CN117601351A - 一种中空注塑件及其注塑模具和注塑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空注塑件及其注塑模具和注塑方法，包括上模组件和下模组件，上模组件与下模组件之间形成有成型模腔，上模组件上设置有进胶通道，进胶通道的出口端与成型模腔相连通，进胶通道内设置有用于启闭进胶通道的出口端的阀针，阀针上设置有进气通道，进气通道的两端分别连通外部气路与成型模腔。本发明通过设置有进胶通道、带有进气通道的阀针，分别吹气通进行充气，在成型过程中仅需使用同一套模具、同一种材料一次成型工序即可完成生产，生产工序简单，生产效率更高；同时从型坯到制品一步完成，注塑件表面无合模线/装配面的断差，优化了注塑件外观，提高了注塑件的美观性，注塑件形状不受限制，使得注塑件造型拥有了更多的可能性。

Description

一种中空注塑件及其注塑模具和注塑方法

技术领域

本发明涉及塑料零件制造技术领域，尤其是一种中空注塑件及其注塑模具和注塑方法。

背景技术

注塑成型是制造塑料零件的最常用的方法。注塑成型技术可以应用于很多常见的场景，如用来制造电子设备外壳、容器、瓶盖、汽车内饰以及日常生活中用到的大多数塑料零件。

目前市场上的注塑零件一般是实心壁厚的模具成型的零件(如图1)，在注塑零件当中壁厚从2.0-10.0mm有左右的的零件很多；为了实现零件高厚度的体验感或实现零件呈中空的内壁结构，往往会将一个零件做为两个零件进行组装来实现厚度效果和中空效果(如图2)。

传统制作上述零件，往往需要使用多台或单台注塑机以及多套模具单一生产，然后进行人手或机械化拼装后二次注塑。但是目前的二次注塑成型工艺无法形成完整的零件，通过公模和母模形成的零件通常具有合模线，合模线不仅影响零件的外观，还可能会影响零件的密封性。这导致了上述注塑工艺需要两套模具的开发和两道工序的生产，不仅消耗了人力物力，还增加了投资成本，同时在环保和零件外观上还有较大的浪费和付出。

有鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的之一提供一种结构简单、有效降低生产成本，响应国家环保政策减少碳排放，减少注塑件原料用量的注塑模具。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种注塑模具，用于具有中空结构的注塑件的成型，包括上模组件和与所述上模组件对应匹配的下模组件，所述上模组件与所述下模组件合模时所述上模组件和所述下模组件之间至少形成有一个注塑件的成型模腔，定义设置所述上模组件的方位为上，设置所述下模组件的方位为下，所述上模组件上设置有用于向对应的所述成型模腔填充胶剂的进胶通道，所述进胶通道的数量与所述成型模腔的数量相同，所述进胶通道的出口端与所述成型模腔相连通，所述进胶通道内设置有用于启闭所述进胶通道的出口端的阀针，所述阀针上设置有贯穿所述阀针上下两端的进气通道，所述进气通道的两端分别连通外部气路与所述成型模腔。

作为本发明的一种优选方式，所述上模组件上还设置有进气腔以及分别与所述进气腔和外部气路相连通的吹气通道，所述进气腔内设置有可沿所述进气腔上下移动的阀瓣，所述阀瓣上设置有相互连通的第一连接通道和第二连接通道，所述第一连接通道与所述吹气通道相连通，所述阀针的上端部与所述阀瓣固定连接，且所述进气通道与所述第二连接通道相连通，所述阀瓣带动所述阀针与所述进胶通道的出口端滑动配合。

作为本发明的一种优选方式，还包括向所述吹气通道供气的供气装置，所述吹气通道包括从上往下依次设置在所述上模组件上的第一吹气通道、第二吹气通道以及第三吹气通道，所述进气腔包括与所述第一吹气通道和所述第二吹气通道相连通的第一腔室以及与所述第三吹气通道相连通的第二腔室，所述阀瓣可活动地设置在所述第一腔室内，以用于启闭所述所述第一吹气通道和所述第二吹气通道。

