CN112936799B - 一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法 - Google Patents

一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法，包括：模具本体以及设置于模具本体内的调节组件，模具本体包括模具腔壁以及模具腔壁包裹的型腔，模具腔壁为双层腔壁，模具腔壁内部设有光路调节部，模具腔壁上开设有注入口，模具腔壁内远离注入口的深处位置设置有凹槽，部分调节组件放置于凹槽内；调节组件包括激光直射部以及光路调节部，激光直射部位于凹槽内，且朝向注入口位置，激光直射部包括若干激光光源以及激光测速仪，激光光源底部连接有与激光光源对应的活动装置，本发明不但能够通过激光对模具内部各位置物料流速进行测速，还能够通过调节激光功率，提高或降低局部位置流动性，从而提高注塑质量，减少产品缺陷。

Description

一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法
技术领域
本发明涉及注塑模具领域或激光测速领域，尤其涉及一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法。
背景技术
注塑件的缺陷通常与表面痕有关，而且是塑料从模具表面收缩脱离形成的，主要是由于熔融温度过高或过低，模腔内塑料不足，冷却阶段时接触塑料的面过热，流道不合理、浇口截面过小，模温是否与塑料特性相适应，产品结构不合理，冷却效果不好，产品脱模后继续收缩等原因造成的，通常的补救方法采用，调整射料缸温度，调整螺杆速度以获得正确的螺杆表面速度，增加注塑量，保证使用正确的垫料；增加螺杆向前时间；增加注塑压力；增加注塑速度，检查止流阀是否安装正确，因为非正常运行会引致压力流失，降低模具表面温度，矫正流道避免压力损失过大；根据实际需要，适当扩大截面尺寸，根据所用塑料的特性及产品结构适当控制模温，在允许的情况下改善产品结构等手段。
还有可能是空气阱缺陷，由于模具未充分填充，止流阀的不正常运行，塑料未彻底干燥，预塑或注射速度过快，某些特殊材料应用特殊的设备生产等原因造成的，具体补救方法有，增加射料量，增加注塑压力，增加螺杆向前时间，降低熔融温度，降低或增加注塑速度。(例如对非结晶体类的塑料要增加45％速度)，检查止逆阀是否裂开或无法运作，根据塑料的特性改善干燥条件，让塑料彻底干燥，适当降低螺杆转速和增大背压，或降低注射速度等方法。
然而上述的补救方法，是在缺陷发生后才进行的补救，而且只能通过外部补救装置或补救工艺，其效果有限且会导致生产效率低下，当下还没有一种位于型腔内部的，能够实时调节异型注塑产品质量的模具。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于激光调节的异型精密模具及其使用方法，包括：模具本体以及设置于所述模具本体内的调节组件，其特征在于：所述模具本体包括模具腔壁以及所述模具腔壁包裹的型腔，所述模具腔壁为双层腔壁，所述模具腔壁内部设有光路调节部，所述模具腔壁上开设有注入口，所述模具腔壁内远离所述注入口的深处位置设置有凹槽，部分所述调节组件放置于所述凹槽内；所述调节组件包括激光直射部以及所述光路调节部，所述激光直射部位于所述凹槽内，且所述激光直射部朝向所述注入口位置，所述激光直射部包括若干激光光源以及激光测速仪，所述激光光源底部连接有与所述激光光源对应的活动装置。
本发明一个较佳实施例中，所述光路调节部包括以及若干直角棱镜，能够将来自所述激光光源的激光反射至所述型腔内。
本发明一个较佳实施例中，若干所述直角棱镜在所述型腔轴向规律排布。
本发明一个较佳实施例中，所述直角棱镜与所述模具腔壁外壁之间活动连接，且能够绕二者连接位置转动。
本发明一个较佳实施例中，所述光路调节部还包括若干散射棱镜，所述散射棱镜与所述直角棱镜一一对应设置，所述散射棱镜位于其对应的所述直角棱镜收到的激光光源的反射路线上。
本发明一个较佳实施例中，所述活动装置包括若干转向球，所述转向球与所述激光光源一一对应设置。
本发明一个较佳实施例中，所述激光测速仪能够测得不同激光光源分别照射的位置的物料流速。
本发明一个较佳实施例中，所述激光测速仪采用空间滤波方法获得物料流速。
本发明一个较佳实施例中，所述模具本体外侧设置有控制部件，用以提高激光功率以及调节朝向。
本发明还提供了一种基于激光调节的异型精密模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将物料从注入口注入模具型腔内，开启激光光源以及激光测速仪，监测物料在型腔径向各位置的流速。
B.当物料出现局部流速不均时，降低流速过快位置的激光功率，使物料流速降低，且提高其余位置激光功率，使得物料在型腔径向各位置流速均匀。
本发明一个较佳实施例中，所述模具本体外设置有速度显示器。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明中采用双层腔壁作为模具本体外壁，通过在透明材质的内壁背后设置光路调节部，通过模具型腔最深处的激光光源的照射，实现对流入型腔内的物料的高温照射，通过温控调节其熔融状态以及液态流动性，从而调整物料在流入方向截面上的各个位置的流速，使得物料能够均匀且稳定的填满型腔，减少其表面的粗糙程度以及其内部的气泡等缺陷，提高注塑产品质量；
