CN109664450B - 浸塑流平方法及装置及浸塑成型微型精密器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浸塑流平方法及装置及浸塑成型微型精密器件的方法。所述浸塑流平方法将浸塑后包浆的模具连接离心机并设置于与模具平行的气流中，离心机驱动包浆的模具自旋转。所述浸塑流平装置包括：离心机，连接浸塑后包浆的模具，驱动包浆的模具自旋转；流平腔体，容置浸塑后包浆的模具，内部存在与模具平行的气流；气流控制机构，连接流平腔体，为流平腔体提供与模具平行的气流。该方法能够浸塑成型高精密度的产品；该方法生产效率高，工艺灵活性强，在相同的模具上可以成型出不同的工艺效果，适合于大批量生产。

Description

浸塑流平方法及装置及浸塑成型微型精密器件的方法
技术领域
本发明涉及浸塑成型领域，更具体地，涉及一种浸塑流平方法及装置及浸塑成型微型精密器件的方法。
背景技术
浸塑是一种非常成熟的工艺，具有开发便捷并且生产效率高的特点，但是在成型微小精密产品上没有优势，而且所制备的产品在一致性和再现性上，与注塑挤出等其他高分子成型工艺相比有很大的劣势。比如浸塑成型直径在1mm以下的管类产品时，如何让产品的表面没有胶料堆积是一个难题，现有的浸塑技术还无法实现的。
传统的微小管类产品只能通过挤出机的精密挤出，然后再进行裁切来得到，整个工艺流程非常繁琐。如果采用浸塑的工艺来成型微小管类产品，目前最突出的问题就是液态浆料流平不均匀，产生堆积，导致管子的壁厚一致性不高。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种浸塑流平方法及装置及浸塑成型微型精密器件的方法，该方法能够浸塑成型高精密度的产品；该方法生产效率高，工艺灵活性强，在相同的模具上可以成型出不同的工艺效果，适合于大批量生产。
为了实现上述目的，本发明提供了一种浸塑流平方法，将浸塑后包浆的模具连接离心机并设置于与模具平行的气流中，离心机驱动包浆的模具自旋转。
进一步地，离心机旋转的速度为60rpm/min-120rpm/min。
进一步地，所述气流的速度为3-20m/s。
为了实现上述目的，本发明提供了一种浸塑流平装置，用于实施如上所述的浸塑流平方法，包括：离心机，连接浸塑后包浆的模具，驱动包浆的模具自旋转；流平腔体，容置浸塑后包浆的模具，内部存在与模具平行的气流；以及气流控制机构，连接流平腔体，为流平腔体提供与模具平行的气流。
进一步地，所述气流控制机构包括连接流平腔体的气源以及用于控制气体流量的流量阀；所述气源为压缩空气泵和高压气瓶中的一种；所述气流为空气、氩气以及氮气中的一种。
为了实现上述目的，本发明提供了一种浸塑成型微型精密器件的方法，包括以下步骤：(1)准备浆料；(2)除泡：将浆料静置，抽真空除去浆料中的气泡；(3)浸塑：将预热的模具浸入抽真空后的浆料中，得到包浆的模具；(4)流平：将包浆的模具采用如上所述的浸塑流平方法进行流平；(5)恒温固化：流平后的模具通过闭环温控系统恒温固化；(6)脱模：将固化后的模具脱模，得到微型精密器件。
进一步地，所述闭环温控系统包括：箱体，容置流平后的模具；温度传感器，连接箱体内部；以及控温元件，连接温度传感器以及箱体，用于根据温度传感器指示对箱体进行温度控制。
进一步地，控温元件为加热棒和冷却水道。
进一步地，模具的直径为0.1mm～1mm。
进一步地，浸塑成型的微型精密器件为管径尺寸在0.5mm以下的细管类产品。
本发明的有益效果如下：
在本发明的浸塑流平方法中，设置离心机使包浆的模具离心旋转，使浆料能够以恒定的离心力在模具表面进行均衡的流平；设置可控制风速的气流，与模具平行的气流对模具表面附着浆料的厚度大小及均匀性进行控制，使精密控制浆料在器件、尤其是微型管表面均衡的流平开，而且，通过控制气流的大小，能够对浸塑制品的厚度进行调整，进而达到精密控制的目的。
