CN109202039A - 模具以及模具注射成型工艺 - Google Patents

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Abstract

一种模具以及模具注射成型工艺，用于注射成型制备零部件，所述包括模具定模座以及动模座，设置第一注射口以及第二注射口，根据所述模具中窄道位置设置所述第一注射口的位置，从而提高成型材料在模具中的流动性，提高注射成型元件的质量和性能，实现流长比大的零件的注射成型。

Description

模具以及模具注射成型工艺
技术领域
本发明涉及一种半固态合金注射成型的技术领域，尤其是涉及一种半固态合金注射成型的模具以及模具注射成型工艺。
背景技术
随着电子行业的发展，对产品的轻量化要求越来越高，这些产品包括智能手机、笔记本电脑、随身听、数码相机、可穿戴设备和其他手提设备。这些电子产品的零件和结构的壁厚都很薄，并且通常形状都很复杂，流距都很长。尽可能的轻量化对于复杂外形的零件和结构来说十分重要，同时还要求有足够的强度、热扩散要好、还要防电磁干扰。
用于制造各种3C电子产品壳体和零件的材料市场曾经完全被注塑塑料所垄断，然而由于塑料的模量低于金属的模量相比，用普通的注射成型方法得到的塑料制品，其结构性能难以达到电子产品的要求。与塑料相比较，镁合金零件不仅有金属光泽和质感，而且有更高的刚度，没有翘曲变形和气泡、麻孔或者浅窝。尽管镁的比重比塑料更高，但是它的比强度、冲击阻力和刚度都比塑料要高很多，可以制造更轻更薄的零件。
半固态注射成型技术将注塑成型原理用于金属成型工艺，是一种把低熔点合金进行熔化，以高速、高压把原料注入金属模具内进行成型的技术，采用了一种一体化成型方式，将压铸和注射工艺合二为一，模具和成型材料与半固态压铸工艺相似，工艺过程则接近于注射成型。
在室温条件下，颗粒状的镁合金原料由料斗强制输送到料筒中，料筒中旋转的螺旋体使合金颗粒向模具运动；当其通过料筒的加热部位时, 合金颗粒呈半固态；在注射缸的作用下以高速将其压入到预热模具中成型。
在半固态注射成型中，对于流距较长的零件，由于镁合金的热容量较低，它容易很快地凝固导致影响型腔的填充以及最后零件的质量。为了解决上述问题，现有技术中可以在相对面或者侧面设置多个注射口，通过多个注射口同时向模具中注射半固态金属材料的方式，实现流长比大的零件的注射成型。然而，由于熔融金属在窄道时，表面张力增大导致其流动性下降，如果零件中的窄道与注射口的距离较远，熔融金属经过窄道时温度低于注射口温度同时表面张力增大导致其凝固停止流动而影响成型质量。
发明内容
本发明提供一种模具以及模具注射成型工艺，能够增加半固态注射成型中熔融金属在窄道中的流动性，从而提高注射成型元件的质量和性能。
作为本发明的一个方面，提供一种模具设计方法，包括如下步骤：（1）根据工件的形状，确定上模座以及下模座的结构；（2）根据上模座以及下模座的结构，确定模腔形状；（3）根据模腔形状的正视图以及左视图或者右视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域；（4）根据模腔形状的俯视图，确定该纵向高度最低的区域的重心位置，确定该重心位置与动模座四个侧面的距离；（5）确定所述重心位置与所述动模座四个侧面距离最短的侧面，将所述重心位置在该侧面的投影位置设置第一注射口；（6）确定第一注射口与模腔形状的交点；（7）计算模腔形状边缘与该交点距离最远的点，确定动模座与该点距离最短的侧面，将该点在该侧面的投影位置设置第二注射口。
优选的，所述模具用于制备注射形成工件。
优选的，所述上模座为动模座，所述下模座为定模座。
作为本发明的另外一个方面，提供一种根上述模具设计方法设计的模具，用于制备注射成型工件，包括：定模座以及动模座；所述定模座以及动模座合模后的内部空间形成模腔；所述模腔具有纵向高度不同的截面；所述模腔侧面具有两个注射口，用于向所述模腔注入成型材料。
优选的，所述成型材料为半固态材料。
优选的，所述成型材料为半固态合金材料。
优选的，所述合金为镁合金。
优选的，所述纵向高度最低的区域的高度低于0.5mm。
优选的，所述模具用于制备电子产品外壳。
作为本发明的另外一个方面，提供根据上述模具的注射成型方法，包括如下步骤：（1）第一注射口以及第二注射口连接注射成型机；（2）将材料颗粒加入注射成型机中，加热后使材料颗粒形成半固态状态；（3）通过第一注射口以及第二注射口同时向模具注入半固态材料；（4）充满模腔之后，施加压力进行保压，使材料凝固成型；（5）打开成型模具，取出成型工件。
优选的，所述第一注射口注入第一温度的半固态材料，所述第二注射口注入第二温度的半固态材料，所述第一温度大于所述第二温度。
附图说明
图1是本发明实施例的模块设计方法示意图。
图2是本发明实施例的模具示例的模腔多角度视图。
图3是本发明实施例的模具的注射成型方法。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的模具，用于通过注射成型制备电子行业的零件和结构，包括智能手机、笔记本电脑、随身听、数码相机、可穿戴设备和其他手提设备。模具包括定模座以及动模座，定模座以及动模座合模后的内部空间形成模腔，模具上设置注射口，通过半固态注射成型技术将熔融状态的镁合金通过注射口注入模具的后进行成型。模腔内具有纵向高度不同的截面，其中纵向高度最小区域的高度低于0.5mm，熔融镁合金在窄道时，表面张力增大导致其流动性下降，容易导致其凝固停止流动而影响成型质量。
本发明实施例的模具设计方法，参见图1，包括如下步骤：（1）根据工件的形状，确定上模座以及下模座的结构；（2）根据上模座以及下模座的结构，确定模腔形状；（3）根据模腔形状的正视图以及左视图或者右视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域；（4）根据模腔形状的俯视图，确定该纵向高度最低的区域的重心位置，确定该重心位置与动模座四个侧面的距离；（5）确定所述重心位置与所述动模座四个侧面距离最短的侧面，将所述重心位置在该侧面的投影位置设置第一注射口；（6）确定第一注射口与模腔形状的交点；（7）计算模腔形状边缘与该交点距离最远的点，确定动模座与该点距离最短的侧面，将该点在该侧面的投影位置设置第二注射口。