作为本发明的一种优选方式，所述阀针的直径小于所述进胶通道的直径，所述阀针朝向所述出口端处为锥形结构，所述进胶通道的所述出口端与所述阀针相互贴合的一端面为锥形结构，且其外侧壁形成斜壁。

作为本发明的一种优选方式，所述进胶通道的上端处设置有密封件，以阻隔所述进胶通道和所述进气腔之间的连通。

作为本发明的一种优选方式，所述下模组件上设置有用于将设置在所述成型模腔内的所述注塑件顶出所述成型模腔的顶出机构。

作为本发明的一种优选方式，还包括用于冷却所述注塑件的冷却装置。

作为本发明的一种优选方式，还包括控制器，所述控制器在开合模过程中控制所述吹气通道内气路的通断。

本发明的目的之二是提供一种从型坯到制品一步完成，注塑件表面无合模线，注塑件工艺简便的注塑方法。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种注塑方法，包括以下步骤：

S1：将所述上模组件套设在所述下模组件上，使所述上模组件的多个下沉块分别嵌入所述下模组件的凹槽内，同时使得所述上模组件的多个管正凸块分别嵌入所述下模组件的多个管正孔内；

S2：通过向所述第三吹气通道通气，气体将所述阀瓣向上顶起，使得所述阀瓣带动所述阀针在所述进气腔内向上移动，所述阀瓣阻断所述第一吹气通道和所述第二吹气通道，此时所述阀针的下端部向上移动至与所述进胶通道的出口端相分离；

S3：将所述成型模腔的容量的50％的注塑原浆通过所述进胶通道注入至所述成型模腔内；

S4:完成S3填充之后，通过向所述第一吹气通道通气，气体将所述阀瓣向下按压，使得所述阀瓣带动所述阀针在所述进气腔内向下移动，此时所述阀瓣的所述进气通道与所述第二吹气通道相连通，所述阀针的下端部向下移动至与所述进胶通道的出口端相连接，以停止向所述成型模腔内填充注塑原浆，且所述阀瓣的下端部伸入所述成型模腔内的所述注塑原浆中；

S5：经S4关闭所述进胶通道的出口端后，通过向所述第二吹气通道通气，该气流从所述进气通道流入所述成型模腔内，在气压的作用下，该气体会带动所述注塑原浆贴合所述成型模腔的表面；

S6：对所述成型模腔的表面的所述注塑原浆进行冷却固化成型，固化成型后在所述型模腔的表面形成所述注塑件，实现所述注塑件呈中空结构；

S7：将所述上模组件和所述下模组件相解锁，并通过顶出机构将完成固化成型的所述注塑件从所述下模组件中顶出，并取出所述注塑件。

本发明的目的之三是为了解决目前中空注塑件存在合模线的缺陷而提供一种结构简单，且成本低的中空注塑件。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种中空注塑件，所述中空注塑件利用上述的注塑方法制备得到。

通过采用前述设计方案，本发明的有益效果是：

1、通过设置有进胶通道、带有进气通道的阀针，分别吹气通进行充气，在成型过程中仅需使用同一套模具、同一种材料一次成型工序即可完成生产，生产工序简单，生产效率更高；

2、同时从型坯到制品一步完成，注塑件表面无合模线/装配面的断差，优化了注塑件外观，提高了注塑件的美观性，注塑件形状不受限制，使得注塑件造型拥有了更多的可能性；

3、设置有带有吹气通道的注塑模具，不仅能对成型模具中的注塑进行吹气，使其呈现中空结构，还能对注塑件中心位置进行冷却，保证注塑件质量，同时能在上模组件和下模组件分脱模后对成型模腔进行清洁，防止杂质影响注塑件质量；

4、通过采用中空吹塑方式，注塑原浆在气压的作用下，该气体会带动注塑原浆贴合成型模腔4的表面，有效降低生产成本，响应国家环保政策减少碳排放，减少注塑件原料用料，同时在工艺简便。