同时本发明中激光光源还能够直射物料在流入方向截面上的各个位置，用于直接监控其流入状况，从而给温控调节起到辅助作用，提供调节依据，确保注塑产品精度。
(2)本发明中模具腔壁内远离所述注入口的深处位置设置有凹槽，部分所述调节组件放置于所述凹槽内；应当意识到，调节组件位于凹槽内，且在凹槽开口位置放置透明挡板，能够确保物料保持原设计状态，不会覆盖调节组件，从而减少其脱模难度，降低脱模部件成本以及节约脱模时间，此外，还能够减少后续注塑产品在调节组件对应位置的打磨处理，进一步提高生产效率。
(3)本发明中激光光源底部连接有与所述激光光源对应的活动装置，且活动组件与激光光源一一对应设置，使得任一激光光源都能进行单独调节，提高其灵活性，确保装置能够根据截面上流动状态对物料进行实时全面的监控。
(4)本发明中光路调节部包括以及若干直角棱镜，能够将来自所述激光光源的激光反射至所述型腔内，光路调节部能够对激光光源射出的激光进行方向调节，能够通过调节反射角度，对物料特定部位进行集中升温，也可以实现对物料最前端平面的均匀照射，从而调节物料在型腔内的整体流速，减少产品内部缺陷。
同时本发明中光路调节部还包括若干散射棱镜，所述散射棱镜与所述直角棱镜一一对应设置，所述散射棱镜位于其对应的所述直角棱镜收到的激光光源的反射路线上，散射棱镜能够对激光起到分散作用，应当意识到，激光本身的集束效果使其温度难以得到精确控制，极易发生物料焦黑问题，利用散射棱镜能够在激光光源本身功率可调的基础下，通过散射角度调节，给激光功率提供第二道调节手段，功率调节以及散射角度调节相配合，使得本发明中的温度调节控制能够更为精准。
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中记载的一些实施例，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是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的模具本体剖视图；
图中：1、模具本体；11、注入口；12、型腔；2、调节组件；21、激光直射部；22、活动装置；23、直角棱镜；24、散射棱镜；3、注塑调节机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1以及图2所示，一种基于激光调节的异型精密模具，包括：模具本体1以及设置于所述模具本体1内的调节组件2，其特征在于：所述模具本体1包括模具腔壁以及所述模具腔壁包裹的型腔12，所述模具腔壁为双层腔壁，所述模具腔壁内部设有光路调节部，所述模具腔壁上开设有注入口11，所述模具腔壁内远离所述注入口11的深处位置设置有凹槽，部分所述调节组件2放置于所述凹槽内；所述调节组件2包括激光直射部21以及所述光路调节部，所述激光直射部21位于所述凹槽内，且所述激光直射部21朝向所述注入口11位置，所述激光直射部21包括若干激光光源以及激光测速仪，所述激光光源底部连接有与所述激光光源对应的活动装置22。
本发明中采用双层腔壁作为模具本体1外壁，通过在透明材质的内壁背后设置光路调节部，通过模具型腔12最深处的激光光源的照射，实现对流入型腔12内的物料的高温照射，通过温控调节其熔融状态以及液态流动性，从而调整物料在流入方向截面上的各个位置的流速，使得物料能够均匀且稳定的填满型腔12，减少其表面的粗糙程度以及其内部的气泡等缺陷，提高注塑产品质量；同时本发明中激光光源还能够直射物料在流入方向截面上的各个位置，用于直接监控其流入状况，从而给温控调节起到辅助作用，提供调节依据，确保注塑产品精度。
如图2所示的优选例，用于生产环状异型部件，光路调节部位于模具本体1中心位置，朝向外圈的型腔12以及光路调节部，所述光路调节部包括以及若干直角棱镜23，能够将来自所述激光光源的激光反射至所述型腔12内，若干所述直角棱镜23在所述型腔12轴向等间距排布，所述直角棱镜23与所述模具腔壁外壁之间活动连接，且能够绕二者连接位置转动，所述光路调节部还包括若干散射棱镜24，所述散射棱镜24与所述直角棱镜23一一对应设置，所述散射棱镜24位于其对应的所述直角棱镜23收到的激光光源的反射路线上。
优选的，所述活动装置22包括若干转向球，所述转向球与所述激光光源一一对应设置。
优选的，激光测速仪采用空间滤波方法获得物料流速。
本发明一个较佳实施例中，所述模具本体1外侧设置有控制部件以及注塑调节机构3，用以提高激光功率以及调节朝向。
本发明还提供了一种基于激光调节的异型精密模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将物料从注入口11注入模具型腔12内，开启激光光源以及激光测速仪，监测物料在型腔12径向各位置的流速。
B.当物料出现局部流速不均时，降低流速过快位置的激光功率，使物料流速降低，且提高其余位置激光功率，使得物料在型腔12径向各位置流速均匀。
