CN1174114A - 生产注塑件的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种在一个模具中同时生产许多由热塑性树指或聚合树脂制成的小型注塑件的方法,它有一种注射装置,注射缸和注射活塞以及保温前腔。由螺旋输送器送来的熔融塑料首先经保温浇道进入前腔,随后通过注射活塞经喷嘴将熔融塑料供给模腔。分别对模腔进行充料。不会出现中间固化的注射布料器,由此可以价格很低地生产出注塑体积小的超小型构件。
Description
本发明涉及一种生产聚合材料注塑件的方法和一种采用上述方法的注射装置。
为了生产由聚合材料制成的注塑件,使用了装于压注机内的模具。通常在小型塑料件的情况下,在压注模具中开有许多相同的模腔。通常通过一个星形或梳形注射布料器填充上述模腔。在此注射布料器内的材料随模制件一起凝固,并且只能先经过再成粒处理后部分回收利用上述材料。
在生产压注体积很少的超小型部件时,例如在生产电子构件或精密的系统构件的情况下,由于存在上述中间凝固的注塑件,所以损失了许多有用材料。特别是对新的高效聚合材料来说,这导致不能容忍的产品价格上涨。对昂贵的填料如防火剂来说,还要考虑到回收成本。
为了降低单件生产成本,值得追求的是在单位模具中设置尽可能多的模腔。但正是在最新的高效聚合材料的情况下,当在一个模具中开设了许多模腔时,由于在通过压注装置的喷嘴进行中央注射的情况下存在不同流动路径和流动阻力,所以出现了至今仍无法解决的充料问题。
US5069840披露了一种用于反压方法或振荡方法的装置,利用此装置可减弱降低模制件接缝强度的作用。在单个模制件对应多个浇口的情况下,接缝是不可避免的。在所提议的方案中,为了注入模制件,每个模腔需要至少两个喷嘴。输送装置将注塑材料供给模腔并同时供给两个压力缸。如果所述注塑材料注入了压力缸和模腔,则用阀断开与输送装置的连接并使压力缸活塞交替移动。由此使模腔中的注塑材料振动而直到其凝固为止,并使各凝固时间段彼此错开。由此提高了粘接缝强度。但是上述方法仅适用于需要很多浇口的大型模制件,对超小型模制件来说,上述装置占地太大。
DE4133435A1描述了一种方法,其中可利用废塑料生产大型模制件,结果为了在所需时间内填注模腔,所述挤压机的功率不够。在被加热的带压力缸的中间储料器中收集了如此多的熔化材料,以致足够进行一次注塑。在生产最小模制件的情况下,问题恰恰相反。当由于同时生产数量足够多的模制件而可以输送所需的最少量材料时,挤压机输送了多余材料,从而只能进行不经济的生产。
本发明的任务是提供一种方法和一种装置,以便在常见的布料器上利用单个模具的多个模腔,并在不注射的情况下生产出最小部件。
上述任务是通过下述方法和装置实现的:一种在一个模具中同时生产许多由热塑性塑料或聚合树脂制成的小型注塑件的方法,其中,所述模具配有一个带有用于流动材料的保温浇道的浇注部和一个配有许多模腔的模具部,其特征在于,只给每个模腔配备一个喷嘴注塑道,通过浇道将螺旋输送器送来的原料直接送入具有所属模腔的空间的前腔,而所述原料在此步骤中不进入模腔,在另一个步骤中注射活塞通过喷嘴将材料压入模腔内,其中由注射活塞产生的注射压力与螺旋输送器的输送压力无关;以及实施上述方法的装置,它带有注射缸、注射活塞、喷嘴和一个用于操纵注射活塞的控制机构,其特征在于,所述注射缸、注射活塞和喷嘴形成了前腔,并且它们安装在一条轴线上,所述前腔通过保温浇道与螺旋输送器相通。
本发明的方法消除了对布料器的注射压力中央分布的充料参数的依赖性,及这些参数在浇道分布中不可避免的变动。由于在熔融物从布料器流向模腔的过程中中间接通本发明的注射缸,因此在聚合物加工中出现了全新的生产可能性。