本发明方法的优势与传统浸塑相似，适合于大批量的生产，生产的效率非常高，同时工艺的灵活性较高，在相同的模具上可以成型出不同的工艺效果。精密浸塑工艺相比传统浸塑工艺，量化了流平的作用力，让浸塑产品在合适的气流条件下流平并固化成型，让每模产品都在相同的可控条件下成型，提高了再现性和一致性。
本发明通过采用精密的流平装置，可以浸塑成型高精密度的产品，如管径尺寸0.5mm以下的细小管类产品。
本发明精密浸塑工艺相比传统浸塑工艺，通过采用精密的闭环温度控制系统，能够精密实现时温等效效果，生产出来的产品精度可以达到±0.05mm，接近于精度较高的注塑件的精度。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法的流平机的结构示意图。
图2示出了根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法的温度控制系统的示意图。
附图标记
1-离心机，2-流平腔体，3-气源，4-管路，5-流量阀，6-模具，7-温度传感器，8-箱体，9-控温元件
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
参照图1，根据本发明的浸塑流平方法，其特征在于，将浸塑后包浆的模具6连接离心机1并设置于与模具平行的气流中，离心机1驱动包浆的模具2自旋转。
在根据本发明的浸塑流平方法中，离心机1驱动包浆的模具6自旋转，与模具6平行的气流对模具6表面浆料的厚度大小及均匀性进行控制。本发明的流平方法能够实现精密流平，能够使浆料均衡的流平开，保证产品尺寸一致。
在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，在流平过程中，可使包浆的模具6保持竖直或水平的状态，离心机1驱动模具6绕中心轴进行自旋转。
在根据本发明的浸塑流平方法中，离心机1旋转的速度可为60rpm/min-120rpm/min。
在根据本发明的浸塑流平方法中，所述气流的速度可为3-20m/s。
参照图1，根据本发明的浸塑流平装置包括：离心机1，连接浸塑后包浆的模具6，驱动包浆的模具6自旋转；流平腔体2，容置浸塑后包浆的模具6，内部存在与模具6平行的气流；以及气流控制机构，连接流平腔体2，为流平腔体2提供与模具平行的气流。在一实施例中，参照图1，所述气流控制机构包括：连接流平腔体2的气源3以及用于控制气体流量的流量阀5，气源3通过管路连接流平腔体2；所述气源可为压缩空气泵和高压气瓶中的一种；所述气流可为空气、氩气以及氮气中的一种。
在本发明的流平装置中，将浸塑后包浆的模具6设置于存在与模具6平行的气流的流平腔体2内，所述包浆的模具6连接离心机1，离心机1驱动包浆的模具6自旋转。设置可控制气流风速的流平腔体2，流平腔体2内的气流与模具平行，对模具6表面附着浆料的厚度大小及均匀性进行控制，精密控制浆料在器件、尤其是微型管表面均衡的流平开，而且，通过控制气流的大小，能够对浸塑制品的厚度进行调整，进而达到精密控制的目的。
根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法包括以下步骤：(1)准备浆料；(2)除泡：将浆料静置，抽真空除去浆料中的气泡；(3)浸塑：将预热的模具浸入抽真空后的浆料中，得到包浆的模具；(4)流平：将包浆的模具采用如权利要求1-3所述的浸塑流平方法进行流平；(5)恒温固化：流平后的模具通过闭环温控系统恒温固化；(6)脱模：将固化后的模具脱模，得到微型精密器件。在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，浆料按产品配方称取原料，经过搅拌均匀得到。静置抽真空可以让搅拌好的浆料能够进入一种稳定的生产状态，同时可以将浆料中的空气排出。在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，浆料可为液态浆料。
