CN108834407B - 模具装置、注射成型系统、成型制品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供能够防止注入型腔内的压缩流体流出的模具、注射成型系统及成型制品的制造方法。一种模具装置,所述模具装置包括:轴体27,其设置于形成成型空间200的第一模205及第二模206的至少一方,并顶出由注射于所述成型空间200的树脂成型的成型制品;环状弹性部件,用于支撑所述轴体27,且沿着外围方向形成的槽的开口部朝向所述成型空间;以及注入装置,设置于所述第一模205及所述第二模206的至少一方,用于向所述成型空间200注入压缩流体。
Description
技术领域
本发明涉及模具装置、注射成型系统以及成型制品的制造方法。
背景技术
专利文献1说明的是用于注射成型合成树脂托盘的模具结构。所述模具结构主要体现为:由形成密封空间的顶出机构箱及动模、定模构成的型腔。在型腔内充满压缩气体的状态,通过向型腔内注射呈熔融状态的树脂,制造出具有表面光洁而内部呈现发泡状态的托盘。在专利文献1中,记载有使位于熔融树脂的汇合范围的动模及定模的硬度高于其他部分硬度的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-083216号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
顶出机构箱是为了使顶出机构保持密封状态而设置的。这里,顶出机构由为了顶出在型腔内成型的成型制品的顶杆及固定顶杆的顶板组成。
顶杆插入通往由动模侧模具及定模侧模具构成的型腔的顶杆孔中,随着顶板的往复动作而进行往复动作。由于顶杆孔与顶杆之间有间隙,在向型腔内注入压缩流体时,型腔内的压缩流体会通过顶杆孔与顶杆之间的间隙从型腔漏出(泄漏)。顶出机构箱是为了防止从所述间隙漏出的压缩流体向模具外部泄漏而设置的。
但是,由于顶出机构箱体积大,为了防止压缩流体向模具外部泄漏,顶出机构箱内需要与型腔内的压缩气体具有同等的压力,并且,需要从外部注入与顶出机构箱的体积同等体积的压缩流体。
本发明的课题是要提供能够防止喷出型腔内的压缩流体流出的模具、注射成型系统及成型制品的制造方法。
(用于解决课题的方法)
(权利要求1的结构)
根据权利要求1所述的第1发明,有关于镶件结构的模具,在利用压缩流体进行压缩流体注射成型时,为了防止压缩流体被露在分型面和镶件的间隙而进行密封,而利用环状弹性部件密封顶杆、加压顶杆。
同时压缩流体的喷出装置由外筒和内芯组成,呈多重结构。压缩流体喷出装置在其顶端喷出流体加压,并进入树脂的模具间隙进行压缩。
(权利要求1的作用)
根据权利要求1所述的第1发明,其利用模具,因此填充于树脂和模具间隙的气体、液体不外露,并加压压缩成型空间内的树脂,可以获得一致性高的成型制品。
(权利要求1的效果)
根据权利要求1所述的第1发明,在树脂和模具间隙中加入的气体、液体,根据帕斯卡的原理,在均匀的压力下进行加压,从而可以获得一致性高、尺寸精度高的成型制品。
(权利要求1的解释)
根据权利要求1所述的第一发明,公开一种模具装置,其特征在于,包括:顶出成型制品的轴体机构(顶杆、顶出形状、斜销、倾斜芯),其设置于形成成型空间的第一模及第二模中至少一方,所述成型空间由镶件(有间隙)组成;在成型空间中被注入的树脂成型的树脂成型制品;轴体机构,作为支撑该轴体的环状弹性部件,沿着沿周方向形成的槽的开口部朝向该成型空间,在环状弹性部件的槽的开口部中嵌入环状部件;喷出部位,其设置于该第一模及第二模的至少另外一侧,该成型空间从多重结构的加压流体喷出装置加压流体喷出。
一种模具装置,在压缩成型制品的顶针和镶件结构的注射成型模具的成型空间及型腔内填充树脂,并向树脂和模具的间隙中,利用喷出装置填充两重以上的多重结构的加压流体,以加压流体的压力,向成型空间内填充树脂加压压缩的成型加工方法,防止流入树脂和模具的间隙的加压流体从镶件的间隙、顶针的间、加压顶针的间隙中泄漏,镶件的底部设置密封板,密封板推挤轴体成型制品的机构——顶针,加压顶针则用所述环状弹性部件密封,所述环状弹性部件的开口部插入由金属或树脂组成的环状构件,以密封所述环状弹性部件。
另外,顶杆27、加压顶杆227,及构成加压顶杆500具备顶出成型制品的功能(EJECT)。
“加压流体的喷射装置”是指具备加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500,以及在图61(A)至图61(J)中所述流体加压结构的加压销。
(权利要求2的结构)
根据权利要求2所述的第2发明,压缩流体的喷出装置由外筒和内芯多重结构组成,压缩流体经过外筒和内芯之间,只在压缩流体的喷出装置顶端部喷出。
(权利要求2的作用)
根据权利要求2所述的第2发明,压缩流体的喷出装置由于呈由外筒和内芯的多重结构,压缩流体仅在压缩流体的喷出装置中喷出。
(权利要求2的效果)
根据权利要求2所述的第2发明,压缩流体的喷出装置由于呈由外筒和内芯的多重结构,压缩流体仅在压缩流体的喷出装置中喷出,不从镶件间隙等喷出,因此不会破坏填充于成型空间的树脂形状。
(权利要求3的结构)
根据权利要求3所述的第3发明,压缩流体的喷出装置外筒和内芯具备可进退的结构(指前进和后退,是一种可使前进和后退的机构)。
(权利要求3的作用)
根据权利要求3所述的第3发明,在流体加压之前,压缩流体的喷出装置的外筒和内芯中,至少使外筒向后退,与成型空间内填充的树脂和压缩流体的喷出装置中,至少外筒相隔形成空间,并向所述空间喷出压缩流体,使得压缩流体更佳容易地进入树脂和模具之间的间隙。
(权利要求3的效果)
根据权利要求3所述的第3发明,由于在流体加压之前,压缩流体的喷出装置的外筒和内芯中,至少使外筒向后退形成空间,并向所述空间喷出压缩流体,因此压缩流体易于进入树脂和模具之间的间隙,即使提高压缩流体的压力,也可防止树脂内部中空。
(权利要求3的解释)
在压缩流体喷出前,至少使加压销、加压顶杆的外筒向后退,在成型空间内填充的树脂和外筒(外筒顶端部)之间形成空间。由于向所述空间喷出压缩流体,因此即使压缩流体压力高,也不会使树脂内部中空,填充到树脂和模具之间的间隙,使其压空。
(权利要求4的结构)
根据权利要求4中所述第4发明,注射成型机中模具关闭,使顶柱前进到事先规定的位置,在保持前进的状态下,向成型空间内填充树脂。完成树脂填充后,使顶柱向后倒退,使得在成型空间内填充的树脂和压缩流体的喷出装置之间形成空间的机构。
(权利要求4的作用)
根据权利要求4中所述第4发明,当树脂填充于成型空间后,使顶柱倒退,即可形成树脂和压缩流体的喷出装置之间的空间。向所形成空间,从压缩流体的喷出装置喷出压缩流体,可易于向树脂和模具之间的间隙填充压缩流体。
(权利要求4的效果)
根据权利要求4中所述第4发明,在注射成型机中内置启动压缩流体的喷出装置的机构,使模具的结构简化,降低模具费用发。
(权利要求4的解释)
形成成型空间的第一模及第二模关闭,形成成型空间,在树脂填充到成型空间之前,注射成型机使顶柱向前进至加压顶杆的压缩流体喷出装置的事先规定的位置,在其状态下,向成型空间内填充树脂,在填充树脂完毕的同时,或经过一定时间后,注射成型机使顶柱向后倒退回到顶板,结果,压缩流体的喷出装置的顶端从喷出部位分离,成型空间内填充的树脂之间出现空间。压缩流体喷出装置顶端的喷出部位向所述空间喷出压缩流体,因此压缩流体进入树脂内,不会中空,填充到树脂和模具之间的间隙,使得流体被压缩。
根据权利要求5所述的注射成型系统,其包括:权利要求1至4中任意一项所述的模具装置和用于向所述模具装置射出所述树脂的注射装置。
权利要求6所述的成型制品制造方法,包括:第一工序,向权利要求1所述的模具装置的所述成型空间注射所述树脂,以及;第二工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;第三工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
权利要求7所述的成型制品制造方法,包括:第一工序,从所述排出部位排放权利要求2至4中任意一项所述的模具装置的所述成型空间的空气,并向所述成型空间注射所述树脂,以及;第二工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;第三工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
权利要求8所述的成型制品制造方法,包括:第一工序,向权利要求1所述的模具装置的所述成型空间注射所述树脂,以及;第二工序,使所述压缩流体喷出装置向后退;第三工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;第四工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
权利要求9所述的成型制品制造方法,包括:第一工序,从所述排出部位排放根据权利要求2至4中任意一项中所述的模具装置中的所述成型空间空气,同时向所述成型空间注射所述树脂;第二工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;第三工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
权利要求10所述的成型制品制造方法,包括:第一工序,从所述排出部位排放根据权利要求2至4中任意一项中所述的模具装置中的所述成型空间空气,同时向所述成型空间注射所述树脂;第二工序,使所述压缩流体喷出装置向后退;第三工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;第四工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
附图说明
[图1]压缩流体制造装置的压缩流体(空压)线路图。
[图2]具备顶出机构箱的密封模具示意图。
[图3]不具备顶出机构箱的密封模具示意图。
[图4]加压销50的外筒69的示意图。
[图5]加压销50的内芯71的示意图。
[图6]加压销50的示意图。
[图7]内芯71的俯视示意图。
[图8]加压销50的仰视示意图。
[图9]内芯71的顶端部示意图。
[图10]紧定螺丝的示意图。
[图11]表示加压销50与型腔200的位置关系的示意图。
[图12]表示加压销50与型腔200的位置关系的示意图。
[图13]表示加压销50与型腔200的位置关系的示意图。
[图14]加压销204的外筒132的示意图。
[图15]加压销204的内芯133的示意图。
[图16]加压销204的示意图。
[图17]表示通过加压销流向模具的压缩流体的线路示意图。
[图18]用密封圈将图3中的各个顶杆进行密封的方式的说明示意图。
[图19]表示固定并密封镶件等的板54的结构示意图。
[图20]表示固定密封顶杆的密封圈的板53的构造的示意图。
[图21]说明将模具内抽真空时,用密封圈密封顶杆的方法的示意图。
[图22]表示将模具内抽真空时,固定密封顶杆的密封圈的板92的构造的示意图。
[图23]表示模具分型面上的排气槽等的示意图。
[图24]表示镶件的结合面的排气等的示意图。
[图25]表示镶件的结合面的排气等的形状的镶件侧面示意图。
[图26]表示镶件的结合面的排气等的形状的镶件正面示意图。
[图27]表示密封圈89(弹簧蓄能密封圈,泛塞密封圈)的结构示意图。
[图28]表示密封圈89(弹簧蓄能密封圈,泛塞密封圈)的剖面示意图。
[图29]表示压缩流体更容易作用于咬花部分的示意图。
[图30]对动模侧整体进行流体加压注射成型的试验片。
[图31]对动模侧整体进行流体加压注射成型的试验片。
[图32]对动模侧的一部分进行流体加压注射成型的试验片。
[图33]表示在顶杆的周围设置气体加强筋218进行密封的方法的示意图。
[图34]表示在顶杆的周围设置气体加强筋218进行密封的方法的示意图34的顶杆顶端的斜视图。
[图35]表示模具分型面结构的剖面图。
[图36]针对零件壁厚,改变加强筋的厚度,确认了压缩流体注射成型在加强筋的厚度是多少时是有效的,图为成型制品示意图。
[图37]图36的动模侧斜视图。
[图38]图36的定模侧斜视图。
[图39]从顶杆注入压缩流体,确认作用·效果的成型制品示意图。
[图40]图39的动模侧斜视图。
[图41]图39的定模侧斜视图。
[图42]在顶杆周围设置气体加强筋218,防止气体从顶杆泄漏的成型制品示意图。
[图43]图42的动模侧斜视图。
[图44]图42的定模侧斜视图。
[图45]图42的剖面图。
[图46]具有复数加压回路的压缩流体制造装置的压缩流体回路图。
[图47]密封板延伸到模具外部的模具示意图。
[图48]在镶件上加工外筒132形状的示意図。
[图49]在镶件上加工外筒132,放入内芯后的密封板的压缩流体回路的示意図。
直接加工外筒(132)的形状镶件,放入内芯后的密封板上的压缩流体回路示意图。
(A)图49是利用图48安装内芯71的示意图。
(B)从纸面上方向下俯视板(53)图(平面图)。
[图50]表示在图49的1块密封板上设置复数压缩流体回路的示意图。
(A)另外标上槽81、通路49、48连接口的示意图。
(B)从纸面上方向下俯视板(53)的图(平面图)。
[图51]表示使用如图49那样的多块密封板,分别设置压缩流体回路的示意图。
(A)利用多张板(53)、板(54),分别形成压缩流体回路的示意图。
(B)从纸面上方向下俯视板(53)的图(平面图)。
(C)从纸面上方向下俯视板(53)的图(平面图)。
[图52]从顶杆实施流体加压的顶杆226的外筒224的示意图。
[图53]从顶杆实施流体加压的顶杆226的内芯225的示意图。
[图54]从顶杆实施流体加压的顶杆226的示意图。
[图55]从顶杆实施流体加压方式的示意图。
[图56]显示从顶杆实施流体加压方式的顶板28的示意图。
[图57]显示从顶杆实施流体加压方式的顶板29的示意图。
[图58]表示在图55的1块顶板设置复数压缩流体回路的示意图。
(A)模具结构中安装加压顶杆227的示意图。
(B)从纸面上方俯视板(28)的图(平面图)。
(C)从纸面上方俯视板(28)的图(平面图)。
[图59]表示使用图55那样的多块顶板,分别设置压缩流体回路的示意图。
(A)设有加压顶杆227的示意图。
(B)从纸面上方俯视顶板29图(平面图)。
(C)从纸面上方俯视底板(29)的图(平面图)。
(D)从纸面上方俯视顶板28的图(平面图)。
(E)从纸面上方俯视底板(28)的图(平面图)。
(F)显示采用不同长度加压顶杆227时的示意图。
[图60]表示从动模侧的安装板向顶板注入压缩流体时的回路示意图。
[图61]为表示可压缩流体的另一顶杆结构的示意图。
(A1)为在顶端部内置压缩流体可通过的烧结部件的加压顶杆示意图。
(A2)为从纸面上方俯视(A1)的顶端部的图(平面图)。
(B1)为在顶端部叠加内置可通过压缩流体的板的加压顶杆示意图。
(B2)为从纸面上方俯视(A1)顶端部的图(平面图)。
(C1)为在顶端部叠加内置可通过压缩流体的四角柱的加压顶杆示意图。
(C2)为从纸面上方俯视(C1)顶端部的图(平面图)。
(D1)为在顶端部叠加内置可通过压缩流体的四角柱的加压顶杆示意图。
(D2)为从纸面上方俯视(D1)顶端部的图(平面图)。
(E1)为内置一个立方体块(或四角柱)的加压顶杆示意图。
(E2)为从纸面上方俯视(E1)顶端部的图(平面图)。
(F1)为具有机构的加压顶杆示意图,其特点是在顶端部插入带有凸缘的圆柱形状,提升压缩流体的压力,结束流体加压则可以弹簧的力量推动返回。
(F2)为从纸面上方俯视(F1)顶端部的图(平面图)。
(F3)为带有凸缘的圆柱形状的示意图。
(G1)为内部插入球的加压顶杆的示意图。
(G2)为从纸面上方俯视(G1)顶端部的图(平面图)。
(H1)为在顶端部叠加内置可通过压缩流体的四角柱或圆锥的加压顶杆示意图。
(J1)为在图61上用定位螺丝固定(F1)至(3)的凸缘(250)的加压顶杆示意图。
(J2)为带有凸缘的圆柱形状的示意图。
(J3),(J4)为组装带有凸缘的圆柱形状的示意图。
(K)为显示没有压缩流体的加压销、顶杆的密封件方法的示意图。
[图62]为显示在加压销50后部设置驱动装置,使其前进和后退的示意图。
[图63]为显示将加压顶杆向后退以便更容易流体加压的示意图。
(A)为显示加压顶杆在倒退前与熔融树脂相接处的示意图。
(B)为显示加压顶杆倒退后,在熔融树脂之间形成空间的示意图。
(C)为显示进行流体加压的示意图。
[图64]为具备顶出顶板机构的复位杆结构的示意图。
[图65]为加压顶杆227向后退便于压缩流体进入树脂和模具之间的间隙,并插入楔块而接收树脂压的示意图。
[图66]为楔块向后退,在加压顶杆的顶端部形成空间实现流体加压的示意图。
[图67]为分别获同时使外筒和芯体部前进和后退的结构示意图。
[图68]为显示将楔块向后退,在加压顶杆的顶端部形成空间后使得进行流体加压的示意图。
[图69]为将外筒和芯体部向后退时的顶端部形状示意图。
(A)外筒和芯体部都没有后退。
(B)为显示只将芯体部向后退后形成空间的示意图。
(C)为显示只将外筒向后退后形成空间的示意图。
(D)为显示只将外筒向后退后形成空间的示意图。
(E)为显示较外筒,将芯体部多余后退形成空间的示意图。
(F)为显示较芯体部,将外筒多余后退形成空间的示意图。
[图70]为显示从顶板向板移动外筒,在使用短顶杆套和长顶杆时的流体加压部件的示意图。
[图71]为图70中使外筒向后退的机构示意图。
[图72]为图71中使外筒向后退的机构示意图。
[图73]为显示外筒、芯体部的后退等,顶端部压缩流体的喷出口的示意图。
[图74]为压缩流体喷出口的示意图。
[图75]为与加压销、加压顶杆顶端部和成型制品形状相对应的示意图。
[图76]为显示顶端喷出部位呈锥型(倾斜形状)时的示意图。
[图77]为显示加压压力的轮廓的示意图。
[图78]为显示由分型面组成的间接加压的示意图。
[图79]为L字密封件、(L字形密封件)、(L字类型)、U字密封件、(U字形密封件)、(U字类型)的示意图,L字密封件,U字密封件统称为“K密封件”。
[图80]为滑环的示意图;
[图81]为显示难以折断的型销原理的示意图。
[图82]为模具的滑动芯(倾斜芯)的密封件部件的示意图。
[图83]为显示压缩流体的压缩部件的示意图。
[图84]为说明芯后卫机构的示意图。
[图85]为显示防止热流道的压缩流体倒流的示意图。
[图86]为显示评价环状弹性部件密封性的装置示意图。
[图87]为显示滑块(斜销)的固定部件的示意图。
(A)为将加压销、加压顶杆插入滑块上方固定滑块的部件示意图。
(B)为在滑块下方固定加压销、加压顶杆的部件的示意图。
[图88]为显示滑块(斜销)的固定部件的示意图。
(A)为将加压销、加压顶杆放入镶件结构中滑块里进行固定的部件示意图。
压缩流体从镶件的间隙喷出。
(B)为将加压销、加压顶杆放入滑块里进行固定的部件示意图。
压缩流体从设于镶件的多空质部分喷出。
[图89]为显示利用倾斜销的滑块固定部件的示意图。
(A)为将加压销、加压顶杆插入滑块上方进行固定的部件示意图。
(B)为在滑块下方固定加压销、加压顶杆的部件的示意图。
[图90]为显示利用倾斜销的滑块固定部件的示意图。
(A)为将加压销、加压顶杆放入镶件结构中滑块里进行固定的部件示意图。
压缩流体从镶件的间隙喷出。
(B)为将加压销、加压顶杆放入滑块里进行固定的部件示意图。
压缩流体从设于镶件的多空质部分喷出。
[图91]为显示顶杆密封件结构的示意图。
(A)为在顶板组装K密封件的状态示意图。
(B)为详细说明图91的A部位的示意图。
[图92]为显示降低用于顶板上的压缩流体压力的部件示意图。
[图93]为显示压缩流体不规则移动的情况的示意图。
[图94]在顶杆的高度密封不规则移动的压缩流体的部件。
(A)对于在型腔内填充熔融树脂的一面,由于顶杆的顶端相同,因此不规则移动的压缩流体即使再喷出也不能密封(封口)的情况示意图。
(B)对于在型腔内填充熔融树脂的一面,由于与顶杆顶端相离,因此不规则移动的压缩流体即使再喷出也不能密封(封口)的情况示意图。
(C)对于在型腔内填充熔融树脂的一面,由于顶杆顶端进入内部,因此不规则移动的压缩流体即使再喷出也能密封(封口)的情况示意图。
[图95]为显示在分型面设置气体加强筋来防止压缩流体回流的示意图。
(A)为显示设在动模侧一端,并防止压缩流体在分型面回流到定模侧的气体加强筋示意图。
(B)为显示设在动模侧一端,即使压缩流体在分型面回流到定模侧,也不超过其量的气体加强筋示意图。
[图96]为显示在镶件的相对表面(间隙)设置气体加强筋来防止压缩流体侵入的示意图。
同时用气体加强筋密封(封口)在镶件的间隙不规则移动并再喷出的压缩流体的示意图。
[图97]为显示对于压缩流体在不规则移动的镶件,对每个镶件进行密封并防止压缩流体不规则移动的部件示意图。
[图98]为在上方俯视偏心加压销、加压顶杆的内芯形状的示意图。
[图99]为显示倾斜加压销、加压顶杆的顶端部来控制压缩流体方向的示意图。
[图100]为自动浇口切断器示意图。
(A)为在型腔内填充熔融树脂后的示意图。
(B)为用压入销将浇口部位推入型腔内的示意图。
(C)为用压入销将浇口部位推入型腔内后,压入销向后退,完成切断浇口的示意图。
[图101]为说明根据表14,利用K密封件的L字类型(L字密封件)密封粗细各异的顶杆时,顶杆和外壳关系,并显示表14中附图标记地点的示意图。
[图102]为显示以反方向连接密封件到顶杆的示意图。
[图103]为利用多个密封件在顶杆附着密封件的示意图。
[图104]为显示利用密封圈89和密封圈440在上下方向密封不规则移动的压缩流体的示意图。
[图105]为安装球式止回阀的示意图。
(A)为在注射成型机喷头内部安装具备密封件功能的球式止回阀的示意图,并且接收球的部位(附图标记(450))呈球形状。
(B)为显示喷头盖444内部的示意图。
(C)显示槽445后部的示意图。
(D)为注射成型机喷头内部安装具有密封件功能的球式止回阀的示意图,接收球的部分(附图标记(509))呈圆锥形状。
[图106]为利用磁铁提升球密封性的示意图。
(A)为显示后部插入磁铁的示意图。
(B)为显示图106(A)内部的示意图。
[图107]为显示内部的球446和不同阀门功能的形状的示意图。
(A)球型回阀
(B)袋型止回阀
(C)在(B)的止回阀设置导柱
(D)袋型止回阀的后部为平面
(E)(D)的止回阀上设置导柱
(F)(B)的止回阀后部为圆锥型
(G)(F)的止回阀上设置导柱
(H)(D)的止回阀前部为圆锥型
(I)(B)的止回阀前部为圆锥型
(J)(B)的止回阀后部一部分为平面
(K)(F)的止回阀后部一部分为平面的止回阀
(L)(A)的止回阀上设置导柱
[图108]为显示利用多个球446的示意图。
[图109]为显示使顶板28和顶板29带有强度的部件示意图。
[图110]为显示在动模侧安装板(23)安装加压销(467),因此即使受到压缩流体的压力也可具有充分的强度情况的示意图。
[图111]为显示加压销的结构和动作的示意图。
[图112]为显示加压销的结构和动作的示意图。
[图113]为显示加压销的结构和动作的示意图。
[图114]为显示顶紧螺栓结构的示意图。
[图115]为一种装置回路图,在调节器前后具备储气罐,可在短时间内进行流体加压。
[图116]在滑块、斜销等机构上倾斜配置密封件的示意图。
[图117]为在压缩流体注射成型、中空注射成型上可以使用的热流道示意图。
(A)阀门浇口方式的热流道阀杆上具备阀门结构的热流道示意图。
(B)不适用阀杆514的热流道示意图。
[图118]为将加压销50置于成型制品的外侧(型腔意外的地方的分型面),通过分型平面放入模具和熔融树脂的间隙的部件示意图。
(A)为在动模侧设置加压销50的示意图。
(B)为在动模侧设置加压销50的示意图。
(C)为在动模侧设置板,在板面的动模侧设置加压销等的示意图。
[图119]为在成型制品的外部分型平面设置加压销等,通过分型平面放入模具和熔融树脂的间隙的部件示意图。
(A)为利用动模侧将加压销等安装于模具的分型平面的示意图。
(B)为利用定模侧将加压销等安装于模具的分型平面的示意图。
(C)为在定模侧设置不同的板,并在其板上利用动模侧设置加压销等的示意图。
(D)为在定模侧设置不同的板,并在其板上利用定模侧设置加压销等的示意图。
(E)为在成型制品的分型平面设置台阶的示意图。
[图120]为显示在从成型制品外侧稍微凹进去的部位设置加强筋的成型制品,向加强筋内外侧流体加压的部件示意图。
(A)为在从成型制品外侧稍微凹进去的部位设置加强筋的成型制品的示意图。
(B)为在加强筋上配置加压销的示意图(在加压销等上固定加强筋的形状)。
(C)为在加强筋的内侧和成型制品的外侧安排加压销等的示意图。
[图121]为预示烧结金属的图片。
(A)为烧结金属的图片。
(B)为用外筒包裹烧结金属的图片。
(C)为用外筒包裹烧结金属的图片。
[图122]为显示利用烧结金属流体加压的部件的模具结构示意图。
(A)为用烧结金属作为镶件的示意图。
(B)为将利用烧结金属的镶件向后退形成空间,在利用烧结金属在其空间内进行流体加压的部件示意图。
[图123]为显示连接加压销、可进行流体加压的顶杆的部件示意图
(A)为用螺丝相连接的示意图。
(B)为利用凸缘相连接的示意图。
[图124]为在中空注射成型中将内芯向后退,在前方形成空间,在其内部进行流体压缩,以畅通向大气排放压缩流体的部件示意图。
(A)为显示内芯前进的示意图。
(B)为内芯向后退,在顶端部形成空间的示意图。
[图125]为在实施压缩流体注射成型时显示成型制品上顶杆痕迹的示意图。
(A)为没有进行流体加压的顶杆痕迹。
(B)为在由内芯和外筒形成的双重结构上可进行流体加压的顶杆痕迹。
(C)为通过准备顶端部的烧结金属等可进行流体加压的顶杆痕迹。
(D)为利用由内芯和外筒形成的双重结构将内芯一分为二可进行流体加压的顶杆痕迹。
(E)为利用由内芯和外筒形成的双重结构将内芯一分为二可进行流体加压的顶杆痕迹。
[图126]为成型制品的端面上设置加压销等的示意图。
(A)为将加压销等设置在成型制品端面边缘的示意图。
(B)为将加压销等设置在成型制品端面终端的示意图。
[图127]为将成型制品端面为倾斜形状,将压缩流体导向动模侧的部件示意图(图面下方显示动模侧)。
[图128]为显示在加强筋中心形成的中空部位的示意图。
(A)为若仅为中空注射成型时的加强筋中心中空部位的示意图。
(B)为同时实施中空注射成型和压缩流体注射成型(并用)时的加强筋中心中空部位的示意图。
[图129]为利用咬花加工方式连接加压销50和型腔21,向型腔21内的熔融树脂诱导压缩流体的部件示意图,也是在分型平面上看模具的图。
(A)为显示部分进行咬花加工(552)的示意图。
(B)为在模具分型平面的一半部位实施咬花加工553的示意图,咬花的范围已变更。
(C)为在模具的分型面全周实施咬花加工553、咬花加工554的示意图,咬花的范围已变更。
[图130]为压缩流体的部件,降低外筒来形成空间,但熔融树脂进入该空间时,在将其再顶进型腔内熔融树脂内(顶进回流)的部件示意图。为简单说明,在剖面图中所显示的所需地方外没有显示在剖面图上。
(A)为显示将外筒224向前进,在型腔内填充熔融树脂的示意图。
(B)为显示将外筒224向后退后,喷出压缩流体的空间511的示意图。
(C)为型腔21内的熔融树脂流进空间551的示意图,而附图标记(555)显示进入空间511的熔融树脂。
(D)为将外筒224向前进,将熔融树脂555顶进型腔21内熔融树脂里的示意图,而附图标记556显示顶进型腔21内熔融树脂中的情况。
(E)为再次将外筒224向后退,显示再次形成喷出压缩流体的空间557的示意图。
[图131]为分开设置两套顶板,不仅在注射成型机的顶出机构,也在模具结构顶杆(动模侧的安装板)上接受填充熔融树脂时的压力的模具结构示意图。
[图132]为显示顺序控制的示意图。
(附图标记说明)
1氮气钢瓶(填充压力为15MPa的氮气钢瓶);2压力计(表示氮气钢瓶1内的压力的压力计);3阀门(更换氮气钢瓶时关闭的手动阀门);4调节器(调节氮气钢瓶压力的调节器);5压力计(确认调节器4的设定压力的压力计);6止回阀;7压力计(确认气体增压器中间段压缩时的压力的压力计);8气体增压器(压缩氮气的气体增压器);9压力计(确认储气罐10内的压力的压力计);10储气罐(对压缩后的高压氮气进行蓄压的储气罐);11阀门(排出储气罐10内的气体的手动阀(排气阀));12调节器(对型腔内的树脂加压时,设定压缩流体的压力的调节器。确认设定压力的压力计未进行图示。);13压力计(确认压缩流体的压力的压力计);14自动开关阀(向型腔内注入压缩流体的自动开关阀);15自动开关阀(将注入的压缩流体向大气中放出的自动开关阀);16压缩流体的流动方向;17配管;18压缩流体的排气(喷出)方向;19排出储气罐10内的压缩流体时的排气的流动方向;20表示在大气中;21型腔;22定模侧的安装板;23动模侧的安装板;24浇口套;25成型制品的浇口;26模具的分型面;27顶杆;28顶板(上);29顶板(下);30定模侧模具的型腔;31动模侧模具的型腔;32定模侧的镶件;33定模侧的镶件的结合部分的间隙;34动模侧的镶件;35动模侧的镶件的结合部分的间隙;36设置在定模侧的滑块;37设置在动模侧的滑块;38密封件(为防止压缩流体从浇口套泄漏所设置的密封);39密封件(固定及可动安装板与模板之间的密封);40密封件(分型面所设置的密封);41密封件(定模侧设置的滑块的分型面的密封);42密封件(动模侧设置的滑块的分型面的密封);43密封件(顶板所设置的密封);44板(定模侧的镶件下的下密封板);45板(定模侧的镶件下的上密封板);46密封件(在定模侧的镶件下的密封板44与45之间设置的密封);47压缩流体的流动方向(由于定模侧的部分与动模侧相同所以未图示。);48连接口(压缩流体图1、或图46的装置与模具的连接口);49压缩流体的通路;50加压销;51虚线(表示将顶出机构密封在密闭空间(顶出机构箱结构)的虚线51);52空间(由顶出机构箱52形成的空间);53板(动模侧的镶件下的下密封板);54板(动模侧的镶件下的上密封板);55密封件(在动模侧的镶件下的密封板53与54之间设置的密封件);56喷出部件(顶出机构箱51内注入压缩流体的注入部件56由连接口48和压缩流体的通路49构成。);57喷出部件(直接使压缩流体作用于型腔内的树脂,从定模侧直接对型腔内的树脂进行加压的喷出部件57,由连接口48、压缩流体的通路49与加压销50构成。);58喷出部件(直接使压缩流体作用于型腔内的树脂,从动模侧直接对型腔内的树脂进行加压的喷出部件58,由连接口48与压缩流体的通路49与加压销50构成。);59喷出部件(直接使压缩流体从定模侧的滑块作用于型腔内的树脂进行加压的喷出部件59,由连接口48、压缩流体的通路49与加压销50构成。);60喷出部件(直接使压缩流体从动模侧的滑块作用于型腔内的树脂进行加压的喷出部件60,由连接口48、压缩流体的通路49与加压销50构成。);61喷出部件(将压缩流体通过定模侧的镶件的间隙33向型腔内注入,从定模侧对树脂进行加压的喷出部件61,由连接口48、压缩流体的通路49与加压销50构成。);62阀门(型腔内填充树脂时,使型腔内的空气从分型面排到外面,解决发生填充不足和变色·烧焦问题的自动开关阀);63通路(将型腔内的空气从分型面、镶件等处设置的排气孔等进行排气的模具内的通路);64软管(用于型腔内的空气的排气所设置的、与阀门62、阀门67、阀门68等相连接的耐压软管。);65型腔内的空气的排气流动方向;66放出到大气中的型腔内的空气;67阀门(与定模侧的板44、板45相连接的自动开关阀62具有相同作用的自动开关阀。);68阀门(与定模侧的板44、板45相连接的自动开关阀62具有相同作用的自动开关阀。);69外筒;70凸缘;71内芯;72D面(D切面,作为压缩流体的通路。);73内芯71的顶端部;74D面;75六角形状;76接口;77容纳内芯71的部分;78定模侧的定模板;79放置内芯71的凸缘的沉台(由于〇型圈是线接触,所以密封性低,发明者采用将橡胶片切成圆形使用,通过面接触提高密封性。);80孔;81槽(型腔内的空气的排气与压缩流体的通路);82沉台(收纳密封圈89的沉台);83孔(插入顶杆的孔);84孔(插入加压销50的孔);85孔(容纳加压销50的凸缘的孔);86孔(表示排出图3空气的通路63的孔的详细图。);87动模侧的动模板;89密封圈(为了密封顶杆而设置的密封圈);90密封圈(在抽真空的情况下,为防止空气从顶杆侵入所设置的密封圈。);91密封件(在抽真空的情况下,防止空气从板53和板92的间隙侵入。);92板(为了压住密封圈90的板);93密封件(通过动模侧动模板87和板54之间设置的密封防止从此间隙发生的压缩流体的泄漏。定模侧定模板78和板44之间虽然没有在图中表示,也设置了具有相同作用的密封。);94排气孔;95槽;96槽;97孔(排气气体通路63的孔);98连接口(图3的阀门62的连接口);99镶件的排气孔;100通路(型腔内空气的排气通路、压缩流体的通路);101槽(与通向排气孔99的槽的排气通路63连接。