附图说明

图1为现有技术中一种注塑件的结构示意图；

图2为现有技术中另一种注塑件的结构示意图；

图3为本发明中注塑件的结构示意图；

图4为本发明中注塑件的剖视图；

图5为本发明中注塑模具的结构示意图；

图6为本发明中图5的A-A剖视图；

图7为本发明中图5的B-B剖视图；

图8为本发明中注塑模具的分解图；

图9为本发明中注塑方法的流程一示意图及局部放大图；

图10为本发明中注塑方法的流程二示意图及局部放大图；

图11为本发明中注塑方法的流程三示意图及局部放大图；

图中：本体1、内层11、外层12、中空腔体13、吹气孔14、连接部15、连接结构16、螺纹段17、上模组件2、进胶通道21、密封件211、阀针22、进气通道221、进气腔23、第一腔室231、第二腔室232、吹气通道24、第一吹气通道241、第二吹气通道242、第三吹气通道243、阀瓣25、第一连接通道251、第二连接通道252、下沉块26、管正凸块27、下模组件3、凹槽31、管正孔32、成型模腔4、顶出机构5。

具体实施方式

下面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。

参照图3至图11

本实施例的上下方位以图5所示方位为参考方位。

参照图3至图4

一种中空注塑件，包括本体1，本体1为一端呈开口的中空柱体结构，本体1包括相互连接的内层11和外层12，外层12包覆在内层11的外侧，且内层11和外层12之间形成有中空腔体13，外层12的中部设置有吹气孔14，吹气孔14连通中空腔体13与外界，内层11和外层12一体注塑成型，内层11和外层12共轴线设置。值得说明的是，本实施例中的本体1的材料可以包括橡胶或塑料。具体的，可选自聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯以及聚苯乙烯中的至少一种。

进一步，本体1呈开口的一端的周沿向外延伸有连接部15，连接部15的内侧壁和/或外侧壁上设置有与外界相连接的连接结构16，内层11、外层12、连接部15以及连接结构16一体注塑成型。

进一步，内层11的内壁上还设置有螺纹段17，外层12的外侧壁陈列有若干个不规则三角形，螺纹段17处的壁厚、不规则的三角形处的壁厚、外层12的壁厚以及内层11的壁厚均一致，此壁厚为2-10mm，吹气孔14的直径为5mm。

通过采用前述设计方案，一种中空注塑件的有益效果是：

1、先通过注塑所需要内外双层的目标本体1，而后通过外层12上的吹气孔14向内层11和外层12之间加压吹气，直至吹塑出具有中空结构的注塑件结构；

2、本发明通过设置一体成型而成的本体1，在成型过程中仅需使用同一套模具、同一种材料一次成型工序即可完成生产，生产工序简单，生产效率更高；

3、同时从型坯到制品一步完成，注塑件表面无合模线/装配面的断差，优化了注塑件外观，提高了注塑件的美观性，注塑件形状不受限制，使得注塑件造型拥有了更多的可能性；

4、本实施例的中空注塑件可为盖、瓶、桶、灌、箱以及用于包装食品、饮料、化妆品、药品和日用品的容器，具体地，例如水杯、水瓶、水桶、化工容器、食品容器、药品容器等日用品的容器具；还可为车规级注塑件，例如汽车保险杠、汽车缓冲装置等；还可为工程结构件，例如液冷装置中流动液体的腔体外壳等，还可为电子铅笔外壳等。

参照图5至图11

一种注塑模具，用于具有中空结构的注塑件的成型，包括上模组件2和与上模组件2对应匹配的下模组件3，上模组件2与下模组件3合模时上模组件2和下模组件3之间至少形成有一个注塑件的成型模腔4，上模组件2上设置有用于向对应的成型模腔4填充胶剂的进胶通道21，进胶通道21的数量与成型模腔4的数量相同。本实施例的注塑模具可以设置为一模一腔或者一模多腔的形式，本实施例中为一模八腔的形式(如图5和图8所示)，用多个成型模腔4同时进行成型，提高了注塑件的生产效率，具有很强的实用性。根据注塑件的实际情况，进胶通道21的数量与成型模腔4的数量可以适应性调整，本方案中，一个注塑件对应设定。值得说明的是，本实施例中的成型模腔4的形状可为规则形状，例如正方体、长方体、球体、柱体、椎体等形状，也可为不规则形状，例如树状、网状等形状。

