CN112659481A - 高温注塑模具热平衡结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温注塑模具热平衡结构，包括模仁、热转换块、加热模板和加热组件，热转换块中央设有与模仁配合、用于安装模仁的第一模框，模仁镶嵌在第一模框中、以通过热转换块将加热模板的热量均匀传导至模仁。这样模仁位于热转换块中央，热转换块将模仁均匀包裹，加热模板在加热组件加热过程中升温，再经过热转换块将热量均匀转化后，传导和扩散传递到模仁部分，能够有效消除传统加热组合的不均衡温度，将传统结构的模仁型腔部分温差在50℃以上优化到5℃以下，从而有效避免因模仁温差导致注塑产品变形和结晶程度差异而影响产品性能的问题，有效提高注塑产品的品质，解决了现有技术中高温模具生产过程中热均衡性差、温度失控的问题。

Description

高温注塑模具热平衡结构

技术领域

本发明涉及高温注塑模具技术领域，更具体地说，涉及一种高温注塑模具热平衡结构。

背景技术

随着新技术的出现，很多领域的金属件逐渐用一些特殊高温稳定性高的注塑材料代替，涉及的领域有航空航天、医疗(骨科和运动医学及相关固定用的辅具)、汽车和特殊耐寒耐热的电子产品等，如PEEK、PEK、PSU、PEI、PPSU等都需要高温模具注塑实现。行业常用的高温模具是用油温控制，但是油温控制局限性强，风险较高，如果因生产过程高温导致接头脱扣或油管爆裂会对操作人员造成伤害。而且若用于医疗产品的生产，容易产生油蒸气或泄露，会导致洁净环境的污染或产品的污染等。目前行业内主要用直接电加热控制，采用筒式加热棒直接埋入模仁部分的设计，但是远离加热棒和埋入加热棒位置的温度差高达50-80℃，模具型腔的温差比较大，热均衡性很差，并且温度容易失控，导致产品的结晶度不够而功能失效。这样注塑出来的产品外观不好，结晶程度不同影响产品的强度和性能，产品因温度差导致的变形严重，尺寸精度失控。因此，如何解决现有技术中高温模具生产过程中热均衡性差、温度失控的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温注塑模具热平衡结构，以解决现有技术中高温模具生产过程中热均衡性差、温度失控的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种高温注塑模具热平衡结构，包括模仁，与所述模仁相连接、用于使所述模仁均匀受热的热转换块，与所述热转换块相连接的加热模板，以及设置在所述加热模板上的加热组件，所述热转换块的中央设有与所述模仁相配合、用于安装所述模仁的第一模框，所述模仁镶嵌在所述第一模框中、以通过所述热转换块将所述加热模板的热量均匀传导至所述模仁。

优选地，所述热转换块的材料为铍铜。

优选地，还包括用于检测所述加热模板温度的温度传感器和与所述温度传感器、所述加热组件均电连接的控制器，当所述温度传感器测得所述加热模板的温度高于预设温度时、所述控制器控制所述加热组件停止加热，当所述温度传感器测得所述加热模板的温度低于所述预设温度时、所述控制器控制所述加热组件开始加热。

优选地，所述温度传感器为热电偶。

优选地，所述加热组件包括两个均匀分布在所述加热模板上的加热棒，所述温度传感器为两个且与各个所述加热棒一一对应设置。

优选地，所述模仁与所述热转换块相接触的端面上设有散热通道。

优选地，所述散热通道的宽度W为4毫米-6毫米，所述散热通道的深度H为0.8毫米-1.2毫米。

优选地，所述散热通道包括环绕所述模仁中心设置的环形通道和沿所述环形通道的周向分布且延伸至所述模仁外缘的多个分支通道。

优选地，所述加热模板的中央设有与所述热转换块相配合、用于安装所述热转换块的第二模框，所述热转换块镶嵌在所述第二模框中。

优选地，所述加热模板设有沿其长度方向设置的两个第一安装孔和两个第二安装孔，所述第一安装孔用于安装所述加热棒，所述第二安装孔用于安装所述温度传感器。

本发明提供的技术方案中，一种高温注塑模具热平衡结构包括模仁，与模仁相连接、用于使模仁均匀受热的热转换块，与热转换块相连接的加热模板，以及设置在加热模板上的加热组件，热转换块的中央设有与模仁相配合、用于放置模仁的第一模框，模仁镶嵌在第一模框中、以通过热转换块将加热模板的热量均匀传导至模仁。如此设置，模仁位于热转换块的中央，热转换块将模仁均匀的包裹，加热模板在加热组件加热过程中升高温度，再经过热转换块将热量均匀转化后，传导和扩散传递到模仁部分，能够有效消除传统加热组合的不均衡温度，将传统结构的模仁型腔部分温差在50℃以上优化到5℃以下，从而有效避免因模仁温差导致注塑产品变形和结晶程度差异而影响产品性能的问题，有效提高注塑产品的品质，解决了现有技术中高温模具生产过程中热均衡性差、温度失控的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中高温注塑模具热平衡结构的爆炸图；