向板53和板54之间注入压缩流体,从镶件的间隙对型腔内的树脂进行加压时的压缩流体的通路);102空间(为增加缓冲性而设置的小空间,不是必须要设置。);103树脂部分、本体(密封件部位),环状弹性部件的本体部位;104弹簧(环状部件的事例);105咬花;106陶瓷膜;107光泽面;108浇口(侧面浇口);109压缩流体销的前端;110动模侧的加压部分;111定模侧的加压部分;112动模侧的滑块的加压部分;113定模侧的滑块的加压部分;115喷出部件;116喷出部件(向板53与板54之间注入压缩流体,通过通道槽81,从镶件的间隙和顶杆的间隙等对型腔内的树脂加压。);117内芯71的凸缘;118凸缘117的D面(D切面,作为压缩流体的通路。);119顶端部;120U槽(开有U槽,成为压缩流体的通路。);121孔;122六角扳手的孔;123螺纹部分;124成型制品;126〇型圈(密封);127紧定螺丝;128压缩流体;129薄壁部分;130凸柱;131U槽(开U槽,成为压缩流体的通路。);132外筒;133内芯;134D面;135凸缘;136成型制品的凸柱;140压缩流体制造装置;141密封模具;142密封模具;200型腔、成型空间;201定模侧模具;202动模侧模具;203芯体部;204加压销(直接加压);205第一模;206第二模;207凸缘;208凹槽;209开口部;210成型制品;211加强筋(为阻止压缩流体而设置的加强筋。);212加压销(间接加压);213沉台;214镶件;215镶件;216成型制品;217面;218顶杆周围的气体加强筋;219顶杆与加强筋218之间的间隙;220φ20的咬花粗加工;221在镶件34上加工的容纳芯体部203的形状示意图;222密封件;223压缩流体喷出部分;224外筒;225内芯;226芯体部;227对顶杆套进行加工,形成压缩流体通路后的顶杆;228密封件;229密封件;230密封件;231贯通孔(放入顶杆的台阶孔);232贯通孔(放入顶杆的台阶孔);233贯通孔(放入顶杆的台阶孔);234贯通孔(放入顶杆的台阶孔);235贯通孔(放入顶杆的台阶孔);236槽;237槽;238槽;239槽;240槽;241凸台;242沉台;243密封;244烧结部件;245重叠板的部件部件;246重叠四角柱的部件;247重叠圆柱的部件;248立方体块;249喷出部位;250带有凸缘的圆柱形状;251弹簧(弹簧);252球;253显示球的移动的箭头;254重叠四角锥的部件;255四角锥或圆锥;256定位螺丝;257使加压销向后退形成的空间;258罗盘;259显示加压销的移动的箭头;260驱动装置;261型腔内的熔融树脂;262间隙(空间);263显示顶板内内压缩流体流向的箭头;264显示加压顶杆内内压缩流体流向的箭头;265显示树脂和模具的间隙的压缩流体流向的箭头;266显示加压熔融树脂的箭头;267复位杆的顶端部;268弹簧(弹簧);269复位杆;270空间;271复位杆;272顶柱;273间隙;274驱动装置;275楔块;276显示楔块的移动的箭头;277罗盘;278楔块单元;279空间(间隙);280楔块单元;281板;282密封件;283板;284板;285间隙;286空间(间隙);287板;288板;289密封件;290密封件;291密封件;292密封件;293密封件;294弹簧(弹簧);295密封件;296密封件;297板;298板;299密封件;300板;301顶杆导柱;302间隙;303板;304空间(间隙);305间隙;306设置于凸缘的压缩流体的通路;307顶杆导柱和顶杆之间的间隙;308显示顶杆后退的箭头;309利用多孔材料(例如烧结金属)制成的顶端部;310间隙;311间隙;312凸柱;313凸柱;314凸柱;315〇型圈(环状部件的一例);316本体(密封件部位),环状弹性部件的本体部位;317端面;318段部位;319机体;320凸缘;321机体;322间隙;323滑动部位;324滑动方向;325斜销;236滑动方向;327滑块单元;328顶出方向;329滑环或耐磨环;330活塞;331气缸;332外筒;333密封件;334间隙;335显示活塞移动的箭头;336冷却介质(冷却前);337冷却介质(冷却后);338入口;339出口;340挡板;341气缸盖;342气缸后盖;345压缩流体的流路(压缩前);346压缩空间;347压缩流体的流路(压缩后);348罗盘;349显示罗盘移动的箭头;350利用液压或气压等的气缸或电动机;351气缸331和活塞330之间的间隙;352气缸331和罗盘348的接触部位;353加强筋;354浮芯(芯背部分);355罗盘;356注射成型机;357顶杆;358顶出加强筋上方的顶杆;359压缩流体;360因芯背形成的空间;361下密封板;362上密封板;363密封件;364显示芯背的移动的箭头;365密封件;366间隙;367树脂;368热流道;369锥型部位;370锥型部位;371由芯背形成的外围加强筋;372上方滑块板;373下方滑块板;374滑块单元移动的长孔;375密封件;376密封件;377滑块单元的下脚;378空间(相当于型腔);379形成空间的钢材(相当于镶件);380顶出的轴体;381环状弹性部件;382插入环状弹性部件的槽;383密封板;384压缩流体的出入口;385安全阀门;386压力计;387密封件;388确认环状弹性部件密封性能的装置;389滑块;390镶件;391镶件的相对表面;392显示滑块紧固性的结构;393显示滑块紧固性的结构;394显示滑块紧固性的结构和喷出部位;395显示滑块紧固性的结构和喷出部位;396倾斜销;397进入倾斜销396的滑块;398间隙;399R形状;400凸柱部位;401间隙;402顶板;403显示进入树脂和模具之间间隙的压缩流体的箭头;404显示从顶杆27回流的压缩流体的箭头;405显示从镶件的间隙35回流的压缩流体的箭头;406经过镶件的底部和板54等之间不规则移动的压缩流体的箭头;407显示压缩流体再喷出的箭头;408成型制品和顶板之间的间隙;409成型制品和顶板之间的间隙;410成型制品和顶板之间的间隙;411设置于动模侧的气体加强筋;412设置于定模侧的气体加强筋;413与分型面分离的气体加强筋;414与分型面分离的气体加强筋;415上板;416下板;417密封件;418镶件底部;419摄于镶件相对表面的密封件;420密封镶件的砖;421倾斜切割,控制压缩流体流向的形状;422倾斜切割,控制压缩流体流向的形状;423压入销;424浇;425浇被推入的部分;426显示浇被推入,在因其形成的空间完成浇口切割的情况;427显示被推入的浇口;428芯轴流道;429显示压入销423前进的箭头;430显示压入销423后退的箭头;431压缩流体可通过但熔融树脂无法通过,并用多孔材料制成的部分;432可容纳L字密封件的尺寸;433顶杆的直径;435显示L字密封件指引的形状;434容纳L字密封件的外壳深度;436容纳L字密封件的外壳底部形状;437顶杆和L字密封件的配合公差;438不在密封圈440进行密封而外露的压缩流体;439密封圈;440密封圈;441密封圈;442不在密封圈89进行密封而外露的压缩流体;443熔融树脂流出的喷头顶端部上的孔;444喷头盖;445槽;446球;447球446前后移动的空间,熔融树脂经过的空间;448面(球的前面)、球型的前面部分;449面(球的后面)、球型的后面部分;450接触于球446密封的部分(形状为球形);451螺纹部分;452喷头的机体;453熔融树脂的流向;454熔融树脂的流路;455间距;456附图标记445后部(段部)的形状;457磁铁;458圆锥形状;459圆锥形状;460平面;461平面;462导柱;463D切面;464轨道形状;465密封件;466压缩流体的通路;467加压销;468加压销(467)的凸缘后面(后表面);469压缩流体的出入口;470外筒与附图标记224的外筒相同的功能;471通路;472板;473板;474密封件;475间隙;476密封件;477模板;478支撑柱;479孔;480孔;481空间;482压缩流体;483孔;484顶端部;485孔;486凹进部位;487盖;488外筒;489孔;490孔;491空间;492孔;493空间;494凸缘;495螺丝的凸缘;496螺丝;497厚度;498空距离;499显示长距离的省略记号;500加压顶杆(组成顶杆500的顶杆27具备顶出成型制品的机构);501副储气罐;502副储气罐;503K密封件等;504滑环;505滑环;506交界部位;507正面顶出的轴体;508倾斜顶出的轴体;509接触于球446被密封的部位{密封部位(形状为圆锥球形)};510D切面;511空间;512内部设孔479、孔480的顶杆;513驱动附图标记514的机构;514阀杆;515密封件;516顶端部;517正确夹紧顶端部516的部分;518顶端部;519袋型的阀门;520间隙;521空气;522空气配管;523空气;524顶端部;525板(仅显示附图标记,不图示);526成型制品的斜率;527由板形成的面;528密封件(〇型圈);529由加强筋将加压销的顶端部作为沉台;530加强筋;531加强筋外部的狭窄部位;532烧结金属;533包裹烧结金属的外筒;534使用烧结金属镶件;535注入压缩流体的空间;536压缩流体的导管;537螺纹部分;538密封件(〇型圈);539凸缘;540密封件(〇型圈);541凸柱;542内芯;543外筒;544显示内芯可前进和后退的箭头;545内芯顶端的圆锥部位;546空间;547设置于成型制品的斜角形状;548显示在图39至图41的成型制品加强筋;549显示在图39至图41的成型制品的板厚度;550通过中空注射成型形成的中空部位;551通过实施压缩流体注射成型而被缩小的由中空注射成型形成的中空部位;552咬花;553咬花;554咬花;555进入空间511的熔融树脂;556推入型腔内熔融树脂里的附图标记(555)的树脂;557空间;558显示使外筒224后退的箭头;559显示再次使外筒224前进的箭头;560显示再次使外筒224后退的箭头;561唇部(内侧);562唇部(外侧);563面;564上顶板;565下顶板;566顶板;567连接支撑柱(与顶板566相连的复位杆);568顶柱570的上方;569顶柱570的台阶形状的上方;570顶柱;571距离;572显示顶柱移动的箭头;573设置于成型制品端部的加强筋(控制压缩流体泄露);574设置于成型制品内部的加强筋(控制压缩流体泄露);575设置于成型制品内部的加强筋(控制压缩流体泄露);576通过顺序控制填充的范围;577通过顺序控制填充的范围;578通过顺序控制填充的范围;579通过顺序控制填充的范围;580热流道的浇口部位;581热流道的浇口部位;582热流道的浇口部位;583热流道的浇口部位;584作为压缩流体的喷出部位可举出(227)、附图标记(470)等;585作为压缩流体的喷出部位可举出(227)、附图标记(470)等;586作为压缩流体的喷出部位可举出(227)、附图标记(470)等;587作为压缩流体的喷出部位可举出(227)、附图标记(470)等;1100缩痕发生的位置;1101缩痕发生的位置;1102缩痕发生的位置;1140压缩流体制造装置。
具体实施方式
本发明涉及树脂(以热塑性树脂为一例)的注射成型加工。更详细地说,本发明涉及使压缩流体作用于填充在型腔内的树脂、对树脂施加压力的模具装置、注射成型系统以及成型制品的制造方法。树脂可以是热塑性树脂、橡胶、或者热可塑性人造橡胶。
首先,对本发明中使用的用语进行定义。
(压缩流体注射成型)
“压缩流体注射成型”是指向型腔内填充(注射)树脂,在注射过程中、注射完成后、或者注射完成并经过事先规定的时间后,向填充于型腔内的树脂与型腔面之间注入压缩流体,使压缩流体的压力作用于型腔内的树脂的注射成型加工方法,也可以简称为“压缩流体成型”。
(机构和功能)
“机构”是指机器的结构、机械的机械装置。另一方面,“功能”的概念本身极其模糊,可在与日常语言相同的层次,以作用、功能等的意思来使用,甚至在社会学上,对于系统,从被设定的贡献“目的”的观点出发,指系统及其各部分的作用。
(成型)
就是制作形状。另外,也可以是形成某种形式,或者利用框架等,把材料制作成一定的形状。以树脂成形为例,在成型空间中加入热塑性树脂,或者加入热固性树脂,用树脂来再现和成型空间相同的形状,又称为“成形”。
热塑性树脂将树脂放在高温下熔融,将其放入低温模具中进行固化。一般来说,加以比树脂的玻璃相变温度(tg)高出50℃~250℃的高温。这是为了降低高分子特有的粘稠度。其优点是可以几秒~几分钟的较快周期进行成型,但是由于树脂粘度高,所以需要快速高压充填。
以热固性树脂为例,一开始加以50℃的温度,使其拥有流动性后,填充高温模具进行硬化(固化)。热固性树脂在熔体状态下分子量低,因此粘度也低,所以不需要高的填充压力。
(注射成型)
“注射成型”是指,例如在热可塑树脂中,将树脂放入高温熔融,并将其放入低温的金属模具中进行冷却。
例如,热固性树脂开始在50℃左右加热,拥有流动性后,利用高温模具(约150℃左右)进行填充和硬化(固化)。
(注射泡沫成型)
“注射泡沫成型”是指,利用物理发泡剂、化学发泡剂,使树脂具有发泡性,将发泡性树脂填充在型腔内,获得具有发泡结构的成型制品的方法,可简称为“发泡成型”。
具体而言,可举出UCC(Union Carbide公司)法、Batenfeld方法、GCP(气体反压)的方法、新-SF,MuCell技术(Myuseru)、AMOTEC(Amotekku)、联合化学有限公司方法、亚琛大学方法、GasTy(Guthi)-1等。
(中空注射成型)
“中空注射成型”是指,非发泡填充树脂在模具型腔内,并将压缩流体放入树脂内部,获得中空结构的成型制品,可简称为“中空成型”。
具体而言,可举出Shinpureru、AGI、出光石油化学的GIM、海尔加、Nitorojection、空气模具、瑞克模具、PFP、GasTy-2等。
有时可使用发泡树脂,可举出New-SF、GasTy-1等。
(压缩流体注射成型)
“压缩流体注射成型”是指将非发泡性的树脂,或具有发泡性的树脂填充到模具型腔内,在树脂和型腔之间放入高压,或1MPa(兆帕)左右的非高压压缩流体,用其压力向还没有冷却固化的型腔内的树脂加压,从没有放入压缩流体的一侧模具表面转写压缩流体的压力的方法。
“压缩流体注射成型”是指在型腔内充填(喷射)树脂,在注射过程中、注射完成后,或提前完成注射后,当经过规定的时间后,向型腔内填充的树脂〔{树脂与模具相接触部分(表面)冷却固化,而内部仍处于融化状态”}〕与型腔表面的间隙喷出压缩流体,将压缩流体的压力作用于型腔内的树脂的注塑加工法,可简称为“压空成型”。
“喷射”有时可指向树脂和模具之间的间隙“注入”的情况,而注入和喷出是同义词。“喷出口”是压缩流体喷出的部分,加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500的顶端部,也称为“喷出口”。
在压缩流体注射成型中,针对使用注射成型机以填充不足状态填充于型腔内的树脂,不使用注射成型机的螺杆进行树脂保压,而只是进行流体加压,因此可以降低动模侧模具和定模侧模具的合模力。也就是说,压缩流体注射成型能够通过小型注射成型机进行较大成型制品的成型加工,可以降低成型制品的加工费。
并且,由于压缩流体注射成型不使用树脂保压,因此很少发生分型面的毛边,特别是浇口周围毛边的发生。同时,在压缩流体注射成型中,由于利用压缩流体的压力将型腔内的树脂向型腔面挤压(压缩),可以提高成型制品与型腔形状的一致性,抑制缩痕的发生。
具体而言,可举出GPI(气体压入注射)、空气辅助、GasTy-3等。同时,“GasuTy-3”是指本发明的压缩流体注射成型。
(成型空间)
“成型空间”是指模具上填充树脂的空间,与“型腔”同义。“型腔内”是指型腔的内部、空间、或体积。
(注射)
“注射”是指向型腔内填充树脂,或者用树脂将型腔内填满或其工序(过程)。
(填充)
“填充”是指在注射成型加工中,向型腔内注入树脂。或者用树脂填充型腔内部,或者其过程(流程)。
“填充量”是指,将填充在型腔中的树脂体积除以型腔的体积所得到的值乘以100得到的值,单位以%(百分比)表示。
比型腔的体积少的体积量(容量)的树脂填充,称为填充不足或缺料。
与型腔的体积同等体积量的树脂的填充,称为满充或全充。
比型腔的体积多的体积量的树脂的填充,称为过充或过填。
另外,为了减少缩痕,提高成型制品与型腔形状的一致性,进行树脂保压时,会记载为“树脂保压”、“使用树脂保压”等,以区别于“流体加压”及“流体保压”。
(容量)
“容量”是指使用量筒(量杯)、注射器、秤等装置所称量的体积(vol)、重量(wt)或质量(mass)。因为在地球上,重力的加速度大致是9.8牛顿(N),因此重量与质量可作为同义语。
(分型面)
“分型面”是指定模侧模具与动模侧模具的接合面。
通过分型面贴合在一起的定模侧模具与动模侧模具之间形成成型空间,树脂填充于这个成型空间中。
在这里,将定模侧的模具作为第一模的一例,动模侧的模具作为第二模的一例。在本发明中,定模侧的模具有时称为定模侧模具或定模。此外,在本发明中,动模侧的模具有时称为动模侧模具或动模。
将填充于型腔内的树脂与定模侧模具接触的部分(构成成型空间的面)称为“定模侧模具型面”或“定模侧型面”。
“分型平面”是指连接分型面的平面。与定模侧的分型面相连的面称为定模侧分型平面,与动模侧的分型面相连的面称为动模侧分型平面。
“分型线”是指,例如将定模侧模具和动模侧模具相组合的部分。
将填充于型腔内的树脂与动模侧模具接触的部分(构成成型空间的面)称为“动模侧模具型面”或“动模侧型面”。
定模侧模具的滑块与填充于定模侧模具的树脂的接触部分称为“定模侧滑块型面”。
动模侧模具的滑块与填充于动模侧模具的树脂的接触部分称为“动模侧滑块型面”。
“模具装置”是指具备能够流体加压的机构的模具。模具装置中压缩流体发挥作用的部分,如图2及图3所示,是指定模侧模具的加压部位111、定模侧模具滑块的加压部位113、动模侧模具的加压部位110、以及动模侧模具滑块的加压部位112。
(间隙)
“间隙”,是物体与物体之间相隔开的部分。在本发明中,间隙主要是指树脂和模具和接触部分(例如,填充于型腔内的树脂和模具之间),金属与金属相接触的部分(例如镶件的借口)。
{镶件(重叠)}
“镶件”是指在制作模具的时候,考虑到加工性,经常使用“镶件结构”。例如,在模具的形状上出现凸台的情况下,如果进行一体型加工,就导致模具材料的效率变差,并且不能一次进行切削加工,所以不经济。考虑到加工性的问题,这种凸台只能妨碍工作。因此,将凸台作为其他部件,提高模具材料的成品率和加工性。这个其他部件叫“镶件”。
若模具上有深形状{槽(例如,在成型制品中较高的加强筋等)},在树脂流动的过程中,槽的顶端会积满气体。因其原因会出现了缺料、烧焦等成型缺陷。因此,需要挤出气体{因熔融树脂填充而顶出空气(型腔内的空气)}。如果设定镶件,镶件本身和模具主体之间必然会有接口(间隙),可从该处抽出气体。以“改善模具加工的成品率和提高加工性”和“为避免产品不合格的排气”为目的而设定了镶件,但是在镶件分割的部分中,将会出现更多的分割线。
与人眼部接触的外观部分,有时不可能用“镶件”进行分割{NG(no good)}。如果镶件是NG的情况,即使其加工性低,也会进行一体型加工。虽然镶件结构上没有问题,但若为一体型,在将树脂填充在型腔内时,需要采取在型腔内将空气排出{排放(喷出、开放)}方法。
以注射成型制品为例,一般来说,定模侧是在装饰(设计)方面,动模侧是具有机构和功能的情况较多,所以多会将动模侧作为镶件结构。实施流体加压,因流体在成型制品表面上产生凹凸,使其装饰性能显著下降,通常是将非装饰面的动模侧进行流体加压,并将其压缩到装饰面的定模侧。
此时,若为镶件结构,从镶件的间隙中泄漏出压缩流体,从而降低流体加压的作用和效果。因此,有必要密封压缩流体,以便在镶件间隙中不泄漏。
另外,相反若压缩流体进入镶件底部,就会从镶件的间隙喷出压缩流体,从而紊乱熔融树脂的形状。因此,在进行流体加压时,有必要防止压缩流体进出镶件的间隙。
作为本发明解决其问题的部件的一例,公开了密封镶件底部,防止压缩流体的出入,利用双重结构等的加压顶杆使压缩流体仅在顶端喷出,从而进行流体加热。
同时,加压销也可采用双重结构,根据需要设置可动(后退)的机构,使压缩流体更容易的进入树脂和模具之间的间隙。
在上述加压顶杆也可采用可动式,根据需要在流体加压前设置可动(后退)的机构,在树脂和型腔之间形成较大的间隙,以便压缩流体更容易进入。
(压缩流体)
“压缩流体”是指压缩到大气压{760mm(毫米)Hg}以上的气体或液体。超临界状态的流体属于气体。本发明中,含有气体的碳酸水以及微泡沫水等,视为液体。另外,在本发明中,“流体”是指气体或液体。
(气体)
“气体”与液体同样是流体,分子热运动超出分子间结合力,与液体的状态相比分子可以自由运动。气体因压力和温度体积会有强烈的变化。并且,气体没有一定的体积,装进容器后便填满容器,富有流动性,通常具有自我扩散的性质。气体的密度比固体、液体小,很容易进行压缩。气体的体积与温度成正比,与压力成反比。
(蒸汽)
“蒸汽”是指物质从液体蒸发或者从固体升华成为气体状态的现象。特别是临界温度以下的物质称为气相。在本发明中,蒸汽包括气体。
(气化)
“气化”是指物质从液体或固体变化成气体的现象。气化有蒸发和沸腾两种。
(液体)
“液体”是指分子相互给予对方引力的状态,具有流动性,配合容器改变形状,虽与气体同样呈流体特性,但比气体压缩性小,遵循帕斯卡原理。液体大致具有一定的密度,与气体不同,不会扩散到容器整体。液体具有形成自身表面等的特有的性质,具有表面张力。直观地说,形状不变的是“固体”,形状有变化而体积不变的是“液体”,形状和体积都发生变化的是“气体”。
(流体加压)
“流体加压”是指将压缩流体注入型腔内的树脂与型腔面之间的间隙,使压缩流体的压力作用于树脂,在树脂表面上施加(传递)压力。
本发明中,将“流体加压”称为“通过流体施加压力”、“通过流体进行保压”、或“流体保压”。本发明中,从外部向流体施加压力的过程称为“压缩”。
(压缩空气)
在成型空间中填充的固化前的树脂表面上,施加压缩流体的压力,从表面开始压缩,压缩空气指的是这一过程或此作用。
压缩空气能提高熔融树脂的密度,提高模具的一致性,起到降低外观上发生的缩痕。
以热塑性树脂、热塑性弹性体为例,在模具内填充的冷却固化完成之前实施。冷却固化是指在型腔内填充的热塑性树脂,在填充的同时开始冷却固化的情况。部分或全部(整体)熔融树脂出于玻璃化转变温度以上时实施压缩空气。在此,冷却固化完成的标准是,在整个成型制品为玻璃化转变温度以下的情况。
热固性树脂,若为橡胶,填充到模具内的部分或全部树脂在结束架桥之前实施压缩空气。
(中空)
“中空”是指在型腔内填充熔融树脂,在树脂内部注入压缩流体树脂内部形成空洞(中空)的部件,称为中空注射成型,内部空穴称为中空部位。
(树脂保压)
“树脂保压”是指,例如,在型腔内填充的熔融树脂,从注射成型机的螺旋开始施加压力,提高熔融树脂的密度,提高模具的一致性,并减少在外观上产生的缩痕。
“树脂保压”是指对填充于型腔内的熔融树脂,从注射成型机的螺杆施加压力,提高熔融树脂的密度,提高其与模具型面的一致性,减少外观表面上产生的缩痕。
(并用)
“并用”指非单独使用、而是与其他同时使用,称为组合。
以下对模具装置进行说明。
(模具装置)
向填充于型腔内的树脂与第一模或第二模的型腔表面(构成成型空间的面)之间的间隙(熔融树脂与模具间的间隙)注入压缩流体,压缩流体会对型腔内的树脂产生压力,同时,由于压缩流体会从顶杆的间隙向外部泄露,会使压缩流体的加压效果降低。这里顶杆是轴体的一例。
作为解决这个问题的方法,众所周知的有在顶杆上设置〇型圈、橡胶片等密封件(封装构件),从而防止压缩流体向模具装置的外部泄漏的技术。
另外,由于橡胶片是面接触,比〇型圈的线接触的密封性要高。密封的模具装置称为密封模具。没有密封的模具装置则有压缩流体的一部分向外部泄漏的缺点。
在成型制品上,设有如图32所示的成型制品210那样的加强筋211,可以防止作用于型腔内的树脂与模具的间隙之间的压缩流体之一的气体向外部泄漏。本发明中,将加强筋211称为“气体加强筋”、“加压加强筋”,也称为“防止压缩流体泄漏的加强筋”。
图34的218是防止压缩流体进入模具和顶杆的间隙中的气体加强筋的一个例子。
在压缩流体注射成型中,在成型制品上设置气体加强筋,并向型腔中注入压缩流体的部件,经常会用于部分流体加压。本发明中,将使用部分流体加压称为“部分加压”。部分加压也有在成型制品的整体靠近端部的位置设置相同的气体加强筋,防止压缩流体向外部泄漏的使用方式。
只对型腔内的熔融树脂进行流体加压也能确认有些许的效果,比如说,图2中的密封件40、密封件41、密封件42等的分型面的密封、或气体加强筋并不是一定要采用。
可以根据需要使用如图35所示的改变分型面形式的结构。此外,提高接近型腔的分型面部分的表面压力,防止压缩流体流入不加压的对面一侧。
(压缩流体制造装置的结构)
图1是制造压缩流体的压缩流体制造装置140的压缩气体(空压)线路图。
压缩流体制造装置140,如果改变其与注射成型机(成型装置的一例)等的接口等,也可转用于气体辅助成型装置、内部预压气体成型(IGCP)装置、微细注射发泡成型装置(MuCe11)、二氧化碳供给装置(AMOTEC)等。下面对使用压缩流体制造装置140进行压缩流体注射成型的方法进行说明。
“成型装置”除注射成型机、模具、气体辅助成型装置、内部气体反压(IGCP)装置、MuCell、AMOTEC装置、带有球式止回阀的成型机喷头外,还包括冷却循环器、温度调节器等的模具温度控制装置,以及HEAT&COOL,蒸汽模具等。
氮气钢瓶1)(以二氧化碳为例,装置整体二氧化碳的临界温度以上的气氛升温,则需要防止二氧化碳液化)中填充有压力为15MPa(兆帕)的氮气(流体的一例)。填充于氮气钢瓶1的氮气,首先通过调节器(压力调节阀)4减压至1MPa~3MPa左右,然后再利用气体增压器8将其压缩至30MPa~50MPa左右。此压缩高压氮气(压缩流体的一例)储存于储气罐10中。
在压缩流体注射成型中,使用所述高压氮气,对型腔21内的树脂进行流体加压时,也可以通过设定(调节)为最适当的压力的调节器(压力调节阀)12进行减压。并且,也可以使用通过PSA或者分离膜从空气中分离得到的氮气。这里,PSA是指变压吸附方式,通过活性炭的吸附从空气中将氮气分离的方式。气体增压器8也可以用高压压缩机代替。
在压缩流体制造装置140上,具备表示氮气钢瓶1内部压力的压力计2、在更换氮气钢瓶1时用于关闭的手动阀3、确认调节器4的设定压力的压力计5、防止氮气回流的止回阀6、确认气体增压器8的中间段压缩压力的压力计7、确认储气罐10内部压力的压力计9、排出储气罐10内的高压氮气的手动阀(排气阀)11、确认压缩流体压力的压力计13、以及配管17。另外,符号(箭头)16表示压缩流体的流动方向,符号(箭头)18表示压缩流体的排气(喷出)方向。符号20表示释放到大气中的压缩流体。虽然省略了图示,安全阀设置于譬如储气罐10等的需要的位置。
(具有复数加压回路的装置)
图1所示的压缩流体制造装置140,具有1个调节器12及单系统的加压回路。因此,压缩流体制造装置140只可以设定一种加压压力、加压时间等条件。相对于此,图46所示的压缩流体制造装置1140具有向图1的调节器12之后的模具21进行加压的两套回路系统。因此,压缩流体制造装置1140可以分别设定流体加压的加压压力、加压时间等条件,或者可以按照先高后低或先低后高等方式设定注入压力条件。在进行成对制品注塑成型、两个制品注塑成型、多数制品注塑成型时,压缩流体制造装置1140可以分别对各个成型制品设定最合适的加压条件。拥有复数加压回路,可以进行细致的流体加压条件的设定。
图77的(A)显示的是使用图1的装置时的加压压力的轮廓。从时间的A点到流体加压,压力达到B点。在B点之前开始排气,随后结束时,该轮廓显示1压力1的速度。
图77的(B)显示利用图46的装置分两档升压的轮廓。
图77的(C)显示利用图46的装置分两档降压的轮廓。(A)至(C)中任意情况都没有设定保持时间。
(加快压缩流体出入的部件)
对于型腔内的树脂,优选在短时间内达到设定的压力,即加大的其流量。因此采用配管直径(内部压缩流体经过部分的直径)粗,孔口大的,而调节器12和注入阀14(也称加压阀14)也选择孔口大,cv值(容量系数)尽可能大的。
如果调节器12、注入阀14的孔口小,并且流量被限制,则可利用多个调整器12和注入阀14,以增大流量。
在压缩流体的排气工序,为提高排气量,也有采用多个排气阀15,而调节器12后的配管17也选择多个。
(压缩流体的压缩部位的结构)
图83是压缩流体压缩部分的图,密封件333可利用与顶杆的密封圈89相同结构的密封圈、所述聚四氟乙烯弹簧密封圈、在图79中显示的L字密封件,U字密封件。活塞330的定位是由滑环(或耐磨环)329组成,其具有防止与活塞和气缸接触的结构。一般来讲,密封件365和滑环329设置于活塞330,但在活塞336上设置密封圈330和滑环329,加工圆筒的气缸331的内面,使其呈真圆,以减少摩擦,比起此,较为容易的方法是将圆柱的活塞330加工为接近真圆,擦净表面。
(滑环和耐磨环)
滑环和耐磨环的目的是引导气缸的活塞和罗盘,并吸收横向的力。可以防止活塞330和气缸331的滑动部分之间的金属触碰,并且可良好分配负载和实现低摩耗。滑环329具有优秀的抗磨损性,并且采用低摩擦材料制成。Turkite适用于径向负载的低至中等负载,中高负荷应用的高负荷应用,以及用于径向高负荷的Olcott,详情请见特瑞堡密封系统目录。图80为滑环的示意图,并且附图标记317是切割部分。
(内冷却器)
特别是在压缩气体时,因绝热压缩会产生热。如果此时不进行冷却,则所述密封件333、滑环329将热化,因此需要进行冷却。
冷却装置可将气缸作为双重结构,将冷却介质(气体介质或液体)从入口338流到出口339流入,在外侧气缸331和外筒332的间隙336中进行冷却。在间隙366中,设置挡板340以提高冷却效率。
在图83中335为显示活塞移动的箭头,341是气缸盖,342是气缸后盖,345是压缩流体的流路(压缩前),346是压缩空间,347是压缩流体的流路(压缩后),348是罗盘,349是显示罗盘移动的箭头,350是油压或气压等的气缸或电动机,351是气缸331和活塞330之间的间隙,352是活塞与罗盘348的连接部位,即使活塞330和罗盘348没有接触,压缩流体也可从347流入压缩空间346,恢复活塞330,因此罗盘348只作为机构。
虽然没有图示,在气缸盖341和342内也优秀冷却媒介251来冷却。另外,气缸331和气缸盖341和气缸后盖342之间可用橡胶薄膜、〇型圈等密封压缩流体和冷却介质,以防止泄漏。
图83中的附图标记332是外筒、附图标记334、间隙附图标记336是冷却前的冷却介质,附图标记337则显示冷却后的冷却介质,并用箭头表示冷却介质的流向。334是使气缸330不接触气缸盖341上的软垫。
(接口)
对压缩流体制造装置140与注射成型机的接口(双边动作的往来)进行说明。由于压缩流体注射成型使用压缩至高压的压缩流体,从安全的观点和角度来看,最好是压缩流体制造装置140与注射成型机互相发送接收信号进行互动。
压缩流体注射成型的流体加压的时机(时期、时点)有以下模式。
·在向模腔内填充树脂的过程中进行流体加压(模式1)
·填充树脂后马上(立即)进行流体加压(模式2)
·树脂填充完成、经过一定的时间后进行流体加压(模式3)
·为了降低填充于型腔内的树脂的压力,在填充树脂后马上使注射成型机的螺杆后退到预定位置,螺杆后退开始后立即进行流体加压(模式4)
·螺杆后退过程中(经过预先规定的时间,或螺杆经过某位置时)进行流体加压(模式5)
·螺杆后退结束后立即进行流体加压(模式6)
·螺杆后退结束、经过预先规定的时间后进行流体加压(模式7)
同时,模式2至模式7中,若选择使加压销和加压顶杆{为区分顶杆这里称为“加压顶针”。通常的“顶杆(通常顶杆)”称为“普通顶杆(一般顶杆)”,加压顶杆统称通常顶杆,称为顶杆}向后退的动作,在加压销,加压顶杆的后退的途中、后退后、后退后过一段时间后,都需要进行流体加压。
接收加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500后退信号后,开启图1、图46的注入阀14开始流体加压。
以装置1140为例,即使是1个成型制品,可额外选择流体加压模式1至模式7。
(压缩流体制造装置的操作)
加压流体制造装置140开始向型腔21内填充树脂,在注射成型机选择命令开始在型腔21内的树脂进行流体加压的信号(选择所述模式1至模式7和加压销、加压顶杆的后退动作,接收其操作完成信号),则开启图1的注入阀14,将压缩流体喷向动模侧的分型面等,并注入到树脂和模具之间的间隙,开始对型腔21内的树脂进行流体加压。
当定时器(未图示)发出到时信号(设定时间结束后),压缩流体制造装置140、1140将关闭注入阀14,接着打开大气排出阀15。这样一来,型腔21内的压缩流体则被排放到大气中。
压缩流体制造装置140,无需在关闭注入阀14后马上打开大气放出阀15,可以将压缩流体关闭在型腔21内一段时间之后,再打开大气放出阀15,将型腔21内的压缩流体放出大气。在本发明中,将这一情况称为“压缩流体的保持”,保持压缩流体的时间称为“保持时间”。
在压缩流体制造装置140、1140的图中未显示的控制部分所记忆的程序(可编程逻辑控制器),接到来自注射成型机的信号,比如模具开启完毕信号后,会进行重置(结束动作)。
(压力控制与容量控制)
无论是否有压力调节阀12,压缩流体制造装置140、1140将达到进行流体加压所需要的压力的压缩流体储压到储气罐10后(储存后),打开注入阀14,可以利用储气罐10内的压缩流体对型腔21内的树脂进行流体加压。这称为压缩流体的“压力控制(压力控制加压)”。
压缩流体制造装置140、1140可以将气体增压器8变更为柱塞泵,并取消储气罐10。这种情况下,柱塞泵起到储气罐10的功能,每次抽取进行流体加压所需要的流体的量(每注塑一次、制造一个成型制品),进行流体加压。这称为压缩流体的“容量控制(容量控制加压)”。这里,柱塞泵是指以气缸、活塞作为主要的构成要素,活塞在气缸中进行往复动作的装置。也就是说,柱塞泵的活塞朝一个方向动作,向气缸内部注入规定容量的流体,之后,活塞朝相反方向进行动作,在对气缸内的流体进行加压的同时,将其喷出型腔。
图1和46中,符号(箭头)19是表示打开手动阀11,储气罐10内部的压缩流体向大气中排出时的压缩流体的流动方向。
用于流体加压的流体中的气体包括:空气、氮气、二氧化碳(碳酸气)、氢气、氦气、氩气等稀有气体、加热水蒸汽、氧气、酒精蒸汽、乙醚蒸气、天然气等、或是这些气体的混合物。通常,从单价和安全性等使用方便考虑,流体使用氮气或以空气为主要成分的气体。
用于流体加压的流体中的液体,通常使用水,不过也可以使用乙醚、酒精、液化二氧化碳等。进行流体加压使用低温度的液体时,填充于型腔内的树脂是热塑性树脂或热塑性弹性体时,由于可以加速熔融树脂的冷却固化,可以缩短成型周期、提高生产率。
反之,流体加压使用高温度的液体时,虽然会延迟熔融树脂的冷却固化,却能提高成型制品与模具型面的一致性,得到外观漂亮的成型制品。流体加压使用水时,由于常温常压下水的沸点是100℃,所以需要在100℃以下使用。流体加压使用甘油时,由于甘油的沸点是290℃,与水相比可在高温下使用。流体加压使用高温液体时,如果将模具温度调高,效果会更好。
进行流体加压使用气化性液体时,比如,使用液化二氧化碳、乙醚、酒精等时,液体因熔融树脂(特别是热塑性树脂或热塑性弹性体)的热量气化。也就是说,由于汽化热夺走了熔融树脂的热量,使熔融树脂的冷却固化的速度加快,缩短了成型周期。
使用此气化热的方法,不仅限定用于压缩流体注射成型的流体加压,也可用于中空成型,可期待在中空成型中通过气化热来缩短成型周期。注入到型腔内的酒精,乙醚等,每一循环周期都向大气中排出或回收。回收的方法,比如在流体加压后将模具内及配管内等的气体、液体通过吸引等方式进行回收、冷却,根据需要压缩成液体。
(与树脂保压并用)
压缩流体注射成型,如果所述的各个流体加压模式1至7与树脂保压并用,将更能提高成型制品与模具型面的一致性。
比如在模式1中,在向型腔填充树脂等的过程中,一边进行流体加压一边向型腔填充树脂,并进一步进行树脂保压。
另外,在实施螺杆后退的模式下,先向型腔填充树脂并进行树脂保压,然后再实施螺杆后退。
此外,满充树脂到型腔之后,进行树脂保压,可以在树脂保压的同时、树脂保压的途中、树脂保压结束之后立即、或者在树脂保压结束经过一段时间后,再进行流体加压。如果是有关低刚性树脂例如PP等的压缩流体注射成型,可兼用树脂保压,这可减少翘曲和变形。
(流体加压的工序)
对于压缩流体注射成型中的流体加压的工序进行说明。
在所述模式1至7中,压缩流体从动模侧型面及动模侧滑块型面的至少一处,或者定模侧型面及定模侧滑块型面的至少一处或多处喷出,进入树脂和模具的间隙当中,对型腔内的树脂进行流体加压。
压缩流体注射成型的流体加压,有直接加压、间接加压等形式。
“直接加压”是指向型腔内的树脂与型腔面(定模侧型面或动模侧型面)的间隙内直接注入压缩流体的方法。直接加压方式是从设置于加压销顶端部的喷出口直接让压缩流体作用于型腔内的树脂表面,将型腔内的树脂压向型腔面。
“间接加压”是指在型腔以外的其他位置设置压缩流体的加压销,通过压缩流体的通路,对于与动模侧型面及动模侧滑块型面的至少一处、或者定模侧型面及定模侧滑块型面的至少一处相接触的树脂的一部分或整体进行加压的方法。
压缩流体也可以从镶件的底部注入,通过顶杆、镶件的间隙等作用于型腔内的树脂。
间接加压可能会破坏形状,因此应小心和注意流体加压的位置和方法。
下面参考图78来说明在分型面进行流体加压的部件。当流体在加压销50被加压到型腔21时,由于密封件40设置在加压销50的外侧,因此压缩流体128不会泄漏到外侧,并且流入型腔内的树脂和模具之间间隙进行流体加压。加压销50设置在密封件40的内侧。
在许多成型制品中,由于定模侧通常是装饰面,所以加压主要是对定模侧的空气压缩(压制),但如果不是外侧部件,只要满足机构和功能,在定模侧也无关定模侧和动模侧。
图78的装置是间接加压,其可以是加压顶杆而不是加压销,并且喷射器的复位杆可以是可流体加压的形状,例如加压顶杆。
在间接加压中,通过图18中的密封件55、图19中的密封件93将镶件、顶杆27等整体包围起来,对镶件、顶杆27等整体进行加压。如果模具中有不希望受压缩流体施压的部分,密封件55及密封件93等应分区进行密封。
(延迟时间)
所述模式1至7中,通过注射成型机可以控制流体加压开始的时间,使其稍有延迟。这个时间称为“延迟时间”。
此时图1所示的阀门14和阀门15均为关闭状态。
如果延长延迟时间的话,填充于型腔内的熔融树脂会发生固化,从而减少流体加压的作用和效果。如果成型制品的壁厚较厚,压缩流体会进入成型制品内部,形成中空,但通过延长延迟时间,会在成型制品表面形成冷却固化层(本发明中称为“表皮层”或“表面皮层”。),因此壁厚的成型制品也可以进行流体加压。
同时,将内部冷却固化未完成的熔融状态的内部称为“熔融层”或“内部熔融层”。
{具有加压销、空压的机构和功能的顶杆(称为“加压顶杆”)的后退}
使加压销、加压顶杆后退,在加压销、加压顶杆的前端{喷出压缩流体的喷出(出来的)部分}和树脂之间留出空间(间隙)并进行空压,使得压缩流体容易进入树脂与模具的间隙。
对于空压的装置140和1140,使加压销和加压顶杆结束后退,根据需要发出可以进行空压的信号。
后退距离使加压的树脂表面和加压销、加压顶针彼此分离,形成间隙即可。通常情况下可能会在1毫米到5毫米左右,但即便超过该水平,在有引导(支撑加压顶杆和普通顶杆的部件)的情况下也不会有任何问题。
(在使加压顶杆后退之后的空压)
为了便于将压缩流体引入到树脂和模具的间隙中,已经以从产品表面降低外筒和内芯并使成型制品成为凸台为例,在图13中进行了说明。但是,在熔融时的粘度低的PP、PE等树脂中,由于加压销、加压顶杆与树脂表面相互接触,所以不会进入树脂与模具的间隙,进入熔融树脂的内部,进而形成中空。
当为了增强空压的效果而增加压缩流体的压力时,在HIPS、ABS等中也以类似方式进入内部。作为解决这个问题的方法,在将熔融树脂填充到空腔中之后,或者在一段时间过去之后,使压力销和加压顶杆后,留出和树脂之间的空间,使压缩流体容易进入树脂和模具的间隙。
(图63的说明)
在加压顶杆的情况下说明该机构。
图63(A),熔融树脂367被填充到空腔21中之后,加压顶杆227、加压顶杆500与树脂表面相接触。
图63(B),使加压顶杆227和加压顶杆500后退,将所示的附图标记286、附图标记306等空间(间歇)设置在与树脂367之间。