下面仅以其中一组对应的进胶通道21和成型模腔4对本实施例进行详细阐述。

进一步，进胶通道21有对接进胶系统(图中未示出)，用于将注塑件的塑胶原料注入到进胶通道21内，在下模组件3上设置有对接于成型模腔4的顶出机构，用于将成型的注塑件从该注塑模具中顶出，方便最终注塑成型的注塑件脱模。值得说明的是，本实施例中的进胶系统和顶出机构5均可采用市面上常规使用的进胶系统和顶出机构5，这两部分并非本实施例中重点，在此不予详述。

进一步，进胶通道21的出口端与成型模腔4相连通，进胶通道21内设置有用于启闭进胶通道21的出口端的阀针22，阀针22上设置有贯穿阀针22上下两端的进气通道221，进气通道221的两端分别连通外部气路与成型模腔4。本实施例中的进气通道221不仅能够对中空注塑件的内部进行冷却，同时还能有效去除成型模腔4内的杂质。

进一步，上模组件2上还设置有进气腔23以及分别与进气腔23和外部气路相连通的吹气通道24(具体为从上往下依次设置的第一吹气通道241、第二吹气通道242以及第三吹气通道243)，通过供气装置(图中未示出)分别向第一吹气通道241、第二吹气通道242以及第三吹气通道243供气。进气腔23包括与第一吹气通道241和第二吹气通道242相连通的第一腔室231以及与第三吹气通道243相连通的第二腔室232。

进气腔23内设置有阀瓣25，阀瓣25可活动地设置在第一腔室231内，以用于启闭第一吹气通道241和第二吹气通道242。阀瓣25上设置有相互连通的第一连接通道251和第二连接通道252，第一连接通道251与吹气通道24相连通，阀针22的上端部与阀瓣25固定连接，且进气通道221与第二连接通道252相连通，阀瓣25带动阀针22与进胶通道21的出口端滑动配合。

进一步，还包括用于冷却注塑件的冷却装置(图中未示出)，为了提高紧贴或者靠近成型模腔4内部的注塑原浆能够更快成型，在上模组件2和下模组件3的内部均设置有冷却装置，冷却装置围绕在成型模腔4的周围，通过冷却装置，使紧贴成型模腔4内壁的注塑原浆能够更加快速冷却成型，从而提高生产效率。

进一步，还包括控制器(图中未示出)，控制器在开合模过程中控制吹气通道24内气路的通断。注塑件脱模，在模具合模过程中，气流继续对成型模腔4进行清洁，合模完成后，控制其中吹气通道24中气路的通断由控制器进行控制。

本实施例的注塑模具通过向第三吹气通道243通气，气体将阀瓣25向上顶起，使得阀瓣25带动阀针22在进气腔23内向上移动，阀瓣25阻断第一吹气通道241和第二吹气通道242，此时阀针22的下端部向上移动至与进胶通道21的出口端相分离；将成型模腔4的容量的50％的注塑原浆通过进胶通道21注入至成型模腔4内；通过向第一吹气通道241通气，气体将阀瓣25向下按压，使得阀瓣25带动阀针22在进气腔23内向下移动，此时阀瓣25的进气通道221与第二吹气通道242相连通，阀针22的下端部向下移动至与进胶通道21的出口端相连接，以停止向成型模腔4内填充注塑原浆，且阀瓣25的下端部伸入成型模腔4内的注塑原浆中；通过向第二吹气通道242通气，该气流从进气通道221流入成型模腔4内，在气压的作用下，该气体会带动注塑原浆贴合成型模腔4的表面；对成型模腔4的表面的注塑原浆进行冷却固化成型，固化成型后在型模腔的表面形成注塑件，实现注塑件呈中空结构。