图2为本发明实施例中高温注塑模具热平衡结构的装配图；

图3为本发明实施例中散热通道的局部示意图；

图4为图3的右视图；

图5为本发明实施例中模仁的局部示意图；

图6为本发明实施例中热转换块的局部示意图；

图7为本发明实施例中加热模板的局部示意图；

图8为图7的左视图。

图1-图8中：

1-注塑产品；2-模仁；3-热转换块；4-加热模板；5-加热组件；6-第一模框；7-第二模框；8-温度传感器；9-加热棒；10-环形通道；11-分支通道；12-第一安装孔；13-第二安装孔；14-第三安装孔；15-第四安装孔；16-紧固件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考附图1-8，本实施例提供的高温注塑模具热平衡结构包括模仁2，注塑产品1的成型就是由模仁2型腔部分成型出来的，模仁2可由材料8407(铬、钼、钒合金工具钢)加工而成，其具有很高的硬度(HRC48-52)；与模仁2相连接、用于使模仁2均匀受热的热转换块3，如图5和6所示，模仁2和热转换块3的对应位置均设有第三安装孔14，第三安装孔14为多个且均匀分布，通过插装紧固件16如螺栓将二者固定连接；与热转换块3相连接的加热模板4，如图6和7所示，热转换块3和加热模板4的对应位置均设有第四安装孔15，第四安装孔15为多个且均匀分布，通过插装紧固件16将二者固定装配；以及设置在加热模板4上的加热组件5，如图2所示，将以上各部分组装在一起，在加热组件5加热过程中最终将热量均匀传递至模仁2。如图6所示，热转换块3的中央设有与模仁2相配合、用于安装模仁2的第一模框6，各个第三安装孔14均匀分布在第一模框6中，将模仁2嵌入第一模框6中，从而通过热转换块3将加热模板4的热量均匀传导至模仁2。如此设置，模仁位于热转换块的中央，热转换块将模仁均匀的包裹，加热模板在加热组件加热过程中升高温度，再经过热转换块将热量均匀转化后，传导和扩散传递到模仁部分，能够有效消除传统加热组合的不均衡温度，将传统结构的模仁型腔部分温差在50℃以上优化到5℃以下，从而有效避免因模仁温差导致注塑产品变形和结晶程度差异而影响产品性能的问题，有效提高注塑产品的品质，使用安全可靠，降低对环境的污染，有效解决了现有技术中高温模具生产过程中热均衡性差、温度失差相对较大；而模仁2上各个测量区域的温度相差不大，温差在5℃以内。由此可知，热转换块3具有高效的导热性，能够将热量均匀转化，通过热转换块3有效消除了加热模板4的不均衡温度，达到模仁2均匀受热，避免产品因温度差异出现严重变形、尺寸精度失控的问题，有效保证了产品的强度和性能。

如图1所示，加热模板4的中央设有与热转换块3相配合、用于安装热转换块3的第二模框7，热转换块3镶嵌在第二模框7中，各个第四安装孔15均匀分布在第二模框7中，通过插装紧固件16将模仁2和热转换块3装配在加热模板4中。具体地，模仁2、热转换块3、加热模板4均为方形结构，整体设计均匀对称，有助于热量均匀扩散。

在本实施例的优选方案中，高温注塑模具热平衡结构还包括用于检测加热模板温度的温度传感器8和与温度传感器8、加热组件5均电连接的控制器。当温度传感器8测得加热模板4的温度高于预设温度时，控制器控制加热组件5停止加热。当温度传感器8测得加热模板4的温度低于预设温度时，控制器控制加热组件5开始加热。这样设置，模具温度按照实际需求加温，通过温度传感器和控制器形成的温控系统，可以恒定控制在稳定可接受的范围内，提高了控温精度，有效保证注塑产品的成型质量。

