CN1853903A - 射出成型系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种射出成型系统，其包括：一内部设有加热装置、冷却通道及温度传感装置的成型模具；一与所述冷却通道一端相连接的阀门装置；一与所述加热装置及阀门装置相连接的控制装置；以及一与所述冷却通道另一端及所述控制装置连接的负压装置。本发明还提供使用所述射出成型系统的成型方法。

Description

射出成型系统及方法
【技术领域】
本发明涉及一种射出成型系统，尤其涉及一种可快速升温及冷却的射出成型系统及方法。
【背景技术】
射出成型制程中，特别是热塑性塑料的射出成型制程，通常需要在热塑性塑料射出时将模具加热至较高温度，以改善热塑性塑料的流动性，从而在冷却后获得高表面精度的成形产品。但是，所述射出成型产品的成型周期也随模具温度变化时间增加而延长，从而导致生产效率降低。
为缩短射出成型产品的成型周期，提高生产效率，现有技术中提供一种模具加热方法。该方法在热塑性塑料射出时仅加热模具成型表面附近部分，因温度变化部分相对较少，整个模具温度变化时间也较短，从而缩短射出成型产品的成型周期。但是，所述成型周期缩短有限，仍不能满足高生产效率的要求。
现有技术还揭示一种缩短射出成型产品成型周期的方法。该方法在热塑性塑料射入模腔前，通过热蒸气在模具内部的加热回路加热模具，当热塑性塑料射入模腔后，通过模具内部的冷却回路流通冷却媒质冷却温度较高的模具，从而大幅减少模具冷却时间，缩短成型周期。但是，采用该方法冷却模具后，通常会有部分加热/冷却媒质残留在所述加热/冷却回路中，在下一个成型周期加热时产生蒸气，从而影响模具的升温效果，不利于迅速加热，导致成型周期延长。
有鉴于此，提供一种成型周期短的射出成型系统及方法实为必要。
【发明内容】
以下，将以实施例说明一种射出成型系统。
以及通过实施例说明一种射出成型方法。
为实现上述内容，提供一种射出成型系统，其包括：一内部设有加热装置、冷却通道及温度传感装置的成型模具，所述冷却通道一端与一阀门装置相连接；以及一与所述加热装置、阀门装置及温度传感装置相连接的控制装置；其中，所述射出成型系统还包括一与所述冷却通道另一端及所述控制装置连接的负压装置。
所述成型模具包括公模仁及母模仁。
所述加热装置包括电加热装置或高频感应加热装置。
优选，所述加热装置设于所述成型模具成型面附近。
优选，所述冷却通道设于所述成型模具成型面附近。
所述温度传感装置设于所述成型模具成型面附近。
优选，所述成型模具还包括将所述成型模具与外部隔离的隔热层。
优选，所述控制装置包括可编程控制器(PLC，Programmable LogicController)及计算机系统。
以及，提供一种射出成型方法，其包括下述步骤：
1)合模，在合模形成成型腔时通过成型模具内部的加热装置将所述成型模具温度加热至成型材料的软化温度以上；
2)射出，将熔融的成型材料注射至所述成型模具的成型腔中，同时通过所述加热装置将所述成型模具温度保持在成型材料的软化温度以上；
3)保压冷却，保压一段时间后，通过在所述成型模具内部的冷却通道流通冷却媒质将所述成型模具及所述成型材料冷却至所述成型材料的软化温度以下；
4)开模取出成型产品，并通过与所述冷却通道相连接的负压装置排除所述冷却通道内残留的冷却媒质。
优选，所述加热装置设于所述成型模具成型面附近。
优选，所述冷却通道设于所述成型模具成型面附近。
所述成型材料150为热塑性材料。
所述热塑性材料包括聚碳酸脂(PC，Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA，Polymethyl Methacrylate)。
所述冷却媒质包括水或油。
优选，在所述成型模具内部的冷却通道流通冷却媒质时，可通过所述负压装置加快所述冷却媒质流速，以加快冷却速度。
优选，所述射出成型方法进一步包括通过一控制装置结合设于所述成型模具成型面附近的温度传感装置自动控制。