进一步，阀针22的直径小于进胶通道21的直径，阀针22朝向出口端处为锥形结构，进胶通道21的出口端与阀针22相互贴合的一端面为锥形结构，且其外侧壁形成斜壁。锥形设置的阀针22和进胶通道21用于实现流量气流的开度调节。由于气流是通过进胶通道21与阀针2的斜壁之间的距离来限制流量和压力的，锥形设置的阀针22可实现关闭时，快速下降、缓慢闭合，气流通过该通道时受力均匀，流量差异性较小，从而提高注塑件的成型率和质量。

进一步，进胶通道21的上端处设置有密封件211，以阻隔进胶通道21和进气腔23之间的连通。

通过采用前述设计方案，一种注塑模具的有益效果是：

1、通过设置有进胶通道21、带有进气通道221的阀针22，分别对第一吹气通道241、第二吹气通道242以及第三吹气通道243进行充气，在成型过程中仅需使用同一套模具、同一种材料一次成型工序即可完成生产，生产工序简单，生产效率更高；

2、同时从型坯到制品一步完成，注塑件表面无合模线/装配面的断差，优化了注塑件外观，提高了注塑件的美观性，注塑件形状不受限制，使得注塑件造型拥有了更多的可能性；

3、设置有带有吹气通道24的注塑模具，不仅能对成型模具4中的注塑进行吹气，使其呈现中空结构，还能对注塑件中心位置进行冷却，保证注塑件质量，同时能在上模组件2和下模组件3分脱模后对成型模腔4进行清洁，防止杂质影响注塑件质量。

一种中空注塑件的注塑方法，包括以下步骤：

S1：将上模组件2套设在下模组件3上，使上模组件2的多个下沉块26分别嵌入下模组件3的凹槽31内，同时使得上模组件2的多个管正凸块27分别嵌入下模组件3的多个管正孔32内，并将二者锁紧固定；

S2：通过向第三吹气通道243通气，气体将阀瓣25向上顶起，使得阀瓣25带动阀针22在进气腔23内向上移动，阀瓣25阻断第一吹气通道241和第二吹气通道242，此时阀针22的下端部向上移动至与进胶通道21的出口端相分离；

S3：将成型模腔4的容量的50％的注塑原浆通过进胶通道21注入至成型模腔4内；

S4:完成S3填充之后，通过向第一吹气通道241通气，气体将阀瓣25向下按压，使得阀瓣25带动阀针22在进气腔23内向下移动，此时阀瓣25的进气通道221与第二吹气通道242相连通，阀针22的下端部向下移动至与进胶通道21的出口端相连接，并闭合进胶通道21的出口端，以停止向成型模腔4内填充注塑原浆，且阀瓣25的下端部伸入成型模腔4内的注塑原浆中；

S5：经S4关闭进胶通道21的出口端后，通过向第二吹气通道242通气，该气流从进气通道221流入成型模腔4内，在气压的作用下，该气体会带动注塑原浆贴合成型模腔4的表面；

S6：对成型模腔4的表面的注塑原浆进行冷却固化成型，固化成型后在型模腔的表面形成注塑件，实现注塑件呈中空结构；

S7：解锁上模组件2和下模组件3，并通过顶出机构5将完成固化成型的注塑件从下模组件3中顶出，并取出注塑件。

通过采用前述设计方案，本发明的注塑方法的有益效果是：本发明通过采用中空吹塑方式，注塑原浆在气压的作用下，该气体会带动注塑原浆贴合成型模腔4的表面，有效降低生产成本，响应国家环保政策减少碳排放，减少注塑件原料用料，同时在工艺简便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种注塑模具，用于具有中空结构的注塑件的成型，包括上模组件和与所述上模组件对应匹配的下模组件，所述上模组件与所述下模组件合模时所述上模组件和所述下模组件之间至少形成有一个注塑件的成型模腔，定义设置所述上模组件的方位为上，设置所述下模组件的方位为下，其特征在于：所述上模组件上设置有用于向对应的所述成型模腔填充胶剂的进胶通道，所述进胶通道的数量与所述成型模腔的数量相同，所述进胶通道的出口端与所述成型模腔相连通，所述进胶通道内设置有用于启闭所述进胶通道的出口端的阀针，所述阀针上设置有贯穿所述阀针上下两端的进气通道，所述进气通道的两端分别连通外部气路与所述成型模腔。

