度到预定温度，然后向注射机发送注射信号；保持成型温度一段时间后将模具内的高温蒸汽排出，通过冷却水源将模具型腔内的温度降低到一个设定温度；当模具内部达到设定冷却温度后，温度控制器向注塑成型机发送开模信号，并停止向模具供应冷却水，同时利用压缩空气将管道内的残留冷却水从管道中排出。本发明的有益效果是：实现了对模具温度的动态调节，调节精度高，保证了产品的成型质量；通过根据调节的温度差，控制阀门的输送流量，既能高效降温，又能节能。

Description

一种温控注塑模具的快速温度调节方法
技术领域
本发明涉及注塑模具技术领域，具体地说是涉及一种具有温控功能的注塑模具的快速温度调节方法。
背景技术
塑料注射成型所用的模具称为注塑成型模具，采用注塑成型模具能一次成型外形复杂、尺寸精度高或带有嵌件的塑料制品。注塑成型模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。注塑成型产品的品质在很大程度上受注塑成型模具表面温度的影响，因此调温系统需要控制模具型腔内温度，或冷却降温或预热升温，使模具型腔内温度满足注塑产品持续生产温度需求及塑件成型外观温度需求。模具温度是影响熔体的充模流动性、冷却速度和塑件质量的最直接因素,同时也是影响材料的分子取向、熔接痕、成型后残余应力、收缩率、翘曲变形的关键的工艺参数之一，因此急需研发一种快速且有效的模具温度控制与调节方法来严格控制模具的温度,使其满足各成型阶段的模具温度，最终提高制件的质量和综合性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有快速热循环成型功能的温控注塑模具的快速温度调节方法，该方法整体结构设计巧妙，温度调节灵敏度高、控温精确，可随时调整控制模具温度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种温控注塑模具的快速温度调节方法，包括如下步骤：
(1)在模具开模时，采用高温蒸汽源向设置在模具内部的加热与冷却管道输送高温水蒸汽对模具进行加热升温，将模具中的定模型腔底部温度升高到一个设定的温度；所述高温蒸汽源采用蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉输出的蒸汽压力为0.7-1.3MPa，蒸汽温度为150-200℃。当模具内部的温度传感器检测到温度比设定的成型温度低10℃以上时，温度控制器控制蒸汽阀门的开度为60-100％；而当温度传感器检测到模具内部的温度比设定的成型温度低10℃及以下时，温度控制器控制蒸汽阀门的开度为20-50％。所述温度控制器采用高精度DSP数据处理器作为中央控制器以及采用电容触摸显示屏作为人机接口，对注塑成型模具的整个注塑工艺过程包括模具型腔温度、高温蒸汽温度和压力、冷却水温度和压力、冷水及蒸汽阀门转换装置动作及注塑工艺进程等进行温度和过程调控。
(2)在模具开始闭合时，利用深入动模与定模之间的电磁感应加热线圈产生的交变磁场产生涡流快速加热动模型芯和定模型腔表面的温度到预定温度，然后向注射机发送注射信号；
(3)在注射机完成向模具型腔注射熔体后，即当温度控制器中的计时器达到预先设定的注射溶胶时间后，并且当设置在模具内部的温度传感器检测到模具型腔温度保持成型温度的时间达到热成型的时间时，关闭蒸汽阀停止向模具内部的加热与冷却管道供应高温蒸汽，同时通过压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中供应压缩空气将管道内的高温蒸汽排出；所述加热与冷却管道设置在模具的定模中，并且加热与冷却管道管道呈椭圆环形或S型螺旋状均匀布置在型腔的底部和四周。
(4)待高温蒸汽从模具内部的加热与冷却管道中完全排出后，通过冷却水源和压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中交替注入冷却水和压缩空气，将模具型腔内的温度降低到一个设定温度；所述冷却水源采用冷凝塔以及增压泵向注塑模具提供15-25℃的冷却水，具有较高的冷却速率，通过增压泵可有效提高冷却水的流速，从而实现增强一个成型周期内模具的加热与冷却管道的换热效果并提高冷却效率。
(5)当模具内部的温度传感器检测到温度达到设定冷却温度后，温度控制器向注塑成型机发送开模信号，同时停止向模具内部的加热与冷却管道中供应冷却水，而继续向模具内部的加热与冷却管道供应最后一次压缩空气，以将管道内的残留冷却水从管道中排出；
(6)在模具中取出注塑熔体产品后，返回至步骤(1)继续执行，直至温度控制器接收到停止温控信号时结束执行。
相对于现有技术，本发明的整体结构设计巧妙，成本较低，整体能量消耗小，升温速度快，加热速度可达15℃/s。加热完模具型腔表面后，通过低温冷却设备快速冷却模具，可达到快速加热、冷却模具型腔壁的良好效果，实现动态可变的模温控制，加热效率高。所采用的温度控制器模块化设计性强，可易于实现对现有传统注塑成型工艺的注塑机进行结构改造，从而大大降低蒸汽快速热循环注塑成型的运行成本。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合具体实施例对本发明作进一步描述和介绍。
一种温控注塑模具的快速温度调节方法，具体包括如下步骤：
(1)在模具开模时，采用高温蒸汽源向设置在模具内部的加热与冷却管道输送高温水蒸汽对模具进行加热升温，将模具中的定模型腔底部温度升高到一个设定的温度；
(2)在模具开始闭合时，利用深入动模与定模之间的电磁感应加热线圈产生的交变磁场产生涡流快速加热动模型芯和定模型腔表面的温度到预定温度，然后向注射机发送注射信号；能量消耗小，升温速度快，加热速度可达15℃/s。加热完模具型腔表面后，通过低温冷却设备快速冷却模具，可达到快速加热、冷却模具型腔壁的良好效果，实现动态可变的模温控制，加热效率高。