优选的，模具本体1外设置有速度显示器，用于实时监控模具内部状态。
本发明另一优选实施例中，模具腔壁内远离所述注入口11的深处位置设置有凹槽，部分所述调节组件2放置于所述凹槽内；应当意识到，调节组件2位于凹槽内，且在凹槽开口位置放置透明挡板，能够确保物料保持原设计状态，不会覆盖调节组件2，从而减少其脱模难度，降低脱模部件成本以及节约脱模时间，此外，还能够减少后续注塑产品在调节组件2对应位置的打磨处理，进一步提高生产效率。
本发明中激光光源底部连接有与所述激光光源对应的活动装置22，且活动组件与激光光源一一对应设置，使得任一激光光源都能进行单独调节，提高其灵活性，确保装置能够根据截面上流动状态对物料进行实时全面的监控。
本发明中光路调节部包括以及若干直角棱镜23，能够将来自所述激光光源的激光反射至所述型腔12内，光路调节部能够对激光光源射出的激光进行方向调节，能够通过调节反射角度，对物料特定部位进行集中升温，也可以实现对物料最前端平面的均匀照射，从而调节物料在型腔12内的整体流速，减少产品内部缺陷。
同时本发明中光路调节部中的散射棱镜24与所述直角棱镜23一一对应设置，所述散射棱镜24位于其对应的所述直角棱镜23收到的激光光源的反射路线上，散射棱镜24能够对激光起到分散作用，应当意识到，激光本身的集束效果使其温度难以得到精确控制，极易发生物料焦黑问题，利用散射棱镜24能够在激光光源本身功率可调的基础下，通过散射角度调节，给激光功率提供第二道调节手段，功率调节以及散射角度调节相配合，使得本发明中的温度调节控制能够更为精准。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于激光调节的异型精密模具，包括：模具本体以及设置于所述模具本体内的调节组件，其特征在于：
所述模具本体包括模具腔壁以及所述模具腔壁包裹的型腔，所述模具腔壁为双层腔壁，所述模具腔壁内部设有光路调节部，所述模具腔壁上开设有注入口，所述模具腔壁内远离所述注入口的深处位置设置有凹槽，部分所述调节组件放置于所述凹槽内；
所述调节组件包括激光直射部以及所述光路调节部，所述激光直射部位于所述凹槽内，且所述激光直射部朝向所述注入口位置，所述激光直射部包括若干激光光源以及激光测速仪，所述激光光源底部连接有与所述激光光源对应的活动装置；
所述光路调节部包括若干直角棱镜，能够将来自所述激光光源的激光反射至所述型腔内；
所述光路调节部还包括若干散射棱镜，所述散射棱镜与所述直角棱镜一一对应设置，所述散射棱镜位于其对应的所述直角棱镜收到的激光光源的反射路线上。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：若干所述直角棱镜在所述型腔轴向规律排布。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：所述直角棱镜与所述模具腔壁外壁之间活动连接，且能够绕二者连接位置转动。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：所述活动装置包括若干转向球，所述转向球与所述激光光源一一对应设置。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：所述激光测速仪能够测得不同激光光源分别照射的位置的物料流速。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：所述激光测速仪采用空间滤波方法获得物料流速。
7.根据权利要求1所述的一种基于激光调节的异型精密模具，其特征在于：所述模具本体外侧设置有控制部件，用以提高激光功率以及调节朝向。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于激光调节的异型精密模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将物料从注入口注入模具型腔内，开启激光光源以及激光测速仪，监测物料在型腔径向各位置的流速；
B.当物料出现局部流速不均时，降低流速过快位置的激光功率，使对应位置的物料流速降低，且提高其余位置激光功率，使得物料在型腔径向各位置流速均匀。
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Assignee: WUXI VIRGIL MACHINERY Co.,Ltd.

Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022980025551

Denomination of invention: A Special Precision Mold Based on Laser Adjustment and Its Application Method

Granted publication date: 20220325

License type: Common License

Record date: 20221209

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