CN108081532A - 高压气体辅助成型注塑工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压气体辅助成型注塑工艺，用于安装有气体辅助成型装置的模具，气体辅助成型装置包括气缸以及由气缸带动的阀针，阀针插入一连通模具型腔的中心孔内，阀针和中心孔之间设置流体通道，中心孔具有出气口，气缸包括上进气口和下进气口，上进气口关闭，下进气口打开，气缸通过活塞带动阀针向上运动以打开出气口，下进气口与流体通道连通；上进气口打开，下进气口关闭，气缸通过活塞带动阀针向下运动以关闭出气口，上述工艺包括以下步骤：1）模具固定与预热；2）合模，注塑；3）向下进气口注入高压气体以控制气缸带动阀针打开出气口，高压气体进入模具型腔，进行气体保压和冷却，然后控制气缸带动阀针关闭出气口；4）开模。

Description

高压气体辅助成型注塑工艺

技术领域

本发明涉及一种高压气体辅助成型注塑工艺。

背景技术

在注塑过程里，制品因为冷却而收缩，注塑机采用螺杆继续缓慢地向前移动，使料管中的熔体继续注入型腔，以补充制品收缩的需要，使产品在保压压力、以及模具冷却同时的作用下，保证产品外观以及尺寸要求。

现有注塑工艺为保证产品质量，模具需比产品尺寸大，这也会导致配套的注塑机吨位较大，这样模具材料、运输、水、电、注塑机等成本相应较高；如能想办法减小模具尺寸，相应的一些成本也能减少；按照传统注塑工艺，减小模具尺寸将出现的问题点如下：模具尺寸减小，固定螺丝将相应会减少；模具强度将会减弱；注塑保压过程中，易导致模板变形，注塑产品出现毛边、不饱满等不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高注塑产品质量、减小模具成本的高压气体辅助成型注塑工艺。

为实现上述发明目的，本发明提供一种高压气体辅助成型注塑工艺，用于安装有气体辅助成型装置的模具，所述气体辅助成型装置包括气缸以及由气缸带动的阀针，所述阀针插入一连通模具型腔的中心孔内，所述阀针和中心孔的内壁之间设置流体通道，所述中心孔具有与模具型腔连通的出气口，所述气缸包括上进气口和下进气口，当所述上进气口关闭，下进气口打开，所述气缸通过活塞带动阀针向上运动以打开所述出气口，并且所述下进气口与所述流体通道连通；当所述上进气口打开，下进气口关闭，所述气缸通过活塞带动阀针向下运动以关闭所述出气口，其特征在于，所述高压气体辅助成型注塑工艺包括以下步骤：

1）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热；

2）合模，塑料原料从注塑机的料斗进入料筒，经过加热熔融并采用预设的注塑压力注入模具型腔；

3）向所述下进气口注入高压气体以控制所述气缸带动阀针打开所述出气口，高压气体从所述出气口进入模具型腔，进行气体保压和冷却然后控制所述气缸带动阀针关闭所述出气口；

4）开模，并将塑胶产品顶出。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤2）和步骤3）之间，还包括采用额定注塑保压压力的50%以下的注塑保压压力进行注塑保压。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤3）中，注入的高压气体为40~90bar的高压气体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤3）中，使高压气体从模具的定模侧注入模具型腔，使塑胶产品外表面与模具的模仁高光面紧密贴合。

作为本发明一实施方式的进一步改进，控制所述气缸带动阀针关闭所述出气口的方式为向所述上进气口注入高压气体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模具的模板上设置连通所述上进气口的上气路, 向所述上进气口注入高压气体的方式为向所述上气路注入高压气体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模具的模板上设置连通所述下进气口的下气路，向所述下进气口注入高压气体的方式为向所述下气路注入高压气体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述气体辅助成型装置还包括能够安装到模具模板的基体，所述中心孔设置在基体上，在模具固定于注塑机之前，先将基体与气缸相对固定，再将基体和气缸一起安装于模板上。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤4）之后，通过控制机械手将塑胶产品取出。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模具上安装有热流道系统，其特征在于，在所述步骤2）中，加热熔融的塑料原料通过热流道系统注入模具型腔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，减小注塑保压压力或取消注塑保压压力，能减小模具尺寸，从而节约模具成本，模具材料、运输、水、电、注塑机等相应的一些成本也能减少。使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，注塑过程中注塑保压压力较小或者无注塑保压压力，通过高压气体增加型腔内部压力（传统的保压方式是增加塑胶产品的内部压力），达到保压效果，可使产品不出现毛边，并且减小产品的内应力，因此能够降低对模板强度和注塑机的高要求，从而节约了成本。而且使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，采用气体将产品推向模仁高光面，使产品外表面与模仁高光面紧密贴合，直至产品冷却时，外观面良好，无缺陷，减小了产品内应力，因此还能够保证产品外观面美观，提高产品质量。

