CN110202730B

CN110202730B - 气辅浸塑成型模具及成型方法

Info

Publication number: CN110202730B
Application number: CN201910597850.7A
Authority: CN
Inventors: 段庆生
Original assignee: Xiamen Shidi Medical Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Shidi Medical Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-07-04
Also published as: CN110202730A

Abstract

本发明提供了一种气辅浸塑成型模具及成型方法。所述气辅浸塑成型模具包括模具腔体；模具盖体，与所述模具腔体配合连接，与所述模具腔体形成密闭腔室；进料通道，设置于所述模具盖体，连通密闭腔室和液态浆料；进气通道，设置于所述模具盖体，连通密闭腔室和高压气体。所述气辅浸塑成型方法包括步骤：合模，通过进料通道向模具内注入定量的液态浆料，通过进气通道向模具内通入高压气体，模具升温，待产品完全定型，冷却模具，开模，取出制品。本发明实现了传统浸塑、吹塑、搪塑等工艺所不能实现的密封制品的成型，与传统塑料成型工艺相比，能够消除产品表面缩痕，改善产品表面质量；减少翘曲变形，减少流动条痕；缩短成型时间，提高生产效率。

Description

气辅浸塑成型模具及成型方法

技术领域

本发明属于浸塑制品领域，特别涉及一种气辅浸塑模具及成型方法。

背景技术

浸塑成型是一种常用的塑料制品成型方法，工艺流程主要包括预热、浸塑、塑化、冷却、脱模5 道工序。浸塑成型工艺可以用来成型很多异形结构，但是由于其工艺实质上是把模具浸入盛有浸塑液的浸塑槽中，将浸塑液涂覆在模具外表面，进而固化成型，这也就决定传统的浸塑工艺很难实现密闭球囊等结构的成型。

吹塑工艺是另外一种成型异形结构的方法，其工艺大体上为：将具有一定温度的挤出或注射的管状型坯置于对开吹塑模中，合上模具，通过吹管吹入压缩空气，将型坯吹胀后使之紧贴模壁，经保压、冷却定型后开模取出中空制件，该方法应用较为广泛，但也难以成型密闭结构，而且由于模具是对开结构的，导致制品表面产生合模线，影响制品的美观。

搪塑也是一种成型异形结构的工艺方法，其方法是将塑性溶胶倾倒入预先加热至一定温度的模具中，接近模腔内壁的糊塑料即会因受热而胶凝，然后将没有胶凝的糊塑料倒出，并将附在模腔内壁上的糊塑料进行热处理，再经冷却即可从模具中取得空心制品。

搪塑的优点是设备费用低，生产速度高，工艺控制简单，但制品的厚度、重量等的准确性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种气辅浸塑成型模具及成型方法，以解决目前的传统成型工艺无法实现密闭结构制品，而且制品表面不平整、厚度不均匀的问题。

本发明的一方面提供了一种气辅浸塑成型模具，包括：模具腔体；模具盖体，与所述模具腔体配合连接，与所述模具腔体形成密闭腔室；进料通道，设置于所述模具盖体，连通密闭腔室和液态浆料；进气通道，设置于所述模具盖体，连通密闭腔室和高压气体。

进一步地，所述模具盖体上设置有一个微孔道，所述进料通道嵌套于所述进气通道内并穿设所述一个微孔道。

进一步地，所述一个微孔道设置于模具盖体的中心。

进一步地，所述进料通道包括进料针管和进料针栓，所述进气通道包括进气针管和进气针栓。

进一步地，所述微孔道设有密封件。

进一步地，所述微孔道上部设有活动盖板，所述活动盖板可以沿所述模具盖体上表面水平移动。

本发明的另一方面提供了一种气辅浸塑成型方法，采用根据本发明第一方面所述的气辅浸塑成型模具，包括如下步骤：

步骤1，模具腔体与模具盖体合模，所述模具腔体与所述模具盖体形成密闭腔室；

步骤2，通过进料通道向密闭腔室内注入液态浆料，同时通过进气通道向密闭腔室内通入高压气体，高压气体推动液态浆料在模具的密闭腔室内流动，使液态浆料附着在模具内表面；

步骤3，加热模具，使附着在模具内表面的液态浆料定型；

步骤4，冷却模具，开模取出制品。

进一步地，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度≦100cP。

进一步地，所述步骤2中所述高压气体为氮气、空气或者惰性气体，所述高压气体的压力为1~3MPa。

进一步地，所述步骤3中所述模具升温的同时，模具沿轴线匀速旋转，速度为100~3000rpm/min。

与现有技术相比，本发明的优点如下：采用气辅浸塑成型模具，实现传统浸塑、吹塑、搪塑等工艺所不能实现的密封制品的成型，能够在密闭腔体中成型薄壁的制品。与传统塑料成型工艺相比，能够消除产品表面缩痕，没有合模线，改善产品表面质量；精确计量让每一个产品的重量都一致；减少翘曲变形，减少流动条痕；缩短成型时间，提高生产效率；延长模具使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例一的剖面图；