与现有技术相比，本实施例提供的具有负压装置的射出成型系统及方法具以下优点：其一，利用负压装置排除所述冷却通道内残留的冷却媒质，避免在下一个成型周期加热时产生蒸气，加快模具升温速度，缩短成型周期；其二，利用负压装置加快冷却媒质的流速，从而加快冷却速度，进一步缩短成型周期；其三，所述隔热层可将所述成型模具与外部隔离，减少热量损失，有利于控制温度；其四，本实施例可通过可编程控制装置根据成型面附近的温度控制各步骤，达成自动化生产，提高生产效率。
【附图说明】
图1是本技术方案实施例的射出成型系统示意图。
图2是本技术方案实施例的射出成型方法的温度曲线示意图。
图3是本技术方案实施例中的合模状态示意图。
图4是本技术方案实施例中的成型材料射出状态示意图。
图5是本技术方案实施例中的保压状态示意图。
图6是本技术方案实施例中的开模状态示意图。
图7是本技术方案实施例中的成型产品顶出状态示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本技术方案作进一步详细说明。
请一并参阅图1及图3，本实施例提供一种射出成型系统10，其包括一内部设有加热装置130、冷却通道140以及温度感测装置160的成型模具100；所述冷却通道140一端与一阀门装置200相连接，另一端与一负压装置300相连接；以及一与所述加热装置130、温度感测装置160、阀门装置200以及负压装置300相连接的控制装置500。所述加热装置130可采用电加热装置或高频感应加热装置，如电加热棒、电加热板、高频震荡感应器等装置，通过加热使所述成型模具100升温。所述冷却通道140可选用多个并联的通孔或单个冷却回路，通过流通冷却介质(图未示)冷却所述成型模具100。所述负压装置300可选用负压泵或真空泵，使所述冷却通道140保持负压状态，防止冷却介质残留在所述冷却通道140中。所述温度感测装置160可采用感温线、感温探头等感温组件。所述控制装置500可选用可编程控制器或计算机系统，通过预先设定的程序，根据所述温度感测装置160感测的温度控制与其相连接的各组件。
本实施例中，所述成型模具100包括公模仁110及母模仁120，所述公模仁110及母模仁120的成型面115、125在合模状态下形成一成型腔101；所述公模仁110及母模仁120的底部还分别形成有一层与外部隔热的隔热层116、126；所述公模仁110中部具有一与所述成型腔101相通的注射通道118；所述温度感测装置160位于所述母模仁120内靠近成型面125处。所述冷却通道140包括分别设于所述公模仁110及母模仁120的成型面115、125附近的多个通孔141、142。所述加热装置130包括分别设于所述公模仁110及母模仁120的成型面115、125与所述多个通孔141、142之间的多个电加热棒131、132。所述温度感测装置160采用感温线。所述负压装置300采用真空泵。所述控制装置500采用可编程控制器。当然，在其它实施例中，所述通孔141、142与所述电加热棒131、132还可以并排设置，或将所述通孔141、142设于成型面115、125与所述电加热棒131、132之间。
请一并参阅图1至图7，本技术方案还提供一种射出成型方法，其包括下述步骤：
步骤(A)，合模，在合模形成成型腔101时通过在成型模具100内部的加热装置130将所述成型模具100温度加热至成型材料150的软化温度以上；
步骤(B)，射出，将熔融的成型材料150注射至所述成型模具100的成型腔101中，同时通过所述加热装置130将所述成型模具100的温度保持在成型材料150的软化温度以上；
步骤(C)，保压冷却，保压预定时间后，通过在所述成型模具100内部的冷却通道140流通冷却介质(图未示)将所述成型模具100及所述成型材料150冷却至所述成型材料150的软化温度以下；
步骤(D)，开模取出成型产品155，并通过与所述冷却通道140相连接的负压装置300排除所述冷却通道140内残留的冷却介质。