图63(C),开始进行空压,压缩流体进入了树脂和模具的间隙。263表示设置在与顶板28、顶板29的间隙中的回路内的压缩流体的流动,264表示顶杆内的压缩流体的流动,265表示压缩流体在间隙内的流动。另外,266所示的纸面上方的箭头表示266正在对树脂加压。
可以在往型腔内填充熔融树脂之后立即使加压顶杆后退,也可以在经过一段时间之后进行。
可以在加压顶杆后退之后进行空压,也可以在经过一段时间且熔融树脂冷却固化之后进行空压。也能在加压销50中轻松应用上述机构。
(图62的说明)
(加压销后退的方法)
加压销50的后退如图62所示,在加压销50的后部启动油压机构或空压气缸、发电机等代表性驱动装置260,使加压销50后退。另外,258表示连接加压销50和机构260的顶柱,附图标记259表示加压销50的动作。附图标记257表示,在加压销50后退的作用下,通过熔融树脂与加压销50之间形成的空间,从加压销50中喷出压缩流体。结果,压缩流体进入树脂和模具的间隙,易于进行空压。
另外,图66表示使加压销50可移动的机构,图62中省略了压缩流体的回路和密封方法。
(图64的说明)
(顶杆后退的方法)
具有空压机构的加压顶杆227的后退如图64所示,在顶出的复位杆(在闭合模具时推出推回顶出机构的杆)269的前端设置弹簧(在紧固框架时具有适合复位杆的结构270(空间)。)268,在注射时用顶柱顶出顶板并前进(269的顶端部与26合在一起。),如果在空压之前停止顶出(为压缩流体注射成型而设置的注射成型机的一种新机构。)顶板,利用弹簧268的力,使顶板28、29回到安装板23,顶杆后退,在顶杆与树脂之间形成空间279。
顶杆的返回行程(后退行程)由复位杆269和顶杆、加压顶杆227的长度关系决定。换而言之,这就是后退距离。
在聚氨酯橡胶中也可以用液压、空压或发动机代替弹簧268。另外,图64仅显示了复位杆的顶端部,省略了插有该部分的模具的整体图。
注射成型机具有用于降低顶柱(顶出顶板28和29的顶柱)的机构。在压缩流体装置140和1140中,在空压之前通过顶柱下降到注射成型机上的命令使顶柱下降,并且产生空间279。通过加压顶杆的后退,将压缩流体喷到树脂和加压顶杆227之间形成的空间中。结果,压缩流体进入树脂与模具的间隙,易于进行空压。
在一些列运动结束之后开模取出成型制品(顶出)时,直接驱动顶柱即可。
关于使加压销和顶杆后退并在和树脂之间留出空间的方法,可以考虑将顶板降下的机构的很多方法。
(图65的说明)
(加压顶杆后退、注射成型机)
用图64至图73对加压顶杆的后退方法进行说明。
图65是安装有所述图64的复位杆271的模具。压缩流体被引入到顶板28和29的间隙中,压缩流体从加压顶杆500的顶端部分喷出。
在顶板上设置图57、图58、图59所示的压缩流体通过的236、237、238等槽(未图示)和密封件229。另外,板53和54上装有用于在填充树脂时将型腔中的空气排出到外部的回路以及排气阀62、67和68(未图示)。
尽管图65描述了稍后将描述的楔形单元278,但如下所述,顶出注射成型机的顶柱272的机构和功能在“F1<F2”的情况下是可以没有的。将楔形块275插入安装板23和顶出板29之间(附图标记273的空间),以承受树脂的填充压力。274是驱动楔形的驱动装置,是油压或空压气缸、装有齿条和小齿轮(Rack&Pinion)机构的发动机等。227是连接楔形块275和驱动装置274的柱,276表示楔形的往复运动。
(图66的说明)
在图66中,树脂被填充到空腔21中,接受来自装置140和1140的信号,用于顶出注射成型机的顶柱的机构结束,顶柱后退,同时楔形块275与空间273分离,复位杆271通过内置的弹簧268的力返回到安装板23上。结果,在加压顶杆和顶杆的顶端部上形成了空间279。压缩流体从加压顶杆227的顶端部喷射到该空间中,进入树脂和模具的间隙,进行了空压。
(图65的说明)
在图65中,关闭模具,通过注射成型机的顶出机构使顶出板28和29前进。如图64中的复位杆271的结构所示,前进的量由与顶杆27、加压顶杆227的长度关系决定。顶板28和29向前移动,在安装板23之间形成了间隙(空间)237。此时,楔形单元278被用于插入楔形块275。在插入楔形块275的情况下,使压力增至所需的合模力,将熔融树脂填进型腔中。在填充之后,在需要时使用树脂保压,在树脂保压完成之后顶出顶柱。若如图66所示抽出楔形块275,通过安装在复位杆271上的弹簧268,顶板返回至碰到安装板23处。结果,顶杆27和加压顶杆227后退,在树脂和顶杆之间形成了空间279。在使加压顶杆500后退之后,立即或在延迟一定时间之后,按照装置140和装置1140的调节器12所设定的压力进行空压。
如果用螺栓等工具充分固定上顶板28和下顶板29,则在图66所示的状态(即使没有用复位杆按压)下,也没有顶板28和29被流体压力打开的情况。
在加压时间、保持时间、大气放出时间结束后,空压的工序结束。空压的工序包括,终止信号和模具内冷却时间结束的两侧信号被发送到成型机的音序器,如果满足开模条件,则打开模具,顶柱前进,取出成型制品。成型机接收取出结束的信号以及确认顶柱前进的信号,结束一系列的动作,开始初始夹紧工序。
(图67的说明)
在图67中,除了顶板28和29之外,新增了282、283、284等三块顶板以及楔形单元280。
由此,使构成加压顶杆227的芯体部226和外筒224分别后退,改变空间286的形状,以便提高空压的作用和效果。
(图68的说明)
在图67中,放入楔形单元278和楔形单元280,阻挡加压顶杆227上的树脂压力,图68显示出使楔形单元278和楔形单元280露出并进行了空压。
另外,如图67至68所示,虽然使用了楔形单元278和楔形单元280,但是加压顶杆227的数量少,在施加于加压顶杆227上的压力较小的情况下,也可以将在注射成型机上用顶柱的顶出机构实施。
(图69的说明)
在图69(A)中,树脂被填充到型腔21中,与芯体部226、外筒224相互接触。如果在这种状态下进行空压,所述流体的压力高,厚度大,若树脂的熔融粘度低,则压缩流体会进入树脂内部,形成中空。
在图69(B)中,仅使芯体部226后退,形成了空间286。如果由此进行空压,则外筒224形成障碍,压缩流体进入模成型制品内部,形成中空。在图69(C)中,仅使外筒226后退。在这种情况下,压缩流体进入所述树脂与模具的间隙中,充分发挥了空压的作用和效果。在图69(D)中,使芯体部226和外筒224都后退到相同的位置。在这种情况下,压缩流体也进入所述树脂与模具的间隙中,充分发挥了空压的作用和效果。在图69(E)中,使外筒224后退,使芯体部226进一步后退。在这种情况下,压缩流体也进入所述树脂与模具的间隙中,充分发挥了空压的作用和效果。在图69(F)中,使芯体部226后退,使外筒224进一步后退。在这种情况下,压缩流体也进入所述树脂与模具的间隙中,充分发挥了空压的作用和效果。
用于压缩流体注射成型的注射成型机在普通注射成型机的顶柱272上添加了新的动作。如果树脂在模具闭合后被填充进型腔21中,用通过填充压力使用的加压顶杆和顶杆的总横截面积乘以填充的树脂压力,将施加到顶板上的力(压力)设为F1。
一种注射成型机所具备的能力,将开模后顶出成型制品的力(注射成型机的顶出力)设为F2。压缩流体注射成型中利用F2。
首先是“F1<F2“的情况。
在填充前的注射成型中,模具闭合,在填充树脂之前,顶柱272由模塑机的顶出机构顶出并保持。尽管未在图63至图72中体现,如图64中复位杆的结构271说明,复位杆269对应定模侧分型面的模具表面26,前进幅度不会超过该水平。注射成型机在顶柱272中施加力以顶出顶板28和29时,加压到所需的夹紧力,将熔融树脂填充到模腔中。在填充之后,按照需要进行树脂保压,在树脂保压结束后停止顶出注射成型机的顶柱272的动作(降低顶柱272),在安装于复位杆269上的弹簧268的作用下返回,直到与安装板23相接。结果,顶杆后退,在树脂和顶杆27、加压顶杆之间形成了的空间(图63中的262、图66中的279、图68中的286)。使顶杆27和加压顶杆500后退,随后立即或在经过一段时间之后按照装140和装置1140的调节器12所设定压力,在加压顶杆500中进行了空压。在加压时间、保持时间和大气放出时间结束后,空压工序结束。在加压时间、保持时间、大气放出时间结束后,空压的工序结束。空压的工序包括,终止信号和模具内冷却时间结束的两侧信号被发送到成型机的音序器,如果满足开模条件,则打开模具,顶柱前进,取出成型制品。成型机接收取出结束的信号以及确认顶柱前进的信号,结束一系列的动作,开始初始夹紧工序。
由于普通推杆也后退,所以该处也产生了空间,但压缩流体进入其中也没有问题。
(图65和图66的说明)
(顶板的楔形块)
接下来是“F1>F2“和”F1=F2“的情况。
在此类情况下,单独的注射成型机的顶出机构不能克服树脂的填充压力,推顶杆被推回。在此类情况下使用楔形单元278。
熔融树脂被填充进型腔的压力,以ABS、HIPS等为代表的通用树脂在模具中的填充压力约为35MPa,施加在顶杆上的压力是顶针的熔融树脂所作用的横截面积。假设模具装有10个直径为10mm(φ10)的顶杆。φ10/2×φ10/2×π(圆周率)(PI)10×(顶杆的数目)×35MPA=约2.75MPA。虽然该水平的压力不算大,但每次喷射都通过顶杆施加于顶板下面的顶柱。考虑到给成型机带来的应力,用楔形块单元278以机械方式阻止填充压力,这比仅使用顶出注射成型机的顶柱的机构更为理想。
在图67中,额外增加了3块顶板28和29,使外筒224和芯体部226分开移动。首先解释原因(作用和效果)。如图65和66所示,通过形成空间279,外筒224与芯体部226同时做相同的运动。
(图67的说明)
在图67中,增加了新的顶板281、283和284。添加的原因是为了让芯体部226和外筒224分别后退,使空间288具有多样性。
(图70的说明)
(使用顶杆的空压方法)
图70对顶杆外侧的空压方法进行了说明。虽然已经在图18中解释了从顶杆的间隙进行空压的方法,因为是在镶件的间隙实现空压,所以形状{将熔融树脂填充到型腔中,在模具再生固化前的形状(型腔内的熔融树脂)上进行空压,所以破坏(打乱)了形状。}出现了不均匀的现象。作为解决该问题的方法,在图52至图59中说明了将顶杆换成双重结构(加压顶杆227),从其内侧喷出压缩流体并进行空压的方法。
(图70的说明)
用加压顶杆227在大的成型制品和深的成型制品上实施空压时,需要长的顶杆套,但顶杆套的长度受限。
因此,在图70中对使用短顶杆套和长顶杆进行空压的方法进行了说明。在板55的下方新设板287和288,并在其中安装短顶杆套。将其称为顶杆的导柱,如附图标记301所示。使顶杆27从其中通过。将压缩流体放在板55和287之间。尽管未在图70中得到体现,但在板55或287的配合面上加工如图19和图20所示的压缩流体经过的槽等部件。压缩流体通过顶杆导柱301内侧和顶杆27外侧相互接触的部分,从所述顶端部喷出,对型腔21内的树脂进行空压。如图所示,密封圈89被用于顶杆导柱301和顶杆27。顶杆导柱301的密封件在纸面左侧的凸缘上面使用了289,而纸面右侧的顶杆导柱301则在凸缘下部使用了292。
顶杆27的一部分会进入顶杆导柱301里面,该部分由图53所示的D切面等压缩流体的通路(未做图示)加工而成。附图标记290和291是夹在板之间的密封件。
(图70的说明)
图70显示了使来自顶杆外部的压缩流体流动并进行空压的方法(在顶杆导柱301和普通顶杆27的间隙中进行空压)。
(图70的说明)
(不从顶杆压缩流体的方法)
在图70中,纸面左侧的顶针导柱301与右侧的顶杆导柱301具有不同的密封位置,纸面左侧的密封件289被安装在顶杆导柱301的表面上。同时,纸面右侧的密封件292被安装在顶杆导柱301的表面上。压缩流体经过的(与图50和图51所述的槽81相同的)槽被加工在板53或板287上,左侧的顶杆导柱301被加工成与所述槽相连的形式,因而压缩流体通过顶杆导柱301和顶杆27的间隙307,并被从顶端部喷出。
设置在纸面右侧的顶杆导柱301上的密封件292被安装在凸缘下方。另外,压缩流体经过的(与图50和图51所述的槽81相同的)槽被加工在板53或板287上,顶杆导柱301的凸缘未被加工成与所述槽相连的形式(不与槽81连接),所以压缩流体不会进入顶杆导柱301与顶杆27的间隙,不会进行空压。
图65至图68描述了对压力顶杆227和加压顶杆500后退并在树脂和顶杆之间留出空间286的方法,其中所述压力顶杆由芯体部226和外筒224构成。
图69描述了空间228在芯体部336和外筒224分别后退的情况下的形状。在图70中,如果不降低顶杆27或只降低仅顶杆27,在顶杆导柱301保持不变的条件下进行空压,则若图69(A)至图69(B)所述,常出现提高压缩流体的压力的情况,或者在以熔融粘度低的PP为代表的烯烃树脂中形成中空的情况。因此,在空压之前使顶杆导柱301也后退,如图69(C)至图69(F)所示留出空间,将压缩流体喷入(放入、注入)其中。
由于会使顶杆27朝着顶杆导柱301内部移动,图80中的滑环在某些情况下也被用于顶杆。
(图71的说明)
在图70中指出,如果在空压之前,顶杆27使用成型机的顶柱的前进后退机构,则因只有顶杆27,即使顶杆27后退,顶杆导柱也会如图68(B)所示与树脂接触,因而高压下的空压存在形成中空的风险。
(图71与图72的说明)
图71显示了在空压之前使顶杆导柱301后退的部件。采用推入板297和板298之间的弹簧294的机构。这与图64所示的用弹簧将顶板推回的机构相似。
模具闭合,顶板由成型的机构顶出。在F1>F2的情况下,用所述楔单元278承受被施加到顶杆上的树脂压力。在空压之前,使楔形单元278后退,在顶杆前段形成与树脂的空间。另外,通过使板298、板300和板303后退,形成间隙302。结果,顶杆导柱301也后退,顶杆27个顶杆导柱301在型腔内与树脂表面分离,形成空间304,进行了空压。
在图71中,未使顶杆后退,只有顶杆导柱301后退,形成空间了304。如上所述,如果顶杆也后退,则按照图64和图65所述的方案使顶杆27后退即可。
另外,顶杆导柱301是一种顶出轴体,因此当然用密封圈89进行密封。
在图65和图66中,用顶柱退顶板,在需要时用楔形单元使顶杆27和加压顶杆推杆279后退,形成了空间279。与此类似,在图71和图72中,钻穿顶板,将顶柱伸至板300(未作图示),并行使用注射成型机的顶柱的顶出机构。如果使用图65和图66所述的楔形单元278,则可以使顶杆导柱301和顶杆27也后退,图71和图72中的空间304(图72中未显示顶杆27后退。)与图69(D)、图69(E)、图69(F)的空间286一模一样。
如果加压销50和加压顶杆227、加压顶杆500的直径(直径,φ,DIAMETER的缩写“DIA”,D)也较细,则可能出现中空的情况,但粗的一侧不容易形成中空。
在压缩流体压力小的一侧的成型制品的内部变形小,可获得翘曲变形小的成型制品。
(图73的说明)
在图73(A)至图73(E)中,顶杆27被插进了顶杆导柱301中。
在图73(A)中,将顶杆27插进顶杆导柱301中,将密封件126设置在凸缘70的上部。在图73(B)中,将密封件126设置在凸缘70的上部。图73(C)和图73(D)是从纸面上方观察图73(A)和图73(B)的图。在图73(C)中,将顶端部的圆形顶杆27插入顶杆的301中。压缩流体从间隙305喷出。在图73(D)中,插入顶端部的方形顶杆27。压缩流体从间隙305喷出。在图73(E)中,在顶杆27的前端采用多孔材料309,从插入顶杆导柱301的309部分喷出压缩流体。
附图标记314是空间,图73(A)中不使顶杆27后退。
在图73(B)中,使顶杆27后退,形成了空间304。附图标记306是装在凸缘70上的压缩流体回路,附图标记307顶杆导柱301和顶杆27的间隙,压缩流体在其中流动。凸缘70未在图73(C)和图73(D)中得到体现。
(图74的说明)
图74是从上方观察将顶杆27插入顶杆导柱的加压顶杆500的图。在图74(A)中,顶杆27的顶端部一侧被D切割,形成了压缩流体的通路(间隙)305。在图74(B)中,切断顶杆27的顶端部两侧,形成了压缩流体的通路(间隙)305。在图74(C)中,顶杆27的顶端部被切成四个面,形成了压缩流体的通路(间隙)305。在图74(D)中,顶杆27的顶端部被切成六边形,形成了压缩流体的通道(间隙)305。
其形状在加压销50和加压顶杆227中也相同。
(图75的说明)
图75中显示了由顶杆27和顶杆导柱301组成的顶端部以及由此形成的成型制品的形状。在图74的(A)中,仅顶针27下降而形成空间301,成型制品是图75(B)中的312。在这种情况下,如上所述,压缩流体进入填充于型腔21中的树脂的内部,形成中空。在图75的(C)中,顶杆27和导柱301均下降而形成了空间310和311。成型制品是图75(D)中的313和304。此时,顶杆导柱301也在后退,因而压缩流体不进入腔体21中的树脂内部,而进入树脂和模具的间隙,进行了空压。
(图76的说明)
在图76中,顶杆导柱301顶端部的内侧为倾斜形状(锥形),因而压缩流体更容易进入树脂与模具的间隙。
关于多重结构的压缩流体喷出装置的说明
“压缩流体喷出装置”是指具有双重结构的图4至图9所示的加压销50、图52只图54所示的加压顶杆227、图61(A)至图61(J)所示的压缩流体的喷出杆、图70只图73所示的加压顶杆500。
图4至图9所示的加压销50、图2至图54所示的加压顶杆227、图70至图73所示的加压顶杆500由外筒和内芯构成。虽然已经将内芯被放入外筒内部的结构描述为双重结构,但外筒并非必须是单纯的筒,也可以使双重的。另外,内芯也可以是两个或更多。另外,图61(A)至图61(J)所描述的压缩流体喷出杆不用(不插入)图4至图9所示的加压销50、图52至图54所示的加压顶杆227的内芯,只进行了使用,因而在本发明中进入了多重结构中。
“外筒”是指包围内芯的圆筒状物体,例如图4、图52、图70等所示的物体,不一定是圆筒状的,内外都可以是多边形(多边柱)。“内芯”是指插入外筒中的圆柱状物体,但不一定是圆柱状,如果可以被插入外筒中,也可以是多边柱。
压缩流体经过外筒和内芯的间隙。型腔内的树脂不会进入间隙。
(压缩流体制造装置的操作)
当开始向型腔21内填充树脂后,压缩流体制造装置140接收到从注射成型机发来的对型腔21内的树脂开始进行流体加压的信号(在选择模式1至模式7以及使加压销50、加压顶杆500后退的情况下,接收到相应的操作信号)时,图1的注入阀14开启,将压缩流体喷出到动模侧型面等,开始对型腔21内的树脂进行流体加压。
(加压时间)
“加压时间”是指经过延迟时间后,打开阀门14,对型腔内的熔融树脂进行流体加压的时间。此时阀门15关闭。
延长加压时间可提高成型制品与模具型面的一致性。
(注射时间)
“注射时间”是指中空注射成型中,在延迟时间结束后打开阀门14,对型腔内的熔融树脂进行流体加压的时间。此时阀门15关闭。
(保持时间)
“保持时间”是指加压时间结束,到向大气放出之前的时间。这期间,阀门14和阀门15均关闭。
保持时间具有降低成型制品内部残留应力的作用。
(大气放出时间)
“大气放出”是指对型腔内的树脂进行加压后的流体向外部排气的时间。
通过可任意设定延迟时间、加压时间、保持时间、大气放出时间的时间控制器控制阀门14、阀门15的开启和关闭。
(加压压力)
“加压压力”是指对填充于型腔内的熔融状态的树脂进行加压的流体的压力。加压压力的调整通过调节器12进行。加压压力低则成型制品与模具型面的一致性降低,但成型制品的内部残留应力也会减小。
(加压销50)
可通过对(株)MISUMI的套筒顶杆{(直推顶杆套、直推顶杆套的锥型类型、带有台阶的顶杆套、带有台阶的顶杆套的锥型类型等中的任何一个都可以)外筒}和顶杆{中心销(内芯)}进一步加工,制造加压销50。以下,用图4~图13对加压销50进行说明。
(本发明与公开文献《特开平10-11977》、公开文献《特开平11–216748》的差异)
加压销50具有如图6所示,包括外筒69和插入外筒69的内芯71。
公开文献《特开平10-119077》和公开文献《特开平11-119077》所述的加压销与本发明的加压销的结构不同。加压销(也包括加压销和可以空压的顶杆)为双重结构,使杆50和加压顶杆500后退,在和树脂之间形成空间,并在其中进行空压,使压缩流体容易进入树脂和模具的间隙。假设防止出现在提高压缩流体的压力后仍会形成中空的情况,具有双重结构。
公开文献《特开平10-119077》中图2和图3等所述的气体注射销8(本发明中所说的加压销50)显示出,在移动侧模具3(可在图2至图3中确认,并非镶件结构,而是一体化的。)上钻孔,设置额外加工的顶杆,从其间隙中排放压缩流体的部件(如下所述,与本发明中说明的加加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500不同,并非双重结构。)。
在日本专利《特开平10-119077》方法中,加压销的高度仅仅与镶件一样,所以在成型制品较厚的情况或者树脂在熔融时的粘度像PP一样低的情况下,压缩流体进入填充于型腔内的树脂内部,形成中空成型制品。当形成中空部时,内部中空部位的强度可能下降。
解决这个问题的方法是,在空压前使加压销50后退(下降),在树脂和加压销50之间留出空间,然后进行空压,则不会形成中空,压缩流体进入树脂和模具的间隙,并进行加压。加压顶杆227、加压顶杆500是如图64图至76所示的结构,和用加压销50进行空压的情况一样,在空压前使加压顶杆227和加压顶杆500后退,在树脂和加压销之间的留出空间,进行空压。
在顶杆27使用了顶杆导柱301的情况下,使顶杆27和顶杆导柱301都后退,实施空压。
(图74的说明)
(顶杆中的空压部件)
图74是从上方观察中心销(内芯)225插入顶杆套(外筒)224的状态的图,凸缘形状被省略了。
内芯225的前端部分的5mm左右是D切面,虽然在被外筒224纳入的时候压缩流体会经过,但形成了熔融树脂不会进入的间隙305,该间隙的尺寸在0.001mm至0.5mm左右。其形状与图9所示的加压销50相同,图74中的(A)是D切面为1面、(B)为2面、(C)为4面、(D)为6面的示例,既可以超过该水平,也可以是圆形。
(使压缩流体通至顶杆内侧的部件)
在内芯225中,为方便压缩流体通过其下的部分(从所述D切面往下的部分),而像图53一样形成大的D切面72等。为了方便压缩流体也经过内芯225的凸缘,按照与加压销50相同的方法加工D切面118。为与该D切面相连,如图7和图8所示,在外筒224上也设置槽120和槽130。
在外筒224的凸缘的上部设置密封件126,防止压缩流体泄漏。
在顶杆套凸缘的下方注入压缩流体,则压缩流体经过顶杆套和中心销之间,从顶杆的前端喷出。该压缩流体进入树脂与模具的间隙,进行空压。
在这种部件(双重结构)中,如图13中的加压销一样,能够在周围提高比成型制品形状更大的空压,因而压缩流体不进入成型制品内部并形成中空,能够进行空压。
在空压前使加压顶杆227后退,在树脂和顶杆227之间形成间隙,使得在提高压缩流体压力的时候压缩流体也不会进入成型制品内部并形成中空,更能发挥空压的作用和效果。
在用加压销50进行空压的情况下,压缩流体中没有抑制流动的加强筋等的平板等简单形状,可以得到充分的空压作用和效果。但是,例如对加强筋、形状所包围的成型制品(例如,图39所示的形状)的整个动模侧进行空压,则不得不把加压销设置在各自的周围部分,模具结构变得复杂,并不经济。
在这种成型制品形状复杂的情况下,通过镶件结构形成模具,在所以对外公开的日本专利文献《特开平10-119077》和《特开平11-216748》所述的方法中也是在镶件的缝隙中进行空压,因而会打乱形状。
作为解决这个问题的部件,有利用加压顶杆227、加压顶杆500进行空压的方法。在镶件结构的模具的情况下,不从镶件、型销等的间隙喷出压缩流体,而只从顶杆的前端喷出压缩流体,进入树脂和模具的间隙后实施空压,所以压缩流体打乱形状的课题得到解决。下面,对用顶杆实施空压的方法进行说明。用顶杆进行空压的方法有:
1.从顶杆内侧喷出压缩流体的方法,
2.从顶杆外侧喷出压缩流体的方法。
{可以空压的双重结构的顶杆(具备空压机构的顶杆)}
图52至图60所示的来自顶杆的流体加压,由于压缩流体只从顶杆的顶端喷出,可抑制所述那种使成型制品的形状出现问题的情况。并且,仅从顶杆喷出压缩流体的空压,可以应对复杂的成型制品的形状。
另外,图61(A1)至图61(J4)在本发明中将其视为与加压顶杆227相同。
外筒69如图4所示,在其长杆的一端(基座部)有凸缘70,在凸缘70加工有沉台79,和从沉台79通向长杆的另一端(顶端部)的贯通孔77。
内芯71如图5所示,在其长杆的一端(基座部)有圆柱形状的凸缘117,与凸缘117连接的是圆柱形状的芯体部203,在凸缘117加工有D面(D切面)118,在芯体部203加工有从凸缘117延伸到顶端部73的D面(D切面)72。D面72及118是为了流动压缩流体而加工的。同时,在内芯71的顶端部73留有未加工成D面72的部分大约5mm左右。
加压销50是将内芯71的芯体部203插入外筒69的贯通孔77而构成的。在加压销50的顶端部分,在贯通孔77的内径和芯体部203的外径之间,留有压缩流体能通过、而树脂不能通过的0.01~0.1mm左右的间隙。
加压销50如图6所示,在顶端部119处,内芯71的长度(内芯71的纵向长度)比外筒69的长度(外筒69的纵向长度)稍短一些(大于0mm小于0.5mm)。由于加压销50的内芯71比外筒69稍短,因此更容易向型腔内的树脂与型腔面的间隙喷出压缩流体,而且更容易注入。
加压销50的内芯71的长度与外筒69的长度也可以是同一长度。另外,加压销50的内芯71的长度比外筒69的长度长一些也可以。内芯71的长度与外筒69的长度,根据树脂的种类和成型制品的形状不同而区分使用。
在内芯71的凸缘117的上表面,如图7所示,在D面72和D面118之间加工有压缩流体通过的槽120。槽120可以是U形槽。另外,图7是从上方看内芯71的图。换句话说,图7是将图5所示的内芯71沿着外周方向旋转90度,从纸面上方朝下方看的图。
在内芯71的凸缘117的底面,如图7所示,向着D面118加工有供压缩流体通过的槽131。槽131可以是U形槽。另外,图8是从下方看内芯71的的图。换句话说,图8是将图5所示的内芯71沿着外周方向旋转90度,从纸面下方朝上方看的图。
内芯71的芯体部203的顶端部73,如图9(上)所示,插入外筒69时,为了在顶端部形成0.01~0.1mm左右的间隙,可以加工成D面(D切面)(顶端部74)。并且,顶端部73,如图9(下)所示,也可以是多角形状(顶端部75)。此外,图9是从上方看芯体部203的顶端部73的图。换句话说,图9是从纸面上方向下方只是看图5所示的芯体部203的顶端部73的图。
为了将加压销50固定于定模侧模具201等,使用图10所示的紧定螺丝127。紧定螺丝127,具有在外周部形成的螺纹部分123,在螺丝的一端形成的多角形的凹台122,从凹台122通向另一端的贯通孔121。
图11、图12及图13表示相对于由型腔200所成型的成型制品124(型腔200中的成型制品124)的加压销50的位置。
图11表示,加压销50的外筒71的顶端部的顶端面与型腔200的型面等高(同等高度),而内芯71的顶端部的顶端面比外筒71的顶端面稍微低一些。拥有所述结构的定模侧模具201或动模侧模具202,更容易向型腔内的树脂(成型制品124)与树脂和模具的间隙喷出压缩流体。
图12表示的是加压销50周围的型腔面向型腔侧突起的突出部129的结构。拥有所述结构的定模侧模具201或动模侧模具202,从成型制品124一侧来看,由于位于突出部129的位置的部分壁薄,能加快所述薄壁部分的冷却固化。也就是说,拥有所述结构的定模侧模具201等,在对着加压销50的喷出口的薄壁部分易于形成冷却固化层(表皮层),所以更易于向树脂和模具的间隙(型腔内的树脂和型腔面的间隙)喷出压缩流体。
如果在加压销50周围的型面进行范围φ20mm左右的咬花加工,压缩流体将更容易进入到间隙内。实际上虽然没有图示,在图36的加压销50周围进行了稍有偏心的φ20的咬花加工(图36的220)。
图13表示在注塑成型制品124的型腔200上有一处直径比加压销50的内芯71直径稍大一些的凹台130的结构。凹台130的直径也可以和加压销50的内芯71的直径相同。通过凹台130,在成型制品124上形成凸柱。有时候直径与外筒69直径相同或稍大。
加压销50如图11、图12及图13所示,应使加压销50的中心与紧定螺丝的中心大体一致,并由紧定螺丝127进行固定。并且,压缩流体通过紧定螺丝127的中心的贯通孔121及加压销50,向型腔200内的树脂(成型制品124)与构成型腔200的型面(型腔内的树脂和型腔面的间隙、树脂与模具的间隙)的间隙喷出并注入(进入)。
{密封件(密封部件)}
加压销50为了防止压缩流体的泄漏具备作为密封件(密封部件)的○型圈126。○型圈126由于是线接触密封性不足。因此,用于加压销50的密封件,最好使用加工成面包圈状的橡胶密封片。使用密封橡胶片时,由于变成了面接触,与线接触相比密封性提高。图11、图12及图13表示了在加压销50的凸缘70的上表面设置○型圈126的结构。不过,如果密封件可以担保密封性的话,也可以设置在凸缘70的底面或侧面。并且,密封件可以在凸缘70的上表面以及底面等多个面设置。密封件在凸缘70的多个面设置时,具有达到高密封性的优点。
在向型腔注入树脂的浇口附近只设置1根加压销时,压缩流体的压力在浇口附近较高,流动末端(远离浇口的位置)压力较低。利用这一特性,可根据成型制品的形状决定加压销50的设置位置和根数。也可以在浇口附近及流动末端设置多根加压销50,使用多个如图1所示的装置,在最佳的时间向各加压销51喷出压力最佳的压缩流体。图46的装置可以设定双系统(双系列)的空压条件(压力和时间)。空压的系统可以达到两种以上。
(加压销的其他结构)
以下,通过图14~17,对加压销的其他结构(加压销204的结构)进行说明。
图4~图13中说明的加压销50,是沿着加压销的长度方向形成喷出口。与此相对,加压销204,如图14~图16所示,是沿着与加压销的长度方向相交差的方向上形成喷出口。换句话说,加压销204是压缩流体从加压销204的侧面喷出型腔的结构。
加压销204,如图16所示,具有外筒132和插入外筒132的内芯133。
外筒132,如图14所示,在长度方向上的一端(基座部)有凸缘207,和从凸缘207通向另一端(顶端部)的贯通孔80。
内芯133,如图15所示,在长度方向上的一端(基座部)有圆柱形状的凸缘135、与凸缘135所连接的圆柱形状的芯体,在所述芯体上加工有从凸缘135延伸到另一端(顶端部)的D面(D切面)134。D面134是为了流动压缩流体而加工的。并且,凸缘135的长度方向的长度(高度)在1mm至5mm左右,但也可以是期以上。
图16表示相对于通过型腔200成型的成型制品124(型腔200中的成型制品124)的加压销50的位置。在型腔200上加工有凹台136。也就是说,通过凹台136在成型制品124上形成凸柱部位。凹台136的直径设定为比内芯133的凸缘135的直径还要小。虽然在图16中没有表示,加压销204的凸缘207,备有为防止压缩流体泄漏的密封件(密封部件)126。
压缩流体通过外筒132的贯通孔80及内芯133的D面134,从外筒132的顶端面和内芯133的凸缘135相接触部分的间隙喷出,通过构成凹台136的面和向凹台注入的树脂(凸柱)之间进入型腔,对型腔内的树脂进行流体加压。
(加压销的其他形状)
图4至图9中所示的加压销50的形状与图52至图54中所示的可进行空压的顶杆227的结构几乎相同。除了上述之外的加压销的形状,采用图61的(A1)至图61(J4)中所示的定杆形状,也可以实施。在图61的(K)中,在不想进行空压的地点和情况下所用的加压销和顶杆并非双重结构,而是在普通顶杆的凸缘上面设置了密封件126,所以能够用密封件126阻挡压缩流体。
(让镶件具有外筒69的功能的结构)
通过图4~图17说明的加压销,是向外筒69插入内芯71的二重结构。
对镶件32、镶件34直接加工(图48的221)图4的外筒69的内芯71所插入的形状77、79,将内芯71插入里面。
这种方法,内芯71的高度有与产品面相同、比产品面低、比产品面高的几种情况,通常是比产品面低。设置防止内芯71的底部的压缩流体向外部泄漏的密封件222。
图49是图48装配内芯71后的图纸。
图49的下半部的图是从纸面的上方向纸面下方看上半部的图中的板53的示意图(平面图)。
图50表示可以分别设置图49的下半部的图所标注的槽81、通路49、连接口48,分别利用图46所示的压缩流体制造装置1140,分别设定流体加压的条件。并且,由于分别设置了槽81,理所当然地也分别设置阀门68等的排气回路。
图51表示使用复数块图49所示的板53、板54,分别形成压缩流体的回路,分别使用图46所示的压缩流体制造装置1140,可以分别设定流体加压的条件。与所述图50的说明相同,也分别设置阀门68等的排气回路。
另外,在图49、图49、图50、图51中,同样使用图19、图20等所示的密封件55、91、93等,但没有在图49等中进行图示。
图17是表示将图4至图16所示的加压销50或204设置于定模侧模具201或动模侧模具202的状态的图。加压销50或204,通过与凸缘70或207连接的高压接口76与由不锈钢管49构成的压缩流体的回路相连接。作为高压接口76,比如,可以列举出日本世伟洛克公司的高压配管用接头。
加压销可设置1根或多根。并且,加压销端部的喷出口,1个或多个均可。设置多根加压销,从多处位置向型腔内喷出压缩流体,进行流体加压时,从各个喷出口喷出的压缩流体的压力其压力值相同或不同均可。从各个喷出口喷出的压缩流体的喷出时间也可任意设定。
在此,"喷出口”是指喷出压缩流体的加压销50,具备可流体加压的结构的顶杆顶端部,也称为“注入口”。
“喷出”是指从加压销、顶杆等的顶端,或从侧面流出压缩流体。
“注入”是指放入空间的气体、液体、或两者之一。
本发明中的流体加压是在加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500的顶端喷出压缩流体,注入到树脂和模具的间隙中。注入到树脂内部形成中空部位。
关于加压销50,举一个复杂的形状例,如图39至图41显示,若被加强筋包围,由于压缩流体不能超过加强筋,所以其中没有设置加压销就不能进行流体加压。
更多的情况是,如图39至图41的形状有顶杆设置,所以利用加压顶杆227、加压顶杆500进行流体加压。若不能设置加压顶杆227、顶杆500,则可利用加压销50。也可以是在镶件间隙进行流体加压的方法。
(流体加压)
为从普通结构的注射成型模具的动模侧模具进行流体加压,需在模具上设置在能够到达型腔内的树脂表面的加压顶杆227,向型腔喷出压缩流体,通过压缩流体对于型腔内的树脂直接进行流体加压,此时压缩流体的一部分,会从加压顶杆227的间隙向注射成型模具的外部漏出。作为解决这一课题的方法,可以使用图2的密封模具141,或图3的密封模具142。
通过图示对只从加压顶杆227注入压缩流体的流体加压方法进行具体说明。
图52所示的顶杆的外筒224,与图4同样,具备由插入内芯225的贯通孔77形成的中空的轴部、和在所述轴部的一端形成的凸缘70。凸缘70,为了让内芯225的凸缘117能够插入,加工成与贯通孔77相连的沉台79。
图53是芯体部226的示意图。芯体部226与图5同样,具有轴体和在所述轴体的一端形成的凸缘117。在轴体上加工形成D切面72,在凸缘117加工形成D切面118。压缩流体从这些D切面118及72通过。顶端部73与图9的74、75加工成同样的形状。虽然省略了图示,凸缘117加工有图7、图8所示的槽。
图54所示为芯体部226插入外筒223、并拥有加压销结构的顶杆227的图。从顶杆227的端部(沉台79及D切面72的间隙)注入的压缩流体,通过贯通孔77和D切面118的间隙,从顶端部119喷出。
(在顶杆内侧喷出压缩流体的结构)
作为用于从顶杆的内部喷出压缩流体的装置,使用在图52至图54所示的双重结构顶销,可以从顶杆顶端喷出压缩流体。这些顶针的结构是,例如,可以利用株式会社三隅的顶杆套{(直推顶杆套、直推顶杆套的锥型类型,带有台阶的顶杆套、带有台阶的顶杆套的锥型类型中任一)外筒}和中心销。
图53是中心销(内芯)的示意图,并且是被容纳在顶杆套的销。绕中心销的顶端部的5毫米是D切面,而是当容纳在顶杆套中时压缩流体可流过,但可形成熔融树脂不能进入的约0.001mm至约0.5毫米的间隙。
如图53所示,内芯225的顶端部上设有压缩流体通过的间隙73。
为了让在其下部分(所述D切面的下方部分)具有较大的D切面等,使得压缩流体能够容易地通过。由于如同压力销50,内芯225的凸缘也具有一个D切面,以便压缩流体通过,并且设置一凹槽以连接到D切口(图7、8)。
图52是从外筒224到凸缘70或顶部、底部,或设置在所述顶部和底部的两侧,设有密封件126,以便防止压缩流体漏出。
当在顶杆套的凸缘下方添加压缩流体,压缩流体将通过外筒224、内芯225,芯体部226,在加压顶杆227的顶端喷出。此压缩流体进入树脂和模具之间的间隙并进行流体加压。