图2为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例二的剖面图；

图3为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例三活动盖板打开的剖面图；

图4为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例三活动盖板关闭的剖面图；

图5为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例四的剖面图；

图6为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例五活动盖板打开的剖面图；

图7为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例五活动盖板关闭的剖面图；

图8为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例二至实施例五的进料通道和进气通道的剖面图。

图示说明：1-模具腔体；2-模具盖体；21-密封件；22-活动盖板；3-进料通道；31-进料针管；32-进料针栓；4-进气通道；41-进气针管；42-进气针栓；H-微孔道。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

参照图1至图7，本发明的一方面提供了一种气辅浸塑成型模具，包括：模具腔体1；模具盖体2，与所述模具腔体1配合连接，与所述模具腔体1形成密闭腔室；进料通道3，设置于所述模具盖体2，连通密闭腔室和液态浆料；进气通道4，设置于所述模具盖体2，连通密闭腔室和高压气体。

在模具盖体2的一实施例中，参照图1，所述模具盖体2上设置有两个微孔道H，所述进料通道3和所述进气通道4分别独立穿设所述两个微孔道H。

优选地，参照图2，所述模具盖体2上设置有一个微孔道H，所述进料通道3嵌套于所述进气通道4内并穿设所述一个微孔道H，所述一个微孔道H设置于模具盖体2的中心。

在一实施例中，参照图8，所述进料通道3包括进料针管31和进料针栓32，所述进气通道4包括进气针管41和进气针栓42。进料针管31和进料针栓32的设计能够实现小件制品少量物料的精确计量，并且设备简单，成本低，方便拆卸和清洗。

优选地，所述微孔道H设有密封件21。

优选地，所述密封件21的材料为橡胶。

优选地，所述微孔道H上部设有活动盖板22，所述活动盖板22可以沿所述模具盖体2上表面水平移动。

本发明的另一方面提供了一种气辅浸塑成型方法，包括如下步骤：步骤1，模具腔体与模具盖体合模，所述模具腔体与所述模具盖体形成密闭腔室；步骤2，通过进料通道向密闭腔室内注入液态浆料，同时通过进气通道向密闭腔室内通入高压气体，高压气体推动液态浆料在模具的密闭腔室内流动，使液态浆料附着在模具内表面；步骤3，加热模具，使附着在模具内表面的液态浆料定型；步骤4，冷却模具，开模取出制品。

在步骤2中，通过进料通道向密闭腔室内注入液态浆料，注入的液态浆料的体积占模具腔体内容积的30%~100%。

所述步骤2中通过进料通道向密闭腔室内注入液态浆料是通过精密计量泵打入定量的液态浆料。精密计量让每一个产品的重量都非常的一致。

所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度≦100cP。

所述步骤2中所述高压气体为氮气、空气或者惰性气体，所述高压气体的压力为1~3MPa。

所述步骤3中所述模具升温的同时，模具沿轴线匀速旋转，速度为100~3000rpm/min。模具沿轴线匀速旋转，使液态浆料能够以恒定的离心力在模具表面进行均衡的流平。

所述步骤4中所述冷却模具的方法包括风冷和水冷。

下面具体举例来说明根据本发明的气辅浸塑模具及成型方法。

实施例一

参照图1，为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例一的剖面图，包括：

模具腔体1；

模具盖体2，与所述模具腔体1配合连接，与所述模具腔体1形成圆筒状密闭腔室；

进料通道3，设置于所述模具盖体2，连通圆筒状密闭腔室和液态浆料；

进气通道4，设置于所述模具盖体2，连通圆筒状密闭腔室和高压气体。

优选地，所述模具盖体2上设置有两个微孔道H，所述进料通道3和所述进气通道4分别独立穿设所述两个微孔道H。

具体地，所述进料通道3包括进料针管31和进料针栓32，所述进气通道4包括进气针管41和进气针栓42。将进料通道和进气通道设置成针头状，一是设备简单，成本低，方便拆卸和清洗；二是更有利于小件制品少量物料的精确计量。