参照图2，在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，所述闭环温控系统可包括：箱体8，容置流平后的模具6；温度传感器7，连接箱体8内部；以及控温元件9，连接温度传感器7以及箱体8，用于根据温度传感器7指示对箱体8进行温度控制。参照图2，闭环温控系统的工作原理为：流平后的模具6进入烘箱8中，所述烘箱8对所述模具6进行加热或冷却处理，所述温度传感器7测得烘箱8的内部温度值，将数据传输给温度传感器7(PLC控制器)，所述温度传感器7(PLC控制器)控制加热棒或冷却水道对箱体8进行温度控制。本发明的闭环温控系统能够实现恒温固化，让产品始终处于恒定的状态中固化，能够确保在固化环节产品没有其他的变异。
在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，在冷却脱模中，冷却到产品的TG玻璃化转化点以下再进行脱模。将产品冷却到TG玻璃化转化点以下再进行脱模，有助于防止未固化定型完全的产品发生形变。
在根据本发明的浸塑成型微型精密器件的方法中，模具6的直径可为0.1mm-1mm。
本发明通过采用精密的浸塑流平装置，可以浸塑成型高精密度的产品，如管径尺寸在0.5mm以下的细管类产品。本发明能够让浸塑产品在可控的相同条件下流平并固化成型，因而可以成型高精密度的产品如细小管类产品，管径尺寸可以做到0.5mm以下。
本发明的闭环温控系统，能够精密实现时温等效，生产出来的产品精度可以达到±0.05mm，接近于精度较高的注塑件的精度。
以下结合具体实施例对本发明在精密浸塑工艺领域的实施方法及装置做具体说明。此外，本发明对浆料没有限制，任何浸塑级别材料均可以采用本发明进行精密成型。
实施例1
(1)浆料准备：准备液态PVC浆料，放入搅拌机中搅拌均匀后，得到浆料；
(2)静置抽真空：将浆料静置1h后，放入真空箱中抽真空去除浆料中的气泡；
(3)模具预热：将直径0.4mm的模具预加热至120℃，通过感温线测试模具的温度，得到预热后的模具；
(4)浸塑：机械手夹住预热后的模具垂直浸入胶浆槽中的浆料中，计时器计时3秒钟后取出，得到包浆的模具；
(5)流平：机械手带动包浆的模具进入存在与模具平行的气流的流平腔体内，离心机驱动包浆的模具自旋转，转速60rpm/min，气流的风速为3m/s，得到流平后的模具。
(6)恒温固化：流平后的模具进入到闭环温控系统中进行定型，温度150℃，时间4s，得到固化后的模具。
(7)冷却脱模：将固化后的模具冷却至TG玻璃化转化点以下，进行脱模，得到可用于医用泪道探针套管的微型精密器件。
实施例2
(1)浆料准备：准备加成型液态有机硅浆料，放入搅拌机中搅拌均匀后，得到浆料；
(2)静置抽真空：将浆料静置1.2h后，放入真空箱中抽真空去除浆料中的气泡；
(3)模具预热：将直径0.3mm的模具预加热至60℃，通过感温线测试模具的温度，得到预热后的模具；
(4)浸塑：机械手夹住预热后的模具垂直浸入胶浆槽中的浆料中，计时器计时1秒钟后取出，得到包浆的模具；
(5)流平：机械手带动包浆的模具进入存在与模具平行的气流的流平腔体内，离心机驱动包浆的模具自旋转，转速120rpm/min，气流的风速为20m/s，得到流平后的模具。
(6)恒温固化：流平后的模具进入到闭环温控系统中进行定型，温度150℃，时间3s，得到固化后的模具。
(7)冷却脱模：将固化后的模具冷却至TG玻璃化转化点以下，进行脱模，得到微型精密器件。
实施例3
(1)浆料准备：准备缩聚型液态有机硅浆料，放入搅拌机中搅拌均匀后，得到浆料；
(2)静置抽真空：将浆料静置0.5h后，放入真空箱中抽真空去除浆料中的气泡；
(3)模具预热：将直径0.6mm的模具预加热至60℃，通过感温线测试模具的温度，得到预热后的模具；
