CN1364688A - 螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形成形法 - Google Patents
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Abstract
一种利用固定侧金属模和可动型金属模注射模塑塑料螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法,在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部分的厚壁部的部分设置可动型芯,在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间的叶片空间内注射一定量的塑料原料后,将前述可动型芯推出到模具空间内的内侧,然后使前述可动型芯返回至形成叶片空间的模具形状的标准位置,以形成螺旋桨式风扇的叶片。
Description
本发明涉及螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形成形法，特别涉及在空调机用冷凝器冷却风扇、换气扇、车用散热器冷却风扇等上使用的塑料螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形成形法。
图3和图4示出了在先技术中的塑料制的螺旋桨式风扇的叶片。其中，图3为前述风扇的平面图，图4为沿图3中IV-IV线剖切的断面图，即表示了叶片形状。
以往，这种螺旋桨式风扇的叶片用在空调机用冷凝器冷却风扇、换气扇、车用散热器冷却风扇等上面，且主要由塑料制成。
所述叶片形状多以薄板制成，为了提高空气动力性能，采用具有图4所示翼形断面的风扇叶片(翼片)是有效的。但是，在形成为翼形断面过程中，会在风扇叶片的一部分上形成厚壁部。
图5示出了用于注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的在先技术中的金属模结构。图中的标号1表示具有固定侧金属模2和可动侧金属模3的金属模。利用前述固定侧金属模2和可动侧金属模3形成作为模制品的风扇的叶片模具空间8。在前述固定侧金属模1上，设有溶融塑料的注入口4和用于保持注入控制杆5平滑移动的注入控制杆用轴套6。在前述固定侧金属模2和可动侧金属模3上，设有可沿箭头A方向移动的溶融塑料的注入控制杆5。另外，在前述可动侧金属模3上，设有用于从金属模推出模制品的风扇的推出杆7。推出杆7沿箭头B方向移动。在前述可动金属模3、注入控制杆S和推出杆7上分别通过图中未示出的各自的驱动源进行位置移动控制。
可是，由于在厚壁的叶片形状的情况下，在叶片前端壁较薄，在叶片中央部分和固定根部壁较厚，因此在一般的注射模塑成形法中，会使重量增加，产生缩孔，因作业周期增加而引起成形性不良以及成本增加的问题。
作为获得良好壁厚成形品的方法，虽可采用发泡成形及吹塑成形等，但它们的缺点在于形状精度低，由于强度、耐久性不足和厚壁部收缩速度差而难于获得均匀的模制品，会使导致风扇转动振动的不平衡量增加。
本发明的目的在于提供一种如下的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法：在对应螺旋桨式风扇的叶片部分的厚壁部的部分上设置可动型芯，在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片的模具空间的叶片空间内注射一定量的塑料原料后，将前述可动型芯推出到模具空间内的内侧，然后使前述可动型芯返回到形成叶片空间的模具形状的标准位置以形成螺旋桨式风扇的叶片，由此能获得厚壁部和薄壁部的质量差并能大量生产的均匀的模制品，同时，又能使引起风扇回转振动的不平衡量尽量小地保留。
本发明还提供螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法：在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部分的厚壁部的部分上设置一种下述的可动型芯，将前述可动型芯推出到由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间的叶片空间内的内侧后，压送注射出塑料原料使其充满模具空间，然后使前述可动型芯返回到形成叶片空间的模具形状的标准位置，以形成螺旋桨式风扇的叶片，由此与上述方法相同，能确保了均匀模制品并实现了不平衡量的降低。
按照第1发明，在利用固定侧金属模和可动型金属模注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的方法中，在对应螺旋桨式风扇的叶片部分的厚壁部的部分上设置可动型芯，在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间的叶片空间内注射一定量的塑料原料后，将前述可动型芯推出到模具空间内的内侧，然后使前述可动型芯返回到形成叶片空间的模具形状的标准位置(移动前的位置)，以形成螺旋桨式风扇的叶片。由此，既能获得厚壁部和薄壁部的质量差小并能大量生产的均匀的模制品，又能使引起风扇回转振动的不平衡量尽量小地保留。
按照第2发明，在利用固定侧金属模和可动型金属模注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的方法中，在对应螺旋桨式风扇的叶片部分的厚壁部的部分上设置可动型芯，在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间内注射一定量的塑料原料后，压送注射出塑料原料使其充满模具空间，之后，使前述可动型芯返回到形成叶片空间的模具形状的标准位置(移动前的位置)，以形成螺旋桨式风扇的叶片。由此，与第1发明一样，所获得的螺旋桨式发动机确保了均匀模制品并实现了不平衡量的降低。