2.根据权利要求1所述的一种注塑模具，其特征在于：所述上模组件上还设置有进气腔以及分别与所述进气腔和外部气路相连通的吹气通道，所述进气腔内设置有可沿所述进气腔上下移动的阀瓣，所述阀瓣上设置有相互连通的第一连接通道和第二连接通道，所述第一连接通道与所述吹气通道相连通，所述阀针的上端部与所述阀瓣固定连接，且所述进气通道与所述第二连接通道相连通，所述阀瓣带动所述阀针与所述进胶通道的出口端滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种注塑模具，其特征在于：还包括向所述吹气通道供气的供气装置，所述吹气通道包括从上往下依次设置在所述上模组件上的第一吹气通道、第二吹气通道以及第三吹气通道，所述进气腔包括与所述第一吹气通道和所述第二吹气通道相连通的第一腔室以及与所述第三吹气通道相连通的第二腔室，所述阀瓣可活动地设置在所述第一腔室内，以用于启闭所述所述第一吹气通道和所述第二吹气通道。

4.根据权利要求1所述的一种注塑模具，其特征在于：所述阀针的直径小于所述进胶通道的直径，所述阀针朝向所述出口端处为锥形结构，所述进胶通道的所述出口端与所述阀针相互贴合的一端面为锥形结构，且其外侧壁形成斜壁。

5.根据权利要求2所述的一种注塑模具，其特征在于：所述进胶通道的上端处设置有密封件，以阻隔所述进胶通道和所述进气腔之间的连通。

6.根据权利要求1所述的一种注塑模具，其特征在于：所述下模组件上设置有用于将设置在所述成型模腔内的所述注塑件顶出所述成型模腔的顶出机构。

7.根据权利要求1所述的一种注塑模具，其特征在于：还包括用于冷却所述注塑件的冷却装置。

8.根据权利要求1所述的一种注塑模具，其特征在于：还包括控制器，所述控制器在开合模过程中控制所述吹气通道内气路的通断。

9.一种如权利要求3所述的注塑模具的注塑方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将所述上模组件套设在所述下模组件上，使所述上模组件的多个下沉块分别嵌入所述下模组件的凹槽内，同时使得所述上模组件的多个管正凸块分别嵌入所述下模组件的多个管正孔内；

S2：通过向所述第三吹气通道通气，气体将所述阀瓣向上顶起，使得所述阀瓣带动所述阀针在所述进气腔内向上移动，所述阀瓣阻断所述第一吹气通道和所述第二吹气通道，此时所述阀针的下端部向上移动至与所述进胶通道的出口端相分离；

S3：将所述成型模腔的容量的50％的注塑原浆通过所述进胶通道注入至所述成型模腔内；

S4:完成S3填充之后，通过向所述第一吹气通道通气，气体将所述阀瓣向下按压，使得所述阀瓣带动所述阀针在所述进气腔内向下移动，此时所述阀瓣的所述进气通道与所述第二吹气通道相连通，所述阀针的下端部向下移动至与所述进胶通道的出口端相连接，以停止向所述成型模腔内填充注塑原浆，且所述阀瓣的下端部伸入所述成型模腔内的所述注塑原浆中；

S5：经S4关闭所述进胶通道的出口端后，通过向所述第二吹气通道通气，该气流从所述进气通道流入所述成型模腔内，在气压的作用下，该气体会带动所述注塑原浆贴合所述成型模腔的表面；

S6：对所述成型模腔的表面的所述注塑原浆进行冷却固化成型，固化成型后在所述型模腔的表面形成所述注塑件，实现所述注塑件呈中空结构；

S7：将所述上模组件和所述下模组件相解锁，并通过顶出机构将完成固化成型的所述注塑件从所述下模组件中顶出，并取出所述注塑件。

10.一种中空注塑件，其特征在于：所述中空注塑件利用如权利要求9所述的注塑方法制备得到。