具体地，温度传感器8为热电偶。热电偶为常用的测温元件，结构简单，使用方便。加热组件5包括两个均匀分布在加热模板4上的加热棒9，温度传感器8为两个且与各个加热棒9一一对应设置，这样测量更加准确，提高控温精度。生产时，加热棒加热升温，热电偶测得加热温度达到预设温度时，向控制器发送信号，从而控制加热棒断电停止加热。需要说明的是，控制器为现有成熟产品，控制器根据热电偶的测量数据来控制加热棒为现有成熟技术，故其具体连接结构和电性连接关系在此不再赘述。

如图1所示，加热模板4设有沿其长度方向设置的两个第一安装孔12和两个第二安装孔13，第一安装孔12用于安装加热棒9，第二安装孔13用于安装温度传感器8。这样利于加热模板整体受热，加快导热效率。具体地，加热棒和热电偶插入安装孔中并通过螺栓固定到加热模板中。需要说明的是，以如图1所示的加热模板的摆放位置来说，图中左右方向即为其长度方向。如图8所示，各个第一安装孔12和第二安装孔13对称分布，这样可提高加热效率，使加热模板受热均匀，尽量缩小温差。

作为可选的实施方式，模仁2与热转换块3相接触的端面上设有散热通道。在实际生产中，依据注塑产品的结构形状特征需要在模仁与热转换块之间设计散热通道，散热通道能有效提高热空气循环效率，同时可以平衡热量的下调和升高，减少温度变化幅度。此外，也可以在热转换块与模仁相接触的底面或侧面设计散热通道。如图4所示，散热通道的宽度W为4毫米-6毫米，优选为5毫米。散热通道的深度H为0.8毫米-1.2毫米，优选为1毫米。需要说明的是，如图3所示，图中散热通道两个侧边之间的距离为其宽度，垂直纸面向内凹入的距离为其深度。

于本发明的具体实施例中，如图3所示，散热通道包括环绕模仁2中心设置的环形通道10和沿环形通道10的周向分布且延伸至模仁2外缘的多个分支通道11。各个分支通道11呈“米”字形分布，均匀布置在模仁2底面上，使热空气在整个平面均匀循环流通，以更高精度的实现模仁型腔部分的温度均匀一致。当然在另一些实施例中，散热通道还可依据产品形状设计为其他形式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，包括模仁(2)，与所述模仁(2)相连接、用于使所述模仁(2)均匀受热的热转换块(3)，与所述热转换块(3)相连接的加热模板(4)，以及设置在所述加热模板(4)上的加热组件(5)，所述热转换块(3)的中央设有与所述模仁(2)相配合、用于安装所述模仁(2)的第一模框(6)，所述模仁(2)镶嵌在所述第一模框(6)中、以通过所述热转换块(3)将所述加热模板(4)的热量均匀传导至所述模仁(2)。

2.如权利要求1所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述热转换块(3)的材料为铍铜。

3.如权利要求1所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，还包括用于检测所述加热模板温度的温度传感器(8)和与所述温度传感器(8)、所述加热组件(5)均电连接的控制器，当所述温度传感器(8)测得所述加热模板(4)的温度高于预设温度时、所述控制器控制所述加热组件(5)停止加热，当所述温度传感器(8)测得所述加热模板(4)的温度低于所述预设温度时、所述控制器控制所述加热组件(5)开始加热。

4.如权利要求3所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述温度传感器(8)为热电偶。

5.如权利要求3所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述加热组件(5)包括两个均匀分布在所述加热模板(4)上的加热棒(9)，所述温度传感器(8)为两个且与各个所述加热棒(9)一一对应设置。

6.如权利要求1所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述模仁(2)与所述热转换块(3)相接触的端面上设有散热通道。

7.如权利要求6所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述散热通道的宽度W为4毫米-6毫米，所述散热通道的深度H为0.8毫米-1.2毫米。

8.如权利要求6所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述散热通道包括环绕所述模仁(2)中心设置的环形通道(10)和沿所述环形通道(10)的周向分布且延伸至所述模仁(2)外缘的多个分支通道(11)。

9.如权利要求1所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述加热模板(4)的中央设有与所述热转换块(3)相配合、用于安装所述热转换块(3)的第二模框(7)，所述热转换块(3)镶嵌在所述第二模框(7)中。

10.如权利要求5所述的高温注塑模具热平衡结构，其特征在于，所述加热模板(4)设有沿其长度方向设置的两个第一安装孔(12)和两个第二安装孔(13)，所述第一安装孔(12)用于安装所述加热棒(9)，所述第二安装孔(13)用于安装所述温度传感器(8)。

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