附图说明

图1是本发明高压气体辅助成型注塑工艺应用于注塑模具的优选的实施方式的示意图，此时模具处于合模状态；

图2是图1中的注塑模具处于开模状态的示意图；

图3是图1中的注塑模具中的气体辅助成型装置的示意图，此时气体辅助成型装置的出气口处于关闭位置；

图4是图1中的注塑模具中的气体辅助成型装置的示意图，此时气体辅助成型装置的出气口处于打开位置。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明提供了一种高压气体辅助成型注塑工艺，应用于注塑模具，首先，需提供注塑使用的模具。如图1和图2所示，本发明提供的高压气体辅助成型注塑工艺应用于注塑模具的优选的实施方式，注塑模具包括定模部分1和动模部分2，在定模底板上设置螺钉，用于定模底板的固定，定模底板上设有定位圈，其中定模部分1内安装有气体辅助成型装置，另外，定模部分1内还安装有热流道系统。

本发明的高压气体辅助成型注塑工艺用于安装有气体辅助成型装置的模具。

开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热，可以根据需要，通过注塑机的控制器对模具的预热温度进行设定。接下来进行模具的合模，塑料原料从注塑机的料斗进入料筒，经过加热熔融并采用预设的注塑压力注入模具型腔。这里所述的预设的注塑压力，指的是使加热熔融的塑胶充满模具型腔所设定的注塑机的注塑压力。其中，料筒的温度也可以通过控制器来进行设定。注塑机的螺杆转动塑化成黏流态熔体，在螺杆的推动下通过喷嘴注入模具型腔。注塑量达到预设量时，从模具的定模部分1向模具型腔中注入高压气体并进行冷却，以 40~90bar的高压气体，将注塑件推向动模部分2一侧的型腔，使注塑产品与型腔高光面紧贴，在高压气体和模具冷却循环水的共同作用下，塑胶件外观面依附在模具高光面上逐渐冷却定型，保证产品外观面美观，产品内应力减小。

最后，开模，模具以产品分型面打开，在产品顶出机构的作用下，取出已经成型的塑胶产品，这里可以采用机械手取出成型的塑胶产品，提高效率同时可防止对人体的意外伤害。

上述高压气体辅助成型注塑工艺中，通过取消注塑保压的步骤，通过向模具型腔中注入高压气体以进行气体保压和冷却，降低了对模板强度和注塑机的高要求，从而节约了成本。注塑保压步骤的取消，即按照正产模式进行注塑，注塑机不进行保压压力参数设定。

当然，操作者可以根据实际情况增加注塑保压的步骤，优选采用额定注塑保压压力的50%以下的注塑保压压力进行注塑保压。额定的注塑保压压力，指的是传统模具注塑成型工艺中能够成型出合格的产品所需设定的注塑保压压力，这里的注塑保压压力视实际注塑产品情况决定是否需要以及需要多大。将注塑保压压力大大的减小，同样可以降低对模板强度和注塑机的高要求，从而节约了成本。注塑保压压力减小，即按照正产模式进行注塑，注塑机保压压力设定为额定注塑保压压力的50%以下。

参照图1到图4所示，模具上安装的气体辅助成型装置100，气体辅助成型装置100是一种整体式的装置，即可以作为一个整体的组件或者独立的单元直接安装在模具预留的位置上。该气体辅助成型装置包括气缸20以及由气缸带动的阀针30，阀针30插入一连通模具型腔的中心孔15内，中心孔15的内径大于阀针30的外径，因此中心孔15和阀针30之间具有间隙，该间隙即构成了流体通道40。中心孔15具有与模具型腔连通的出气口151，气缸20驱动阀针30向上运动以打开出气口151，从而流体通道40内的气体能够通过出气口151流入模具型腔；气缸20驱动阀针30向下运动以关闭出气口151，从而断开从流体通道40到模具型腔的进气。那么，在该实施例中，向模具型腔中注入高压气体并进行保压和冷却的具体方法为控制气缸20带动阀针30打开出气口151，向流体通道40中注入高压气体，然后控制气缸20带动阀针30关闭出气口151。

本实施例中，气体辅助成型装置100还包括基体50，气缸20安装在基体50上，中心孔15也设置在基体50上，气缸20与基体50采用螺纹相互固定，气缸20通过活塞23带动阀针30上下运动。气缸20具有上进气口21和下进气口22，模板10上与上进气口21和下进气口22对应的设置上气路11和下气路12，当气体自下气路12从下进气口22进入气缸，活塞23带动阀针30向上打开，此时，下进气口22与流体通道40连通，如此，自下进气口22进入气缸的气体通过流体通道40进入模具的型腔；反之，当气体自上气路11从上进气口21进入气缸，活塞23带动阀针30向下关闭。本实施例中，向流体通道40中注入高压气体的方式为向下进气口22注入高压气体，向下进气口注入高压气体的方式为向下气路注入高压气体，向上进气口注入高压气体的方式为向上气路注入高压气体。