具体地，所述微孔道H设有橡胶材质的密封件21。进料和进气时，进料针管31和进气针管41能够顺利刺破橡胶密封件21，进而进行进料和进气操作，进料和进气完毕后，针管上移，退出模具，橡胶密封件21具有很好的回弹性，能够保证模具腔体的密封性，这样一个简单的结构既方便操作，又能够确保模具腔体的密封。

具体成型工艺如下：

步骤1，模具腔体1与模具盖体2在合模机构的作用下合模，形成圆筒状密闭腔室，并且合模机构给与模具腔体1与模具盖体2一定的锁模力，避免之后充气过程中模具胀模；

步骤2，液态浆料经过精密计量泵的准确计量后，通过进料通道3进入圆筒状密闭腔室，液态浆料的体积占模具腔体内容积的50%，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度为100cP，进料完毕后，进料通道3上移；

步骤3，将压力为1MPa的氮气通过进气通道4充入圆筒状密闭腔室，充气完成后，进气通道4上移，脱离模具，微孔道上的橡胶密封件能够确保模具的密封性良好，通入气体后使气体在圆筒状密闭腔室内保压5s；

步骤4，步骤3所述向模具通入气体后，模具即开始升温，同时，模具沿轴线匀速旋转，旋转速度大于100rpm/min，此时，充入的气体推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔，或者由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间，并将气体保压和熔体保压配合使用，使制品翘曲变形大大降低，模具沿轴线旋转使腔体内尚未凝固的液态浆料在离心力的作用下均匀涂覆于模具内壁。

步骤5，待产品完全定型，冷却模具，冷却方式为水冷；

步骤6，开模，取出圆筒状制品。

实施例二

参照图2和图8，为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例二的剖面图，包括：

模具腔体1；

优选地，所述模具盖体2上设置有一个微孔道H，所述进料通道3嵌套于所述进气通道4内并穿设所述一个微孔道H，所述一个微孔道H设置于模具盖体2的中心。

具体成型工艺如下：

步骤1，模具腔体与1模具盖体2在合模机构的作用下合模，形成圆筒状密闭腔室，并且合模机构给与模具腔体1与模具盖体2一定的锁模力，避免之后充气过程中模具胀模；

步骤2，液态浆料经过精密计量泵的准确计量后，通过进料通道3进入圆筒状密闭腔室，液态浆料的体积占模具腔体内容积的75%，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度为60cP，进料完毕后，进料通道3上移，直至脱离进气通道；

步骤3，将压力为2MPa的氮气通过进气通道4充入圆筒状密闭腔室，充气完成后，进气通道4上移，脱离模具，微孔道上的橡胶密封件能够确保模具的密封性良好，通入气体后使气体在圆筒状密闭腔室内保压30s；

步骤4，步骤3所述向模具通入气体后，模具即开始升温，同时，模具沿轴线匀速旋转，旋转速度大于1500rpm/min，此时，充入的气体推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔，或者由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间，并将气体保压和熔体保压配合使用，使制品翘曲变形大大降低，模具沿轴线旋转使腔体内尚未凝固的液态浆料在离心力的作用下均匀涂覆于模具内壁。

步骤5，待产品完全定型，冷却模具，冷却方式为风冷；

步骤6，开模，取出圆筒状制品。

实施例三

参照图3和图4和图8，为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例三的结构示意图，包括：

模具腔体1；

具体地，所述进料通道3包括进料针管31和进料针栓32，所述进气通道4包括进气针管41和进气针栓42。

具体成型工艺如下：

步骤2，液态浆料经过精密计量泵的准确计量后，通过进料通道3进入圆筒状密闭腔室，液态浆料的体积占模具腔体内容积的30%，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度为20cP，进料完毕后，进料通道上移，直至脱离进气通道；

步骤3，将压力为3MPa的氮气通过进气通道充入圆筒状密闭腔室，充气完成后，进气通道上移，脱离模具，微孔道上的橡胶密封件能够确保模具的密封性良好，通入气体后使气体在圆筒状密闭腔室内保压60s；

步骤4，步骤3所述向模具通入气体后，模具即开始升温，同时，模具沿轴线匀速旋转，旋转速度大于3000rpm/min，此时，充入的气体推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔，或者由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间，并将气体保压和熔体保压配合使用，使制品翘曲变形大大降低，模具沿轴线旋转使腔体内尚未凝固的液态浆料在离心力的作用下均匀涂覆于模具内壁。