步骤（1）中，通过系统的人机交互界面输入工件的形状，根据工件的形状，确定模具的上模座以及下模座的结构；其中上模座为动模座，所述下模座为定模座。
步骤（2）中，通过根据上模座以及下模座的结构，确定模腔形状，参见图2中模腔形状的视图。
步骤（3）中，根据模腔形状的正视图以及左视图或者右视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域。参见图2（b），通过模腔截面的正视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域10的水平方向的X轴坐标，参见图2（c），通过模腔截面的右视图，确定中纵向高度最低的区域10的水平方向的Y轴坐标。
步骤（4）中，根据模腔形状的俯视图，确定该纵向高度最低的区域的重心位置，确定该重心位置与动模座四个侧面的距离。参见图2（a），根据模腔形状的俯视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域10的重心位置11，进一步确定重心位置11与动模座四个侧面的距离。
步骤（5）中，根据步骤（4）中确定的重心位置11与动模座四个侧面的距离，确定距离重心位置11最近的动模座侧面，选择该侧面作为第一注射口所在的侧面，将重心位置11在该侧面的投影位置设置第一注射口，从而从第一注射口注射的熔融镁合金可以距离纵向高度最低的区域最近，从而能够增加在窄道中的流动性。
步骤（6）中，根据步骤（5）中确定的第一注射口的位置，确定第一注射口与模腔形状的交点12，该交点12为熔融镁合金输入模腔的位置。
步骤（7）中，根据步骤（6）中计算的交点12位置，计算模腔形状边缘与该交点12距离最远的点13，确定动模座与该点13距离最短的侧面，将该点13在该侧面的投影位置设置第二注射口。由于该第二注射口的注射位置点13与第一注射口12的注射位置距离最远，从而能够降低注射的熔融镁合金的流距，从而避免熔融镁合金凝固影响成型质量。
本发明实施例的模具注射成型方法，参见图3，包括如下步骤：（1）第一注射口以及第二注射口连接注射成型机；（2）将材料颗粒加入注射成型机中，加热后使材料颗粒形成半固态状态；（3）通过第一注射口以及第二注射口同时向模具注入半固态材料；（4）充满模腔之后，施加压力进行保压，使材料凝固成型；（5）打开成型模具，取出成型工件。由于熔融金属的表面张力随着温度的升高而降低，可以通过提高熔融金属的温度提高其流动性，但是提高温度会引起合金的氧化而影响表面质量，而温度过低则会降低流动性导致凝固，优选的，可以使所述第一注射口注入第一温度的半固态材料，所述第二注射口注入第二温度的半固态材料，所述第一温度大于所述第二温度，例如可以设置第一温度为610~630度，第二温度为560~580度，从而在提高材料在窄道流动性的同时避免影响表面质量。进一步的，由于窄道的体积小于其余区域，可以设置第一注射口的流量低于第二注射口，从而使成型工件中第二温度的材料大于第一温度的材料，进一步提高成型工件的性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模具设计方法，包括如下步骤：（1）根据工件的形状，确定上模座以及下模座的结构；（2）根据上模座以及下模座的结构，确定模腔形状；（3）根据模腔形状的正视图以及左视图或者右视图，确定模腔截面中纵向高度最低的区域；（4）根据模腔形状的俯视图，确定该纵向高度最低的区域的重心位置，确定该重心位置与动模座四个侧面的距离；（5）确定所述重心位置与所述动模座四个侧面距离最短的侧面，将所述重心位置在该侧面的投影位置设置第一注射口；（6）确定第一注射口与模腔形状的交点；（7）计算模腔形状边缘与该交点距离最远的点，确定动模座与该点距离最短的侧面，将该点在该侧面的投影位置设置第二注射口。
2.根据权利要求1所述的模具设计方法，其特征在于：所述模具用于制备注射形成工件。
3.根据权利要求1所述的模具设计方法，其特征在于：所述上模座为动模座，所述下模座为定模座。
4.一种模具设计方法设计的模具，用于制备注射成型工件，包括：定模座以及动模座；所述定模座以及动模座合模后的内部空间形成模腔；所述模腔具有纵向高度不同的截面；所述模腔侧面具有两个注射口，用于向所述模腔注入成型材料。
5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于：所述成型材料为半固态材料。
6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于：所述成型材料为半固态合金材料。
7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于：所述合金为镁合金。
8.根据权利要求8所述的模具，其特征在于：所述纵向高度最低的区域低于0.5mm。
9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于：所述模具用于制备电子产品外壳。
10.根据权利要求4所述模具的注射成型方法，包括如下步骤：（1）第一注射口以及第二注射口连接注射成型机；（2）将材料颗粒加入注射成型机中，加热后使材料颗粒形成半固态状态；（3）通过第一注射口以及第二注射口同时向模具注入半固态材料；（4）充满模腔之后，施加压力进行保压，使材料凝固成型；（5）打开成型模具，取出成型工件。
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