本实施例中，阀针30的中心与中心孔15的中心同心设置，阀针30的端部构造为外径由大至小的倒圆台形，对应的中心孔15的端部构造为内径由大至小的倒圆台形，且两者的倾斜度大致相等，因此，阀针30处于向下关闭位置的时候阀针30的端部与中心孔15的端部能够密切贴合，从而防止气体进入模具型腔或者模具型腔中熔融的塑胶从出气口151进入流体通道40。

当然，本领域技术人员可以很容易的想到，中心孔15也可以直接设置在模具的模板10上，将阀针30插入模板10上的中心孔也可以实现到模具型腔的进气。

接下来将具体说明本实施例中的气体辅助成型装置的具体操作过程。

参照图3到图4所示，上气路11进气，气缸的上进气口21打开，下进气口22关闭，活塞23带动阀针30向下关闭，即阀针30位于如图3中所示的位置，熔融塑胶由由热流道的热嘴流入模具型腔，当达到预定的注塑量，下气路12进气，气缸的上进气口21关闭，下进气口22打开，活塞23带动阀针30向上打开，即阀针30位于如图4中所示的位置，此时压缩气体就会经过气缸以及流体通道40到达型腔内进行空气保压。当用气体保压结束时气缸的上进气口21进气，气缸内活塞23受到向下的力带动阀针30整体向下运动，即活塞23带动阀针30向动模部分2的方向运动，此时阀针30端部将出气口151闭合，防止因型腔内压力过大导致气体与塑胶的回流，同时阀针30堵住出气口151，起到封胶作用。

本发明的高压气体辅助成型注塑工艺可以用于不同形式的模具，如普通的模具安装上述独立的气体辅助成型装置、安装热流道系统的模具安装上述独立的气体辅助成型装置等等。

传统的注塑工艺为保证产品质量，模具需比产品尺寸大，这也会导致配套的注塑机吨位较大，这样模具材料、运输、水、电、注塑机等成本相应较高；使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，能减小模具尺寸，相应的一些成本也能减少。使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，注塑过程中保压压力较小或者无保压压力，通过高压气体增加型腔内部压力（传统的保压方式是增加塑胶产品的内部压力），达到保压效果，可使产品不出现毛边，并且减小产品的内应力，因此能够降低对模板强度和注塑机的高要求，从而节约了成本。而且使用本发明的高压气体辅助成型注塑工艺，采用气体将产品推向模仁高光面，使产品外表面与模仁高光面紧密贴合，直至产品冷却时，外观面良好，无缺陷，因此还能够保证产品外观面美观，提高注塑产品质量。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压气体辅助成型注塑工艺，用于安装有气体辅助成型装置的模具，所述气体辅助成型装置包括气缸以及由气缸带动的阀针，所述阀针插入一连通模具型腔的中心孔内，所述阀针和中心孔的内壁之间设置流体通道，所述中心孔具有与模具型腔连通的出气口，所述气缸包括上进气口和下进气口，当所述上进气口关闭，下进气口打开，所述气缸通过活塞带动阀针向上运动以打开所述出气口，并且所述下进气口与所述流体通道连通；当所述上进气口打开，下进气口关闭，所述气缸通过活塞带动阀针向下运动以关闭所述出气口，其特征在于，所述高压气体辅助成型注塑工艺包括以下步骤：

1）开始注塑前，将模具固定于注塑机，在合模前对模具进行预热；

2）合模，塑料原料从注塑机的料斗进入料筒，经过加热熔融并采用预设的注塑压力注入模具型腔；

3）向所述下进气口注入高压气体以控制所述气缸带动阀针打开所述出气口，高压气体从所述出气口进入模具型腔，进行气体保压和冷却，然后控制所述气缸带动阀针关闭所述出气口；

4）开模，并将塑胶产品顶出。

2.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，在所述步骤2）和步骤3）之间，还包括采用额定注塑保压压力的50%以下的注塑保压压力进行注塑保压。

3.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，在所述步骤3）中，注入的高压气体为40~90bar的高压气体。

4.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，在所述步骤3）中，使高压气体从模具的定模侧注入模具型腔，使塑胶产品外表面与模具的模仁高光面紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，控制所述气缸带动阀针关闭所述出气口的方式为向所述上进气口注入高压气体。

6.根据权利要求5所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，所述模具的模板上设置连通所述上进气口的上气路, 向所述上进气口注入高压气体的方式为向所述上气路注入高压气体。

7.根据权利要求1或5所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，所述模具的模板上设置连通所述下进气口的下气路,向所述下进气口注入高压气体的方式为向所述下气路注入高压气体。

8.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，所述气体辅助成型装置还包括能够安装到模具模板的基体，所述中心孔设置在基体上，在模具固定于注塑机之前，先将基体与气缸相对固定，再将基体和气缸一起安装于模板上。

9.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，其特征在于，在所述步骤4）之后，通过控制机械手将塑胶产品取出。

10.根据权利要求1所述的高压气体辅助成型注塑工艺，所述模具上安装有热流道系统，其特征在于，在所述步骤2）中，加热熔融的塑料原料通过热流道系统注入模具型腔。