(4)浸塑：机械手夹住预热后的模具垂直浸入胶浆槽中的浆料中，计时器计时2秒钟后取出，得到包浆的模具；
(5)流平：机械手带动包浆的模具进入存在与模具平行的气流的流平腔体内，离心机驱动包浆的模具自旋转，转速90rpm/min，气流的风速为10m/s，得到流平后的模具。
(6)恒温固化：流平后的模具进入到闭环温控系统中进行定型，温度140℃，时间3s，得到固化后的模具。
(7)冷却脱模：将固化后的模具冷却至TG玻璃化转化点以下，进行脱模，得到微型精密器件。
对比例1
步骤(5)中，没有气流，其他与实施例1相同。
对比例2
步骤(5)中，没有离心机，其他与实施例1相同。
对比例3
不经过步骤(5)，其他与实施例1相同。
性能对比表
产品内径 产品外径
标准 0.4±0.1mm 0.8±0.1mm
实施例1 0.4±0.05mm 0.8±0.05mm
实施例2 0.4±0.1mm 0.8±0.1mm
实施例3 0.4±0.1mm 0.8±0.1mm
对比例1 0.4±0.15mm 0.8+0.3mm
对比例2 0.4±0.15mm 0.8+0.6mm
对比例3 0.4±0.2mm 0.8+0.8mm
通过以上实施例可以看出，采用了本发明制备的浸塑制品在精度方面已经可以很好的控制在±0.05mm的误差之内，相对于传统浸塑工艺在生产中容易出现流不平尺寸不均匀的特点来看，精密浸塑工艺具有工艺简便、制品高精度、尺寸与外观都优于传统浸塑的优点，确实是一种可以与精密注塑媲美的成型工艺。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种浸塑流平方法，其特征在于，设置可控制风速的气流，将浸塑后包浆的模具连接离心机并设置于与模具平行的气流中，离心机驱动包浆的模具自旋转，使浆料能够以恒定的离心力在模具表面进行均衡的流平，所述浸塑流平方法用于浸塑成型微型精密器件。
2.如权利要求1所述的浸塑流平方法，其特征在于，离心机旋转的速度为60rpm/min-120rpm/min。
3.如权利要求1所述的浸塑流平方法，其特征在于，所述气流的速度为3-20m/s。
4.一种浸塑流平装置，用于实施如权利要求1-3中任意一项所述的浸塑流平方法，其特征在于，包括：
离心机，连接浸塑后包浆的模具，驱动包浆的模具自旋转；
流平腔体，容置浸塑后包浆的模具，内部存在与模具平行的气流；以及
气流控制机构，连接流平腔体，为流平腔体提供与模具平行的气流。
5.如权利要求4所述的浸塑流平装置，其特征在于，所述气流控制机构包括连接流平腔体的气源以及用于控制气体流量的流量阀；所述气源为压缩空气泵和高压气瓶中的一种；所述气流为空气、氩气以及氮气中的一种。
6.一种浸塑成型微型精密器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准备浆料；
(2)除泡：将浆料静置，抽真空除去浆料中的气泡；
(3)浸塑：将预热的模具浸入抽真空后的浆料中，得到包浆的模具；
(4)流平：将包浆的模具采用如权利要求1-3中任意一项所述的浸塑流平方法进行流平；
(5)恒温固化：流平后的模具通过闭环温控系统恒温固化；
(6)脱模：将固化后的模具脱模，得到微型精密器件。
7.如权利要求6所述的浸塑成型微型精密器件的方法，其特征在于，所述闭环温控系统包括：
箱体，容置流平后的模具；
温度传感器，连接箱体内部；以及
控温元件，连接温度传感器以及箱体，用于根据温度传感器指示对箱体进行温度控制。
8.如权利要求7所述的浸塑成型微型精密器件的方法，其特征在于，控温元件为加热棒和冷却水道。
9.如权利要求6所述的浸塑成型微型精密器件的方法，其特征在于，模具的直径为0.1mm～1mm。
10.如权利要求6所述的浸塑成型微型精密器件的方法，其特征在于，浸塑成型的微型精密器件为管径尺寸在0.5mm以下的细管类产品。
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