(选择双重结构的原因)
图4至图9所示的压力销,以及图52至图54,图62所示的流体加压机构压力。的加压顶杆227加压机构,图70至图72所示,具有流体加压的机构的每个加压顶杆500中均设有双重结构。如图13所示,如果降低树脂表面,可形成凸柱部位130。
比起外筒69,内芯71应低{在加压成型制品凸出部分(模具中凹入部分)},压缩流体更容易进入间隙。
如图63至76所示,可以同时或分别使外筒和内芯向后退。
如图69的(A)、(B)所示,若不降低外筒值降低内芯,而且如图69的(C)、(D)所示,同时降低外筒和内芯,可以根据成型制品的形状和树脂特点、成型条件等,可采用形状以便压缩流体可更加容易地进入树脂与模具之间的间隙。
外筒的凹部在周围成型制品高度上优选0至约5毫米,而在所述外芯的另一内芯的凹部高度优选为约0至5毫米。
如果内芯比外筒更凸出,则会出现中空而不能进行压缩的情况。
(加压顶杆顶端的形状)
如图76所示,可取锥型部位369和370于外筒中,使得压缩流体可以容易地进入间隙。
并且如图37所示,可根据外筒的顶端部和需要,在其周围进行咬花加工,以便压缩流体更容易进入间隙。当然,进行流体加压的整个部分都可以采用咬花加工。
所述的压力销50、加压顶杆227、加压顶杆500已被描述为内芯和外筒构成的双重结构,但也可以是多重结构。
如果除顶端形状意外的压缩流体流入成型制品的内部,可将延迟时间拉长,进行成型制品表面冷却和固化后,在进行流体加压。
(图61的描述)
(其他可以流体加压的顶针的结构)
除使用中心销的顶杆套结构以外,如图61的(A1)和(A2)、(B1)和(B2)、(C1)和(C2)、(D1)和(D2)、(E1)和(E2)、(F1)和(F2)和(F3)、(G1)和(G2)、(H1)和(H2)和(H3)、(J1)和(J2)和(J3)和(J4)所示,压缩流体可通过外筒的顶端部(喷出),其中可取熔融树脂无法进入的结构。虽然其结构将在下文中举例说明,但不限于此类结构。
图61(B1)是替代附图标记244,组合插入几个或数十个薄板的形状245,从其间隙可喷出压缩流体。图61(B2)是从纸面上方俯看(B1)的图。
图61(C1)是替代附图标记244,组合插入几个或数十个四角锥的形状246,从其间隙可喷出压缩流体。图61(C2)是从纸面上方俯看图61(C1)的图。同时,可选择四角柱来替代四角锥。
图61(D1)是替代附图标记244,组合插入几个或数十个圆锥的形状247,从其间隙可喷出压缩流体。图61(D2)是从纸面上方俯看图61(D1)的图。同时,可选择圆柱来替代圆锥。图61(E1)是替代附图标记244,组合插入1个四角锥248,从其间隙可249喷出压缩流体。图61(E2)是从纸面上方俯看图61(E1)的图。
图61(F1)是替代附图标记244,在盖上上方带有凸缘的形状250,在填充熔融树脂时将关闭。受到流体加压的压力,在的范围内向上推(前进),并从侧面喷出压缩流体。随着压缩流体的压力减小,形状250通过弹簧251返回到其初始位置。图61(F2)是从纸面上方俯看图61(F1)的图。图61(F3)是形状250端面的侧视图。
在图61(G1)中,代替形状244,将球形止挡252放入顶端部。在熔融树脂的充填,所述球形止回阀252由树脂的填充物的压力返回返回到在中间(未示出)提供到外筒77的球接收检查252,从而覆盖该球的检查252因为,不进入它早于熔融树脂(未示出,外筒224内已经接收到球,到先前从中,熔融树脂不会进入)。当流体被加压时,由于压力的作用球检测器252前进并到达尖端。此时,球252检查和外和77之一,但在接触的部分,因为它是开槽(未示出),压缩流体可作用于在所述腔中的熔融树脂的压力(压力)。图61(G2)是从页面上方看到的图61(G1)的视图。(H1)在图61中代替形状244,诸如图1中所示的61(H3),将合并的嵌合金字塔或圆锥254,并从而通过该间隙来喷射压缩流体。
图61(G1)是替代附图标记244在顶端部放入了球式止回阀252.在填充熔融树脂时球式止回阀252将受到树脂的填充压力返回,并使在中部设置外筒77的球式止回阀252的受板(未图示),而被球式止回阀252盖上盖子,因此熔融树脂不能先进入(虽然未图示,外筒224内已经设有接收部位,,在其前面不能放入熔融树脂)。受到流体加压的压力,球式止回阀252将前进到顶端。此时,球式止回阀252和外筒77相接触的部分开槽(未图示),压缩流体可作用于在所述型腔中的熔融树脂的压力。图61(G2)是从纸面上方俯看图61(G1)的图。图61的(H1)是替代附图标记244,如图61的(H3)所示,合并嵌合四角锥或圆锥254,从其间隙可喷出压缩流体。
图61的(H2)是从纸面上方俯看(H1)的图。
图61的(J1)是替代附图标记244,如(J2)指示,放入带有凸缘的圆柱350,用定位螺丝256固定,使得从满足所述压缩流体被表面喷出。图61(J3)和图61(J4)是具有外筒224、凸缘和圆柱350的组装图。
在图61(A1)到(J4)显示用于流体加压的顶杆的顶端部,未图示凸缘、所述密封件等。
如果不希望放入压缩流体,可如图61(K)所示,可在利用顶杆27的凸缘上方设置密封件126来防止压缩流体。
(在加压顶杆227放入压缩流体的方法)
图55表示将顶杆227组装于模具后的模具结构示意图。图55中的符号34表示镶件,符号35是镶件的间隙。为防止压缩流体从镶件的间隙35泄漏的密封件93、板53、板54、密封件55、顶杆227的密封件89的结构与图3相同。
也就是说,顶杆227的凸缘70被板28和板29夹住。为了使压缩流体不泄漏,在凸缘70的上表面和板28之间设置有密封件228。为了压缩流体不从板28和板29之间泄漏,在板28和板29之间设置有密封件229。根据需要也可以在板29的底面和安装板23的接触面设置密封件230进行密封。符号49是压缩流体的通路,符号48是与图1所示的压缩流体制造装置140与图46所示的压缩流体制造装置1140的连接口。
图56所示板28,是从纸面的上方看图55的板28的图,加工有收纳顶杆227的凸缘70的凹台231及凹台232。
图57所示板29,是从纸面的上方看图55的板29的图。在板29上加工有压缩流体通过的槽236、通路(贯通孔)49。通路49一端与槽236相通,另一端加工成可与连接口48相连接的结构。另外,槽236在板28与板29贴合后形成压缩流体的流通回路(压缩空气回路)。此外,槽236在板28与板29贴合后形成于连接凹台231及凹台232(进行连接)的位置。
图58(A)表示图55所示模具结构的顶杆227的安装的其他的实施方式图。也就是说,为了更容易理解,在图58(A)中省略了对密封件93、板53、板54、密封件55、镶件34等的说明。
图58(B)是从图58(A)的纸面上方看图58(A)的板28的图。并且,图58(C)是从图58(A)的纸面上方看图58(A)的板28的图。
如图58(B)所示,在板28上加工有贯通孔233以及贯通孔234。并且,在板28的下面,在贯通孔233以及贯通孔234的位置分别加工有放置顶杆227的凸缘70的凹台(沉台)。
如图58(C)所示,在板29上加工有流通压缩流体的槽237以及槽238、两条通路(贯通孔)49。两条通路49一端通到槽(槽237或槽238),另一端可与连接口48相连接。并且,槽237及槽238在板28与板29贴合后形成压缩流体的压缩空气回路。并且,槽237及槽238在板28与板29贴合后形成于连接贯通孔231及贯通孔232(进行连接)的位置。换句话说,槽237及槽238在板28与板29贴合后形成于连接放置顶杆227的凸缘70的两个凹台的位置。
图58(A)所示的模具结构,具有将图46所示的压缩流体制造装置1140所制造的压缩流体分别连接到不同的连接口48后,可以按照不同的流体加压条件进行成型制品的成型的作用。
图59(A)表示图55所示模具结构的顶杆227的安装方面的其他的实施方式图。
也就是说,为了更容易理解,在图59(A)中省略了对密封件93、板53、板54、密封件55、镶件34等的说明。
图59(B)是从图59(A)的纸面上方看图59(A)的纸面上侧的板29的图。图59(C)是从图58(A)的纸面上方看图59(A)的纸面下侧的板29的图。图59(D)是从图59(A)的纸面上方看图59(A)的纸面上侧的板28的图。图59(E)是从图58(A)的纸面上方看图59(A)的纸面下侧的板29的图。
另外,图59(B)及图59(D)也在与图59(C)所示的贯通孔235同样的位置加工有贯通孔,但这里省略了图示。
图59(A)所示的顶杆227的安装结构,是使用多组类似于夹住顶杆227的凸缘70的板28及板29组成的成对的板的构造。换句话说,所述安装构造是通过不同的成对的板分别安装顶杆227。在各个成对的板上,分别加工有压缩流体通过的槽及通路。为此,将图46所示的压缩流体制造装置1140所制造的压缩流体,分别提供给各个成对的板,就可以按照不同的流体加压条件进行成型制品的成型。
图59(F)显示的是当成形制品的形状高度不同时,采用不同长度加压顶杆227的情况。
图55等表示在板29设置连接口48,向顶杆227导入压缩流体的方法。图60表示从安装板23将压缩流体向板28和板29进行供给的方法。在安装板23设置连接口48,其中加工通路49,与沉台242的底面相连接。在板28上有与凹台232相配合的凸台241,凸台241中加工有通路49,虽未进行图示,与板28的通路49、槽236、槽237、槽238、槽239、槽240相连接。关闭模具时,凸台241和沉台242合体,形成压缩流体的回路。同时,由于在凸台241的上部、沉台242的下部、或者板28和安装板3的配合面的任意一处,设置有密封件243,压缩流体不会向外部泄漏。图60表示在板28设置密封件的情况。
对图70的说明
{从顶杆外侧喷出压缩流体的部件(在顶杆外部通过压缩流体的部件)}
图70说明在顶杆的外侧和镶件间隙(实际上是顶杆27和顶杆的导柱301的间隙)进行流体加压的部件。
商业上可用的顶杆套受厚度和长度受限。而薄而长的顶杆套又很难获得。结果,在大型成型制品、深型成型制品中(模具厚的成型制品)难以得到长顶杆套,因此很难利用加压顶杆227来进行流体加压。
图70描述通过组合短顶杆套和长顶杆执行流体加压的部件。在图18中所示的板53的底部新追加一个密封板287与密封板288、密封件290和密封件291,以及顶杆的导柱301,密封板53和密封板54密封仅为通过镶件间隙进入的压缩流体的机构。
当顶杆27的侧表面通过一个压缩流体时,也进入密封板53和密封板54之间的间隙(参见图18)。该压缩流体通过镶件间隙35对填充在型腔中的熔融树脂加压,导致形状紊乱。
作为解决该问题的部件,在密封板53和密封板54的顶杆27的孔中设置喷射器的导柱301。喷射器导柱301顶部或底部(部分),或上表面或地面两侧设有密封件(〇型圈、片材)289、密封件292。(图62顶杆的左侧,喷射器导柱253)同时,顶杆27上的板287和288设有密封圈89,以便压缩流体不泄漏到外部。
如果需要,在喷射器的导柱301上还设置密封圈89。
(加压顶杆500)
称以所述流体加压目的,具有流体加压的结构的顶杆为“加压顶杆”。
在图70中,以型腔21、镶件34、镶件的间隙35、从镶件逆流的加压气体阻止板54、53、54、密封件93、55、顶杆的导柱301、密封件289、密封件292等组成。压缩流体在板53的间隙287(间隙)。压缩流体通过顶杆的导柱301和顶杆27的间隙,向型腔内填充的熔融树脂的表面加压。压缩流体在镶件间隙逆流,但被密封件93、55密封,因此不能向外泄露,所以可以对型腔内冷却相变过程中熔融树脂进行流体加压。另外,设置顶杆的导柱301的密封圈89在流体加压时,还拥有压力不会进入镶件34和顶杆的导柱301的间隙中的机构。
在图70,板53和287的相对表面设有按压顶杆的导柱301的机构,以及向顶杆的导柱301的凸缘下方引导压缩流体流路{通道(如图19的形状槽81)}。顶杆27上设有可防止压缩流体泄漏的密封圈89。压缩流体在连接口48进入。
顶杆的导柱301如图73(A)图73(D)所示,顶端部的5mm左右起到巨鼎顶杆27的位置的导柱(防晃动的导柱)的作用。虽然未图示,其下方还设有形状{傻瓜孔},以便压缩流体流过。
{图84(A)和图84(B)的说明}
在进行流体加压前进行芯背,在树脂和模具之间形成空间在间隙中压缩流体的部件。图84时进行芯背前,在型腔21填充树脂。附图标记354为浮芯,填充树脂的压力从354的浮芯的罗盘355通过注射成型机356相连接,因此不会因填充树脂的压力而开模。填充后立即,或者经过一定时间后,如图85所示,罗盘335开始降低芯背,形成空间360。在芯背的过程中,或者完成芯背后,或完成芯背后经过一定时间后,上密封板(362)、下密封板(361)的加压销50开始进行流体加压。附图标记359显示压缩流体向空间360喷出、进行流体加压的情况。流体加压结束后开模,利用顶出顶杆357、加强筋上方的顶杆358顶出成型制品。对于图84、图85,附图标记353时加强筋,其上方由附图标记358的顶杆。附图标记357也具有按压机构,该机构可以防止型腔21内填充的树脂从定模侧掉落。附图标记363是密封件,附图标记364为显示芯背移动的箭头。图84(A),图84(B)说明了动模侧的芯背,但也可以是定模侧的芯背。图84(A)、图84(B)中的附图标记93的密封件是实施气体反压力时的密封件。芯背时需要在周边的位置上设置加强筋形状,作为气体加强筋,技术没有分型面的密封件,压缩流体也不会向外泄漏。
(形状顶出)
顶出形状与顶杆相同,由于设置圆柱的形状,所以利用密封圈89秘方所述圆柱就充分。
图82显示的如同倾斜芯形状可为密封板54、55的上方形状,其下方可以用圆柱形状密封该圆柱部分。
(对图85的说明)
(热流道的气体加强筋)
通常热流道多在定模侧进行流体加压,但也有利用附着热流道的模具实施。此时,优选带有球式止回阀的热流道,或附着阀门浇口的热流道,以方压缩流体流入热流道。开模时,如图85所示,用气体加强筋211围绕热流道周围,防止压缩流体侵入热流道内。
即使在冷流道中,也可以通过在浇口附近提供围绕浇口的气体加强筋,如同气体加强筋211一样,防止加压流体渗入到芯轴流道中。即使在侧面浇口,如果用气体加强筋包围周边,也可以防止进入芯轴流道。
(对图79的说明)
{环状弹性部件的一例(密封圈)}
为防止树脂和模具间隙中的压缩流体露在模具(或镶件)和顶杆之间的间隙,需要密封所述顶杆(利用密封圈89密封顶杆)。
密封并支持顶杆27的密封圈89及密封圈90,比如,可以列举出Saint-Gobain公司(美国)、タフトレーディング(株)、SEAL TECH INC.、JAPAN SEAL INDUSTRIES CO.,LTD.、NISHIYAMA Corporation等销售的Omni Seal(商品名)、日本Trelleborg SealingSolutions销售的Turcon(商品名)、Spring Seal(商品名)等。这里“Turcon”是表示材质的表达方法,通常是PTFE(聚四氟乙烯),但由于除PTFE以外,也有使用PE(聚乙烯)等的商品,因此有时只是称为弹簧密封。图27及图28中表示了密封圈的结构的一例。弹簧(spring)负荷式特氟龙(登录商标)密封圈,由树脂制的密封部分103和金属制的弹簧部分104组成。
弹簧部位被嵌入在环状弹性体的开口部的内部(密封部103的开口部中)中,使其具有提高密封件部103的密封性能的作用和效果。
密封件部103由于自身收缩能力缺乏,直接就缺乏密封性。因此,开口部内的加压性(也称为负荷性)如果将附图标记104插入就会收缩,且可提高密封件的性能。
流体加压后,压缩流体进入开口部,受其压缩流体的力(压力)变宽、紧靠,因此压缩流体的密封性能进一步提高,压缩流体不会泄漏。
密封圈89及密封圈90要求有滑动性。为此,密封圈的密封部分103使用PTFE(聚四氟乙烯)及被PFA代表的特氟隆(注册商标)系树脂、硅树脂、高密度聚乙烯等。密封圈的弹簧部分104使用弹簧钢、不锈钢、或者也可以使用树脂、或原料为NBR{丙烯腈-丁二烯橡胶(橡胶)}的市售的〇型圈{由金属制成的环状部件和由树脂制成的环状部件}。
与此同时,使用氟橡胶、硅树脂橡胶、聚氨酯橡胶的端面为圆形、圆弧形、半圆形、三角形、四边形、多角形的〇型圈(树脂的环状部件的一例),或者线圈弹簧(金属环状部件的一例),也可充分发挥加圧性、负载性密封件的效果。
弹簧部位104的形状,既包括狭缝的梳子形状,也可以是c型的形状,在c的顶点开了一个小孔的形状,以便压缩流体进入。金属环状部件可采用金属片加工,而树脂环状部件可采用机械加工、利用机械的切割,也可采用注射中实(固体)成型、中空注射成型、压缩流体注射成型、注射泡沫成型等代表性树脂部件。若为树脂,可选热固性树脂,热塑性树脂,也可以是热塑性弹性体。
弹簧部位104的承载方向为轴体方向,例如,在顶杆,由密封圈顶出并按下顶杆侧面(滑动面)相接触的部分(树脂用的密封件部103)。
形状可以是所述梳子形状,横截面可以是C型、圆形、多边形或任何形状,只要其起紧固作用即可。
尽管不一定需要使用弹簧部位等,但是当弹簧加载时可提高顶针的贴服性,并且当型腔内的树脂被流体加压时减少从顶杆泄露压缩流体。拥有由树脂制成的密封部分103和金属弹簧部分(金属环形部件的示例)104。弹簧部位插入了环状弹性体的开口部分的内部,具有提高密封性能的作用和效果。
在图27,优选直接接触顶杆的部位(内唇部)比外侧(外唇部)部位要高,但相同高度也无妨。
图79(A)和79(B)示出密封环的其他形状,是显示各个形状特点的“L字密封件”、“L字型密封件”、“L字类型”{图79(A)}、“U字密封件”、“U字型密封件”、“U字类型”{图79(B)}。以L字密封件为例,如图79(B)所示设置在外侧。在图79中,对应于附图标记319的是附图标记103,而对应于附图标记315的是附图标记104。在图79中,例示了使用市售的〇型圈,而不是金属梳状。当然,所述附图标记104的梳子形状、所述〇型圈、螺旋弹簧等,只要拥有负荷性,加压性就可以使用。
聚四氟乙烯弹簧密封圈,U字密封件为U字型(凹)的树脂部位(附图标记103),丽日PTFE覆盖物(附图标记103)中,例如(附图标记103)中,为了补充PTFE的低弹性,例如耐腐蚀金属弹簧(例如由不锈钢制成)。低压时具有弹性的金属弹簧,而在高压时以由流体的弹性压力和金属弹簧的弹性被密封件面按压PTFE盖的唇部(附图标记561、附图标记562),更加紧密地密封。由于在面563压缩流体的附图标记103也被膨胀,所以施加压力来进行密封。利用压缩流体压差的此类密封件被称为“自密封件”,而此类结构则被称为“自密封结构”。
以L字密封件为例,唇部561仅为与顶杆接触的部分。所述L形的密封件的唇部561与顶杆27相接触而密封。尽管唇部562不处于U形密封件,例如,使用顶杆27的密封件时,下密封板53和上密封板54利用密封件55,并在密封件55密封,所以没有问题。聚四氟乙烯弹簧密封圈、K密封件(U字密封件、L字密封件)都可自我扩张,从而提高密封效果。在一些情况下,可以根据需要使用市场上可买到的支撑环(未图示)或滑环(图80)来密封顶杆。
图3显示出已知文献中在日本专利申请公开第11-216748中使用沉台填料。但是,没有说明为确保顶杆(=本发明中的金属弹性体弹簧或环状弹性体O型圈等顶入沉台)密合性的研究内容。若为高压流体,如同本发明中所公开的内容,即使在不加压的情况下,也需要与顶杆等拥有粘接性。
公知文献日本专利申请公开第2011-255541(已知文献日本专利公开2011-255541中的成型方法不是压缩流体注射成型,而是采用气体反压法,跟本发明的成型方法是不同。)在所述顶杆U形状密封件进行密封,但该文献中没有用U型状推入弹簧等的记录。
如上所述,在任何已知文献中都没有同时进行本发明中所述的提高顶杆粘结性的研究内容(在图27、图28的附图标记104的弹簧、螺旋弹簧等金属环状部件弹簧或由树脂制成的环状部件的O型圈)。
应该注意的是,部件是指与结构组装的构件。
为了减少顶杆偏转,保护密封圈,在加长机构和功能时,根据需求可插入如图80中所示的滑环。
滑环可以设置在密封环的上方和下方。它可以是上方和下方的一侧。为了增强密封性能,可以使用两个或更多用于顶出轴体的密封圈。
滑动环材料优选具有耐磨性、自润滑性能、滑动性的聚四氟乙烯、POM(聚甲醛)、高密度PE(聚乙烯)、特氟纶和PE的合金、有机硅树脂,硅橡胶等。
可以使用特氟龙润滑脂、硅油等,以降低滑环的磨损。“磨损”是指功能和性能正在下降。
(在厚部分形成中空部位的部件)
(在同一成型制品实施中空注射成型和压缩流体注射成型)
在同一成型制品实施中空注射成型和压缩流体注射成型,在厚部分形成中空,其余薄部分进行流体加压,获得缩痕较少的成型制品。具体来讲,在优先进行流体加压的期间在厚部分形成中空部位。此时,进行加压的压缩流体压力中,形成中空的压缩流体的压力和时间关系可显示为,实施加压的压缩流体压力为P1、延迟时间为T1、加压时间为T2、保持时间为T3、等待开模时间为T4。形成中空部位的压缩流体压力为P2、延迟时间为t1、加压时间为t2、保持时间为t3、等待开模时间为t4。P1≧P2、T1≧t1、T2≧t2、T3≧t3,任何加压的条件比中空条件高,仅在厚部分形成中空,而其余部分可通过加压获得没有缩痕的成型制品。
通过在中空模制气体注射销中设置流动端(填充熔融树脂的压力低的部分),可以降低压缩流体的压力。另一方面,可以在浇口附近(填充熔融树脂的压力高的部分)附近获得空心率大的成型制品。当然,中空成型可以通过使用来自注射成型机喷头的来自芯轴流道的压缩流体来进行。
在此类方式,即使是具有发泡性的树脂也可行,并且P1≧P2、T1≧t1、T2≧t2、T3≧t3。T4,t可适当设定。
(模具结构:顶出机构箱型)
如图2所示,密封模具141是包围顶出机构的箱型结构。这里,顶出机构指的是顶杆27及顶板。顶板由上顶板28和下顶板29组成。如图2所示,顶杆27穿过顶板28上的贯通孔,顶杆27的凸缘被上顶板28和下顶板29夹住,固定顶杆27。
另外,在图示中还省略了下述部分:在动模侧的安装板23与下顶板29相对的部分有一些贯通孔。这个贯通孔是注射成型机的合模气缸、连接于模板的顶柱(未图示)的插入孔。顶柱随气缸、电机等传动器的往复运动而进行往复动作。顶杆随着传动器以及顶板的往复动作进行往复动作。
作为密封模具141,不仅其定模侧的型腔30和动模侧的型腔31所构成的型腔200,由顶出机构箱51形成的空间52中也会注入压缩流体。这样一来,沿着密封模具141的轴体之一的顶杆27的间隙,压缩流体可以作用于型腔200内的树脂表面,能够充分发挥流体加压的效果。这里,沿着顶杆27的间隙是指,构成动模侧模具202的一部分的镶件34上形成的插入顶杆27的贯通孔与顶杆27之间的间隙。
另外,顶出机构箱51是将顶出机构密封在封闭空间的密封结构(箱型结构),图2中用虚线表示。
密封模具141具有定模侧模具201和动模侧模具202。这里,密封模具141是模具装置的一例。定模侧模具201是第一模的一例。动模侧模具202是第二模的一例。
动模侧模具202,以分型面26为边界面,与定模侧模具201进行接触或分开。
定模侧模具201具有将定模侧模具201安装于注射成型机(未进行图示)的定模侧安装板22,和安装在定模侧的安装板22上的定模侧的定模板78。注射成型机的喷头与定模侧的安装板22接触,具有供熔融树脂流动的贯通孔的浇口套24安装于定模侧的安装板。定模板78上具备:定模侧的型腔30、将从浇口套24流过来的熔融树脂向定模侧的型腔30引导的浇道25、定模侧的镶件32和滑块36。
动模侧模具202具有将动模侧模具202安装于注射成型机(未进行图示)的动模侧安装板23,和安装在动模侧的安装板23上的动模侧的动模板87。动模板87具备将成型制品从型腔顶出的顶杆27、固定顶杆27的同时,使其进行往复动作的上顶板28及下顶板29、动模侧的型腔31、动模侧的镶件34、滑块37、将压缩流体制造装置140所制造的压缩流体向顶出机构箱51内的空间52加注的连接口48和压缩流体的通路49。
另外,为了防止压缩流体向密封模具141的外部泄漏,密封模具141具备各种密封件。也就是说,密封模具141具备:为了防止压缩流体从浇口套24泄漏而设置的密封件38、定模侧的安装板22和定模侧的定模板78之间的密封件39、动模侧的安装板23和动模侧的动模板87之间的密封件39、分型面设置的密封件40、定模侧设置的滑块面的密封件41、动模侧设置的滑块面的密封件42、下顶板29设置的密封件43、定模侧的镶件的底部的下密封板44、定模侧的镶件的底部的上密封板45、密封板44与密封板45之间设置的密封件46。
此外,符号(箭头)47表示压缩流体的流动方向。不过,由于定模侧模具201处的符号47与动模侧模具202的符号相同,这里省略了图示。另外,符号33是定模侧的镶件的结合部分的间隙,符号35是动模侧的镶件的结合部分的间隙。图4至图17表示了加压销50的详细结构和组装于模具的结构。
密封模具141还具备:向由顶出机构箱51形成的空间52中注入压缩流体的喷出部件56、对型腔200内的树脂直接喷出压缩流体,从定模侧直接对型腔200内的树脂进行流体加压的喷出部件57、对型腔200内的树脂直接喷出压缩流体,从动模侧直接对型腔200内的树脂进行流体加压的喷出部件58(图2中纸面上侧的喷出部件58)、从定模侧的滑块36对型腔200内的树脂直接喷出压缩流体,对型腔200内的树脂进行流体加压的喷出部件59、从动模侧滑块37对型腔200内的树脂直接喷出压缩流体,对型腔200内的树脂进行流体加压的喷出部件60。
将在下密封板44及上密封板45上所使用的结构用于定模侧的滑块36及动模侧的滑块37的底部时,可间接地对型腔200内的树脂进行流体加压。
喷出部件61,是向下密封板44和上密封板45之间的间隙注入压缩流体,通过镶件32的间隙从定模侧对型腔200内的树脂进行流体加压。
图3是将板53和板54设置于镶件底部的图示。图47与此不同,是将板53和板54用支撑块和动模侧动模板夹住固定的图示。这样的方法在定模侧、滑块上均可实施。
阀门62是为了使在向型腔200内填充树脂时,型腔200内的空气能够从分型面26向密封模具141的外部泄出,以免产生充填不足、变色及烧焦的现象。阀门62在型腔200填充完树脂(完成树脂的填充)为止为打开状态,由于树脂的填充所排挤出的型腔200内的空气从这个阀门62向外部排出。另外,图23表示了这一空气的排气方法的详细的模具分型面结构。
型腔200内的空气,从设置于分型面26的排气口(未图示)等通过用于排气而设置的密封模具141内的通路63排出。符号64是连接于为排出型腔200内的空气所设置的阀门62的高压规格的耐压软管。符号(箭头)65表示型腔200内的空气的排气流动方向。符号66表示向大气中排出的型腔内的空气。
由于型腔200内的空气会被挤到定模侧的下密封板44和上密封板45,因此设置有与阀门62具有相同作用的阀门67。
也可以让图1的自动开关阀15具有阀门62、阀门67、阀门68的功能。废除图3的阀门62、阀门67、阀门68,将软管64与自动开关阀15相连接。向型腔内填充树脂期间,阀门15打开,排出因填充而被挤出的型腔内的空气。在填充结束的同时阀门15关闭,打开阀门14进行流体加压。根据这种方法,不使用模具内的用于排气的阀门62等也能实施。所述说明了阀门15具有阀门62、阀门67、阀门68的功能,而阀门15也可以不只使用1个,可以使用与阀门62、阀门67、阀门68相同数量的3个,也可以使用比这更多的数量。
另外,密封模具141的其他组成部分,比如模具的承压板、支撑柱、顶出机构的复位杆和复位弹簧、导柱和导套等,未在图2中表示出来。
密封模具141使用的流体,与液体相比最好使用气体。这样设置有顶出机构箱51的密封模具141就可以不需要下述图3中的板53、板54及密封件55。
(顶出机构箱51)
密封模具141的特征在于,当定模侧模具201和动模侧模具202合模、注射成型机的喷头与浇口套24接触后,型腔200被关闭,形成“密闭空间(密封模具)”。密封件38~43就是为此设置的。
(直接加压与间接加压)
“直接加压”是直接使用加压销50让压缩流体作用于型腔200内的树脂,进行流体加压的方法。“间接加压”是向型腔200之外的其他位置注入压缩流体,压缩流体沿着动模侧的镶件34的间隙35、顶杆27的间隙、型销的间隙等到达型腔200内的树脂,对型腔内的树脂进行流体加压的方法。除此之外,也有向镶件34的底部等注入压缩流体,顶动镶件34,进行镶件加压的方法等。
(直接加压)
如图2所示的喷出部件58,在对型腔200内的树脂直接加压的情况下使用。喷出部件58具备连接口48、压缩流体的通路49和加压销50。连接口48是为了与流动压缩流体的耐压软管的一端所连接的连接部。耐压软管的另一端,与图1所示的压缩流体制造装置的配管17相连接。具体的讲,就是耐压软管的另一端与图1中的配管17的末端相连接。在图2中,还可以实施图63至73所示的装置(使用加压顶杆227和加压顶杆500)。
通路49是为了通过连接口48,将从耐压软管注入的压缩流体导入型腔200、空间52等,在定模侧模具201的定模板78或动模侧模具202的动模板87上加工的孔。加压销具有在顶端部加工的喷出口、和连接此喷出口与基座部的贯通孔。加压销的基座部与通路49连接,从通路49注入的压缩流体,通过加压销的贯通孔,从喷出口向型腔200内注入。
由于加压销顶端的喷出口与型腔内所填充的树脂的表面接触,因此从喷出口注入的压缩流体进入型腔200内树脂与型腔面之间的间隙。也就是说,从动模侧模具202所设置的喷出口向动模侧型腔注入压缩流体时,将树脂从动模侧模具202朝着定模侧模具201的方向挤压进行流体加压。换言之,型腔200内的树脂,由压缩流体挤向定模侧的型腔30。
另外,反之,从定模侧模具201所设置的喷出口向定模侧型腔注入压缩流体时,将树脂从定模侧模具201朝着动模侧模具202的方向挤压进行流体加压。换言之,型腔200内的树脂,由压缩流体挤向动模侧的型腔31。
另外,为了防止在压缩流体对于型腔200内的树脂进行流体加压时,压缩流体从动模侧模具202和定模侧模具201的分型面26向外部泄漏而设置密封件40。密封件40可以列举出〇型圈、板状的橡胶片(密封构件)等。在分型面26的全部或一部分设置所述密封构件。
密封模具141在关闭定模侧模具201和动模侧模具202,且顶杆27后退后,通过下顶板29上设置的密封件42进行密封(封装)。此时,密封模具141可以防止压缩流体从动模侧的安装板23上加工的插入顶柱(未图示)的贯通孔(未图示)和顶柱之间的空隙向外泄漏。也就是说,密封模具141,在动模侧安装板23和顶出机构箱51之间设置有密封件39,在顶出机构箱51和动模侧动模板87之间也设置有密封(未图示)。密封件43可以列举出O型圈、板状的橡胶片(密封构件)等。
如前所述,作用于型腔200内的树脂表面的压缩流体,会沿着顶杆27的间隙、以及通过镶件34的间隙,进入顶出机构箱51的空间52,但由于所有的接合面都被密封着,所以不会向密封模具141的外部泄漏。
如果只通过喷出部件58向型腔200注入压缩流体,对型腔200内的树脂进行流体加压时,如前所述,压缩流体会进入顶出机构箱51的空间52。因此,使用密封模具141进行压缩流体注射成型时,顶出机构箱51的空间52中的压缩流体的压力如果与对型腔200内的树脂进行加压的压缩流体的压力不相同的话,会降低流体加压的作用及效果。
使用密封模具141进行压缩流体注射成型时,通过喷出部件58将压缩流体注入型腔200的同时,最好也通过喷出部件56向顶出机构箱51的空间52注入,用压缩流体填满顶出机构箱51的空间52。通过这样做,顶出机构箱51的空间52内的压缩流体的压力可以在短时间内,与通过喷出部件58向型腔200内的树脂注入的压缩流体的压力达到同等压力。
另外,通过喷出部件56及58对向空间52注入的压缩流体以及向型腔200注入的压缩流体进行排气时,既可以同时进行排气,也可以设定时间差分别进行排气。通过喷出部件56及58进行压缩流体的排气时,与喷出部件56及58连接的耐压软管不应流动压缩流体,同时所述耐压软管应所述是向大气开放的。具体地讲,就是连接于图1中的配管17的末端的耐压软管,其注入阀14处于关闭、大气开放阀15处于打开的状态。
向空间52以及型腔200注入的压缩流体的排气,除利用喷出部件56及58之外,也可使用设置于动模侧模具202的专用排气部件(未图示)进行排气。
(从动模侧实施间接加压)
通过动模侧模具202进行间接加压时,需从喷出部件56向顶出机构箱51的空间52内注入压缩流体。向空间52注入的压缩流体,沿着镶件的间隙35、顶杆27的间隙等进入型腔200内,从动模侧向定模侧对型腔200内的树脂表面进行流体加压。
对于特别需要加压的位置,可根据需要设置如图4至图17的加压销。这些加压销的顶端部要与型腔内的树脂的表面相接触。并且,这些加压销的后端部(基座部)要处于顶出机构箱51内。这样的话,只要将压缩流体注入顶出机构箱51的空间52内,就可以对型腔200内需要的位置进行流体加压。并且,可以设置多根加压销。此外,通过动模侧模具202进行间接加压时,由于不从喷出部件58注入压缩流体,因此不需要在动模侧模具202上设置喷出部件58。
拥有顶出机构箱51的密封模具141,由于是密闭状态,成为填充树脂时发生充填不足、变色及烧焦现象的原因的型腔内的空气,会沿着镶件的间隙35、顶杆27的间隙等向空间52内移动。因此,密封模具141可以抑制充填不足、变色或烧焦现象。
(从定模侧实施流体加压)
从定模侧模具201进行直接加压时,使用图2及图3所示的喷出部件57。从定模侧模具201进行间接加压时,使用图2及图3所示的喷出部件61。从喷出部件57及61的至少一方注入压缩流体,压缩流体将型腔200内的树脂从定模侧模具201朝着动模侧模具202的方向进行流体加压。由于喷出部件57及61拥有与在喷出部件58中说明的连接口48、压缩流体的通路49、加压销50完全相同的结构,在此省略详细的说明。
喷出部件61是对下密封板44和上密封板45之间注入压缩流体。为此,注入的压缩流体从镶件的间隙33等进入定模侧型腔30内,按从定模侧模具201向动模侧模具202的方向对型腔200内的树脂进行流体加压。
另外,如前所述,从动模侧模具202实施的直接加压,也可在顶出机构箱51设置加压销的后端部。同样,从定模侧模具201实施的直接加压,也可象在下密封板44与上密封板45之间设置加压销的后端部一样,在定模侧模具201设置加压销。
(从定模侧实施的直接加压)
如果使用喷出部件57,从定模侧模具201向型腔200内注入压缩流体,对型腔200内的树脂直接进行加压,此注入型腔200内的压缩流体,也会与在动模侧模具202处实施流体加压时相同,会从镶件32的间隙33向外部泄漏。为了解决这个问题,定模侧镶件32的底面(与型腔200相反侧的面)与下密封板44贴合,在下密封板44与上密封板45之间设置密封件46。这样一来,可防止通过镶件32的间隙33的压缩流体向外部泄漏。虽然没有图示,动模侧的镶件34的底面(与型腔200相反侧的面)最好是根据需要设置密封件。此外,定模侧安装板22与定模侧定模板78之间最好也设置密封件39。
喷出部件61是在下密封板44与上密封板45之间注入压缩流体的喷出部件。使用喷出部件61注入的压缩流体,通过镶件32的间隙33到达定模侧型面,按从定模侧模具201向动模侧模具202的方向对型腔200内的树脂进行流体加压。
特殊需要流体加压的位置,与所述动模侧的情况一样,根据需要设置图4至图17所示的加压销,只要在下密封板44与上密封板45之间注入压缩流体便能进行流体加压。
{在间隙喷出压缩流体以向树脂和模具之间间隙注入(进入)的原因}
向型腔填充树脂时的压力称为“填充压力”、“注射压力”,用MPa(兆帕)、kg/cm 2、或者通过注射成型机的最大注射压力的比例%(百分率)来表示。
另外,向型腔填充树脂时的速度称为“填充速度”、“注射速度”,用注射成型机的螺杆的移动速度mm/sec(秒)、或者通过注射成型机的最大注射速度的比例%来表示。
此外,向型腔内填充树脂时的单位时间的填充树脂的容量或重量称为“填充率”、“注射率”。用ml(毫升)/sec、cc/sec、cm 3/sec、或g(克)/sec来表示。
向型腔内进行熔融树脂的填充,分为填充的过程中与填充结束进行说明。并且,为了简单地进行说明,使用的树脂是热塑性树脂ABS。
在注射成型机的注射工序中,对加热筒内的熔融状态的ABS所施加的压力,最高为200Mpa左右,属于高压。但是,所述高压熔融ABS通过注射成型机的喷嘴,模具的浇道、浇口,到达型腔内后,由于压力损失(压损),压力下降到30MPa左右。
在向型腔填充树脂的过程中,填充过程中的ABS的30Mpa左右的压力并不算太高。其理由是因为型腔还有未填充的空间。换句话说,由于型腔内的ABS还未到达流动末端,处于填充不足的状态,完全填充时的来自型腔壁的反推压力(这种情况下是来自型腔壁的反作用力)未起作用。
通常,由于型腔的表面温度比填充的ABS的温度低,向型腔填充ABS的同时,ABS的表面冷却固化,形成冷却固化层。也就是说,由于ABS从熔融状态固化,发生了体积收缩,在型腔面与ABS的表面之间产生了间隙。