(3)在注射机完成向模具型腔注射熔体后，即当温度控制器中的计时器达到预先设定的注射溶胶时间后，并且当设置在模具内部的温度传感器检测到模具型腔温度保持成型温度的时间达到热成型的时间时，关闭蒸汽阀停止向模具内部的加热与冷却管道供应高温蒸汽，同时通过压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中供应压缩空气将管道内的高温蒸汽排出；
(4)待高温蒸汽从模具内部的加热与冷却管道中完全排出后，通过冷却水源和压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中交替注入冷却水和压缩空气，将模具型腔内的温度降低到一个设定温度；
(5)当模具内部的温度传感器检测到温度达到设定冷却温度后，温度控制器向注塑成型机发送开模信号，同时停止向模具内部的加热与冷却管道中供应冷却水，而继续向模具内部的加热与冷却管道供应最后一次压缩空气，以将管道内的残留冷却水从管道中排出；
(6)在模具中取出注塑熔体产品后，返回至步骤(1)继续执行，直至温度控制器接收到停止温控信号时结束执行。
其中，所述高温蒸汽源采用蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉输出的蒸汽压力为0.7-1.3MPa，蒸汽温度为150-200℃。所述加热与冷却管道设置在模具的定模中，并且加热与冷却管道管道呈椭圆环形或S型螺旋状均匀布置在型腔的底部和四周，这样模具内部的温度均匀性好。一般在上一成型周期完成后，模具开模后，模具才开始加热，这时候可以通过注塑机向温度控制器发出开模指令，然后温度控制器再向阀门转换装置发送“加热”信号，之后加热装置打开蒸汽阀，开始加热模具。当模具的温度达到工艺成型的标准后，温度控制器再向注射机发送注射信号，注射机开始熔体注射。所述温度控制器采用高精度DSP数据处理器作为中央控制器以及采用电容触摸显示屏作为人机接口，对注塑成型模具的整个注塑工艺过程包括模具型腔温度、高温蒸汽温度和压力、冷却水温度和压力、冷水及蒸汽阀门转换装置动作及注塑工艺进程等进行温度和过程调控。所采用的温度控制器模块化设计性强，可易于实现对现有传统注塑成型工艺的注塑机进行结构改造，从而大大降低蒸汽快速热循环注塑成型的运行成本。
另外，所述冷却水源采用冷凝塔以及增压泵向注塑模具提供15-25℃的冷却水，具有较高的冷却速率，通过增压泵可有效提高冷却水的流速，从而实现增强一个成型周期内模具的加热与冷却管道的换热效果并提高冷却效率。
此外，在步骤(1)中，当模具内部的温度传感器检测到温度比设定的成型温度低10℃以上时，温度控制器控制蒸汽阀门的开度为60-100％；而当温度传感器检测到模具内部的温度比设定的成型温度低10℃及以下时，温度控制器控制蒸汽阀门的开度为20-50％。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种温控注塑模具的快速温度调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在模具开模时，采用高温蒸汽源向设置在模具内部的加热与冷却管道输送高温水蒸汽对模具进行加热升温，将模具中的定模型腔底部温度升高到一个设定的温度；所述高温蒸汽源采用蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉输出的蒸汽压力为0.7-1.3MPa，蒸汽温度为150-200℃；当模具内部的温度传感器检测到温度比设定的成型温度低10℃以上时，温度控制器控制热水阀门的开度为60-100％；而当温度传感器检测到模具内部的温度比设定的成型温度低10℃及以下时，温度控制器控制热水阀门的开度为20-50％；所述温度控制器采用高精度DSP数据处理器作为中央控制器以及采用电容触摸显示屏作为人机接口，对注塑成型模具的整个注塑工艺过程包括模具型腔温度、高温蒸汽温度和压力、冷却水温度和压力、冷热水阀门转换装置动作及注塑工艺进程进行温度和过程调控；
(2)在模具开始闭合时，利用深入动模与定模之间的电磁感应加热线圈产生的交变磁场产生涡流快速加热动模型芯和定模型腔表面的温度到预定温度，然后向注射机发送注射信号；
(3)在注射机完成向模具型腔注射熔体后，即当温度控制器中的计时器达到预先设定的注射溶胶时间后，并且当设置在模具内部的温度传感器检测到模具型腔温度保持成型温度的时间达到热成型的时间时，关闭蒸汽阀停止向模具内部的加热与冷却管道供应高温蒸汽，同时通过压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中供应压缩空气将管道内的高温蒸汽排出；所述加热与冷却管道设置在模具的定模中，并且加热与冷却管道管道呈椭圆环形或S型螺旋状均匀布置在型腔的底部和四周；
(4)待高温蒸汽从模具内部的加热与冷却管道中完全排出后，通过冷却水源和压缩空气源向模具内部的加热与冷却管道中交替注入冷却水和压缩空气，将模具型腔内的温度降低到一个设定温度；所述冷却水源采用冷凝塔以及增压泵向注塑模具提供15-25℃的冷却水；
(5)当模具内部的温度传感器检测到温度达到设定冷却温度后，温度控制器向注塑成型机发送开模信号，同时停止向模具内部的加热与冷却管道中供应冷却水，而继续向模具内部的加热与冷却管道供应最后一次压缩空气，以将管道内的残留冷却水从管道中排出；
(6)在模具中取出注塑熔体产品后，返回至步骤(1)继续执行，直至温度控制器接收到停止温控信号时结束执行。
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