图1是本发明用于注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的金属模具结构的说明图。
图2是图1中II-II的向视图。
图3是塑料螺旋桨式风扇的叶片的平面图。
图4是沿图3中IV-IV线所示的剖面图。
图5是用于注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的在先技术中的金属模具结构的说明图。
本申请第1发明的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形法是利用固定侧金属模和可动型金属模注模成形塑料螺旋桨式风扇的叶片，其特征在于：在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部的厚壁部的部分上设置可动型芯，将一定量塑料原料注入由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片的模具空间的叶片部空间内之后，将前述可动型芯推出到模具空间内的内侧，然后使前述可动型芯返回到形成叶片部空间的模具形状的标准位置(移动前位置)。
本申请第2发明的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形法是利用固定侧金属模和可动型金属模成形塑料螺旋桨式风扇的叶片，其特征是，在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部的厚壁部的部分上设置可动型芯，将前述可动芯型推出由前述固定侧金属模具、可动侧金属模具和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片的模具空间中的叶片部空间内的内侧之后，压送注射塑料原料并使其充满模具空间内，然后使前述可动型芯返回形成叶片部空间的模具形状的标准位置(移动前的位置)。
下面，对本发明的注射模塑成形法进行更详细地说明。
在本发明中，作为前述塑料原料，可举出例如包含长纤维的强化塑料材料P1，或将发泡剂混入通常的塑料材料的塑料材料P2，或将发泡剂混入长纤维强化塑料的塑料材料P3。由此，在材料P1的情况是利用由长纤维产生的内部复原力，在材料P2的情况下利用发泡力，在材料P3的情况下是利用复原力和发泡力两者在模制品内部形成膨胀组织。作为材料P1，最好为含有颗粒的材料，其中，在热塑性树脂条中所含的纤维含量重量比为10～80％，该条全长为2～100mm，在该条中所含的纤维具有大致等于条全长的长度，且呈与条纵向(全长方向)平行排列的状态。
在本发明中，最好使可动型芯不接触所述螺旋桨式风扇的叶片的顶端及叶片固定根部附近，而使可动型芯只接触叶片中央厚壁部来进行成形。此处，由于可动型芯不接触叶片顶端及叶片固定根部，因此减小了该处的内部膨胀，由于可动型芯只接触叶片中央的厚壁部分，因此增大了在这些位置上的内部膨胀。
最佳实施例的描述
下面，对本发明实施例的螺旋桨式风扇的叶片的成形方法进行说明。
首先，利用图1和图2，就用于注射模塑成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的本发明的金属模具结构进行说明。图1为前述风扇的总体图，图2为沿图1中II-II向的视图。
图中标号11表示具有固定侧金属模12、可动侧金属模13和可动型芯14的金属模具。此处，可动型芯14设置在对应螺旋桨式风扇的叶片部31a的厚壁部31b，且沿箭头A方向移动。通过前述固定侧金属模12、可动侧金属模13和可动型芯14形成了作为模制品的风扇的模具空间15。在前述固定侧金属模11上设有溶融塑料的注入口16和用于保持后述注入控制杆平滑移动的注入控制杆用轴套17。
在前述固定侧金属模12和可动型芯14上设有可沿箭头B方向移动的溶融塑料的注入控制杆18。另外，在前述可动侧金属模13设有用于从金属模推出模制品的风扇的推出杆19。所述推出杆19沿箭头C方向移动。前述可动型金属模13，可动型芯14，注入控制杆18和推出杆19分别通过图中未示出的各驱动源进行位置移动的控制。
前述可动型芯14为了通过挨靠在图2所示的风扇叶片模具空间15中叶片部分31a的厚壁部31b的位置处且以构成模具空间15外部的一部分而设置，且使其变成不挨靠叶片部分31a周边的薄壁31c和强度必需的叶片固定根部附近31d上的那样配置的形状。
下面，就利用具有上述结构的金属模具成形塑料螺旋桨式风扇的叶片的方法进行说明。
(实施例1)
(1)首先，驱动打开注入控制杆18，从注入口16将溶融塑料注入由固定侧金属模12、可动侧金属模13和可动型芯14形成的模具空间15内。在此，作为溶融塑料，可采用含有玻璃纤维等的长纤维强化塑料，其中所述玻璃纤维长度大于3mm，也就是说采用出光石油化学公司生产的长纤维强化GFPP(商品名：モストロン L(GF30％)。
(2)接着，前述溶融塑料材料在风扇叶片的模具空间15内大致充满时，关上注入控制杆18，按可动型芯14向叶片部31a侧推出，压缩模具空间15内的塑料材料并将其压送到模具空间15内的周边部。此处，模制机采用三菱重工业公司制造的注射模制机(紧固模具的力：450吨)，模制温度250℃，金属模具温度：60℃，注射时间：5秒，以相对模腔的注射填充率90％进行填充，在注射结束后向前推进可动型芯，进行压缩填充。