步骤5，待产品完全定型，冷却模具，冷却方式为水冷；

步骤6，开模，取出圆筒状制品。

实施例四

参照图5和图8，为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例四的剖面图，包括：

模具腔体1；

模具盖体2，与所述模具腔体1配合连接，与所述模具腔体1形成球状密闭腔室；

进料通道3，设置于所述模具盖体2，连通球状密闭腔室和液态浆料；

进气通道4，设置于所述模具盖体2，连通球状密闭腔室和高压气体。

具体成型工艺如下：

步骤1，模具腔体与1模具盖体2在合模机构的作用下合模，形成球状密闭腔室，并且合模机构给与模具腔体1与模具盖体2一定的锁模力，避免之后充气过程中模具胀模；

步骤2，液态浆料经过精密计量泵的准确计量后，通过进料通道3进入球状密闭腔室，液态浆料的体积占模具腔体内容积的35%，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度为60cP，进料完毕后，进料通道3上移，直至脱离进气通道；

步骤3，将压力为2MPa的氮气通过进气通道4充入球状密闭腔室，充气完成后，进气通道4上移，脱离模具，微孔道上的橡胶密封件能够确保模具的密封性良好，通入气体后使气体在圆筒状密闭腔室内保压30s；

步骤5，待产品完全定型，冷却模具，冷却方式为风冷；

步骤6，开模，取出球状制品。

实施例五

参照图6和图7和图8，为本发明提供的一种气辅浸塑成型模具实施例五的结构示意图，包括：

模具腔体1；

具体成型工艺如下：

步骤1，模具腔体1与模具盖体2在合模机构的作用下合模，形成球状密闭腔室，并且合模机构给与模具腔体1与模具盖体2一定的锁模力，避免之后充气过程中模具胀模；

步骤2，液态浆料经过精密计量泵的准确计量后，通过进料通道3进入球状密闭腔室，液态浆料的体积占模具腔体内容积的40%，所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度为20cP，进料完毕后，进料通道上移，直至脱离进气通道；

步骤3，将压力为3MPa的氮气通过进气通道充入球状密闭腔室，充气完成后，进气通道上移，脱离模具，微孔道上的橡胶密封件能够确保模具的密封性良好，通入气体后使气体在圆筒状密闭腔室内保压60s；

步骤5，待产品完全定型，冷却模具，冷却方式为水冷；

步骤6，开模，取出球状制品。

参照图1到图4的实施例，采用本发明模具及方法所得的制品可根据需要将合膜线部分切掉，得到没有合模线的制品，所以采用本发明的模具及方法，可以达到没有合模线的效果。参照图5到图7的实施例，本发明能成型密闭球囊制品。以上都是本发明的模具及方法与吹塑工艺相比具有的优点。

以上对本发明所提供的一种气辅浸塑成型模具及其方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种气辅浸塑成型方法，其特征在于，所述气辅浸塑成型方法的模具包括：

模具腔体（1）；

模具盖体（2），与所述模具腔体（1）配合连接，与所述模具腔体（1）形成密闭腔室；

进料通道（3），设置于所述模具盖体（2），连通密闭腔室和液态浆料；

进气通道（4），设置于所述模具盖体（2），连通密闭腔室和高压气体；

所述模具盖体（2）上设置有一个微孔道（H），所述进料通道（3）嵌套于所述进气通道（4）内并穿设所述一个微孔道（H），微孔道（H）设有密封件（21）；

所述气辅浸塑成型方法包括如下步骤：

步骤2，通过进料通道向密闭腔室内注入液态浆料，同时通过进气通道向密闭腔室内通入高压气体，高压气体推动液态浆料在模具的密闭腔室内流动，使液态浆料附着在模具内表面；所述高压气体为氮气、空气或者惰性气体，所述高压气体的压力为1~3MPa；所述液态浆料为液态浸塑材料，所述液态浸塑材料的动力粘度≦100cP；

步骤3，加热模具，模具沿轴线匀速旋转，速度为100~3000rpm/min，使附着在模具内表面的液态浆料定型；

步骤4，冷却模具，开模取出制品，将由模具腔体和模具盖体合模所形成的合模线部分切掉，得到没有合模线的制品。

2.根据权利要求1所述的气辅浸塑成型方法，其特征在于，所述一个微孔道（H）设置于模具盖体（2）的中心。

3.根据权利要求1所述的气辅浸塑成型方法，其特征在于，所述进料通道（3）包括进料针管（31）和进料针栓（32），所述进气通道（4）包括进气针管（41）和进气针栓（42）。

4.根据权利要求1所述的气辅浸塑成型方法，其特征在于，所述微孔道（H）上部设有活动盖板（22），所述活动盖板（22）可以沿所述模具盖体（2）上表面水平移动。