向这一间隙注入压缩流体,压缩流体的压力作用于型腔面和未完成冷却固化的ABS。由于ABS比型腔面更容易压缩,通过压缩流体的压力被加压压缩。这被称为“楔形效应(Wedgeeffect)”。通过楔形效应,达到动模侧型面、定模侧型面、动模侧滑块型面、及定模侧滑块型面范围的型腔内的树脂被整体加压。设置有气体加强筋时,通过楔形效应,压缩流体在气体加强筋中展开,型腔内的树脂被部分加压。另外,为了让楔形效应得到充分的发挥,型腔内填充的ABS的压力低一些最好。这时,压缩流体的压力也可以相应降低。
填充与型腔同体积的ABS时,ABS冷却固化后,ABS的体积减少。在注射实心成型时,为了补充由于冷却固化而减少的体积,进行树脂保压,进行树脂保压后,型腔内的ABS开始具有高压力。停止树脂保压,作用于型腔内填充的ABS的压力消失,随着冷却固化的进展,型腔内ABS的体积减少。也就是说,型腔的体积比ABS的体积大,而决不会出现型腔的体积比ABS的体积还小的情况。
在进行高压树脂保压之际进行流体加压时,假设ABS的压力比压缩流体的压力大(压缩流体的压力<ABS的压力),随着ABS冷却固化的进行,压力下降,当压缩流体的压力>ABS的压力时,压缩流体对于ABS开始发挥流体加压的作用。
向型腔填充ABS后,作为降低ABS压力的方法,除了让注射成型机的螺杆后退之外,还有在型腔的末端设置非需要形状型腔或者舍弃形状型腔(也称为“舍弃型腔”。)的方法。熔融状态的ABS超过型腔容量,充填至非需要形状的一部分,呈充填不足状态,从而降低型腔内ABS的压力。
另外,也可以增加非需要形状的壁厚。还有,可以在非需要形状型腔设置挡板,型腔充满ABS后,打开挡板,通过流体加压将ABS压向非需要形状,以降低型腔内ABS的压力。此外,作为使楔形效应发挥作用的部件,可以对型腔面实施咬花加工或电镀等。
使用树脂保压时,由于型腔内的ABS的压力升高,向型腔注入的压缩流体的压力,必须升高。此时,成型制品与型面的一致性提高。不过,由于成型制品残存内部应力,具有产生弯曲和变形的担忧。
反之,通过充填不足等方式降低压缩流体的压力,巨大投影面积的成型制品可通过低合模力的成型机进行加工。成型制品内部应力小,会减少弯曲和变形。
本发明对于可实施的成型制品的厚度没有限制,如果是热塑性树脂,为1mm以上5mm以下,最好是从1mm到4mm左右。
(局部加压与全体加压)
流体加压可实施作用于成型制品整体(例如,动模侧型面整体)的全体加压与作用于局部的局部加压。
全体加压是在希望加压的面(定模侧型面或动模侧型面)设置加压销,进行流体加压。加压销的个数由成型制品的加压面积和厚度决定。
局部加压,需设置具有能够防止压缩流体向外部漏出的高度(例如,1.5mm)的气体加强筋,加压销的周围(包含加压销的希望加压的范围)需要用气体加强筋包围起来。局部加压是使压缩流体只作用于希望减少缩痕或希望提高成型制品与型面的一致性的部分的有效方法。
局部加压或全体加压,如果定模侧模具201及动模侧模具202没有镶件32及34、以及顶杆27,可以在型腔设置加压销50,只使用加压销50进行流体加压。不过,如果在定模侧模具201或动模侧模具202有镶件32或34、或者顶杆27,而向型腔200内注入的压缩流体会向外部漏出时,可以使用动模侧模具202的镶件34下方的下密封板53、动模侧镶件下的上密封板54。实施例中的成型制品1及成型制品2是通过全体加压成型的成型制品。成型制品3是通过局部加压成型的成型制品。
(空气的排出)
由于定模侧模具201及205使用下密封板44、上密封板45以及密封件46,因此向型腔200内填充树脂时,型腔200内的空气无法排出。同样,由于动模侧模具202及206使用下密封板53、上密封板54及密封件55,向型腔200内填充树脂时,型腔200内的空气也无法排出。因此,使用定模侧模具201及动模侧模具202的密封模具142,有时会发生充填不足、变色或烧焦的现象。
为了防止出现充填不足、变色或烧焦现象,作为密封模具141及142从定模侧模具201及205的镶件32排出气体的流体排出部件(排出位置的一例),是在上密封板45的底部(与型腔200相反侧的面)设置空间,设法在填充树脂时,让型腔内的空气排到模具的外部。作为密封模具141及142从动模侧模具202以及206的镶件34排出气体的流体排出部件,是在上密封板54的底部(与型腔200相反侧的面)设置空间,设法在填充树脂时让型腔内的空气排到模具的外部。
具体地讲,定模侧模具201及205是在上密封板44、下密封板45及密封件46之间设置小空间。动模侧模具202及206是在上密封板54、下密封板53及密封件55之间设置小空间(比如,图19的空间102)。
图18表示图3的下密封板53、上密封板54及密封件55的结构。由于在定模侧模具201及205有顶杆27,因此下密封板53及上密封板54具有顶杆27的插入(滑动)孔83(图19),具有安装密封圈89(环状弹性部件的一例)的沉台82,这点是与下密封板44及上密封板45不同的。
但是,定模侧模具201或205,如果使用定模侧的顶杆或顶料销、顶出销,等于使用顶杆27,需要在下密封板44及上密封板45设置安装密封圈89的沉台82。
图2及图3所示的阀门67相当于流体排出部件。阀门67在向型腔200内填充树脂时打开,由于树脂的填充被挤出的空气通过镶件32的间隙33、下密封板44、上密封板45之间设置的槽向密封模具141的外部排出。
并且,图18虽然表示动模侧模具206的下密封板53、上密封板54及密封件55,由于定模侧模具201及205的下密封板44、上密封板45及密封件45只在所述结构上有所不同,大致是相同的结构,所以使用图18进行说明。
流体排出部件,作为阀门67的代替,可以在设置阀门67的位置设置拥有型腔200的数倍容量的储气罐(未图示)。向型腔200内填充树脂时挤压出的型腔200内的空气可以转移到罐内,可以防止压缩生热。因此,可以防止成型制品的充填不足、变色及烧焦。不过,储气罐如同在顶出机构箱51说明的那样,在加压时,必须充满与压缩流体相同压力的压缩流体。
定模侧模具201及205,如果有定模顶出顶杆或顶料销,需要设置与顶出机构箱51同样的结构。与顶出机构箱51有同样结构的定模侧模具201及205,由于型腔200内的空气因向型腔200内填充树脂而被挤出,因此可以抑制充填不足、变色及烧焦。此时,由于被顶出机构箱51密封着,可以没有下密封板44和上密封板45及密封件46。
(从滑块实施加压)
在定模侧模具201或动模侧模具202所设置的滑块,与所述定模侧模具201的结构大体相同。也就是说,在滑块的下方(滑块底部)具有与在定模侧所说明的下密封板44、上密封板45及密封件46相同的结构。并且,为了防止压缩流体从滑块与模具的结合面泄漏,滑块也同样会设置密封件(图2的定模侧滑块有密封件41、动模侧滑块有密封件42)。
压缩流体的注入机构(直接加压、间接加压)以及排气机构,与所述定模侧表示的结构相同。并且,如果担心成型制品发生充填不足、变色及烧焦的现象,可以设置在定模侧201等处设置的阀门67或储气罐等。
(图82)
图82(A)至(C)表示倾斜芯(销)的密封方法。以倾斜芯为例,在图2中所示的顶出机构箱结构,在板28上放置滑动单元,作为顶出顶柱的机构,可直接用于在横向方向上移动所述滑动单元的常规机制。
在图3中,为密封横向移动的倾斜芯如下进行。如图82(A)所示,可将滑动单元放置在密封板54上,用顶出滑动单元的顶杆可以用密封圈89密封。图82(B)新设上方滑动板372,下方滑动板373,在附图标记374滑动单元所滑动的长孔上方滑动板372及下方滑动板373的一侧(在此情况为上方滑动板372)或两侧。图82(C)表示附图标记标号377的滑动单元的下腿较长的情况。附图标记375在长孔滑动单元移动时,附图标记375密封附图标记376密封件,以便压缩流体不与上方滑动板372,下方滑动板373,以及其他板的相对表面相泄漏。
在使用倾斜销的滑块中,定模侧滑块和动模侧滑块均在密封件40内侧进行加工。
在倾斜芯和倾斜销的滑芯,密封当利用完气体加强筋密封压缩流体被泄露。
图81示出难以折断的芯销的结构。首先,将根据图81(A)和图81(B)中描述说明的普通型销。在脱模时,成型制品立即收缩,对型销的附图标记318施加应力,在318部分形成裂纹,导致销破裂。若销破裂,需要打开模具更换。图81(C)不具有附图标记318的台阶,而是笔直的。图81(D)显示结合在金属模具中的所述型销。在镶件34上设有空间322,脱模时作用于型销的应力在此被吸收或缓解,因此难以折断。同时,所述型销材料为马氏体时效钢,由于经过自硬化(self hardening treatment)因此韧性高。
〔实施方式〕
(密封模具142的模具结构)
使用顶出机构箱51的密封模具141,由于需要用压缩流体将动模侧模具202的空间52填满,所以需要大量的压缩流体。
下面,通过图3、图18~20等,对于作为解决所述课题的方法的密封模具142的模具结构进行说明。图18是图3的密封模具142的动模侧模具206(第二模的一例)的镶件34的安装结构示意图。图19是将图18的上密封板54从图18的纸面上方朝纸面下方看的上密封板54的示意图(平面图)。图20是将图18的上密封板54从图18的纸面上方朝纸面下方看的上密封板54的模式图(平面图)。
另外,图3所示的密封模具142中与图2所示的密封模具141相同的部分,附加了相同的符号,省略了详细的说明。并且,为了使说明更容易理解,主要说明密封模具142与密封模具141不同的部分。
密封模具142(模具装置的一例),如图3所示,与密封模具141不同,没有顶出机构箱51。并且,密封模具142的每个顶杆27(轴体的一例)均通过密封圈89(环状弹性部件的一例、第1环状弹性部件的一例)进行密封。
在这里,密封圈89,如图18所示,呈环状(甜甜圈形状)、并且是由具有沿着周边方向的开口部209的、形成凹槽208的含有橡胶等的弹性体。密封圈89上形成的凹槽208设置于与密封圈89的中心轴相交差的一侧的面上。因此,密封圈89具有方向性。
在面向密封圈89的凹槽208施加压缩流体的压力时,凹槽208的开口部209会受到压缩流体的压力发生弹性变形并打开,因此会增加密封性。
密封模具142,如图3所示,为了使从镶件32的间隙33等向型腔200注入的压缩流体不向外部泄漏,在镶件32的底部(与型腔200相反侧的面)设置了下密封板44、上密封板45、以及密封件46。
并且,密封模具142的每个顶杆27均设置了密封圈89,如图3及图18所示,以防止向型腔200(成型空间的一例)内注入的压缩流体沿着顶杆27向外部泄漏。
进一步,密封模具142,为了防止向型腔200内注入的压缩流体从镶件34的间隙35等向外部泄漏,在镶件34的底部(与型腔200相反侧的面)设置下密封板53、上密封板54、以及密封件55。
在下密封板53的一侧的面,如图18及图19所示,设置有收纳密封圈89的沉台82。在下密封板53的沉台82的大致中央部,加工有插入顶杆27的贯通孔83。
顶杆27,在下密封板53的沉台82收纳密封圈89的同时,在下密封板53的一侧的面设置密封件55,将下密封板53的一侧的面覆盖上上密封板54,由于顶杆27插在密封圈89的孔中,呈密封(封装)状态。
顶杆27的直径比密封圈89的内径大,比贯通孔83的直径小。因此,顶杆27通过安装于沉台82的密封圈89进行密封的同时,还可以沿着顶杆27的轴向进行滑动。
图18表示了在顶杆27上设置1个密封圈89的结构。为了提高顶杆27的密封性,可以设置多个密封圈89。在定模侧模具205(第一模的一例)设置顶出成型制品的机构或顶料销时,可以使用密封圈89。
密封模具142,每个顶杆27均通过密封圈89进行密封,镶件34通过下密封板53、上密封板54及密封件55进行密封。因此,密封模具142如果没有流体排出部件,当向型腔200内使用注射成型机填充树脂时,型腔200内的空气无处可去,有时所述空气会被压缩。因此,可能出现填充不足、或成型制品变色或烧焦的现象。
如果发生这一问题,作为解决方法,可以列举出在密封模具142设置流体排出部件。通过流体排出部件,在向型腔200内填充树脂时,排出由所述树脂挤压出的型腔200内的空气。
流体排出部件,具体地说,具有在动模侧模具206形成的通路63、与通路63连接的耐压软管64、与耐压软管64连接的阀门68(排出机构的一例)。
通路63与下密封板53的一侧的面及上密封板54的另一侧的面之间的间隙、镶件34的间隙35、设置于上密封板54的槽81(参照图19)相连接。
换句话说,阀门68在向型腔200内填充树脂时打开,因树脂的填充被挤出的空气通过镶件34的间隙35、槽81、通路63、以及耐压软管64向密封模具142的外部排出。并且,虽然省略了详细的说明,但阀门62及阀门67也作为流体排出部件(排出机构的一例),具有与阀门68相同的功能。
作为流体排出部件的阀门62、阀门67及阀门68,在向型腔200内填充树脂时打开,流体排出部件,在向型腔200内填充熔融树脂后关闭。流体排出部件关闭后,从图1所示的压缩流体制造装置140向密封模具142内注入压缩流体。
从压缩流体制造装置140向密封模具142内的压缩流体的注入,比如,可利用喷出部件58、115(参照图18)等来实施。
喷出部件58是为了向型腔200内注入压缩流体所使用的喷出部件(直接加压)。喷出部件58,如图3及图18所示,具有与压缩流体制造装置140连接的耐压软管64的连接口48、与连接口48连接的通路(下密封板53上形成的贯通孔)49、及加压销50(注入机构的一例)。
加压销50的贯通孔77(参照图4)与芯体部203的间隙,与通路49相连接。也就是说,由压缩流体制造装置140制造的压缩流体,通过耐压软管64、连接口48、通路49以及加压销50,对型腔200内的树脂进行加压。
喷出部件115是为了向型腔200内注入压缩流体而使用的喷出部件(间接加压)。喷出部件115,如图18所示,具有与压缩流体制造装置140所连接的耐压软管64的连接口48、与连接口48相连接的通路(下密封板53上形成的贯通孔)49、及加压销212(参照图18)。
通路49与镶件34和上密封板54的间隙、以及间隙35相连接。也就是说,由压缩流体制造装置140制造的压缩流体,通过耐压软管64、连接口48、通路49、加压销212、镶件34以及间隙35,向型腔200注入。加压销212与加压销50相比较,虽然在长度方向上的长度不同,但结构大致相同。
另外,图18中的符号(箭头)47是压缩流体的流动方向。符号(箭头)65是型腔200内的空气的排气方向。符号(箭头)66是向外部(大气中)排出的型腔200内的空气。
在下密封板53的一侧的面,如图18及图19所示,加工有加压销50的凸缘70(参照图5)所插入的沉台85。在沉台85的大概中央位置,形成贯通孔49。在沉台85与插入沉台85的凸缘70之间,设置密封件126(参照图11~13)。
在上密封板54的沉台213的底面,如图19所示,加工有向型腔200供给压缩流体、和将型腔200内的空气排出所使用的槽81。槽81,通过上密封板54上形成的加压销用的贯通孔与加压销50及212之间的间隙、上密封板54上形成的用于顶杆的贯通孔和顶杆27之间的间隙,与贯通孔49及通路63连接。
通路63与排出型腔200内的空气的耐压软管64的一端相连接。耐压软管64的另一端与阀门68相连接。阀门68在向型腔200内填充树脂时打开,向型腔200内填充树脂之后关闭。向型腔200内填充树脂时,由于阀门64打开,由树脂挤出的空气通过镶件33的间隙35、槽81、沿着顶杆27的间隙、通路63,从阀门68向大气中排出。阀门68,具体地讲,电磁阀、在气体的力量下动作的气动阀门等均可以使用。
在上密封板54上,如图19所示,为了槽81中的流体压力不会急速上升,加工有具有提供缓冲目的的小空间102。小空间102并不是必须要设置。
图1所示压缩流体制造装置140的阀门15可以替代阀门62、阀门67以及阀门68,作为流体排出部件(第一排出机构)使用。将阀门15作为流体排出部件使用,是在利用喷出部件61或喷出部件115,通过镶件32、34以及顶杆27等的间隙,向下密封板44、上密封板45、下密封板53、上密封板54进行流体加压的情况下有效。阀门15的动作与阀门62、阀门67以及阀门68相同,在向型腔200内注入熔融树脂时打开,注入树脂之后,对于树脂开始进行流体加压之前关闭。并且,在型腔的容积大的情况下,为了达到让流体尽早排出的目的,有时会设置多个阀门62等。
(镶件的密封)
接下来,通过图18~20,对镶件34的密封进行说明。
上密封板54是在一侧的面的中央部分加工有矩形沉台213的矩形板。动模侧模具206的镶件34的一端嵌入到沉台213中。换句话说,镶件34上与型腔200无关的部分的周围,被上密封板54包围着。
在上密封板54的四周部分的上表面,沿着所述四周部分设置有密封件93。由于上密封板54的四周部分与构成动模侧模具206的动模侧动模板87(参照图3)紧贴固定,密封件93被夹在动模侧动模板87和上密封板54之间。也就是说,动模侧动模板87及上密封板54通过密封件93进行密封。因此,作用于型腔200内的树脂的压缩流体,不会从动模侧动模板87和上密封板54的贴合面漏出。
在下密封板53和上密封板54之间,设置有密封件55。因此,作用于型腔200内的树脂的压缩流体,不会从下密封板53和上密封板54的贴合面漏出。
在下密封板53的一侧的面,如图20所示,加工有将贯通孔83包围起来、插入密封圈89的沉台82。并且,下密封板53的一侧的面,加工有将贯通孔84包围起来,插入加压销50的凸缘70及加压销212的凸缘的沉台85。
由于在沉台82插入密封圈89,因此压缩流体不会从贯通孔83漏出。并且,由于在沉台85插入加压销的凸缘时,使用密封件126进行密封(参照图11~13),因此压缩流体不会从贯通孔84漏出。
在定模侧模具205、定模侧的滑块36、以及动模侧的滑块37上使用顶杆27或顶料销时,与动模侧模具206的顶杆27同样使用密封圈89进行密封。在定模侧模具205、定模侧的滑块36、以及动模侧的滑块37上不使用顶杆27时,不用说,不需要使用密封圈89。
(型腔内的减压)
密封模具142可以具备减压部件,以便在定模侧模具205与动模侧模具206关闭之后,在熔融树脂被填充到型腔200内之前,对型腔200内进行减压。减压部件,比如有真空泵、或者利用流体的文丘里效应制造减压状态的机构{吸引器(aspirator)}等。
对于密封模具142,利用减压部件(排出机构的一例)对型腔200内的空气进行抽真空减压时,如图21所示,需对下密封板53追加密封圈90。更详细地说,需在下密封板53的另一侧的面上加工插入密封圈90的沉台。在所述沉台,将密封圈90的开口部209面向与型腔200相反的方向进行插入。并且,在下密封板53的另一侧的面,沿着下密封板53的四周设置密封件91后,与密封板92贴合并固定。
减压部件用于密封模具142时,下密封板53将不是图18所示的结构,而应所述是图21所示的结构。下面对其理由进行说明。
由于密封圈具有方向性,当下密封板53是如图18所示的结构时,如果对型腔200内的空气通过减压部件进行减压的话,空气会进入型腔200内。也就是说,密封圈89,如图18所示,由于凹槽208的开口部209朝向型腔200,空气压力从与密封圈89的凹槽209的开口部208相反的方向施加过来。因此,通过减压方法对型腔200内的空气减压时,不能发挥密封圈89的密封效果。
通过减压方法对型腔200内的空气进行减压时,为了发挥密封圈的密封效果,如图21所示,需要追加将开口部209面向与型腔200相反方向设置的密封圈90。这样一来,图21中纸面下方的密封圈90,在型腔200内的空气减压时,由于开口部209打开,可充分发挥密封效果。
另外,在下密封板53与板92之间,沿着下密封板53的四周设置有密封件91。密封件91也可以没有。
此外,将阀门62、阀门67及阀门68中的至少一个连接上减压部件,对型腔200内的空气抽真空。用于抽真空的阀门,在压缩流体开始加压之前关闭。并且,阀门62等,需要使用能够进行抽真空的阀门。
图21所示的模具206中动模侧的镶件34的安装结构,与图18所示的安装结构很相似,所以只对主要的不同点进行了说明。图21的上密封板54也可以与图18的上密封板54结构相同。此外,定模侧模具205如果使用顶杆27或顶料销,镶件32的安装结构采用与图21所示的相同的结构。
(向型腔注入惰性气体)
抑制树脂的填充不足、以及成型制品的变色及烧焦的部件,除了所述减压方法之外,也有比如向型腔200内注入氮气等惰性气体的方法。在向型腔200内填充熔融树脂之前,惰性气体从密封模具142上的阀门62、阀门67及阀门68中的至少一个向型腔200内注入,用惰性气体置换型腔200内的空气。
作为对加压顶杆27进行密封的方法,如图33、图34所示,在顶杆周围设置如同包围顶杆似的气体加强筋218,这个气体加强筋218与下述的气体加强筋有相同的作用。但是,如果设置此气体加强筋与顶杆贴在一起,会因树脂的收缩造成脱模困难,所以如图33、图34所示配置时稍微留些间隙。
这种在加压顶杆27的周围设置加强筋的方法,如果是非镶件结构的模具,比如像平板那样形状的情况,则不需要对加压顶杆27设置密封圈89;而如果是镶件结构,由于压缩流体会从镶件的间隙漏出,需要利用如图19、图20所示的板53、板34,来防止压缩流体从镶件泄漏,这时,由于从加压顶杆27也会有压缩流体的泄漏,因此加压顶杆27需要使用密封圈89进行密封。
另外,如果是在顶杆的周围设置气体加强筋,并且,镶件的周围也用气体加强筋围起来,使压缩流体无法进入镶件间隙的结构,则不需要板53、板54。
向型腔200内填充的树脂与定模侧模具205或动模侧模具206的型腔面之间的间隙注入压缩流体时,为了防止压缩流体从插入顶杆27的贯通孔和顶杆27之间的间隙漏出,需使用开口部209朝向型腔200的密封圈89。
此外,将型腔200内抽真空后,在向型腔200内填充熔融树脂时,为了防止将型腔200内抽真空之际外部空气流入型腔200,使用密封圈90(第2环状弹性部件的一例)。
本发明中的“顶出轴体”是用于注射成型的动模侧模具206的顶杆27、定模侧模具205的顶杆27或顶料销、脱模销、形状顶出销,倾斜芯下销等的总称。
图4至图10所示的加压销50设置于密封模具142内。向加压销50的凸缘70的底面送入通过如图1所示的压缩流体制造装置140制造的压缩流体。压缩流体对于型腔200内所填充的树脂进行加压。加压销50的结构与设置如图4~图22所示。
(分型面26的排气方法)
密封模具142的分型面26可以设置排气部件。排气部件通过图23进行说明。
图23是表示定模侧模具205的分型面26所设置的排气部件的结构示意图。并且,排气也称为排出空气、空气的通风口、排气孔、通风口等。
向密封模具142的型腔200填充熔融树脂时,型腔200内的空气如果不被排出,便会被压缩。在型腔200内被压缩的空气成为填充不足、树脂表面变色以及烧焦的原因。
以防止所述填充不足等为目的,使用排气部件。作为排气部件的一例的排气孔94,如图23所示,围着定模侧模具205的型腔30设置在分型面26上。
在向型腔200内开始填充树脂时,型腔200内的空气会从排气孔94通过,但是排气孔94的尺寸设定为树脂不容易通过的尺寸。排气孔94的尺寸,比如,如果树脂是ABS,则设定尺寸为宽度5mm以上10mm以下、长度5mm左右、深度0.01mm以上0.2mm以下。
0.01mm以下也可起到排气孔的作用,但效果小。0.2mm以上则担忧会产生飞边。如果压缩流体从分型面26泄漏,则不要使用排气孔。
型腔200内的空气通过排气孔94、通过在定模侧模具205的分型面26上设置的排气槽95及槽96、以及孔97及孔63、从固定在孔63上的排气口98向密封模具142的外部排出。并且,比如槽95可以设定为深1mm、宽5~20mm。槽95由粗咬花方式加工也可以。
如图3所示,耐压软管64的一端连接到排气口98,另一端连接到阀门62。为此,从排气口98排出的空气,实际上是通过耐压软管64从阀门62排出的。
利用压缩流体向型腔200内的树脂进行加压时,为防止压缩流体从分型面26泄漏,在分型面26上设置有密封件(封装部件)40。密封件40镶嵌于定模侧模具205的定模板78的分型面26上所形成的燕尾槽中。因此,动模侧模具206即使与定模侧模具205不断地进行贴合分离,密封件40也不会从分型面26脱落。
如果压缩流体泄漏并进入非加压(装饰)表面,请勿附着或缩小排气孔。
所述说明中,表示了在定模侧模具205的分型面26上设置的排气部件的结构,但并不是仅限于此。所述排气部件也可设置于动模侧模具206的分型面26、或者定模侧或动模侧的滑块的分型面上。
(镶件的排气部件)
为了防止填充不足或产生成型制品的变色及烧焦现象,对于镶件设置了排气部件。通过图24至图26,对拥有从间隙35排出气体的排气部件的镶件34进行说明。图24是镶件34的示意图。图25是将图24中所示的镶件34及上密封板54沿着镶件214和镶件215的结合面切断的示意图。换句话说,图25是将图24单纯地从中央纵向分割的图。图26是对图25中所示的分割的镶件34及上密封板54,从图25的纸面左侧向纸面右侧看过去的示意图。
镶件34,如图3及图24所示,设置于动模侧模具206的上密封板54的上面。镶件34,如图24所示,由镶件214和镶件215结合形成。在镶件34上加工有作为排气部件的排气孔99。排气孔99与镶件34上形成的槽101连接。槽101与作为排气通路的孔63连接。
排气孔99的形状根据镶件34的大小而变化。设定为让型腔200内空气通过,而树脂很难通过。比如,用于ABS树脂的排气孔99的设定尺寸为宽度5mm以上10mm以下,长度5mm左右,深度0.05mm以上0.1mm以下。
图24至图26所示的镶件34的排气部件,在将型腔200内的空气抽真空时,也成为排出空气的通路。
另外,使用如图2及图3所示喷出部件61、喷出部件115对型腔200内的树脂进行流体加压时,压缩流体通过镶件34上的镶件214及215的结合部分、在镶件34的间隙35处所设置的槽101、以及排气孔99向型腔200内注入。
(顶杆的结构)
如果只限定于拥有如图2所示的顶出机构箱51的密封模具141,可将顶杆27作为排气孔99使用。此时,根据需要可在顶杆27的内芯71(参照图5)的主体的一部分和凸缘117等进行D面等加工,作为空气的排气回路。不过,图3所示密封模具142,由于使用密封圈89对顶杆27进行密封,因此不需加工所述D面等。
(成型制品)
通过减缓型腔200内所填充的树脂的表面冷却速度,可以进一步提高流体加压的效果。如果对型腔表面进行粗梨皮式咬花加工的话,就可以减缓树脂表面的冷却速度。在型腔面进行咬花加工,在咬花加工面的低点(成型制品的咬花面的顶点)会形成空气层。由于这个空气层会变成隔热层,在使用热塑性树脂时,冷却固化会延迟。
要想提高流体加压的加压效果,除了降低熔融树脂的粘度、延迟树脂表面的冷却速度的部件之外,还可以采用提高模具的表面温度、提高熔融树脂温度、对成型制品的装饰面(人眼直接看到的面)以外的面进行成型的型腔表面留下刀具加工痕迹、进行咬花加工。特别是,当要被流体加压的表面进行咬花加工则更有效。或者可以将诸如DLC(类金刚石涂层),TiN(氮化钛),CrN(氮化铬),WC(碳化钨)等的陶瓷膜附着到型腔表面。由于熔融树脂的冷却速率降低,所以在定模侧和动模侧中的至少一个上执行陶瓷涂层。
降低树脂的熔融粘度的方法,除提高设定的树脂温度以外,还有可以掺入具有相同分子结构的低分子的树脂材料、通过向加热筒内的熔融树脂添加(注入)气体、或者液体的二氧化碳、丁烷、戊烷、甲醇、乙醇、丙醇所代表的低沸点的酒精、二乙基醚、甲基丙基醚、丁基丙基醚所代表的醚类,以提高熔融树脂的流动性。
所述二氧化碳、醚类、酒精类的注入,需在树脂的熔化阶段、在计量中进行。
提高模具表面温度,可以延迟型腔内填充的熔融树脂的冷却固化。提高模具表面温度的部件,有使用温度调节器的方法、使用加热水蒸气的方法、用卤素灯照射模具表面的方法、高频照射的方法、电磁感应加热的方法等,此时,优选使模具表面氮化。还有一种将护套加热器嵌入模具的方法。在向型腔内填充熔融树脂的阶段,模具表面温度达到树脂的玻璃化转变温度(Tg)以上时,效果会更好。
图29是表示用密封模具142成型的成型制品216的一例示意图。更具体地说,图29表示成型制品216的接受压缩流体加压的面217。例如,在动模侧模具206的型腔面进行咬花加工及陶瓷镀膜,向定模侧模具205的型腔面和树脂之间的间隙(树脂和模具的间隙)喷出压缩流体即可形成面217。
面217的咬花部分105,是在动模侧模具206的型腔面进行的咬花加工复制过来的部分。面217的部分106,是在动模侧模具206的型腔面进行的陶瓷镀膜加工复制过来的部分。另外,面217的光泽部分107,是未施加咬花加工及陶瓷镀膜加工的型腔面复制过来的光泽面。光泽部分107,由于型腔与热塑性树脂的高贴合性,具有减少压缩流体向外部泄漏的效果。
(用于成型机的喷嘴)
本发明虽然也可使用开放式喷嘴来实施,但是高压流体有进入加热筒内的危险,应使用球形止回喷嘴、或通过液压、气动、或电动方式进行动作的开闭式喷嘴。
最适用于本发明的实施的成型制品的壁厚在4mm以下。有一部分成型制品,向型腔200内填充的树脂与定模侧型面或动模侧型面之间的间隙内注入压缩流体时,压缩流体有可能进入型腔200内的树脂的内部,形成中空成型。此时,可以延迟向型腔200内注入压缩流体的时机。这是因为树脂的表面会出现冷却固化,当成型制品形成较厚的冷却固化层之后,注入压缩流体时,压缩流体很难破坏冷却固化层。
如上所述,当加压销50,顶杆227和加压顶杆500在流体被加压前向后退,将流体喷出口从树脂的表面分离开进行流体加压,则压缩流体很难破坏表皮层。
(适用产品)
本发明最好用于OA、家电、车辆的内部和外部配件、建筑、游戏机、杂货等有与型腔面的一致性要求高的成型制品。成型制品可以举出比如壳体、盖板、内饰等例子。此外,本发明也可应用于OA设备的打印机、数字复印机等的光学系统的反射镜、车辆等的前灯的反射镜、接片等的成型。
(适用产品的详情)
可适用本发明的产品(成型制品)可列举,储物箱、保险杠、手套箱、扶手、门饰、仪表板、前照灯、雾灯、中心簇、暂存器、除霜器喷嘴、杯架、照明板、辅助扶手、前柱装饰、散热器格栅、车门装饰件、挡泥板、车轮帽、气囊、方向盘、门把手、弹出显示、遮阳板、仪表板静音装置、擦伤装饰品、后架等汽车零部件;
数码相机、摄像机、传真机、手机、个人电脑、汽车导航系统、冰箱、微波炉、空调、吸尘器、、洗衣机等的外壳等家电产品零部件;
平板电脑、手机、智能手机、个人电脑、音箱、耳机、便携式游戏机、老虎机外壳等其他用品;打印机、复印机、传真等办公用品;内装饰、集装箱、托盘、烤架、公信榜、凯里、小车、板、车、卡车、IC托盘灯物流用品;光栅、联合收割机、拖拉机、耕作、水稻种植机、链锯、割草机等民用工程和农业机械;消毒机械的塑料配件、家用电器、化妆品盖、洗脸盆、洗手装置、总线、马桶座圈、马桶盖、电源插座、家具椅子等树脂制品等。
(GCP)
密封模具142,配合树脂的填充打开62、67、68等阀门,将型腔内的压缩空气释放于大气中,如果在阀门动作上加以研究,也可以作为在发泡成型中得到表面平滑性的部件之一的预压气体成型(GCP)的密封模具使用。
若加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500的直径较小,同时压缩流体压力高,不能进行压缩流体注射成型,而成中空注射成型,因此优选直径较大的。
若放不下加压顶杆227、加压顶杆500的位置,则需要需求利用加压销50。
若不能放入加压销50、加压顶杆227、加压顶杆500,需要考虑如何不让压缩流体分别泄露(密封镶件底部),有限地在镶件间隙进行流体加压。
图1至图85是为了说明本发明的内容使用的示意图。本来应所述用虚线、阴影线表示的部分为了便于说明、便于观看而用实线,也有没有阴影线的部分。
(使用树脂)
本发明中可以使用的树脂在日本化学工业日报社的塑料成型材料商务手册-特性数据库-〈1999年版、2012年版〉里有所记载。
本发明,若是用于成型的热塑性树脂,任何种类均可。
热塑性树脂举例的话,苯乙烯系单体聚合成的聚苯乙烯系树脂,比如聚苯乙烯(PS)、高冲击性(耐冲击性)聚苯乙烯(HIPS)、丁腈系单体·苯乙烯系单体的共聚合物苯乙烯系树脂,比如,丙烯腈·苯乙烯共聚合物(AS)、丁腈系单体·苯乙烯系单体·丁二烯系橡胶组成的树脂,比如,丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚合物(ABS)、将丁二烯系橡胶作为烯烃系橡胶的AES、作为丙烯酸酯橡胶的ASA(AAS)等的苯乙烯树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等为代表的聚烯烃树脂、苯甲醚(PPE)、苯乙烯变性苯甲醚(m-PPE)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PEI)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)等工程塑料、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯树脂、氯乙烯(PVC)的乙烯系树脂、聚缩醛(POM)等均可实施。
热塑性树脂也可以两种以上混合成混合聚合物或聚合物合金。热可塑性弹性体同样可以两种以上混合成混合聚合物或聚合物合金。并且,热塑性树脂和热可塑性弹性体同样可以两种以上混合成混合聚合物或聚合物合金。混合聚合物或聚合物合金,可以通过挤压成型机的螺杆混炼制造。
作为在本发明中可以实施的树脂,也有热硬化性树脂。它们是尿素树脂、三氯氰胺、苯酚、聚酯(不饱和聚酯)、环氧树脂等。
弹性体有聚氨酯橡胶系、氟化橡胶系、硅橡胶系等热固性弹性体(TSE)和苯乙烯系、烯烃系、氯乙烯系、聚氨酯系、酰胺系等热塑性弹性体(TPE)。
橡胶可以列举出天然橡胶、SBR、IR、BR、CR、NBR等二烯类橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、EPM、EPDM、聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶、氟化橡胶、硫化橡胶、表氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁基橡胶等非二烯类橡胶等。这些都是填充到型腔内后通过加热进行结合。
本发明的树脂中,在不破坏其功能的条件下,可以使用ラバーダイジェスト公司编制的橡胶·塑料配合药品手册1989年3月〔最新版〕1993年、2003年12月〔改定第二版〕中记载的配合药品。
树脂的添加剂,比如可以使用颜料、染料、增强剂(玻璃纤维、碳纤维、碳纳米管等)、填充剂(炭黑、二氧化硅、氧化钛、滑石粉等)、耐热剂、防老化剂、抗氧化老化剂、臭氧老化防止剂、耐光及耐温湿度剂(紫外线吸收剂、光稳定剂)、增塑剂、发泡助剂,成核剂,润滑剂、防粘接剂、内部添加脱模剂、脱模剂、防起雾剂、结晶成核剂、阻燃剂、阻燃助剂、流动性改良剂、带电防止剂、融合剂等。
本发明如果与其他的成型法兼用,比如,使用加热水蒸气提高模具的温度,使成型制品与型面的一致性提高的快速冷热调节成型法、使用BSM(高频感应加热模具)等提高模具温度的方法的话,可以使成型制品与型面的一致性得到进一步提高。
通过高频感应加热使温度上升至150℃,用ABS成型而形成进行咬花加工的模具的表面温度,结果咬花的一致性显示为约98%,带有光泽,即使碰触,也能得到不附着指纹等的成型制品。
本发明在MuCell和AMOTEC、UCC法等发泡成型中也可以利用。
本发明的压缩部件,也可以作为扩大(扩张)型腔的部件,用于以动模后退成型法、型腔扩大(扩张)成型法等为代表的发泡成型法等。
本发明,比如,可以将压缩流体注射成型与Navitas inmolding Solutions Co.,Ltd.的模具内成型印花系统等为代表的膜片放入模具内进行注塑、通过注射压力完成膜片印花的成型印花同时实施,将使成型制品与型面的一致性得到进一步提高。
本发明,也可与中空成型组合实施。
{滑动件(滑块)中流体加压}
(图87、图88、图89、图90)
滑动件主要有在顶出机构前方通过顶出力(推力,顶出机构的力)进行滑动的斜销(斜芯)和利用模具的开闭来使滑动件运动的部件,并且主要使用倾斜销。除了上述以外,还有使用流体压力、空气压力、电机等的部件、使用齿轮齿条(Rack&Pinion)部件等多种多样的部件。虽然滑动件主要设置在动模侧,但是也经常有着其被设置在定模侧的情况。此外,偶尔还会有滑动件被设置在滑动件中的情况。
如果将溶解树脂填充到形成在滑动件中的型腔中并对其进行流体加压,则滑动件进行前后左右的运动或者振动,而其结果将导致成型制品外观因该动作而被恶化的问题。
作为解决该问题的部件,图87(A)、图87(B)和图88(A)、图88(B)中示出了斜销被用作滑动件的示例的结构,而图89(A)、图89(B)和图90(A)、图90(B)中示出了倾斜销被用作滑动件的示例的结构。