(3)接着，在一定时间后，使可动型芯14返回到形成叶片部31a形状的原来位置，通过在塑料材料内所含的长纤维的回弹力在叶片内部产生内部膨胀，直至模制品的外部沿模具空间15的形状形成叶片形状，使可动型芯14保持在规定位置。
(4)接着，伴随由注射在模具空间15内的塑料材料的时间流逝而温度降低，在由膨胀或发泡产生的叶片形状变化稳定时使可动侧金属模13和可动型芯14与固定侧金属模12分离，驱动推出杆19以便从金属模具11中取出作为成形品的风扇叶片。模制周期为70秒。
在上述实施例1中，首先，由注入口16将溶融塑料材料注入模具空间15内，当该塑料材料大致充满模具空间15内时，关闭注入控制杆18且将可动型芯14推出到叶片部31a侧，压缩模具空间15内的塑料材料，将其压送到模具空间15内的周边部。随后，在一定时间之后，使可动型芯14返回到形成叶片部31a形状的原始位置，通过在塑料材料内所含的长纤维的回弹力在叶片内部产生内部膨胀，直至模制品的外部沿模具空间15的形状形成叶片形状，使可动型芯14保持在规定位置，进而在由膨胀或发泡产生的叶片形状变化稳定时使可动侧金属模13和可动型芯14与固定侧金属模12分离，驱动推出杆19以便从金属模11中取出作为模制品的风扇叶片。
因此，在风扇叶片部31a中，周边薄壁部31c和固定根部31d的强度保持部上可以保持有能使塑料原料保持致密的强度，通过内部膨胀或发泡可以在中央部的厚壁部31b上少量填充塑料原料。结果，使厚壁部与薄壁部的质量差减小，从而能够得到大量均匀的成形品，并能减少引起风扇转动振动的不平衡量。
事实上，按实施例1那样获得的制品(风扇叶片)是尺寸精度非常高的制品，其中，制品尺寸为400mm，制品重量为450g，相对于金属模具形状，所得制品(风扇叶片)的最大变形量为1mm。并且，内部空隙由长纤维的复原力(回弹)产生。
作为比较例，使用实施例1的设备，利用短纤维GFPP(GF30％)来进行注射模成形。但是，树脂温度为230℃，金属模具温度为40℃，注射时间为5秒，保持压力时间为30秒，冷却时间为220秒，成形周期为280秒。结果，制品重量为600g，相对于金属模具形状所得的制品(风扇叶片)的最大变形量为10mm，因此其尺寸精度较低，故需要通过二次工序进行矫正。
(实施例2)
如上述实施例1中上述(2)那样将可动型芯14推出到叶片部31a侧后，使塑料材料压送充满在风扇叶片的模具空间15内，关闭注入控制杆18。之后，经过与实施例1中上述(3)、(4)相同的步骤形成塑料螺旋桨式风扇的叶片。
按照实施例2，可获得与上述实施例1相同的效果。
在上述实施中，作为塑料材料，虽然是就含有塑料原精益求精3mm以上度的玻璃纤维等的长纤维强化塑料的情况进行的说明，但不应局限于此，也可采用在通常的塑料材料中混入发泡剂的塑料材料，或在长纤维强化塑料材料中混入发泡剂的塑料材料。
在上述实施例中，虽然通过膨胀能形成内部空隙，但也可在所述内部空隙中注入用于形状保持的气体。并且，在上述实施例中，虽然是就使叶片部膨胀的情况进行的说明，但不应局限于此，根据需要，也可使相当风扇叶片中心部的凸起部(叶毂)也接触可动芯型，然后使型芯后退，产生膨胀。此处，所谓“型芯后退”，是指先接触可动型芯，在注射塑料材料之后，再返到回标准位置成形的方法。
Claims (6)
1.一种利用固定侧金属模和可动型金属模注射模塑塑料螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征在于，
在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部分的厚壁部的部分设置可动型芯，
在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间的叶片空间内注射一定量的塑料原料后，
将前述可动型芯推出到模具空间内的内侧，
然后使前述可动型芯返回到形成叶片空间的模具形状的标准位置，以形成螺旋桨式风扇的叶片。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征在于：前述塑料原料可采用包含长纤维的强化塑料、具有发泡剂的塑料，或含有长纤维和发泡剂两者的强化塑料的任意一种材料。
3.根据权利要求1所述的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征在于：使可动型芯不贴近前述塑料的叶片顶端和叶片固定部附近，只贴近叶片中央的厚壁部进行模制。
4.一种利用固定侧金属模和可动型金属模注射模制塑料螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征是：
在对应螺旋桨式风扇的叶片叶片部分的厚壁部的部分上设置可动型芯，
在由前述固定侧金属模、可动侧金属模和可动型芯形成的螺旋桨式风扇的叶片中模具空间的叶片空间内注射一定量的塑料原料，然后
压送注射塑料原料使其充满模具空间，
之后，使前述可动型芯返回形成叶片空间的模具形状的标准位置以形成螺旋桨式风扇的叶片。
5.根据权利要求4所述的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征在于：前述塑料原料可采用包含长纤维的强化塑料、具有发泡剂的塑料，或含有长纤维和发泡剂两者的强化塑料的任意一种材料。
6.根据权利要求4所述的螺旋桨式风扇的叶片的注射模塑成形方法，其特征在于：使可动型芯不贴近前述塑料的叶片顶端积叶片固定部附近，只贴近叶片中央的厚壁部以进行成形。
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