布料器首先通过浇道将原料压入注射缸的前腔中。由于前腔的几何形状简单并且又是薄壁结构,所以对前腔的充料是没有困难的。接着,利用注射缸活塞在高压下将材料直接压入模腔中。
由于使每个模腔在压力和流动技术方面互不相关,所以可以对填充参数和参数作最佳化处理,这是因为由于注入模型的注射压力不在布料器的中央,而是分散在注射缸周围,从而是材料直接进入模腔。可以分开或集中操作注射缸活塞,其中可以以液压方式、气压方式或机械方式施加操作力。在集中操作的情况下,为了补偿所有公差,通过弹簧使每个活塞的运动互不相关是有利的。
浇道和注射缸根据待加工的聚合物的要求进行保温处理。在加工热塑性塑料时,加热浇道和注射缸以形成所谓的“热槽”,由此使材料液化并在高压下将材料注入模腔。相反,带模腔的模具部要冷却,从而使熔融物凝固并脱模。
对所用聚合物如橡胶的加工则需要一种相反的保温处理。冷却浇注部而加热模具部,于是塑料先在模腔中聚合并随后凝固。对这两种聚合物的保温设计,都可使用本发明的方法和装置。
注射缸可以形成很细长的结构,从而在一组中可以实现单位面积内的高密度和在单个模具内设置许多模腔。
可以分别进行注射缸的保温处理或是在温控加热部内构成许多注射缸。独立的保温处理对每个模腔提供了一种温度细调作用,而在分段均热情况下,这种保温结构只是上述结构的缩影而已,并且可以使设备的成本低廉。
以下根据附图进一步描述本发明的实施例。其中:
图1是局部剖开的注射装置的示意图;
图2是注射装置的第二实施例的示意断面图;
图3是带有多槽喷嘴的注射装置的断面图。
图1示出了一个带有浇注部2的注射装置1,在注射过程中,此浇注部2在脱模面3处压在一个模具部4上。在模具部4内设有用于接受熔融塑料的模腔5。在浇注部2内装有一个一直伸到脱模面3的,且注射活塞7活动地装在其内部的注射缸6。在各注射缸6靠近脱模面3的端面处设有一个断面缩小的喷嘴8。在注射缸6的静止位置上,所示注射活塞7正处于这样一个位置,即,在喷嘴8和靠近此喷嘴的注射活塞7端面7’之间形成了一个用于容纳熔融塑料的前腔9。图中示意画出的螺旋输送器10通过保温浇道11将熔融塑料送到前腔9。
为了控制注射缸6和浇道11的温度,采用了加热或冷却式的保温元件12。
为了操纵注射活塞7,设置了输送道13,可在此输送道内将压力介质送往注射缸6。压力介质作用于一个与注射活塞7相连的控制活塞14上。
在注射过程中,注射活塞7首先处于图1所示的静止位置。在前腔9中装有由螺旋输送器10送来的熔融塑料。在通过压力介质使控制活塞前进后,注射活塞7便移向喷嘴8并将前腔9中的熔融塑料送入模腔5。
在注射过程结束后,注射活塞7在流入的熔融塑料的作用下又返回其静止位置,在此位置上又将熔融塑料注入前腔9。此时,注射装置1又为下一周期作好了准备,前腔9中的熔融塑料处于可加工的恒温状态,模腔5内的注塑件由于经过相应的保温处理而获得所希望的状态。
图2示出了本发明的第二实施例,其中在浇注部15仍设有注射缸16。此注射缸仍分别配有一个喷嘴17,一个注射活塞18活动地装在注射缸内。一块开有台阶孔20的滑板19与浇注部分隔开距离,注射活塞18的凸缘21活动安装在所述台阶孔内。台阶孔20可以由环形盖板22封闭,在环形盖板22和凸缘21之间安装了一叠补偿弹簧23。滑板19与升程缸24的活塞杆24’相连。在此实施例中,在注射活塞18和喷嘴17之间还设有一个通过一个保温浇道26输入熔融塑料的前腔25。
在此实施例中,在静止位置上的喷嘴17被一个密封件27封住,此密封件的锥形尖头28插入同样呈锥形的喷嘴17。密封件27穿过注射活塞18的纵向孔29而直达另一块滑板30,此滑板30由另一个升程缸31的活塞杆31’操纵。另外,密封件27固定在滑板30上。