图87(A)的附图标记“389”指示在滑块中制造出成型制品的形状的模具,如附图标记“392”中所示,图62中所示的可进退的加压销或加压顶杆227进入到滑块389中以对滑块389进行固定,从而防止滑块受到在溶解树脂被填充时施加到滑块上的填充时的树脂压力和流体加压时的压缩流体的压力而前后左右的运动或者振动。压缩流体从滑块389的上表面喷出,并且流入到树脂与滑块389的间隙以进行流体加压。
在图87(B)中,如附图标记“393”中所示,可进退的加压销或加压顶杆227与滑块389的下表面接触,并对滑块389进行固定,从而防止滑块受到在溶解树脂被填充时施加到滑块上的填充时的树脂压力和流体加压时的压缩流体的压力而前后左右的运动或者振动。压缩流体从滑块389的上表面喷出,并且流入到树脂与滑块389的间隙以进行流体加压。
在88(A)中,如附图标记“390”中所示,图87(A)中所示的滑块389示出为滑块呈镶件结构。可进退的加压销或加压顶杆227与镶件390的相对表面(附图标记“391”),而压缩流体从与镶件390的相对表面391接触的附图标记“394”喷出并经过镶件的相对表面391流入到树脂和镶件390与滑块的间隙以进行流体加压。
在图88(B)中,可进退的加压销或加压顶杆227进入到滑块389内部,而由附图标记“395”表示的喷出部的末端由使溶解树脂经过、但不使压缩流体经过的附图标记“421”表示。例如,进入有多孔质烧结金属等。压缩流体从滑块389的上表面喷出,并流入到树脂与滑块389的间隙以进行流体加压。
在图89(A)、图89(B)、图90(A)和图90(B)中,用由附图标记“396”表示的倾斜销执行了上述图87(A)、图87(B)、图88(A)和图88(B)中的滑块的动作。图89(A)、图89(B)、图90(B)中所示的附图标记“397”为接收有倾斜销396的滑块,而图90(A)的接收有倾斜销396的滑块由镶件390构成。
在滑块、模具被关闭的情况下,可进退的加压销或加压顶杆227在滑块被收纳到预定位置中之后进入到滑块中。在模具被打开的情况下,首先将可进退的加压销或加压顶杆227从滑块取出(远离滑块),以使其不妨碍滑块的动作。
当然,也可用顶杆27替代加压顶杆227来固定滑块。
当然,图87(A)至图90(B)的结构中也存在有从加压销、加压顶杆227与附图标记“389”、附图标记“390”、附图标记“397”的滑块相对的表面的间隙中暴露的结构。
当在压缩流体注射成型期间从一开始使压缩流体出于高压时,存在着压缩流体不会流入到树脂与模具的间隙中,而是流入到树脂内并因中空注射成型而被废弃的情况。尤其是,在将PE、PP等填充到型腔内而使得流体加压前的黏度低的情况下,容易出现中空。
作为解决这种问题的部件中的一种,如图64、图65、图66、图67、图68中所述,在流体加压之前,使进行流体加压的顶杆后退,或者如图71、图72中所述,仅使顶杆的外筒厚度来制造空间,并将压缩流体喷出到该空间中。此外,如图84(A)、图84(B)中所示,使芯后退,从而不构成中空,并且使得压缩流体流入到树脂与模具的间隙以进行流体加压。
此外,作为流体加压的其它部件,从一开始在高压下并不构成压缩流体注射成型,而是构成中空注射成型,因此如图77(B)中所示,当利用开始时以低压进行流体加压并且随后以高压进行加压的部件时,可在开始时的低压下在树脂与模具之间制成楔子,并且可在随后的高压下进行充分的流体加压。
除此之外,对进行流体加压的加压销、加压顶杆的前端、周长或者比压缩流体的顶杆的直径大的范围、进行压缩流体加压的范围的一部分或全部进行咬花加工。
(顶杆的直径)
当将独立地进行流体加压的加压销、顶杆的直径变大(变厚)时,施加到填充在型腔内的溶解树脂表面的压力降低,因此难以构成中空。
在用熔融时的树脂的黏度相对较高的PC、ABS、PS/ABS、PC/PS、PC/HIPS、改性PPE、工程塑料等进行流体加压的加压销、加压顶杆中,例如用附图标记“71”、附图标记“225”、附图标记“226”等示出的内芯、芯体部的直径为φ4以上,优选为φ6㎜以上,而在熔融黏度低的PE、PP等的情况下为φ8㎜,优选为φ10以上。
当进行流体加压的成型制品的厚度薄时,冷却固化的速度会变快,因此即使在相对高压下进行流体加压,压缩流体也会流入树脂与模具的间隙,但是当成型制品的厚度厚时,冷却固化的速度会变慢,因此在高压下进行流体加压时,容易构成中空。
作为替代方案,使流体加压开始为止的延迟时间具有较长时间,并且在表面的充分的表层(冷却固化层)被形成之后进行流体加压。
在中空注射成型的情况下,在放入压缩流体之前仅使内芯下降,而当放入压缩流体时,使流体流入的入口将被开得很大,因此气体对大气的排放被平滑地进行,并解决中空注射成型中的破裂的问题。另外,在压缩流体注射成型的情况下,在使外筒或者外筒和内芯下降之后,不会构成中空。
在图84(A)、图84(B)中所示的芯后退之后进行流体加压的情况下,不使通常的顶杆下降(后退)。这是因为如果使通常的顶杆也下降,则树脂从模具表面脱离,例如,在对动模侧进行流体加压的情况下,压缩流体也会流过并流入到定模侧。
在可进行流体加压的顶杆中,例如,如图72中所示,不使内芯下降(不后退),而是仅使外筒下降(后退)。使外筒下降、而不使内芯下降是为了使成型制品在实施芯后退时不从定模侧脱离。
(模具的表面温度)
当压缩流体的低时,可减少成型制品内部的变形,并且可获得弯曲·变形等被减少、而尺寸稳定性被提高的成型制品,但是存在着因为流体压力的效果低而发生缩痕的情况。作为解决这种问题的部件,使非加压表面(通常为装饰表面)的模具温度变高。
PC、ABS、PS/ABS、PC/PS、PC/HIPS、改性PPE中的非加压表面的模具表面温度为35℃以上,优选为45℃以上,更优选为65℃以上。在PE、PP等的情况下为35℃以上,优选为45℃以上。减少用各自的树脂的玻璃转折点温度(TG)以上来进行的下表面焊接是指通常所述的“无焊接”是可能的。
当填充在型腔中的树脂温度高时,因为冷却固化为止的时间变长,因此流体加压的效率得到提高。
如上所述,因为流体加压的压力、延迟时间、加压时间、维持时间等根据模具表面温度、树脂温度、填充速度、填充压力等所代表的成型条件、树脂的种类、成型制品的形状等而变化,所以通常会对各自的条件进行测试(对实验/试做成型加工进行实施),并且在对成型制品的外观进行确认的同时进行设置。
当然,使加压销、加压顶杆等的直径变大(变粗),并且一开始以低压加压等的上述的部件也可以各种组合来实施。
在存在着气体泄漏的顾虑的情况下,则使用多个密封件即可,而这种密封件为在由顶杆所代表的、用于顶出的轴体中所使用的奥姆尼密封件(商品名)、巴里密封件(商品名)、K密封件等。
顶杆等与可动表面接触的部分处可涂抹油、硅油、油脂、铁氟龙润滑脂等,以减少密封件的磨损(疲劳、密封件功能低下、密封件功能丧失)。此外,使构成密封件的材料具有滑动性,或者对其混合石墨、碳纤维、碳纳米管(CNT)、硅酮粉末、特氟隆粉末等来提高滑动性亦可。
(图91)
对于上述密封件而言,示出了与顶杆接触的侧面的详细形状。这些密封件的密封表面的顶端部出于提高密封效果的目的,如图91(A)中所示,如附图标记“400”中所示通过线接触以由压缩流体的压力而膨胀,并被挤压并压扁进而构成面接触,从而构成提高密封效果的结构。该部分出于进一步提高密封效果的目的,将顶出的轴体(例如,将顶杆)的直径减小0.05㎜至0.5㎜程度以提高密封效果。出于减少密封件的磨损的目的,下部相比于顶杆的直径制成为-0.05㎜至0.5㎜。
反复说明。出于使接触面积变大的目的,一部分如附图标记“400”中所示部分地凸出。当上述凸出部与顶杆等接触时,图91(B)的附图标记“400”被挤压并压扁,并且通过增加接触面积以提高密封效果。如图91(A)、图91(B)中所示的附图标记“400”中所示,通过将凸出部设置为多个来发挥出更高的密封效果。
在图91中,附图标记“400”的形状被示出为三角形(△),但是其形状为半圆形状或者圆弧也无妨。对附图标记“399”进行R形状的诱导加工是为了在插入顶杆等的轴体时使顶杆等的轴体的顶端部被柔和地插入而不受损。当插入顶杆等的轴体时,使其在通过涂覆油、油脂等来提高滑动性之后被插入。虽未示出,但是对顶杆等的末端的仅一小部分进行R形状、薄边加工并使其与附图标记“400”匹配,并且需要十分注意以不使K密封件的密封表面不受损。
图91(B)示出了图91(A)的A部分的详细图。在图91(A)、图91(B)中,在不进行流体加压时,附图标记“398”与附图标记“54”的顶杆等的间隙设置成附图标记“401”中所示的、与轴体(例如,顶杆等)的间隙,从而降低滑动阻力并延长K密封件的使用寿命。当然,当进行流体加压时,附图标记“401”的间隙被填充,并且密封性被提高。根据需要,顶杆等的轴体上也可利用一个至多个图83中所示的密封环结构。
(表14,图101)
在表14和图101中作为参考示出了发明人所使用的K密封件内的L字密封件的壳体(被收纳的形状、被夹入的形状)的尺寸等。(表14)
使用图101和表14进行说明。图101中的附图标记“433”为顶杆的直径,并且附图标记“432”为收纳L字密封件的尺寸,并且比表14中所示的附图标记“432”的尺寸宽上0.05mm程度,以使得L字密封件易于被收纳。附图标记“434”为L字密封件的壳体的深度,虽然发明人将其利用为4mm,但并不限定于此。附图标记“437”为顶杆与L字密封件的匹配共差,发明人将其使用为H7/F8。虽然附图标记“435”将壳体的出入口附近设为C0.3以使得L字密封件易于进入,但是即使不是C0.3,而是R形状,并且比其大或者相反地比其小也是可以的。附图标记“436”示出在收纳L字密封件的客体的底部处设为最大0.4的R形状,该附图标记“436”与收纳L字密封件的底部外侧大致相同。应明确,在L字密封件底部外侧处设为R形状是为了引导易于插入到客体中。虽然发明人将附图标记“436”设为R0.4最大,但是只要是附图标记“436”与L字密封件的底部外侧的形状相同,即使是其它尺寸也无妨。
收纳L字密封件的壳体在图101中指示为附图标记“53”,并且由附图标记“54”的密封板形成。
虽未在图101中示出,但是对放入有L字密封件的顶杆的顶端部进行圆滑的诱导加工,以使得L字密封件不受损。在插入时,说明了涂覆油、油脂等的情况。
在图55、图59、图65、图66、图67等中,当将压缩流体放入顶杆板28、顶杆板29的间隙中时,需要使顶杆板具有充分的强度,以承受压缩流体的压力。例如,用具有充分的强度的螺栓等对顶板28和顶板29进行固定。因为施加到顶板上的压力成为使压缩流体的压力与施加有(承受)压缩流体的压力的面积相乘所得的值,所以当成型制品变大并且通常的顶杆、加压顶杆的数量变多时,用多个粗螺栓对顶板28和顶板29进行固定。此外,因为附图标记“28”的顶板上通常无法通过间隔块等固定任何东西(重新设置锁定机构则是可能的),所以不能够不使板厚度变厚以不受压缩流体的强度的支持(附图标记“28”、附图标记“29”的间隙不被压缩流体的强度打开)。
附图标记“402”为了减小压缩流体的受压面积而重新添加顶板,并且为划分顶板27和顶板227而设置的板。
虽然未在图71、图71、图72的结构中示出,但是通过间隔块进行固定。关闭模具的力,例如,在注射成型机上通过芯后退机构等受压是容易的,并且使间隙不被打开也是容易的,因此通常优选地在该部件中实施。
根据需要,设置有例如对凸缘进行D切割等的锁定机构(旋转防止形状),以使得通常的顶杆、加压顶杆不旋转。
在利用注射成型机的芯后退机构的情况下,在成型制品内用装饰表面对加压顶杆按压一次(顶板按压)之后,相隔开地放置并进行流体加压。在芯后退的情况下,在按压(形状按压)之后,相隔开地放置并进行流体加压。
(压缩流体的的不规则移动)
(图93)
如图93中所示,如附图标记“47”中所示的→(箭头标记),利用加压顶杆等进行流体加压时,可以想到压缩流体流入到树脂与模具的间隙(附图标记“403”中所示的→),在镶件的间隙35中如附图标记“405”中所记载地那样翻转,此外,在通常的顶板27等中如附图标记“404”中所记载地那样翻转,如附图标记“406”的→那样经过镶件的底部和板54等的之间,之后如附图标记“407”中所示的那样再次喷出的情况。虽然不受影响的位置中的喷出(再次喷出)中不存在问题,但是在下文中对不期望进行流体加压的部分中的再次喷出防止部件进行说明。装饰表面的品质因绕过装饰表面进入而被显著劣化。
作为上述图93中所示的压缩流体的回路、不规则移动(“回路”、“不规则移动”被统称为“不规则移动”)的问题的部件,在顶杆的情况下,如图94(A)的附图标记“408”中所示,在成型制品中凹凸的情况(模具中,顶杆凹陷)下,喷出的压缩流体会进入到树脂与模具的间隙。如图94(B)的附图标记“409”中所示,在与成型制品的表面相同的高度处,再次喷出的压缩流体流入到树脂与模具的间隙。如图94(C)中所示,与成型制品的表面相比,在凹陷的情况(模具中,顶杆凸出)下,再次喷出的压缩流体被附图标记“410”中所示的细微的阶梯差阻挡,而不会流入到树脂与模具的间隙,并停留在该位置处且不存在泄露到外部的情况。由此,能够防止顶板中的压缩流体的再次喷出。
作为解决压缩流体在上述图93中所示的不规则移动问题的另一种部件,通过普通顶杆和加压顶杆,在需要时朝着反方向安装聚四氟乙烯弹簧密封圈和K密封件,防止压缩流体再次进入树脂和模具的间隙。
在需要时用O形圈、橡胶片、四氟乙烯弹簧密封圈、K密封件密封镶件的部分或全部(整个周围)侧表面,防止压缩流体再次进入树脂和模具的间隙。
例如,假设动模侧是压缩流体的加压表面,而定模侧则是装饰面。对动模侧进行加压的压缩流体从分型面绕进定模侧,不需要空压的定模侧也被空压。结果,装饰表面的定模侧的质量下降。
作为解决此问题的部件,如图95(A)中所示,在动模侧的分型面附近(形状的边缘)设置附图标记411气体加强筋,防止压缩流体从分型面绕进定模侧。如图95(B)中的附图标记412所示,可以将所述气体加强筋设置在靠近分型面的定模侧上。
如果将顶杆安装在靠近分型面的位置,则顶针如94(C)所示呈凸形。如图33和图34所示,在顶杆上也安装附图标记218的气体加强筋,还有一个将压缩流体限制在其中并防止出现不规则移动的部件。
(图102)
为了防止已经不规则移动的压缩流体再次通过顶杆和插入件的间隙并无法进行空压,使密封圈89的开口部朝向不规则移动的压缩流体流入的方向。在图102中,为了密封不规则移动的压缩流体,沿相反方向(朝向密封圈89的压缩流体流入的方向)设置密封圈89。在图102中,附图标记440是用于密封不规则移动的压缩流体的密封件。
在图102中,为附图标记440和附图标记441装有密封件,不规则移动的压缩流体406未被密封圈440完全密封,如附图标记438所示,为了在略微泄漏的情况下彻底密封,设置了附图标记441的密封件。
(图103)
在图103中,在顶杆上使用多个密封圈89来密封不规则移动的压缩流体404。一开始不能用密封圈89密封附图标记440,压缩流体出现少量泄漏。442的压缩流体被439号密封件密封。
(图104)
在图102中,压缩流体仅从推顶销27的下方不规则移动。在图103中,压缩流体仅从推顶销27的上方不规则移动。如图104所示,当不规则移动的压缩流体上升或下降时,将密封圈89和密封圈440设置在同一顶杆27上并密封。另外,在需要时使用多个这种密封件,可以增强密封效果。
本发明所用的聚四氟乙烯弹簧密封圈和K密封件具有方向性,正如其形状明确,不用多说的是只能对从一个方向来的压缩流体进行密封。
(图95)
作为解决此问题的部件,如图95(A)中所示,在动模侧的分型面附近(形状的边缘)设置附图标记411气体加强筋,防止压缩流体绕进分型面的定模侧。如图95(B)中的附图标记412所示,也可将所述气体加强筋设置在靠近分型部的定模侧上。
如果将顶杆安装在靠近分型面的位置,则顶杆如94(C)所示呈凸形。如图33和图34所示,在顶杆上也安装附图标记218的气体加强筋,还有一个将压缩流体限制在其中并防止出现不规则移动的部件。
例如,当压缩流体被从顶杆中喷出时,沿相反方向安装密封件,并在图102中省略了用于固定K密封件的密封板。
此外,还对在压缩流体的压力较高时使用多个密封件进行了说明。图103显示了使用多个K型密封的情况。
在开模并从型腔中取出成型制品时,如果喷出压缩流体,则容易脱模,压力销和压力顶杆可以发挥所谓空气喷射器功能的作用。
关闭模具,在用熔融树脂填充型腔之前,先从加压销和加压顶杆中喷出例如氮气等惰性气体,型腔中的氧浓度会降低,能够发挥出减少焊缝、防止烧焦等作用。
(图96)
如图96中所示,用气体加强筋包围镶件的结合面,防止压缩流体进入镶件,或者在不规则移动后被从镶件的间隙中二次喷出的情况下,防止从北气体加强筋包围的中间向外泄漏。防止不规则移动的压缩流体从分型面绕进定模侧。
(镶件的局部密封件)
(图97)
虽然附图标记53和附图标记54的板在动模侧上密封了整个镶件,但是根据该部件,用附图标记415的板上和附图标记416的板下对仅限于图97所示的镶件进行密封。将附图标记420中所示的该密封件的镶件块内置于附图标记53和附图标记54中,能够阻止压缩流体的不规则移动,阻断压缩流体的不规则移动。
此外,如果需要的话,如附图标记419所示,在镶件结合面上设置密封件,阻止压缩流体的二次进入、二次喷出、不规则移动。419的密封件既可以针对全部结合面,也可以针对部分结合面。
(动模侧和定模侧上的空压)
当在定模侧和动模侧上同时或者先后加压时,相较于注射实心成型的成型制品或者只在一侧进行空压——如只在动模侧进行空压,其空压的作用和效果更大,所以重量减少,材料成本降低,尺寸的稳定性变高。
(偏心加压销、加压顶杆)
(图98)
在加压销和加压顶杆中,外筒69和内芯71可以不是同心圆,也可以如图98所示偏心。通过使其偏心,可以通过决定压缩流体的喷射方向来决定空压的方向。
在偏心的情况下,如图99所示,将上部的压缩流体的喷出部附图标记421和附图标记422进行斜切,可以使(控制)压缩流体单向流动。
在喷射中空成型中,如果使部件偏心,则能够将压缩流体引至目标方向,进而形成中空。
在图99中,内芯71相对于外筒69偏心,但也可以同心。
(图100)
在本发明的压缩流体注射成型、中空注射成型、注射泡沫成型中,当不使用树脂保压时,浇口的功能在浇口中填充有熔融树脂时结束。如图100的(A)至(C)所示,通过侧浇口将该销压入设置在上部的附图标记423压入销,可进行自动浇口切割。如果使用该部件,无论图100所示的附图标记424的宽度和厚度如何,由于能够设定得又宽又厚,所以能够扩大注射成型条件的范围。
在压缩流体注射成型之外不使用树脂保压时,也可以在中空注射成型和注射泡沫成型中实施所述自动浇口切削,在本发明中称为“压入浇口”。
图100(A)表示,熔融树脂从附图标记428芯轴流道通过附图标记424的浇口,填充到型腔21内的状态。
图100(B)表示,通过压入销423将浇口424推入型腔21的附图标记425部分中。
图100(C)表示,推入销423退回到原始位置并完成自动浇口切割。
在图100中,附图标记429是表示压入销423前进的箭头,附图标记430是表示压入销423后退的箭头,附图标记426是浇口被切割后的空间,附图标记427是被压入型腔21中的浇口424。
(注射泡沫成型中的芯背)
利用发泡性树脂实施中空注射成型。将芯体晚些放回去,将加强筋竖在内部。或者,将型销插入,通过在型销周围准备不会使其发泡的形状,使得内部全是发泡层,更能提高强度。
在使用气体反压的情况下,相较于与不使用气体反压的情况,会在表面上形成表皮层,所以强度进一步提高。
(在模具中使用球形止回喷头的模具)
在压缩流体注射成型和中空注射成型的实施方面,对附在注塑成型机上的喷头进行如下说明。压缩流体注射成型和中空注射成型的实施可以使用开放式喷头,但在开放喷头的情况下,压缩流体会通过芯轴流道进入注射成型机的加热筒,最终在进入加热筒内部的状态下进行注射成型时,会导致银纹和充填不足等现象。也可能会在高压下按压加热筒内的螺丝。作为解决这个问题的部件,在压缩流体注射成型和中空注射成型中使用通过由液压、空压、发动机等操作的截流喷头。如果使用在截流喷头的情况下也提高压缩流体的压力,则压缩流体会进入安装在截流喷头内部的针和喷头前端的针相接触的部位,无法在该水平的高压条件下实施。
另外,截流喷头在注射填充时的压力损失和速度损失较大,最终缩小了成型条件的范围{可以设定成型条件的幅度(范围)}。
作为解决这些问题的部件,我们开发了用于本发明的压缩流体注射成型和中空注射成型的球形止回喷头。{图105(A)至图105(D)}
下面说明球形止回喷头的结构。在图105(A)中,附图标记443是熔融树脂出来的喷头顶端部的孔,如图所示一般是直的或锥形的。附图标记444是喷头盖,熔融树脂的注射力(熔融树脂流动的力、熔融树脂的填充压力)使附图标记(446)的球朝着喷头盖444前进,但附图标记445所示槽被挖入喷头盖444的内侧,使得当球446向前移动时,在槽445与球446之间形成间隙。熔融树脂从槽445和球446之间形成的间隙通过附图标记443的孔,填充到型腔中。
附图标记447是球446前进后退的空间,注射成型机加热筒内的熔融树脂通过这里,从附图标记443的孔中通过芯轴流道,填充到型腔中。
在腔内填充熔融树脂,通过在填充中和填充后实施压缩流体注射成型,进行空压。或者,当进行中空注射成型时,压缩流体通过芯轴流道的内部和外部进入贯附图标记443的孔。但压力被附图标记448所示的表面(球的前面)接收,因而球446返回,与附图标记449(球的后面)和附图标记450、附图标记509接触并被密封,防止压缩流体进入(压缩流体进入注射成型机加热筒的内部)其上方。附图标记450作为接收球466的球形的形状,具有相同形状的球形,采用通过表面接触进行密封的结构。附图标记509呈圆锥形状(漏斗状),使球446与线接触并被密封。
附图标记451是用于连接注射成型机加热筒的螺纹部分,附图标记452是喷头主体,未在图上得到体现,但由单面和双面的D切面、六角等形状加工而成,可以用扳手等工具进行固定等操作。
球446的外直径和附图标记447(附图标记466经过的空间、熔融树脂经过的空间)的内直径留有0.01mm至1mm左右的间隙455(距离、间距),易于移动。球446的前后移动距离是球446前进并达到附图标记445槽,形成熔融树脂的流路即可。
附图标记453表示熔融树脂的流动。附图标记454表示熔融树脂453的流路。
在压缩流体进入喷头的压力,以及型腔内填充的熔融树脂逆流的作用下,球446回到与附图标记450、附图标记509接触的位置,并被密封。在想要进一步提高密封性的情况下,附图标记457也可能会通过磁铁吸引球446(材料为强磁性体),进而提高密封性。磁铁可以是铁氧体磁铁,但优选使用具有强磁力的钕或钐等稀土类材料。另外,即使是普通的铁氧体磁铁,也可以将磁铁夹在不具有磁性的黄铜等中,使用集中磁力的部件。
图105(B)显示了附图标记444的内部。可以从纸面右侧方向观察图105(A)和图105(D)的内部,确认附图标记443和附图标记445等。
图105(C)显示了在槽445的末端部(后部(附图标记456))斜着加工,使树脂不沉积。如果形状与附图标记456相同,则压缩流体会受到引导,所以压缩流体可能会进入注射成型机的加热筒。在这种情况下,采用90度垂直且与附图标记456相反的倒锥形,则熔融树脂滞留于该部分456,存在产生异物和污染的风险,但可以提高附图标记448的压力。
图106(A)和图106(B)中显示了在喷头的机体中安装磁体457的图纸。图106(B)是从纸面的左侧方观察图106(A)时看到的内部图。
图105(A)至图105(D)、图106(A)、图106(B)虽未得图示,当然装有用于加热的加热器,以及开关加热器的温度传感器。此外,由于还必须将球446放进喷头,所以图105(A)至图105(D)所示的喷头分为2片式、3片式等类型,采用可以加螺丝组装的结构。
球446因压缩流体的压力而后退,与附图标记450接触,防止流体进入加热筒。但是,通过设置环状的密封件(O形圈)450表面,密封性得到提升,可以防止压缩流体进入加热筒。因设置在注射成型机的喷头内,所述密封件采用耐热性高的硅树脂、聚四氟乙烯树脂以及铜、黄铜、银、铝、弹簧钢、不锈钢等材料。也可以使用所述的聚四氟乙烯弹簧密封件、K密封件等。
可以在图107(A)至图107(L)所示的附图标记449、附图标记459和附图标记460上设置所述密封件。
除了球446之外,也可以采用图107(B)至图107(L)的形状。图107(A)显示了图105所示的球446,图107(B)为袋形。图107(C)在图107(B)的袋形上,形成了附图标记462导柱(导向),在因压缩流体的压力而后退时决定了导柱462被附图标记454接收的位置。在图107(D)中,图107(B)的449部分被设定为平面460。在图107(E)中,在图107(D)中设置了462。当然,如果采用附图标记460的形状,除非使附图标记450和附图标记509也成为平面,否则无法密封。在图107(F)中,将附图标记449的球形换成了附图标记459的圆锥形状。在图107(G)中,在图107(F)中设置了导柱462。当然,使后部为圆锥形状要求附图标记450也具有相同的倒圆锥形状。在图107(H)中,将图107(D)的顶端部从球形448换成了圆锥形状458。在图107(I)中,图107(B)的顶端部附图标记448是圆锥形状458。在图107(J)中,图107(B)的一部分449是附图标记461和平面。在图107(K)中,图107(F)459的一部分是平面附图标记461和平面。在图107(L)中,在图107(A)中设置了导柱462。尽管未做图示,但导柱462的直径与454的直径几乎相同。在注射熔融树脂时,由于填入其中的熔融树脂阻碍(妨碍)注射,实施如附图标记463所示的D切面等,设置熔融树脂的通路。尽管未做图示,但在导柱462的端面上实施了R加工,C面加工等。在图107(C)、图107(E)、图107(G)中,在导柱462完全脱离454的情况下可以确保熔融树脂的流路,因而不需要所述的D切面463。在这种情况下,长条状的主体起到定位和引导的作用。
107(D)和107(E)是表面接触。在这种情况下,附图标记457的磁体和附图标记460的密封体可以被设置在图107(D)等的附图标记460上。如果采用吸力(N极和S极的吸力),457和460的两侧都没有问题。
当然,也可以安装附图标记449的球形磁体和附图标记459的圆锥形磁体。
图105(A)至图105(d)使用了1个球446,但为了进一步提高密封性,而如图108所示,采用2个或更多个球446。图108中对使用两个球446的例子进行了图示,但可分别组合图107(A)至图107(L)所示的情况。(图108)
图105所示的球446以及图107(A)至图107(L)所示形状的材料可以是金属,也可以由陶瓷制成。在陶瓷制成的情况下,由于不能被内置的磁铁吸引,所以存在将磁铁埋入由陶瓷所形成的形状中的情况。在某些情况下可能会混合使用陶瓷和金属。例如在图107(C)中,袋形是陶瓷,462导柱则是金属。
在图107(A)、(B)、(C)、(I)、(J)、(L)所示的形状上将对面接收部件的形状作为图105(D)附图标记(509)的圆锥形状,可作为线接触的密封件。
在图105(A)中,为便于附图标记449接收,附图标记450具有相同形状的球形,或者直径稍微大于球446。如果树脂等被夹在附图标记449和参考附图标记450之间,则间隙会被打开,压缩流体进入其中。作为解决此问题的部件,如图105(D)所示,采用附图标记509的圆锥形状来解决,确保与附图标记449进行线接触并被密封。在图107(A)、(B)、(C)、(I)、(J)、(L)所示的形状中,也存在通过图105(D)附图标记509圆锥形状,用线接触的密封件处理对侧接收部位形状的情况。在图107(F)、(G)、(K)所示的圆锥形状中,采用与附图标记450相同的球状,进行线接触并被密封。在图107(D)、(E)、(H)中,除了平面之外,如果采用附图标记450和附图标记509,则进行线接触。
所述图105至图108所示的压缩流体注射成型和中空注射成型使用了喷头,若将其喷头用于注射中实(固体)成型,则填充于型腔内的树脂不会逆流(Back Flow)至注射成型机的加热筒内,从而增强了树脂的保压效果。
如图105至图108所示的用于压缩流体注射成型和中空注射成型的喷头也可用作热流道的喷头。也可以将图105至图108所示的喷头顶入模具的第1浇口。
(带阀门结构的热流道)
在压缩流体注射成型、中空注射成型中所使用的热流道用于防止压缩流体侵入歧管、注射成型机的喷头、注射成型机加热桶内而利用阀门浇口热流道。在此情况下,如果提高压缩流体的压力,如所述节流喷头,压缩流体将流入阀杆附图标记516和图标记517的配合部(热流道完成熔融树脂的填充并处于关闭状态时,附图标记516喷头的“封闭“代号516填入)间隙。作为解决该问题的部件,优选使用内部具有阀门的图117(A)、图117(B)所示结构的热流道。如果不能防止侵入附图标记514的阀杆,阀门内将内置附图标记519的阀门{图117(A)、图107(B)},以防止更多的压缩流体的侵入。然而,由于其穿过阀门519和阀杆514之间的腹部标记520所示的间隙侵入,由附图标记515的密封件进一步防止进入。密封件515以与附图标记89相同的密封件结构具有相同的功能,但由于是热流道内,因此选用耐热性优秀的材料,如聚四氟乙烯。除聚四氟乙烯外,有时还可选用弹簧材料,弹簧性优异的不锈钢等金属。附图标记513是启动附图标记514的机构,它由液压、气压、电机、磁铁等启动。附图标记518在热流道的顶端部装配到模具中。
如图117(B)所示,即使不具备附图标记514的阀杆,也能够仅通过阀门519的结构充分地发挥作为热流道的功能。
图117(A)和图117(B)是表示热流道的喷凸缘分的示意图,省略了图117(A)和图117(B)中的歧管等。
附图标记521表示用于冷却热流道喷头的空气。在热流道中安装有加热器(未图示)和热电偶(未图示)。利用空气冷却包括歧管的热流道,加热器的ON和OFF被频繁地执行,同时,因为温度控制的宽度变窄,并且还可降低在喷头附近树脂烧焦现象,从而稳定地实施成型加工。附图标记522是用于冷却喷头的空气配管,而附图标记523的箭头(↑)是吹向热流道喷头的空气。
(压缩流体的部件)
图55等显示在上顶板(附图标记28)和下顶板(附图标记29)的间隙进行流体加压而在加压顶杆227的流体压力的部件。如果从所述顶板引入压缩流体,上顶板28和下顶板29将打开,并泄露压缩流体,除非顶板具有足够的强度。通常情况下,很难通过简单地栓紧上顶板28和下顶板29,或通过所述螺栓的强度来限制压缩流体的压力。
作为解决该问题的部件,可以让上顶板28和下顶板29拥有附图编号464的轨道形状中的固定强度。(图109)
当然,上顶板28和下顶板29用导轨464固定,然后用螺栓(未图示)固定。在顶杆227的凸缘上设置密封件126和密封件465。附图标记466是设置在下顶板29内的压缩流体通道,并且连接到227的凸缘下放。227凸缘下放通设有密封件465,从而降低压缩流体的压力,以防顶板28、顶板29向压缩流体打开。尽管未图示,但是密封件229可以设置在顶板28和顶板29之间的相对表面上。
(从动模侧安装板流体加压的装置)
在图55等中已经描述用于顶板间隙引入压缩流体的装置。图109显示增加顶板强度的方法。在图110中,由于加压销467设置在动模侧安装板23上,所以即使受到压缩流体的压力,也可以获得足够的强度。
附图标记477是注射成型机动模侧的模板(压板),附图标记472是固定加压销467的板,在其凸缘下方利用了密封件465。根据凸缘上部的需要可使用密封件126。附图标记478是一种支撑柱,能够充分地承受流体加压时的压力。附图标记269为复位杆,其顶端部如图64所示,装有机构(弹簧等),根据复位杆269的长度来调整间隙475。
弹簧不一定要设置在复位杆的末端,而是可以是另一个位置(板28和另一个位置)。除了弹簧之外,可以使用气弹簧,聚氨酯橡胶等,或者可以使用气压或液压缸。
间隙475通过注射成型机的顶出机构(顶板的顶出机构)的前进而打开(制造)。顶板28,顶板29摄于空压机构的外筒470,在顶出机构的作用下前进,而所述弹簧等使机构后退。由于向后退,形成了空间491和空间493,空间491和空间493与470外筒顶端部的型腔中的熔融树脂接触的部分分开。压缩流体喷出所述空间,进入填充在型腔中的熔融树脂的间隙,进行流体加压。
当型腔21内填充熔融树脂时,外筒470由注射成型机等的顶出机构推进。在利用注射成型机的顶出机构使外筒470前进的阶段,熔融树脂填充到型腔中。
当外筒470向前移动时,其接收树脂填充压力,但是所述压力可以由注射成型机的顶出机构接收。当外筒470接收熔融树脂的填充压力面积大,它不能紧靠顶出机构的力量经受,因此需要在间隙475设置如附图标记278的楔块单元等机构。
附图标记473是用于将压缩流体引导到加压销467的底部的板,并且压缩流体回路471在内部被加工。在板472和板473之间提供密封件476。加压密封476被安装在压力销467凸缘后方(后表面)468,防止另一个压缩流体被泄露,并降低在安装板23的压力。
当然,加压销467和外筒470上利用K密封、分型面的密封件等,以防止压缩流体的泄漏。471是压缩流体的通路,附图标记469是压缩流体的出入口,其用附图标记474密封,以防止压缩流体泄漏到472和473之间的间隙。
(顶杆的操作)
下面说明本发明用于流体加压的顶杆的操作。{图111(A)至111(I)、图112(A)至112(B)、图113(A)至113(E)},图111(A)至111(D)显示可以流体加压的顶杆结构。图111(A)表示图52所示的外筒244的顶端部分。
所述底部对应于图110所示的外筒470。由于参考附图标记470安装在顶板上,所以成型制品的顶出可通过附图标记470来进行。换句话说,外筒470起到顶杆的作用。
图111(B)利用超级钻头、枪钻钻头等在顶杆上穿孔(附图标记479),在其侧面穿附图标记480的孔连接附图标记479。图111(C)示出图111(A)中的附图标记244被并入到图111(B)的销中的状态。图111(C)中的附图标记470前进。在此状态下,熔融树脂将填充到型腔中。当熔融树脂填充到型腔中时,填充完成后立即,填充完成后经过一定时间后,将图110中由附图标记28、附图标记29组成的顶板降低,形成附图标记481中的空间。所述空间481通过附图标记479和480,喷出附图标记482所示的压缩流体,而压缩流体进入型腔内填充的熔融树脂的间隙进行流体加压。图111(B)对应于图110的附图标记467。通过安装在顶板上的附图标记470来进行成型制品的顶出。附图标记512表示顶杆上的孔479和孔480的加工顶杆。
在图111(E)中,利用内芯227在顶端部形成孔483。附图标记487是一个盖上(推入)483的盖子。盖487由顶端部484、内孔485、483的部分(附图标记486)组成。虽然未图示,但是在附图标记483的内侧和附图标记486的外侧进行螺纹加工。
图111(F)是盖上(推入)盖487的图,虽然未图示,487的下表面和上表面488相结合的部分具有通过压缩流体482的孔,例如,U槽等已加工处理。附图标记489是在U槽等制作的压缩流体所经过的孔,加工在所述485、486的U槽,在附图标记72所示的D切面相连。
在图111(G)是在图111(A)的侧面开孔490,形成附图标记488的外筒。图111(H)是将图111(G)装入图111(F)的图。同时,套上没有490的附图标记470外筒的三重结构。如图111(A)至111(D)所示,在附图编号470前进的状态下,熔融树脂填充到型腔中。
在熔融树脂填充到型腔的过程中,填充途中、填充完成后立即,在过一定时间之后,如图110所示,降低由附图标记28、29组成的顶板,附图标记470将向后移动,因此可以制作附图标记491所示的空间。{图111(I)}
在所述空间491,通过附图标记72、附图标记489和附图标记490,喷出附图标记482所示的压缩流体射流,进入填充在型腔内的熔融树脂间隙,对熔融树脂进行流体加压。
完成流体加压后,冷却和填充在型腔内的熔融树脂的凝固完成之后,在能提取的状态下开模,通过安装在顶板470的附图标记而进步成型制品将顶出。
图112(A)至图112(B)是图53、图54所示的可加压的机构顶杆上进一步覆盖有外筒470形成三重结构的图。同时,具有流体加压功能的销的位置、功能、操作等与图110所示的情况相同。设置在外筒509中的附图标记492的孔连接到D切面72。同样,若使外筒470向后退,则出现空间493,也出现孔492{在图112(B)用实线表示,图112(A)中用虚线表示),可以进行流体加压。压缩流体从孔492喷向空间493。
图111、图112中,只是将外筒向后退,但考虑到型结构,也可通过内部的压缩流体(流体压力的销部)使其后退。可利用多个顶板来区分后退的顶杆和不后退的顶杆。顶出顶板的罗盘可具有阶段,还可组合空距离等。
在图111(A)至图111(D)中,外筒470向后退,直到出现孔480。考虑到孔480进入熔融树脂的风险,如图113(C)所示,通过加工D切面510连接到孔480中,进行流体加压时479回退至孔470出现。由于不需要从顶端喷出压缩流体,因此D切面510不需加工到顶端。如图9所示,不需要从顶端喷射压缩流体。压缩流体通过479、480,并向在470和510形成的间隙喷出。图113(A)是剖面图,图113(B)是在从平面90°右方向看图113(A)的剖面图,而图113(C)是D切面510的外筒470中出现,但没有出现孔480的距离使外筒244后退,形成用于流体加压的空间511。图113(D)是从上方观察图113(B)的图,D切面510容纳在470内,所以用虚线表示。在图113(E)中,由于外筒470后退而出现D切面510,因此所述虚线由实线表示。
向前和向后在图110和图113中所示的外筒不仅在注射成型机的顶出机构,也可在注射成型机或模具内内置液压缸。
(顶紧螺栓)
顶紧螺栓是用于控制模具打开量(距离)的部件。(图114)附图标记494就是凸缘,附图标记495是螺丝的凸缘,附图标记496是螺丝。附图标记497是厚度,附图标记498是空距离。并且所述空距离可以是模具的开口量,例如,间隙475的开口量。顶紧螺栓也可以用来使模具夹紧后退。并在执行退缩的情况下控制开模量。
{短时间内实施流体加压时间(=短时间达到设定压力)的装置}
在压缩流体注射成型,中空注射成型,若缩短作用于压缩流体的时间(=在短时间内达到压力设定),可不进行树脂的冷却的固话,并且在足够的熔融状态下作用于压缩流体,因此可以获得更高的功能和效果。
如图1、46所示的装置中,在附图标记12的调节器后,设置1000毫升、2000毫升左右的副储气罐502,可以在短时间内以稳定的压力下压缩流体。
图114显示出图1和图46的装置的一部分。如果从储气罐10到调节器12的距离较远(参考附图标记499),高压气体的配管的内径没有足够厚,例如,模打开图1所示的电磁阀14,将压缩流体作用于模具型腔内的树脂上,达到所需压力的时间变长。结果流体加压的效果/效果低。因此在压缩流体注射成型、压缩流体注射成型,有必要在尽可能短的时间内将压缩流体施加到填充在型腔中的熔融树脂中。作为解决该问题的部件,如图114中所示,例如,可在调节器12前设置1000毫升、2000毫升左右的显示于附图标记501中的副储气罐,或者在调节器后方设置附图标记502所示的1000毫升、2000毫升左右的副储气罐,能够在短时间内将压缩流体的压力提高到期望的压力(设定压力)。
在图111(I)中,为了使压缩流体的作用和效果稳定,在附图标记483处提供了小空间。在加压销的底部凸缘也可设置一个小的空间。
[倾斜滑动件{斜销、倾斜芯(滑块)}]
在诸如滑块,斜销等的滑动件中,可以通过将K形密封件等倾斜地附接到圆形的倾斜部分来进行密封。如有必要,可以使用滑环来防止摇晃。
在图114,附图标记503是以轴体(顶杆等)的密封件所设置的K密封件等,附图比较504和附图标记505是滑环,附图标记506是交界部位,附图标记507是正面顶出的轴体,附图标记508是倾斜顶出的轴体。
(提高树脂的流动性,使外观干净的部件)
通过使用如图2和图3所示的密封件模具实施气体反压。气体反压中的气体是对树脂显现出高溶解度的气体,在20℃下,1个原子的气体,可列举甲烷、乙烷、烷烃等丙烷;乙烯、烯烃、丙烯等烃类;二烯烃、二甲醚蒸气、氟利昂、哈龙气体等单独或混合物(混合气体),或与空气、氮气、二氧化碳等惰性气体混合使用。
所述气体具有树脂溶解性,通过使用气体反压,在型腔中前流动的气体反压的(填充在型腔中的熔融树脂的流动的尖端)的熔融树脂的流动通过加压熔融,熔融树脂的流动性将提高。
由于二氧化碳气体也有提高熔融树脂溶解流动性的特性,可单独与空气,氮气以一定比例混合使用在气体反压器上。
(从成型制品外部的流体加压)
图118(A)至(C)显示,由外筒69,内芯71等组成的加压销50顶端部的压缩流体将喷出部分放置在成型制品外部分型平面26上的结构。其说明从分型面26到纸面下方为动模侧。当流体被加压时,加压销50可以后退,但也可以不后退。
在图118(A)中通过设置压力销50,以在动模侧对分型面26的表面加压。
在图118(B)中,加压销50从图上部配置(图的下放显示定模侧)。在此情况下,由于设置斜率526,所以容易进入动模侧。
图118(C)是将另外一个板525插入动模侧分型面,使平面527配合加压销50的顶端部。以便压缩流体更容易进入动模侧。
在图118(A)至图118(C)等,压缩流体更佳容易地进入与加压销相反方向的树脂和模具的间隙。
图119(A)示出了分型件26处于中间并且斜率526处于两侧的情况。在此情况下,更容易进入加压销50插入的方向(图纸的下部表示动模侧)相反的定模侧(图的上部)的间隙。
在图119(B)中,由于加压销50配置在定模侧,所以压缩流体容易进入动模侧。
图119(C)是如图118(C)将板525插入,在附图标记527的平面中的加压销50的顶端部相接触,压缩流体将容易进入到定模侧的间隙。
图119(D)是插入板,在附图标记527的平面中的加压销50的顶端部相接触,压缩流体将容易进入到定模侧的间隙。
如图119(E)所示,定模侧的形状和动模侧的形状上设置有宽度为0.1mm至5mm的台阶529。
如上所述,作为分型面的形状设置台阶529,可以控制图119(A)和119(B)中由流体加压的部分。在图119(E)中,压缩流体被引导到动模侧。
图120(A)是离成型制品{例如板厚度为3毫米,直径(φ)为100mm的圆盘,在圆盘末端5毫米的位置设有高10mm、厚度1.6mm的加强筋的形状等}的端面稍有距离的部分(例如2mm左右)531设有加强筋530。只要在加强筋530左侧进行流体加压,加强筋530左侧被加压,右侧没有加压,因此会出现因加强筋的缩痕。加强筋530的右侧(端面)过窄,难以设置压力销。
作为解决此问题,在图120(B),将加压销50的顶端部作为沉台,插到加强筋530的顶部,而压缩流体从加强筋530的两侧喷出。
当然,加压销50可以在流体加压之前向后退。
在图120(C),在另一个板527上设置压力销50,配置在板527的表面上,并从加强筋530的右侧喷出压缩流体。
(使用烧结金属的模具)
图121(A)至图121(C),以示出的气体或液体可以通过,但例如熔融树脂等高粘度物质无法通过的位置设有烧结金属。图121(A)是烧结金属,图121(B),图121(C)显示的是将烧结金属532放入由所述外筒533所围绕的框架中的结构。
图122(A)和122(B)示出使用烧结金属对镶件534进行流体加压的部件。图121(B)通过让在流体加压时烧结金属的镶件534向后退形成空间535,并在烧结金属喷出压缩流体到所述空间535。
在图122(A)和122(B)中,附图标记536是用于排出由烧结金属镶件引导的压缩流体的回路。在图122中,附图标记55所示的密封件用于防止压缩流体从镶件的底部泄漏,并且通常布置在最外侧。
若此类烧结金属用于部分或全部模具镶件,则可以在不使用具有流体加压结构的气体销和顶杆的情况下进行流体加压。当然,此类气销50,顶杆227等也可并用。
(连接顶杆套的部件)
在一个大的模具,难以在图111(A)111(B),向内穿孔加工长顶杆套。。作为解决这一问题的部件,可以添加一个短的顶杆套。补充装置可以是螺钉形状或凸缘。图123(A)表示接口为螺纹形状537的情况,图122(B)表示凸缘539的情况。在螺丝形状的情况下,插入〇型圈538以防止压缩流体泄漏。在某些情况下,使用密封胶带。在凸缘,〇型圈540夹在凸缘539之间以进行密封和防止压缩流体泄漏。图122(B)中用于固定凸缘539的螺丝则未图示。
在图69、图72、图112、图113中,在流体加压之前,可将部分或全部加压销后退,向空间内喷出压缩流体。表现出的装置不会中空。所述退回距离可以距离树脂的流体加压表面约1mm,优选相隔5mm。
在熔融时,树脂的粘度低,有时退回距离为5mm以上。可以立即后退。进一步后退10mm时,则一开始后退1mm,以在低压施加流体压力时,后来在后退9mm,通过增加的压缩流体的压力来操作。
流体加压的压力销50,使其具有流体加压功能的顶杆227的直径若小,会被中空,因此优选大直径。通常,内芯的直径优选为3mm以上。
在中空注射成型,只降低内芯形成小空间并进行中空注射成型,可避免中空注射成型的成型产品的爆裂。如果向后移动的距离是1mm或更多就足够。图124(A)和图124(B)示出了在中空注射成型的情况下内芯收缩的示意图。如图124(A)所示,型腔21被填充树脂。
填充结束后立即,或经过一定时间后,以将内芯542后退一定距离,提供了一种由树脂和内芯542之间的附图标记545中示出的空间,压缩流体放入在其中,所述型腔21由此在填充树脂的内部形成中空部。中空注射成型后喷出压缩流体。此时,由于内芯后退而形成空间,排气速度和排气时间可缩短,也可解决爆裂的问题。图124中的附图标记541的凸柱被设置在外,以防压缩流体不泄漏。中空销的结构要被用于中空注射成型,加压销50大部分相同,仅顶端部呈圆锥型,被熔融树脂的热量加热,冷却凝固变慢,冷却和固化层变薄,因此压缩流体容易进入内部。
(流体加压销的材料和冷却)
在压缩流体注射成型,在加压销的顶端部进行冷却固化,因此快速冷却固化的层,压缩流体进入内部防止中空。加压销等的材质可以是高导热性的铝、铜、银,及其合金。压力销50的凸缘70可利用水或空气等进行冷却。或者冷却整个加压销。
利用图52至图61、图63至图73、图111(A)至图111(I)、图112(A)、图112(B)、图113(A)至图113(C)所示结构等在顶杆进行流体加压时,成型制品上会出现顶杆痕迹,顶杆痕迹不同于通常的没有加压的圆形,出现双重、多重的顶杆痕迹。
图125(A)为没有流体加压的通常顶杆痕迹,图125(B)为双重结构,例如图111(A)至(D)所述的双重结构,使用加压销时,图125(C)是表示在的顶端使用烧结金属等时的顶杆痕迹。图125(D)在所示实施形态2内置或将内芯分为二的形状,压缩流体喷出到此间隙。图125(E)在顶端部四分割的形状,内置或内芯分为四,或在示例性形状的内芯的是四津市分裂,压缩流体喷出到此间隙。
图126(A),图126(B)是成型制品的端面,其显示将加压销50半挂在型腔端部的状态。
图126(A)只显示成型制品的一部分,图126(B)显示出分型面26。图126(A),图126(B)显示的是压力销50的情况,当然也可在可流体加压的顶杆227上实施。
在中空注射成型,如果模具表面温度高则外观美观。若为HIPS、ABS等苯乙烯系树脂,优选45℃,若大于65℃则更干净。填充使用的热塑性树脂的玻璃化转变温度以上温度,向模具型腔填充,然后形成中空,并获得外观清洁成型制品,并通过冷却回路分开进行冷却,最后取出成型制品,可以得到美观的成型制品。
PP等也以相同的方式在结晶化温度以上进行成型加工形成中空,在此之后进行冷却,则可获得相对干净的成型制品。当然,压缩流体注射成型也是如此。
图127是在成型制品具有如附图标记547的倾斜形状,以便于引导压缩流体。
在压缩流体注射成型、中空注射成型中,除了树脂具热塑性外,也可对镁、镁合金、铝、铝合金、锌、锌合金等低熔点金属实施注射成型。
“°”在本发明中是角度的单位,“℃”是摄氏度的温度的单位,“%”是显示百分比的单位,是整体视为100来显示的百分比,φ表示圆的直径。
“D切面”是指,例如切割一部分凸缘时端面的形状呈字母“D”的形状,或者加工面,“D面”是D切面的形状,也称为“D方”。
在图118(A)至图118(C),图119(A)至图119(E),如果实施流体加压,例如动模侧或定模侧,或者动模侧和定模侧两侧,在产品表面以外的分型面进行咬花加工,则压缩流体容易进入。
图129(A)是在加压销50连接的附图标记552咬花(例如皮咬花、沙咬花等)加工再连接至型腔21,关闭部分所述咬花554,引导压缩流体进入所述型腔内的部件。
图129(B)是被设置在型腔21周围一侧设置咬花554的图。129(C)是在型腔21周围加工了咬花554。在图129(B)和图129(C)中,显示了变更咬花554的宽度的情况。当然,即使其宽度都一样,每个宽度都可以改变。在图129(A)至图129(C)中示出一个加压销50,但是在一些情况下可以使用多个加压销50。
如图110所示,将熔融树脂填充到型腔21中,在流体加压之前,使外筒224、外筒227、外筒470后退,形成111(A)至图111(I)、112(A)、112(B)等所示的空间481、空间491和空间493,而熔融树脂进入所述空间。虽然侵入熔融树脂在压缩流体的压力,再返回到型腔21内的熔融树脂,但若压缩流体的压力高,将进入熔融树脂的内部成为中空。
作为解决此问题的部件,如图130(A)至图130(E)所示,先让外筒224向前进,将进入空间481的树脂推进型腔内的熔融树脂中。在推入之后,外筒224向后退,再次形成用于喷出压缩流体的空间。
在图130(A)中,熔融树脂填充到型腔21中。图130(B)用于形成喷出压缩流体空间511{附图标记511与附图标记481、附图标记491、附图标记493拥有相同的目的(喷出压缩流体不让中空的部件)的空间},使外筒224向后退。图130(C)示出熔融树脂已经进入空间511。附图标记555表示已经进入空间551的熔融树脂。在图130(D)中,使外筒224前进,将附图标记555所示的树脂推入型腔内的熔融树脂中。附图标记556是推入型腔内的附图标记555的树脂。在图13(E)中,外筒224再次向后移动以形成用于喷出压缩流体的空间557。在这个空间中,附图标记226和225之间的间隙喷向空间557。
在图130(A)至图13(E)中,外筒224仅前进一次,但该步骤可以进行多次。后退和前进的时间由熔融树脂的冷却固化速度而决定。即使外筒224立即再后退,也可以暂时前进,在保持后再退回。
要想防止熔融树脂进入空间,降低填充在型腔21中的熔融树脂的压力即可。其部件可以列举在型腔21内填充熔融树脂后立即,或经过一段时间后吸回,以降低填充在型腔中的熔融树脂的压力。除了吸回外,可将熔融树脂注入型腔后立即,或经过一段时间后,扩大部分模具来降低压力,即实施呼吸工具(breathing tool,芯扩大),安装挡板的形状来降低型腔内熔融树脂的压力。或者在没有安装挡板的设有废料型腔的模具中用缺料填充熔融树脂。
图130(A)至图13(E)中,已描述图110的模具配置,但也可在图63(A)至图63(C)、图65、图66、图67、图68、图69、图72等也同样实施。
(轴体机构)
在本发明中顶杆、形状顶出、斜销、倾斜芯、倾斜滑动件、顶料销、顶出销等称为顶出轴体。而有时候,启动顶出轴体的顶板、顶板的顶出功能、液压缸、气动缸、电机等启动顶出轴体的机构等,以及所述形状顶出、斜销、倾斜芯、倾斜滑动件、顶料销、顶出销等称为顶出轴体同样也称为“轴体机构”。
(图131)
在图110,可进行流体加压的顶杆227、外筒470和通常仅顶出成型制品的顶杆(在图110中未图示)配置在由附图标记28、附图标记29组成的顶板上。换句话说,在一套顶板上内置具有加压功能的顶杆227、外筒470和通常的顶杆27,而各顶杆通过由附图标记28和29组成的顶板前进和后退而一起移动。
当填充熔融树脂到型腔21时,由附图标记28和附图标记29组成的顶板一起前进,因此顶板和动模侧安装板23之间将形成间隙475。
顶杆27、顶杆227、外筒470受到熔融树脂的填充压力,将由附图标记28和附图标记29构成的顶板往下压。该压力保持为注射成型机的顶出机构的顶出力(顶出力不会非常大,在电动机中为850吨,而在注射成型机中也在18吨左右。即使顶出机构的伺服电机和滑轮很大,也没有限制。),作为在前进结束后顶出的部件,描述了在熔融树脂的填充过程中用楔形(例如图66所示的楔形单元278等)的机构在间隙475中承受填充压力的部件等。
如果形状变得复杂、顶杆的数量增加,则由附图标记28和附图标记29构成的顶板所受到的熔融树脂的填充压力(称为“受压”)增大。在直接施加于φ10顶杆上的填充压力是35MPA的情况下,如果按照“φ10/2×φ10/2×π(圆周率)×350MPA(填充压力)”计算,假设填充压力约为0.275吨、数量为100,则由附图标记28和附图标记29构成的顶板受压约27.5吨。作为解决该顶杆(实际上是由附图标记28和附图标记29构成的顶板)受压问题的部件,在安装板23上设置如图110等中具有空压功能的销,在由附图标记28和附图标记29构成的顶板内置外筒470,受压面积由此减少。例如,使可通过所述φ10的顶杆进行空压的结构的销227为φ8,并设置在安装板上,则按照“φ10/2×φ10/2×π×350MPa-φ8/2×φ8/2×π×350MPA”计算,可降至0.099吨左右。
作为顶出成型制品的机构,顶杆27也具有双重机构,如果在由附图标记28和附图标记29构成的顶板内置外筒470,可减少受压面积。尽管可以实现该部件,但顶杆27具有套筒结构,所以是不经济的。
在图131中,除由附图标记28和附图标记29构成的顶板之外,另行安装由附图标记564上顶板和附图标记565下顶板构成的一套顶板566。该顶板566上装有普通的顶杆27。在图131中,图纸上部的由附图标记28和附图标记29构成的顶板通过注射成型机的顶出机构的运动,具有前后移动的功能,只内置具有空压功能的顶杆的外筒470。顶板27被嵌入顶板566,在向型腔21中填充熔融树脂的时候后退,与安装板23接触,因而填充熔融树脂时的受压没有问题。
顶柱272为阶梯形状的附图标记570。570的顶端部586接触顶板29的下面,在注射成型机的顶出机构的作用下前进(由附图标记478决定前进结束),进而形成间隙475。在空压时,如果使外筒470后退(通过顶柱570的后退),则外筒470和熔融树脂表面之间形成空间493,进而将压缩流体被喷入空间493中,对熔融树脂进行空压。如果PP等熔融树脂的粘度低,则熔融树脂在型腔内熔融树脂的残余压力作用下进入该空间。在这种情况下,将外筒重新顶入,将已经流进去的熔融树脂顶回去(顶入)即可。
在空压完成后,如果开模并顶出顶柱570,则顶出由附图标记28和附图标记29构成的顶板的附图标记29的下部,附图标记59将顶板566(附图标记565的下部)顶出,因而成型制品可以被喷出(顶出)。顶柱570的附图标记(568)和附图标记(569)的长度(如图中所示的台阶部分571)与间隙475和566的厚度相同。附图标记567在装有565的支撑柱上具有复位杆的功能。在该图中,附图标记572是表示顶柱570前进·后退的箭头。
在图131中,在570处设置台阶,成为顶出各顶板的部件。在这种情况下,首先顶出附图标记566,随后被装有外筒470的附图标记28和附图标记29所构成的顶板顶出,因而略微出现时间差。在该时间差可能导致顶杆出现白化的情况下,例如台阶571为半圆形,在顶出时使顶柱旋转90°,采用同时顶出各顶板的结构即可。
(顺序控制)
注射成型过程中的“顺序控制”是指,使用多个具有马斯特模具(Mold-Masters)制造的阀门浇口的热流道,通过时间差向型腔内填充熔融树脂的部件,具有一大优点,即可以通过夹紧力小的注射成型机加工大的成型制品。
图132显示了通过顺序控制进行空压的部件。附图标记573的作用是,使压缩流体不会再从成型制品周围的加强筋中泄漏。574和575是设置在成型制品内部的气体加强筋,压缩流体被加强筋阻挡。从附图标记576开始,按照附图标记577、附图标记578、附图标记579的顺序,依次打开热流道的阀门580、附图标记581、附图标记582、附图标记583,向型腔内填充熔融树脂。
随着进行填充,如果可以进行空压的范围(由加强筋573、加强筋5874、加强筋575包围的范围)已经被填满,则观察时机,利用时间差在附图标记585、附图标记586、附图标记587处先后对压缩流体进行空压。在顺序控制方面,由于每个位置上的压缩流体的压力和时间等条件各不相同,使用多个图115的部件(包括图1的附图标记12的以后喷出压缩流体的部件)。图46中显示了能够进行空压的两个回路,因而可在两种模式(设定2条热流道,按照由前到后的顺序进行顺序控制的情况)下进行顺序控制。当然,如果增加可空压的回路数量,则能够进一步扩大顺序控制的顺序。
接下来,根据实施例,对于本发明进行说明。
实施例1
实施例1与实施例29中使用的树脂如下。注射成型加工,ABS使用旭化成工业(株)的STYLAC121(商品名),HIPS使用旭化成工业(株)的スタイロン492、m-PPE使用旭化成工业(株)的XYRON 100Z(商品名)、PC/ABS使用帝人化成的Multilon T3714(商品名),PC使用Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation的Iupilon S2000(商品名),PP使用住友化学工业(株)的住友NOBLEN H501(商品名)。POM使用Polyplastics Co.,Ltd.的DURACONM90S(商品名),PA66(66尼龙)使用旭化成工业(株)的LEONA 1200S。
用于确认压缩流体的作用效果的试验片成型制品1及成型制品2,是对动模侧模具206侧的树脂整体进行流体加压,确认作为装饰面的定模侧成型制品面产生的缩痕。
成型制品1(图30的试验片),平板状,宽70㎜,长150㎜,壁厚2㎜,与未进行流体加压的情况比较确认流动末端是否有缩痕。
成型制品2(图31的试验片),平板状,宽70㎜,长150㎜,壁厚2㎜,与未进行流体加压的情况比较确认中央部的圆形的周围是否有缩痕。
成型制品3(图32的试验片),平板状,宽70㎜,长150㎜,壁厚2㎜,通过部分加压方式,与未进行流体加压的情况比较确认在定模侧是否有因加强筋引起的缩痕。
另外,本实施例中,为了明确流体加压的效果,在成型制品1、成型制品2、以及成型制品3的计量值相同{试验片(成型制品)重量相同}的情况下注塑成型,与未进行流体加压的情况相比较确认缩痕是否产生。
本实施例,未使用树脂保压。
将成型制品1的流动末端角落部分1100的缩痕、成型制品2中圆形开口部的周围1101的缩痕、成型制品3中加强筋部分的相反侧1102是否有因加强筋引起的缩痕作为评价项目,确认压缩流体的作用效果。
压缩流体,气体使用氮气、空气,液体使用水。
压缩流体的压力、加压时间、保持时间、使用液体时的液体温度等,在实施例的表1、表2、表3中表示。从这些实施例中看,可以确认使用气体、液体的流体加压,具有提高成型制品与型面的一致性、减少缩痕的效果。
实施例中使用的模具装置,是图2所示密封模具141和图3所示密封模具142。
图2所示密封模具141中,在填充树脂期间打开阀门62、阀门67。
图3的结构的密封模具142也是同样打开阀门62、阀门67、阀门68,将因填充树脂所排出的模具内的空气向外部排出。
各个模具141、模具142在加压前将这些阀门关闭,防止了压缩流体向外部泄漏。
具备顶出机构箱51的密封模具141,由于很难使用比如水等液体的压缩流体,只有使用氮气或空气。压缩流体通过喷出部件56和喷出部件58注入进行流体加压。图3的密封模具142,使用喷出部件58及喷出部件115,使用作为压缩流体的氮气、空气、水进行流体加压。
气体使用氮气及空气时,没有问题,正常实施。但是,液体使用水时,虽然能进行流体加压,但是压缩流体的水进入了镶件的间隙、顶杆的间隙、板53和板54的间隙。
注射成型机使用了名机制作所生产的合模力是70吨的注射成型机。成型制品1、成型制品2、及成型制品3的成型加工的各自的成型条件,从浇口套·流道到浇口的填充压力是最大注射压力的35%,填充速度是最大注射速度的35%。树脂通过浇口之后,填充压力是最大注射压力的65%,填充速度是最大注射速度的65%。
作为实施例1使用的加压销,采用图4至图6中所记载的加压销及使用图11至图13所示的方法、采用图14、图15所示的加压销及使用图16所示的方法分别加以实施,确认了不同的流体均可实现流体加压。
非结晶性树脂因收缩率小(低)而被认定在压缩空气压力小时也有压缩空气的效果。结晶性树脂因收缩率大(高)而被认定存在缩痕。如果提高压缩流体的压力,压缩流体进入内部并形成中空。此时会延长延迟时间,在表面形成充足的表皮层,随后进行空压,变成压缩空气。但是,即使将延迟时间延长,尤其是在气体的情况下提高压缩流体的压力,也形成了中空。
然而,虽然增加加压销(50)的直径,分散树脂表面上的压缩流体的压力,但如果继续提高压缩流体的压力,还是形成了中空。
实施例2
在上述实施例1中,使用图3的密封模具142,使用酒精代替水通过喷出部件58进行的流体加压,将酒精注入模具内,因树脂的温度产生气化,确认可缩短成型制品的冷却时间。空压的结果大致如表3所示。
实施例2中,使用图4至图6所示的加压销,按照图13所示安装在模具上。
实施例3
在实施例1中,使用图3结构的密封模具142,使用温度加热到180℃的甘油代替水从喷出部件58进行的加压,虽然冷却固化延迟了,但确认提高了成型制品与型面的一致性。
实施例2与实施例3,是预先向图1所示装置的罐10内注入一半左右的水等液体,使用氮气加压,然后从罐的底部取出液体进行加压的部件。空压的结果大致如表3所示。
实施例4
实施例3中,是通过提高液体温度从而提高了成型制品与型面的一致性,而实施例4中,是通过提高熔融树脂的温度、延迟冷却固化来提高成型制品与型面的一致性。
将实施例1中ABS树脂的熔融温度设定为285℃,在实施例1的条件下,使用氮气作为压缩流体实施加压成型,与实施例1相比,可确认能进一步提高成型制品与模具型面的一致性。在这种情况下,如果提高压缩流体的压力,常出现中空现象。
实施例5
将实施例1的模具变更为成型制品4{(图36至图38所示的试验片)壁厚2.5mm、A4尺寸}。流体加压的压力是10MPa、20MPa、30MPa,加压时间20秒,保持时间5秒,在填充树脂的并行使用氮气进行流体加压。此外,在加压销(50)如图11所示与树脂接触的情况下,ABS、HIPS、PC/ABS、PC、变性PPE和POM在压缩流体的压力为20MPA左右时不会受到压缩,形成了中空。PP、PA66在压缩流体的压力为10MPA时也出现了中空的情况。为防止形成中空,如果按图12和图13所示实施,ABS、HIPS、PC/ABS、PC、变性PPE和POM虽然在压缩流体的压力为20MPA时受到压缩,但PP和PA66在10MPA的压力下受到压缩,在20MPA的压力下形成了中空。在30MPA的压力下,所有树脂都形成了中空。但是,压缩流体在形成中空的情况下也会进入树脂和模具的间隙,并发挥压缩空气的作用,因而中空部位不同于通常的中空注射成型,中空部位停留于加强筋的根部及附近,没有出现显著扩散。
所使用的注射成型机是东芝机械生产的350吨的成型机。
加压销如图36等所示设置2处。分别在使用1根加压销和使用2根加压销的情况下实施,确认使用2根加压销比只使用1根加压销时的成型制品与模具型面的一致性有进一步提高。实施例5采用直接加压方式。
实施例6
实施例5的模具变更为成型制品5{(图39至图41所示的试验片)壁厚2.5mm、A4尺寸},从图18所示图纸右侧的连接口48注入压缩流体,从镶件的间隙(加强筋顶点使模具加工变得容易,形成镶件结构,使型腔内的空气在成型时流出。)和顶杆27的间隙进行流体加压。像这样加强筋多、且由加强筋包围起来的情况,需要在由加强筋包围起来的形状中,分别设置加压销,不是很经济。
虽然并未在图中得到体现,成型制品5上装有加强筋包围起来的#字形、U字形和L字形中的至少1个顶杆27。实施例6采用了从顶杆的间隙和镶件的间隙采用空压的间接加压。
最终,加强筋顶端部的形状在压缩流体的作用下分散开,加强筋也因空压而变得好像充填不足。但使用的树脂是实施例5的全部树脂,相对于2.5mm的壁厚,未出现因加强筋引起的缩痕,得到了定模侧的成型制品表面外观漂亮的成型制品。但是,加强筋的局部有压缩流体进入顶杆27和镶件的间隙,加强筋的根部形成了中空。
该方法(从镶件的间隙间接加压)确认,镶件的间隙中也喷出压缩流体,且型腔内填充的熔融树脂的形状不均匀。空压的结果如表4所示。表4中显示了树脂的类型和产品名称、树脂温度、空压条件、空压结果。
实施例7
将实施例5的模具变更为成型制品6{(图42至45所示的试验片)壁厚2.5mm、A4尺寸}。在顶杆的周围设置气体加强筋218,防止气体从顶杆泄漏。
加压销50中的压力是30MPa,加压时间20秒,在填充树脂的并行使用氮气进行流体加压。
使用的树脂是实施例5的全部的树脂,相对于成型制品2.5mm的壁厚,未出现因加强筋引起的缩痕,得到了定模侧的成型制品表面外观漂亮的成型制品。实施例7采用直接加压方式。
然而,在不让加压销50后退的情况下形成了中空,但在后退10㎜后以30MPA进行空压,结果未形成中空,实现了空压。
实施例7为阻止压缩流体进入顶杆和镶件的间隙而安装了气体加强筋,但为了防止已经进入镶件间隙的压缩流体从顶杆27的间隙泄漏,还安装了板53、板54、密封圈89。
实施例7的空压结果如表4所示。表4中显示了树脂的类型和产品名称、树脂温度、空压条件等。
实施例8
(使压缩流体通至顶杆内侧的方法)
采用实施例6的模具,通过图52至图55所示的方法(从顶杆227进行流体加压的部件)进行空压。
表5中显示了实施例8所用的树脂、空压的条件和结果。实施例6虽然在镶件34和顶杆27的间隙以及镶件的间隙35进行空压,但确认加强筋顶点的形状分散开了。作为解决实施例6的问题(加强筋的顶点的形状不均匀)的方法,实施例9只在顶杆227——顶杆的顶端部喷出了压缩流体。结果,虽然解决了加强筋顶点形状不均匀的问题,却未能解决如果增加压缩流体的压力就会形成中空的问题。
实施例9
(使压缩流体通至顶杆内侧的方法)
在使用图59所示的多块板、具备其他空压回路的方法中,依据所述实施例9的做法,用实施例6的模具施加30MPa、20MPa、10MPa的压力,结果成型制品定模侧的平面部分的缩痕状态与实施例6的表5相同。虽然解决了加强筋顶点形状不均匀的问题,却未能解决如果增加压缩流体的压力就会形成中空的问题。
实施例10
(使压缩流体通至顶杆内侧的方法)
实施例8和实施例9如图52至图59所示,顶杆227采用二重结构,但实施例10利用图61的(A)~(G)所示的顶杆进行空压,确认在图61的(A)~(G)所示的顶杆形状上也能进行空压。
实施例10所用的树脂、压缩流体等与表5中所示内容一致,由于空压的条件相同,获得了与实施例8、实施例9相同的结果。由于实施例10只在顶杆顶端部进行空压,解决了加强筋顶点形状不均匀的问题,却未能解决如果增加压缩流体的压力就会形成中空的问题。
另外,可按照图61(K)所示的方案对压缩流体进行密封,确认顶杆上没有压缩流体泄漏。
实施例11
(在使加压销50后退后进行空压。)
实施例11与实施例5相关,使用粗为φ16㎜的加压销50,按照图62所示方法在流体加压之前使加压销50后退10㎜,使树脂和加压销50的顶端掉落,留出空间后进行空压。虽然分别实施了壁厚在2.5㎜至3㎜之间的成型制品(成型制品7)、壁厚为3.5㎜的成型制品(成型制品8)、壁厚为4㎜的成型制品(成型制品9),但无论延迟时间如何,压缩流体的压力为30MPA的高压时PP也未形成中空,实现了加压成型。实施例11的结果如表6所示。
虽然有在加压销50凸缘上用密封件126进行密封,防止压缩流体泄漏,但如果使加压销50后退,则密封件126掉落,密封件的作用失效,故在加压销50的驱动结构上用密封圈89进行了密封。
实施例12
(可进退的加压销50)
将加压销用作图61(A)至图61(J)的结构,在实施例5和实施例11中进行空压,结果实施例5和实施例11的情况相同。此外,在如实施例11所示可进退的驱动结构中,如果该结构后退,则密封件加压销50的密封件126无法充当机构、发挥功能,因而在这种情况下用密封圈89进行密封。
实施例13
(确保将顶柱顶向注射成型机的机构的使用空间)
首先,市面上销售的注射成型机在向型腔填充树脂之前让顶柱和顶板向前并保持,不具备往型腔内填充树脂、树脂向型腔内填充完毕、在树脂填充完毕的同时或经过一定时间后使顶柱后退的机构和功能,因而在注射成型机上添加这一全新的顶板,充当在填充时发挥顶出功能等的机构。
在添加该机构和功能的基础上举例来看,在图63至图72所示的空压实施例中,在使加压顶杆227和加压顶杆500后退后,并在填充在型腔内的树脂和加压顶杆227、加压顶杆500之间留出空间,随后喷出压缩流体。由此,压缩流体未进入内部,进入树脂和模具的间隙,实现了空压。
成型制品5{(图39至图41所示的试验片)是壁厚为2.5㎜且只有棋盘格的加强筋(加强筋高10㎜,加强筋的根部厚度为2㎜)壁厚为3.0㎜的成型制品10、只有壁厚为3.5㎜的成型制品11、壁厚为4㎜的成型制品12各自的模具,制作了如图66和图77所示机构的模具,其中内置图64所示结构的复位杆271,在成型制品10、成型制品11、成型制品12中被加强筋包围起来的#字形状以及在加强筋中形成的U字形状、在加强筋中形成的L字形状中也装有30个图52至图54所示的φ10(内芯直径为6㎜)加压顶杆227和普通顶杆27。
在树脂被填入型腔之前,用注射成型机的附加机构和功能顶动顶柱,使10㎜加压顶杆227和普通顶杆27前进(通常是像这样使顶杆前进,顶杆(227)的顶面和成型制品的动模侧保持一致。)。
在该状态下,用表7所示的各种树脂填充到模具内,充满型腔容积的95%。主要的填充条件如表7所示。而且,本实施例未使用树脂保压。
从填充之后开始计时,分别按照00秒后、2秒后、5秒后以及后退的延迟时间,停止注射成型机顶动顶柱的动作,如果顶柱后退,则10㎜顶板在复位杆中安装的弹簧268的力量作用下旋转,与动模侧的安装板23相接触。最终,加压顶杆227的前端和填充在型腔内的树脂之间产生10㎜的空间(距离树脂离表面10毫米的状态)279。
在表7所示的压力和时间下进行空压,对有无加强筋所产生的缩痕进行了确认并记载在表7中。此外,还确认压缩流体进入加强筋根部后未形成中空,结果被记载在表7中。
此外,实施例13未使用如图65和图66所示的楔形单元278,
只用注射成型机顶动顶柱的机构和功能进行了实施。
实施例14
实施例14采用装置1140,并行使用加压销50和加压顶杆227,在成型制品4中进行了实施。
而且,在流体加压之前使销50和加压顶杆227后退10mm,在加压销50和加压顶杆227的顶端部和填入型腔内的树脂之间留出空间,防止了压缩流体进入内部并形成中空。
在实施例14的基础上证实了可以并行使用加压销50和加压顶杆227。
确认是否也能并行使用加压销50和加压顶杆227、加压顶杆500,确认了可在1型中并行使用3种空压。
此外,图82(A)、图82(B),图82(C)所示的斜销密封件可用任何一种方法密封斜销。
实施例15
(确保楔形单元278的使用空间)
实施例16使用了实施例15中未用的楔形单元278,并在楔形单元278出入时使用了顶动填入型腔内部的树脂的压力,以及所述实施例15中使用的注射成型机的顶柱的机构和功能。
树脂填充条件和空压的条件与实施例15相同,结果也与实施例14的表7相同。
由于已经在加压顶杆227前留下空间279,即便壁厚大的成型制品中的压缩流体的压力大,仍未出现压缩流体进入并形成中空的情况。
实施例16
(加压顶杆227的其他机构)
实施例16将实施例14和实施例15的加压顶杆227更换为图61(A1)至图61(J4)所示的9种加压顶杆,分别使用后确认了是否可以实现空压。最终,获得了与实施例14和实施例15相同的结果(与表7的结果相同),因而确认所述9种加压顶杆中任何一种的形状均可使用。
此外,还确认了是否可在下述实施例25中使用所述图61(A1)至61(J4)所示的9种加压顶杆的加压顶杆,确认了所述实施例15、实施例16、实施例25都可以使用。
而且,将图61(A1)至图61(J4)所示的9种加压顶杆的加压顶杆的长度缩短至与加压销50相同的长度,并在实施例5中进行使用,在实施例12中确认了可以与加压销50一起进行空压。
实施例17
在实施例15和实施例16、下述实施例25中,将加压顶杆更换为如图61(K)所示的顶杆,图61(K)还确认了完全可以使压缩流体停下来。
实施例18
(用2种楔形单元使外筒和芯体部分别后退的方法)
实施例18使用如图67和图68所示的楔形单元278以及使用楔形单元280的结构的模具,按照如图69(A)至图69(F)所示的做法,使加压顶杆227的外筒224和芯体部226后退,确认了流体的效果。结果如实施例的表8所示。
在实施例18的结果中,在内芯也与外筒的树脂紧贴的状态{图69(A)}下,如果压缩流体的压力大,则压缩流体进入树脂内部后未被空压,形成中空。在内芯后退、外筒与树脂紧贴的状态{图69(B)}下,如果压缩流体的压力大,则在PP等熔融状态下粘度小的树脂的情况下,压缩流体会进入树脂内部后未被空压,形成中空。在内芯后退、外筒与树脂紧贴的状态{图69(C)}下,如果压缩流体的压力大,则PP等熔融状态下粘度小的树脂也有喷出压缩流体的空间,故不会形成中空,而实现空压。在内芯和外筒都后退的情况{图69(D)至图69(F)}下,压缩流体的压力大,PP等熔融状态下粘度小的树脂也有喷出压缩流体的空间286,故不会形成中空,而实现空压。
实施例19
实施例19同时用实施例8(使压缩流体通至顶杆内侧的方法)与/或实施例10(使压缩流体通至顶杆内侧的方法)和实施例21(使压缩流体通至顶杆外侧的方法)实施。实施例8和实施例10所用的树脂、压缩流体相同,空压的条件也相同。另外,实施例19使用了实施例13和实施例15中描述的使加压顶杆227后退的机构和功能中使实施例21中描述的外筒301后退的机构和功能,在与树脂之间留下了空间,因而加强筋的根部等处没有出现形成中空的情况。