原则上,在此实施例中的控制按照第一实施例所示的那种方式进行,但首先在静止位置上封闭喷嘴17。在利用注射活塞18开始注射过程前,利用滑板30上提密封件27,从而打开喷嘴17。通过控制滑板19实现注射过程,所述滑板19与注射活塞18一起移动,使熔融塑料从喷嘴17中喷出。
补偿弹簧23的作用是自动使每个注射活塞18的行程互不相关,从而所有公都得到补偿。
在注射活塞18返回且密封件27的尖头28进入喷嘴17后,再次通过浇道26将熔融塑料输入前腔25,所述注射装置又为下一周期作好了准备。
图3示出了一个带有小型模腔32的注射装置的另一个实施例,所述小型模腔能够由一个注射装置控制。为此,一个喷嘴33配有多条注塑道34。每条注塑道与一个模腔32相通。
Claims (12)
1.一种在一个模具中同时生产许多由热塑性塑料或聚合树脂制成的小型注塑件的方法,其中,所述模具配有一个带有用于流动材料的保温浇道的浇注部和一个配有许多模腔的模具部,其特征在于,只给每个模腔配备一个喷嘴注塑道,通过浇道(11,26)将螺旋输送器(10)送来的原料直接送入具有所属模腔(5)的空间的前腔(9,25),而所述原料在此步骤中不进入模腔(5,32),在另一个步骤中注射活塞(7,18)通过喷嘴(8,17,33)将材料压入模腔(5,32)内,其中由注射活塞(7,18)产生的注射压力与螺旋输送器(10)的输送压力无关。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,可自由选择所述通向各前腔(9,25)的浇道(11,26)的长度,并且所述浇道长度对模腔(5,32)的充料操作没有任何影响。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在打开了处于静止位置的注射缸(16)的封闭喷嘴(17)后,可将熔融塑料送入模腔(5,32)。
4.用于实施如权利要求1所述方法的注射装置,它带有注射缸(6,16)、注射活塞(7,18)、喷嘴(8,17,33)和一个用于操纵注射活塞(7,18)的控制机构,其特征在于,所述注射缸(6,16)、注射活塞(7,18)和喷嘴(8,17,33)形成了前腔(9,25),并且它们安装在一条轴线上,所述前腔(9,25)通过保温浇道(11,26)与螺旋输送器(10)相通。
5.如权利要求4所述的注射装置,其特征在于,喷嘴(33)具有多条注塑道(34),每条注塑道(34)与一个模腔(32)相通。
6.如权利要求4所述的注射装置,其特征在于,在注射缸(16)内装有可轴向移动以封闭喷嘴(17)的密封件(27)。
7.如权利要求5或6所述的注射装置,其特征在于,所述密封件(27)封住了喷嘴(33)的多条注塑道(34)。
8.如权利要求6或7所述的注射装置,其特征在于,所述密封件(27)可移动地安装在注射活塞(18)的纵向孔(29)内。
9.如权利要求4-8中任一项权利要求所述的注射装置,其特征在于,在注射活塞(18)与前腔(25)对置的端面(18’)上安装了补偿弹簧(23)。
10.如权利要求4-9中任一项权利要求所述的注射装置,其特征在于,在浇注部2,15)内设有保温元件(12),此保温元件在熔融塑料到达喷嘴(8,17,33)前使浇道(11,26)和前腔(9,25)内的熔融塑料维持在其加工温度左右。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述保温元件分属于各注射缸(6)。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,还设置了保温元件(12),从而对分段安装的注射缸(16)进行保温。
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