将加压顶杆227更换为实施例16中确认过的加压顶杆{图61(A)至图61(J)},也可实施实施例19。
实施例20
通过表面经过氮化处理的模具,用电磁感应装置(BSM装置)在表面上诱导电子,使表面温度升高至300℃,随后实施实施例12、实施例13、实施例15。即便模具的温度高,加压销50加压顶杆227的前端与树脂分离,留下了空间,因而未形成中空。在填充于型腔内的树脂在空压时,是在高于玻璃化转变温度的条件下进行空压,因而得到了表面一致性高、外观漂亮的成型制品。
实施例21
(使压缩流体通至顶杆外侧的方法/外筒和顶杆27都不后退)
实施例21确认了能否用如图70所示的型结构(加压顶杆的外筒301和顶杆27都不后退)的加压顶杆(500)进行空压。实施例21的结果如表9所示,模具表面温度未在表9中得到体现,在定模侧和动模侧都是60℃。
实施例22
(使顶杆27后退)
实施例22分别使用实施例13和实施例15的方法(使用顶动注射成型机的顶柱的机构——楔形单元),只让图70所示的顶杆27后退10㎜,随后进行了空压。其结果如实施例15的表10所示。在将空压的压力提高至30MPA时还是存在间隙,因而相较于实施例21,顶杆27顶端部虽有空间,但外筒301接触到型腔内部的树脂,故与实施例21的表9的结果没有大的差别。
实施例23
(使外筒301后退的空压)
实施例23使用市面上销售的顶杆套的短套和长顶杆,制作了如图71和图72所示的模具。利用图71和图72的模具进行了空压。在空压之前将外筒301降低了10㎜。
外筒301的后退方法虽未在图71和图72中体现,但使用了实施例13顶动的注射成型机顶柱的机构。另外,顶柱虽未在图中体现,但加长了板300,在向型腔内填充树脂时顶动弹簧294,通过板297顶挤板298,使外筒301前进。在这种状态下,将表11所示的树脂分别填进了模具内部,充满型腔容积的95%。主要的填充条件如表11所示。另外,本实施例未使用树脂保压。
从填充之后开始计时,按照00秒后、2秒后、5秒后的延迟时间,使顶柱后退,结果10㎜板在安装于板298和板297之间的弹簧268的力量作用下打开(图72),出现间隙302。最终,加压顶杆500的外筒301后退10㎜,外筒301的前端和填充于型腔内的树脂之间产生10㎜的空间。
按照表11所示的压力和时间进行空压,确认了有无加强筋产生的缩痕。
不让外筒301后退就进行空压,结果与所述实施例10的情况相同,填充于型腔内的树脂表面与压缩流体的喷出部分相互接触,因而在压缩流体压力大的成型制品中形成了中空。
实施例24
实施例24在实施例23所用的实施例13和实施例15的注射成型机上使用机构和楔形单元,使外筒301和顶杆27同时后退,在加压顶杆500的顶端部和型腔内部的树脂之间留出了空间。
按照图69(A)至图69(F)所示的外筒301后退量(距离)和顶杆27后退量(距离)进行后退,确认了流体的效果。结果与实施例18的表8相同。另外,向型腔内部填充树脂和空压的条件等与表8相同。外筒301的后退距离为10㎜。
实施例25
实施例25未在图71和图72中体现,但添加了放在顶板的楔形单元278和空间302之间的楔形单元,用楔形单元阻挡了填充于型腔内的树脂对顶杆的压力。在各种楔形厚度的基础上,外筒301和顶杆27后退所留出的空间被变更成了图69(A)至图69(F)所示的样子。
在这样变更空间286后进行空压,最终得到了与实施例16相同的结果。还可以实施密封图69(K)的压缩流体的方法,这就是普通的顶杆27的密封件。
实施例26
实施例26用图84(A)和图84(B)所示的芯背规格的模具,实施了中空注射成型。模具被换成了如图39至图41所示的可以对成型制品5的模具进行动模后退成型的规格。
首先,如图84(A)所示,在用注射成型机(未图示)的合模力(关闭模具的机构)使附图标记为354的浮模芯前进的状态(壁厚2㎜)的状态下,用ABS将型腔内填充至100%的满充状态。经过5秒之后,如图84(B)所示,使浮模芯354后退1㎜,在2秒的延迟时间之后使用25MPa压力的氮气对加压销50空压20秒。在10秒的延迟时间后向大气中排放压缩流体。
图84(A)和图84(B)的顶杆(358)在芯背的情况下,在定模侧压着加强筋353上方,以防止成型制品翘曲。
实施例26在芯背的模具上也可以实施压缩流体注射成型,不对加强筋353所产生的缩痕作出要求。
另外,在使用芯背的情况下,成型制品在芯背部分的加强筋371的周围,该加强筋371具有气体加强筋的作用,未出现压缩流体向外泄露的情况。在使用HIPS和PP的情况下,也被认定具有与ABS相同的作用和效果。
使所述加压销50和浮模芯354同时后退,型腔内部与树脂表面相互分离,故而即使有加强筋,也会产生供压缩流体流动的(通过的)空间360{虽未在图84(B)中体现,但实际上在1㎜动模后退成型部分中,加强筋的顶点和侧面也会产生空间(360)。},因而可在加压销50中实施。
当然,也可以在加压顶杆227和加压顶杆500上实施。这种情况需要留出加压顶杆227、加压顶杆500和型腔内树脂的空间,因而需要和顶动所述加强筋顶点的顶杆358分开移动(与芯背同时后退)。该方法如图67所示,在使用多张顶板时可通过分别启动来实施。
实施例27
实施例27通过中空处理未进行压缩流体注射成型和中空注射成型的加强筋的根部,用压缩空气处理了其他面。
在图39至图41所示的成型制品5的流道的浇口附近,将1个中空销(可通过将加压销50放入成型制品内部的方式轻松实施中空注射成型)安装在定模侧,按照可进行中空注射成型的模具的规格进行(未图示)。当然,加压顶杆227与实施例13、实施例15相同,被安装成了可进退的规格。
使用ABS,先用25MPA压力的压缩流体实施了中空注射成型。虽然加强筋的整个根部形成了中空,但从加强筋的根部向外突出的量达到5mm到15mm的水平。
随后,实施中空注射成型。向空心销中加入25MPA的压缩流体,同时在加压顶杆上进行空压。
在中空注射成型的压缩流体的注入条件和压缩流体注射成型的压缩流体加压条件方面,将加压时间20秒、保持时间10秒、大气排放时间10秒固定下来,并分别设定了中空压力、加压压力、延迟时间等参数。
将所得到的成型制品和只所述中空注射成型的成型制品进行对比,结果发现,并行使用中空注射成型和压缩流体注射成型,在中空注射成型中的高压气体注入条件和压缩流体注射成型中的空压条件的差异的作用下,或产生了中空,或中空部位的扩大出现了变化,或未形成中空。这些结果如表12所示。另外,为确保能够确认内部是否形成中空部位,实施例27使用了透明的ABS、HIPS、PP,并对内部进行了确认和评估。在难以确认内部的情况下,先切断,然后进行了确认。
从评估结果中判断出,可以通过并行使用中空注射成型和压缩流体注射成型只让加强筋的根部形成中空。
实施例28
用ABS颗粒混合少量的婴儿油以及0.4重量%的碳酸氢钠、0.25重量%的柠檬酸一钠,用滚筒将发泡剂粘附在树脂颗粒的表面上,再将树脂颗粒投入注射成型机的料斗并进行可塑化,在注射成型机的加热筒中将碳酸氢钠和柠檬酸一钠热分化成了发泡性树脂。在实施例13、实施例15和实施例27中实施了具有所述发泡性的发泡性树脂,确认提高{UP}了传统发泡成型中的发泡倍率,作用和效果与芯背相同的是获得发泡性树脂的压缩流体注射成型。
实施例29
实施例29用实施例28的发泡性树脂对实施例26的树脂进行了动模后退成型,由此得到了比实施例28更高的发泡倍率。
根据比重测定的结果,确认了发泡倍率比实施例28高出5wt%。
实施例30
实施例1至实施例29所用的顶杆、加压顶杆、其他压出轴体的密封件所用的密封圈89采用图79所描述的L字形密封件、U字形密封件,以代替市面上销售的聚四氟乙烯弹簧密封圈。确认了附图标记316的材质可以是PTFE、硅树脂,而附图标记315的材质可以是丁腈橡胶、聚氨酯橡胶系、硅橡胶、氟化橡胶中的任何一种。
实施例31
实施例1至实施例29所用的空压装置140、1140的气体增压器8的压缩部分采用了图83所述的结构。确认了可以通过气缸331上设有滑环329和密封件333的结构,将气体或液体加压(压缩)至30MPA,而且可以连续使用。
另外,与实施例1至实施例29的缩痕水平进行比较的实心注射成型制品,树脂分别是在相同的成形条件下进行加工,由于完全没有使用树脂保压,且降低计量值到即将发生填充不足的极限为止,所以在成型制品定模侧平板面产生较大的缩痕。实心注射成型制品与进行流体加压的成型制品的重量相同。
实施例32
虽然实施例1至实施例29未使用树脂保压,但在树脂保压的情况下也可以实施。但是,如果使用树脂保压,则可以带来压缩流体注射成型的作用和效果之一的低压成型,因而也可能出现注射成型机不能RANKDOWN的情况。在这种情况下,内部的应力变大,成型制品严重变形,弯曲和变形的程度大于不用树脂保压的情况。
实施例33
(确认环状部件的效果)
利用图86所述装置388确认了图27、图28、图79的U字形密封件和L字形密封件的密封性是否可靠,还确认了是否需要环状部件104和环状部件315。向装置140中加入氮气,在附图标记384中往空间378中加注入压缩流体和氮气并保持一段时间,观察附图标记386(内部容积为25ml)的压力计,在5分钟之内压力下降少于25%时,在实施例33中判断为具有密封性。
环状部件315内置于其中,以具备负载功能(向内收紧的功能)为目的。在本实施例33中对不用环状部件315的情况和使用的情况进行对比,结果确认使用环状部件315能够提高密封性。
首先,使用图27、图28所示的聚四氟乙烯弹簧密封圈与图79所示的U字形密封件、L字形密封件,确认了在不同压力(10MPA、20MPA、30MPA)下的压缩流体密封性。
另外,还分别在使用环状部件104和环状部件315的情况下,以及不向环状弹性部件103和环状弹性部件316内顶入环状部件103和环状部件315而只用环状弹性部件103和环状弹性部件316的情况下,确认了密封性。
将空间378的压力设为10MPA、20MPA、30MPA,查看附图标记为386的压力计,确认了密封性。举例来看,附图标记380与顶杆相对应,所以其厚度被设定为φ6、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20、φ25。
对密封性进行确认的结果如表13所示。表13(A)使用了图27和图28所示的市面上销售的聚四氟乙烯弹簧密封圈。表13(B)是未使用图27和图28所示的环状部件103(金属制成的弹簧)的情况,因而完全没有密封性。表13(C)是使用了图79的U字形密封件的情况,如果使用由NBR、硅橡胶、氟化橡胶组成的环状部件315,就有足够的密封效果。如果不用环状部件315,则没有密封效果。L字形密封件的情况也是一样的,表13(E)是使用了由NBR、硅橡胶、氟化橡胶组成的环状部件315的情况,而表13(F)则是未使用环状部件315的情况。
表13的“○”是具有密封性。“×”是没有密封性,即未在环状部件中顶压附图标记380,因而压缩流体从与附图标记380的间隙中泄漏出来。另外,图79的主体316可以使用氟树脂PTFE、FPA、硅树脂、硅橡胶、高分子聚乙烯。在制作上用数控机床进行了切割加工。也可以用模具成型,通过机械抛光等方式使分型平面上产生飞边的变得平坦。
另外,图86中的附图标记379是创造的钢材(相当于镶件),附图标记380是顶出的轴体,相当于顶杆。附图标记381相当于图27、图289、图79的环状弹性部件,附图标记382相当于插入环状弹性部件的槽,附图标记383是密封板,相当于如图3中的附图标记53。附图标记387是密封件,相当于如图3中的附图标记55。附图标记385是用于防止装置388破裂的安全阀。
以下是表1至表5中记载的评价方法的说明。目视确认定模侧平板是否有缩痕产生。评价标准是与实心注射成型制品相比较,“◎”是目视确认完全没有缩痕的水平;“○”是虽然确认有一些缩痕,但在使用上是允许的水平;“△”是虽然确认有缩痕,但与未进行流体加压的实心注射成型制品相比较,缩痕有所改善的水平;“×”是与实心注射成型制品相比较没有太大差别的缩痕水平。
另外,“●”是压缩流体在压缩流体注射成型时也进入内部,加强筋根部等部位以及厚实部位、冷却固化较晚的部位的内部形成中空的情况。
实施例34
将实施例25的加压顶杆227更换为图69(A)至图69(J)的加压顶杆,确认了能否在顶杆的外侧以及加压顶杆的内侧和两边(并用)实施空压。
实施例35
将实施例13的成型制品5(壁厚2.5㎜)、成型制品10(壁厚3.0㎜)、成型制品11(壁厚3.5㎜)、成型制品12(壁厚3.5㎜)各自的模具结构做成了图110所示的模具结构。
装置在图1所示的装置上加装了图115所示的副储气罐501和副储气罐502。所用的压缩流体是氮气。附图标记467在φ8㎜的顶杆上用钻头从凸缘方向(凸缘的下部)钻出了φ4的附图标记479的孔。孔不通至顶端部,只到距离顶端部2㎜处。
附图标记480的孔粗为φ4,在圆周方向上每隔180°形成两处,使其与从附图标记467的顶部起6mm的位置处的孔479连通,形成图111(B)的形状。
它覆盖着附图标记470的外筒,可在附图标记467中进行空压,形成了在附图标记470中也能顶出的结果。打开间隙475的功能是,在模具中使用螺旋弹簧(未在图110中体现),在模具上安装了图114所示的顶紧螺栓(未在图110中体现安装位置),以控制开口量(距离)。间隙475的距离是12mm。
在关闭模具之后,使用注射成型机的顶柱的顶出机构,在附图标记470前进12㎜的状态(间隙(475)打开12㎜的状态)下将熔融树脂填充到模具型腔中,在填充后降下注射成型机的顶柱,使编470从顶紧螺栓处按照设定距离后退12㎜。在后退之后,使用图1中装有图115的501和502两个储气罐的装置,通过氮气进行了空压(压缩流体注射成型)。
实施例36
在实施例35中,通过470号外筒的后退使孔480露出。结果,PE、PP等熔融粘度低的树脂可能会流入(进入)孔480,因而在实施例36中将实施例35中6mm的孔480的位置改成了20mm。
由于孔480的位置为20毫米,如果套上外筒470,则压缩流体难以被喷出,因而如图113所示安装了D切面510,连通(连接)孔480。因为在外筒470后退后进行空压,所以不像附图标记227一样从前端喷出压缩流体(没必要喷出),如图113(B)和图113(C)所示,D切面510从顶端部延伸到被抑制的位置。如实施例35所示,使外筒470后退12mm,在同一装置中用氮气进行了空压(压缩流体注射成型)。
实施例37
在实施例37中,将实施例35中的附图标记467换成了使用图111(E)至图111(G)所示的帽484的结构。套上外筒470,具有了图111H所示的空压功能和顶出功能。图111(I)所示的附图标记480和附图标记490留出了使外筒470后退并喷出压缩流体的空间491。此时,外筒470后退使得孔480和孔490露出。如实施例35所示,使外筒470后退12㎜,在同一装置中用氮气进行了空压(压缩流体注射成型)。
实施例38
在实施例37中,由于和实施例35一样露出了孔480和孔490,所以存在熔融树脂进入孔中的风险。为了避免熔融树脂进入的风险,实施例36所述的方法{降低孔480和孔490的位置,使得即使外筒470后退也不会露出孔480和孔490。当然,通向孔490的D切面[与图113(B)和113(C)相同的形状]}是同样地使压缩流体必须通过。
如实施例35所示,使外筒470后退12㎜,在同一装置中用氮气进行了空压(压缩流体注射成型)。
实施例39
在实施例39中,按照图112(A)所示的做法在图52和图53、图54所示的加压销227的外筒224上钻孔492,如图112(A)和图112(B)所示,外筒470进一步被能够从孔492喷射压缩流体的外筒470覆盖。
如实施例35所示,使外筒470后退12㎜,进行了空压。
实施例40
在实例39中,由于熔融树脂可能进入孔492,所以像实施例36那样降低了孔492的位置,使得即使外筒470后退,也不会露出孔492。如实施例35所示,使外筒470后退12㎜,在同一装置中用氮气进行了空压(压缩流体注射成型)。
实施例35至实施例40的结果如表15所示。表15显示了所用的树脂、填充条件、空压条件。用○和×表示结果,○表示没有熔融树脂进入孔内,容易进行空压。X表示有熔融树脂进入了孔内,并且难以进行空压(熔体粘度低的树脂)(表15)。
实施例41
在实施例35至39中,注射成型机喷头安装了含有图105(A)所示的球446的注射成型机喷头,用表15所示的树脂对实施例35所示的各种成型制品进行了压缩流体注射成型。空压装置是实施例35至实施例39所用的。将压缩流体(使用氮气)压缩至35MPA,并在储气罐10中蓄圧。当然,在副储气罐501中蓄圧到了35MPA。
将调节器12设定为10MPa,在副储气罐502中蓄圧至10MPa,一直连续进行了100次注射。但是,在这种压力(10MPa)下,安装在内部的球446充分发挥阀门的作用,没有气体从喷头进入注射成型机加热筒内部。用调节器12将加压压力提高到30MPA,一直到第15次注射都未曾出现压缩流体进入注射成型机加热筒的内部,但从第15次注射之后,作为压缩流体的氮气在每一次注射时都从流道进入了注射成型机的加热筒。
在图105(A)中,由于附图标记450的密封件部分是球形的,与球446的球形相匹配,所以树脂或树脂气体、污染物(加热筒中的碳化树脂)等稍微进入间隙,球446和密封件部分450之间略微产生间歇,失去了密封性。虽然将球的尺寸(直径)换成了10mm、15mm、25mm,但球446在压缩流体的压力为30MPa的情况下不能充分发挥阀门的功能,无法阻止流体进入加热筒。
作为图105(D)所示的附图标记509所示的圆锥形状,球446和密封件部位509在线接触的密封件形状中,在30MPa的加压压力下连续进行100次注射生产时,也没有压缩流体进入注射成型机加热筒内部。确认了在球尺寸(直径)为10mm、15mm和25mm中任意一项时30MPa压力下的密封性。即使将压力增至50MPa,也能阻止压缩流体进入加热筒内部,密封性得到充分保证。
实施例42
使用图107所示的的各阀的形状,实施代替附图标记446的止回阀。在图107(B)、图107(C)、图107(I)、图107(J)、图107(L)的封接面中任何一个是球形(附图标记449)的情况以及图105(A)的450形状(球形)的情况下,如图107(A)所示,将压缩流体的压力增至30MPA,气体从第15次注射开始进入注射成型机内部。在具有附图标记509的圆锥形管路密封件的情况下,即使在50MPA下也能够防止压缩流体进入加热筒。
接下来,假定在图107(F)、107(G)和107(K)中的圆锥形(附图标记459)中,接收部位(与阀接触并密封的部分)是圆锥形509,面密封件(与面接触)中的压缩流体在30MPA下进入。在这种情况下,从第509号变更为第450号,即使在30MPA的线密封件(与线接触)中,压缩流体也不会进入注射成型机的加热筒,密封性得到保障。
在图107(D)、107(E)、107(H)的平面形状上(附图标记460)上,另一侧(与附图标记460接触并密封的部分)也成为面密封件,因而树脂、树脂气体、污染物等容易进入,在30MPA的高压的情况下密封性降低,且未能防止压缩流体侵入。
实施例43
如图108所示,在使用2个球446的喷头上,球446后退并被密封,但封接面如图所示在球形(附图标记450)中,甚至30MPA中也能充分确保密封性。当然,也可以是附图标记509的圆锥形状。另外,图108虽然使用2个球446,但也可以组合使用图107(A)至107(L)的任何一个。
实施例44
在图117(A)所示的内部具有阀结构的热流道,将其结合到实例35至39的模具中。用ABS进行压缩流体注射成型,即使在30MPa下也没有压缩流体进入热流道歧管。实施例43中的密封件515,图27和图28中的附图标记103是弹簧钢,附图标记104也是弹簧钢。即使附图标记103是特氟龙制成,附图标记104是弹簧钢制,也确认了密封性。
确认了在不使用阀销514的阀的结构中,也充分发挥了热流道的功能(图117(B))。顶端部呈附图标记524所示的锥形,以便于切割。
实施例45
用PP和ABS实施图39至图41所示的成型制品(壁厚2.5㎜、加强筋根部厚度2㎜),在向型腔内填充熔融树脂后用115所示的装置实施了压缩流体注射成型。该装置在拥有设定压缩流体注射成型的空压压力的功能的调节器12之前装有副储气罐501,在其后装有副储气罐502。
比较例包括只有副储气罐502的情况、只有副储气罐501的情况、以及同时没有副储气罐501和副储气罐502的情况。
通过对加强筋在图41所示面上产生的缩痕和转印不均(unevenness oftranscription)进行比较,在调节器12前后设置副罐201和副罐502的情况下得到了缩痕或转印不均现象最少且外观漂亮的成型制品。外观次好的是仅有副容器502的情况,再次是仅有副容器501的情况,外观最差的是不使用副容器501和副容器502,而使用图1所示附图标记10的储气罐的情况。
在实施例45中,ABS的熔融树脂温度为240℃,空压的压力为15MPA或30MPA,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。在PP的情况下,熔融树脂温度为190℃。
当然,确认了图115中的装置对于中空注射成型是有用的。
实施例46
在压缩流体注射成型的实施过程中,确认了在空压为30MPa的氮气中也能够通过图116所示的方法将斜销充分密封,且不出现泄露。
实施例47
在本发明的实施例1至实施例56中,在图105所示的球式止回阀中,压缩流体注射成型,和中空注射成型均使流体压力增加到30MPa,即使进行连续成型,也没有压缩流体进入注射成型机的加热筒。
球式止回阀446的支撑体的形状,确认了附图标记509(线密封件)一侧的密封效果好于附图标记450形状(整体密封件)。
如果使用图106中的磁铁457,则球式止回阀446立即返回,密封性进一步提高。
球式止回阀446,确认了图107(A)至107(L)所示的两种形状都充分发挥了压缩流体的密封件功能(截止阀的功能)。
在使用2个如图108所示的球式止回阀的情况下,确认了压缩流体的密封性是足够的。
实施例48
在使用阀519的图117(A)和117(B)中所示的热流道中,确认了阀门519具有充分阻止(防止)压缩流体进入热流道歧管(未图示)的作用和效果。
通过将空气用于热流道并进行冷却,热流道导致热流道喷头顶端部周围的树脂变色和燃烧(在成型制品的表面上发生)现象减少。
实施例49
实施例49是图30和图31各自所示的成型制品,如图118(A)至图118(C)所示,分型面上装有按压销50,确认了PP和ABS都可以进行空压。
压缩流体注射成型的条件是,ABS的熔融树脂的温度为240℃,空压的压力为15MPA或30MPA,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。在PP的情况下,熔融树脂温度为190℃
在图118(A)中,大量的空压进入纸面上侧(定模侧),可以进行空压。在图118(B)中,大量的空压进入纸面下侧(动模侧),可以进行空压。在图118(C)中,空压仅进入动模侧(纸面下侧),进行了空压。
实施例50
图119(A)中大量的压缩流体进入定模侧,图119(B)中则大量进入动模侧,可在各表面(定模侧或动模侧)进行空压。
在119(C)和119(D)中,都对定模侧(纸面上侧为定模侧)施加流体压力,可以进行空压。在图119(E)中,对定模侧(纸面上侧为定模侧)施加流体压力,可以进行空压。压缩流体注射成型的条件是,ABS熔融树脂的温度为240℃,空压的压力为15MPa或30MPa,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。在PP的情况下,熔融树脂温度为190℃。
实施例51
在图120(B)中,由于加强筋上装有加压销50,在加强筋的外侧(纸面右侧)和加强筋的内侧(纸面左侧)都可以进行空压,确认了在动模侧(纸面下侧)实施空压的加强筋所引发的缩痕减少了。
在图120(C)中,加强筋的内侧和外侧上,确认了在动模侧(纸面下侧)实施空压的加强筋所引发的缩痕减少了。
实施例52
在图39中,将由加强筋包围的一个镶件换成烧结金属534,采用图122所示的结构。压缩流体从烧结金属534喷出,图122(A)的情况和图122(B)的情况都有效地减少了加强筋所引发的缩痕。压缩流体注射成型的条件是,ABS熔融树脂的温度为240℃,空压的压力为15MPa或30MPa,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。在PP的情况下,熔融树脂温度为190℃。
在实施例49至实施例52中,在注射压力成型中,通过单独注射压缩流体,使PP成型制品发生了翘曲变形。并行使用树脂保压,进而减少了翘曲和变形。
实施例53
如图123(A)和图123(B)所示,将压缩流体的通路连接在中间,在50MPa的氮气中也确认了接头处没有发生泄漏。当然,由于高压流体在图1、图46、图115等所示的装置中流动,依据《高压气体安全法(日本法律)》计算储气罐、阀门等部件、管道的厚壁强度等,能够在不破裂、不被破坏的条件下进行设计和组装。
实施例54
在中空注射成型中,当由压缩流体的附图标记542和543构成的销如图124(A)所示前进时,也可将容纳于成型制品内部的压缩流体排出(向大气中排出),但如图124(B)所示,随着内芯542后退,排气顺利,中空注射成型的破裂问题得到了解决。
在图39至图41所示的成型制品中,在阀芯·流道上设置了由附图标记542和附图标记543在动模侧上构成的用于中空注射成型的销。
在PP的情况下,熔融树脂温度为190℃,ABS情况下的熔融树脂温度为240℃,流体加压的压力为15MPa或30MPa,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。在大气放出时间经过10秒之后,打开了模具。由于使大气放出时间长为10秒后,压缩流体的残余压力没有留在成型制品内部的中空部分中,所以PP和ABS都没有出现残余压力所引起的白化、膨胀、破裂等问题。
在大气放出时间经过3秒后打开模具。由于大气放出时间短至3秒,PP和ABS两者均出现了残余压力所引起的白化和膨胀问题。当压力为30MPa时,PP和ABS都破裂了。
如图124(B)所示,在保持时间经过10秒后,使内芯542后退了5mm。在大气放出时间经过3秒后,打开了模具。由于已经使内芯542后退,压缩流体的残余压力没有留在成型制品内部的中空部分中,所以PP和ABS都没有出现残余压力所引起的白化、膨胀、破裂等问题。
在中空注射成型的情况中,如图128(A)中的附图标记550所示,内部中空部分膨胀。但若并行使用压缩流体注射成型,则如图128(B)中附图标记551所示,在加强筋根部中形成的中空部分仅局限于加强筋的根部。
在本实施例54中,PP情况下的熔融树脂温度为190℃,ABS情况下的熔融树脂温度为240℃,用相同的压力(中空注射成型中加压注射的流体的压力、压缩流体注射成型中压缩流体的流体的压力)和作用时间(是指延迟时间、中空注射成型中的注射时间、压缩流体注射成型中的喷出时间、保持、大气放出时间。)实施了压缩流体注射成型和中空注射成型。实际上,空压的压力为15MPa或30MPa,延迟时间为0.5秒,空压时间为15秒,保持时间为10秒,大气放出时间为10秒。最终,加强筋在不并行使用时进一步扩散,在并行使用时只有加强筋的根部形成了中空。未发现大的缩痕。
在实施例54中,在压缩流体注射成型的压力比中空注射成型的压力高的情况以及低的情况、作用时间中的延迟时间出现差异的情况、作用时间中的注射时间出现差异的情况、作用时间中的保持时间出现差异的情况下,各自加强筋根部上形成的中空部位551的尺寸存在差异。
在实施例54中,将0.4重量%的ADCA(偶氮二羧酸酰胺)与发泡剂混合,使PP和ABS具有发泡性。对具有所述发泡性和压力的各树脂进行同样的压缩流体注射成型和中空注射成型,得到了在内部形成发泡层和中空层的成型制品。
流体的压力、加压时间、注射时间等作用时间均与不具有发泡性的非发泡性树脂的情况相同。
实施例55
在PP的情况下,熔融树脂的温度为190℃,ABS情况下的熔融树脂的温度为240℃,在空压的压力为15MPa或30MPa、延迟时间为0.5秒、空压时间为15秒、保持时间为10秒、大气放出时间为10秒的压缩流体注射成型条件下,如果在图126(A)和图126(B)各自的加压销50的位置上进行空压,压缩流体都会进入动模侧(纸面下侧为动模侧),可以进行空压。
实施例56
由于在与实施例55相同的条件下将加压销设置在图127所示的位置,且成型制品的端部形成倾斜形状547,因此确认大部分压缩流体进入了动模侧(纸面下侧为动模侧),实施了空压。
在图118(A)中,在分型面的定模侧上进行如图129(A)所示的粗砂咬花加工,确认压缩流体进入了定模侧的模具与熔融树脂的间隙。
在图118(A)中,在分型面的定模侧上进行如图129(B)所示的粗砂咬花加工,确认压缩流体进入了定模侧的模具与熔融树脂的间隙。
在图118(A)中,在分型面的定模侧上进行如图129(C)所示的粗砂咬花加工,确认压缩流体进入了定模侧的模具与熔融树脂的间隙。
除了图118(A)之外,在图118(B)至图118(C)上也确认了可以引导压缩流体。
在实施例56中,使用的尺寸为150mm的正方形,壁厚为2.5mm的平板形状(浇口为宽8mm的侧面浇口),压缩流体为15MPa和30MPa的压缩氮气。使用的树脂是ABS,向型腔填充后的延迟时间为0.5秒,加压时间为20秒,保持时间为5秒,大气放出时间为5秒。使用的装置是如图1所示的装置。
另外,也在图115所示的具有储气罐501和储气罐502的装置中实施注入装置,确认了压缩流体注射成型的作用和效果充足。
实施例57
在实施例57中,用图130所示的方法和PP实施。在图130(A)的状态下,将熔融树脂填充进型腔。在填充1秒后,使外筒后退5mm,直接取出成型制品,最终形成了环状(树脂进入外筒后退后的空间并形成的形状)。
使外筒后退,确认了在填充于型腔内的熔融树脂的残余压力等的作用下,流入了喷出压缩流体的部分。因此,在熔融固化之前(从熔融树脂被完全填充到型腔起的2秒之后),顶动外筒,将环状部分顶入了熔融树脂中。在这种状态下,将成型制品取出一次,确认环状部分已经被顶进去了。
顶出上述外筒,顶入环状部分,在长按0.5秒的状态下使外筒再次后退,在10秒后打开模具,取出成型制品,确认了并未重新形产生环状。从上述结果确认到,通过顶入外筒,环状部分被顶入型腔内的熔融树脂中,形成了能够进行空压的空间。
在上述结果中,用PP和ABS从头实施了一系列的流程。在使用PP的情况下,在熔融树脂被填充进模腔之后,使外筒在2秒后后退5mm并在后退2秒后重新前进,顶入环状部分,使外筒向前方移动的状态保持0.5秒,在结束后使外筒后退5mm,在后退的同时用压力为15MPA的氮气在10秒内实施空压,保持10秒,然后在5秒内排放进大气内,再打开模具,确认成型制品受到了空压。
在ABS的情况下也按同样的方法实施,获得了与PP相同的结果(外筒回头的作用与效果)。
在实施例57中,在熔融树脂被填充进型腔之后,在0.5秒后进行相当于测量值的15%的回吸(Suck Back),降低了型腔内的熔融树脂的压力。在回吸(Suck Back)完成之后,使外圆筒按照实施例57所述的方法移动。
在使用排气工具的情况下,也使外筒按照所述的回吸(Suck Back)方式移动。另外,实施例57还用图31的成型制品进行了评价。
在实施例1至实施例28、实施例30至实施例57中,环形弹性构件是图79(A)的U形密封件和图79(B)的L形密封件,按照例如图91(A)、图91(B)、图101所示的方式进行了安装。另外,也用图27和图28所示的所示的聚四氟乙烯弹簧密封圈实施。即使将聚四氟乙烯弹簧密封圈里的弹簧部件换成由丁腈橡胶制成的O型圈,也充分发挥了O型圈的紧固功能,具有充足的压缩流体密封件功能。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
项目 | ABS | HIPS | PP | PC |
树脂温度(℃) | 240 | 220 | 200 | 280 |
注射压力MPa) | 130 | 130 | 130 | 130 |
注射速度(mm/秒) | 150 | 150 | 150 | 150 |
加压压力(MPa) | 20 | 20 | 20 | 20 |
延迟时间(秒) | 5 | 5 | 5 | 5 |
加压时间(秒) | 20 | 20 | 20 | 20 |
保持时间(秒) | 5 | 5 | 5 | 5 |
向大气放出时间(秒) | 10 | 10 | 10 | 10 |
实施例35 | ○ | × | × | ○ |
实施例36 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例37 | ○ | × | × | ○ |
实施例38 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例39 | ○ | × | × | ○ |
实施例40 | ○ | ○ | ○ | ○ |
○;没有侵入到树脂孔/压缩流体效果充分
×;有侵入到树脂孔,可实施流体加压
所述的实施例、实施方式是为了说明而举的例子,本发明并非仅限于此,从权利要求、专利的详细说明、以及附图的记载,只要不违反当事人可以理解的本发明的技术思想,可以进行变更及附加。
(产业利用性)
本发明适用于使用树脂制造注射成型制品。
Claims (9)
1.一种模具装置,其特征在于,包括:
轴体机构,设置于形成成型空间的第一模及第二模中至少一方,所述成型空间由镶件组成;
喷出部位,设置于所述第一模及第二模中至少一侧,用于从压缩流体喷出装置向所述成型空间喷出压缩流体;
所述轴体的机构,具有顶出注射于成型空间的树脂成型的成型制品的轴体;支撑所述轴体的环状弹性部件,其沿着外围方向形成的槽的开口部朝向所述成型空间;以及
插入于所述环状弹性部件的所述槽开口部中的环状部件;
其中,由外筒和内芯组成的压缩流体喷出装置在加压于流体之前,至少让外筒向后退,形成压缩流体喷出装置顶端的压缩流体喷出部位和树脂之间形成空间,并向所述空间进行流体加压。
2.根据权利要求1所述的模具装置,其特征在于,
设有仅通过加压流体喷出装置的顶端部喷出加压流体并向流入树脂和模具间隙的树脂施加压力的机构,而所述加压流体喷出装置为由外筒和内芯组成的多重结构,加压流体则通过外筒和内芯之间流动。
3.根据在权利要求1或2所述的模具装置,其特征在于,
包括在填充树脂到型腔内之前,顶出注射成型机的顶柱,使顶杆和加压顶杆向前移动,并向成型空间内填充树脂,完成填充后,使顶柱向后的机构。
4.根据权利要求1所述的模具装置,其特征在于,包括排放所述成型空间的气体的排出部位,截至向所述成型空间结束注射所述树脂。
5.一种注射成型系统,其特征在于,
包括:根据权利要求1至4中任意一项所述的模具装置,以及向所述模具装置注射所述树脂的注射装置。
6.一种成型制品制造方法,其特征在于,包括:
第一工序,向权利要求1所述的模具装置的所述成型空间注射所述树脂;
第二工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;以及
第三工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
7.一种成型制品的制造方法,其特征在于,包括
第一工序,向权利要求1所述的模具装置的所述成型空间注射所述树脂;
第二工序,使所述压缩流体喷出装置向后退;
第三工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;以及
第四工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
8.一种成型制品制造方法,其特征在于,包括:
第一工序,从所述排出部位排放根据权利要求4所述的模具装置中的所述成型空间气体,同时向所述成型空间注射所述树脂;
第二工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;以及
第三工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
9.一种成型制品制造方法,其特征在于,包括:
第一工序,从所述排出部位排放根据权利要求4所述的模具装置中的所述成型空间气体,同时向所述成型空间注射所述树脂;
第二工序,使所述压缩流体喷出装置向后退;
第三工序,在划分所述成型空间内所述树脂和所述成型空间的第一模或第二模的型面之间从所述喷出部位喷出所述压缩流体;以及
第四工序,在对所述第一模和所述第二模进行开模之后,通过所述轴体顶出将由所述成型空间内的所述树脂形成的所述成型制品。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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