下面结合实施例对各步骤进行详细说明。
步骤(A)，合模，在合模形成成型腔101时通过在成型模具100内部的加热装置130加热所述成型模具100并使其保持在成型材料150的软化温度以上。通过控制装置500使所述加热装置130开始加热成型模具100，使所述成型模具100成型表面的温度达到所述成型材料150的软化温度以上的预定温度。所述成型材料150为热塑性材料，可采用聚碳酸脂，如模克隆(Makrolon PC)、LC1500等，或是聚甲基丙烯酸甲脂，如MG5、MGSS等材料。请参阅图3，本实施例中所述成型材料150采用软化温度为107℃的MG5材料，所述加热装置130选用设于所述公模仁110及母模仁120的成型面115、125附近的多个电加热棒131、132。所述公模仁110及母模仁120成型表面的初始温度在所述成型材料150的软化温度以下，如30℃。通过所述控制装置500，如可编程控制器，使所述多个电加热棒131、132通电，对所述公模仁110及母模仁120进行加热，使所述公模仁110及母模仁120的成型表面温度达到所述成型材料150的软化温度以上，如130℃。优选，所述电加热棒131、132外周包括一热扩散层(图未示)，例如所述电加热棒131、132外周形成的铜材料层，从而使所述电加热棒131、132发出的热量迅速通过铜材料层扩散至所述公模仁110及母模仁120，进一步加快升温速度。所述公模仁110及母模仁120的成型表面温度变化如图2中步骤(A)所示。
步骤(B)，射出，将熔融的成型材料150注射至所述成型模具100的成型腔101中，同时通过所述加热装置130将所述成型模具100的温度保持在成型材料150的软化温度以上。当温度感测装置160，如感温线，测得所述成型模具100的成型表面达到所述成型材料150的软化温度以上的预定温度时，将熔融的成型材料150注射至所述成型模具100的成型腔101中，同时通过所述控制装置500使所述加热装置130处于保温状态，以使所述成型模具100的成型表面保持在所述预定温度。请参阅图4，本实施例中，当温度感测装置160测得所述母模仁120的成型表面达到所述成型材料150的软化温度以上，如130℃时，将熔融状态的成型材料150通过所述公模仁110中部的注射通道118注射至所述公模仁110与母模仁120的成型面115、125形成的成型腔101中；与此同时，通过所述控制装置500控制所述多个电加热棒131、132间歇性通电，以确保所述成型材料150填充所述成型腔101期间，所述公模仁110及母模仁120的成型表面温度如图2中步骤(B)所示，即所述公模仁110及母模仁120的成型面115、125的温度基本保持在所述成型材料150的软化温度以上，如130℃。
步骤(C)，保压冷却，保压预定时间后，通过在所述成型模具100内部的冷却通道140流通冷却介质将所述成型模具100及所述成型材料150冷却至所述成型材料150的软化温度以下。当所述成型材料150将所述成型腔101完全填充后，对所述成型材料150进行保压，此时仍通过所述控制装置500使所述加热装置130处于保温状态，以使所述成型模具100的成型表面在预定时间内保持所述预定温度；然后，关闭所述加热装置130，同时开启阀门装置200供应冷却介质，使所述冷却介质在所述冷却通道140中流通，将所述成型模具100及所述成型材料150冷却至所述成型材料150的软化温度以下。所述冷却介质包括水或油。请参阅图5，本实施例中，当所述成型材料150将所述公模仁110与母模仁120的成型面115、125形成的成型腔101完全填充后，对所述成型材料150进行保压。此时仍通过所述控制装置500控制所述多个电加热棒131、132间歇性通电，以使所述公模仁110与母模仁120的成型面115、125在预定时间内保温，所述公模仁110及母模仁120的成型表面温度如图2中步骤(C)中水平部分所示。经过预定时间后，通过所述控制装置500使所述多个电加热棒131、132断电；与此同时，开启阀门装置200供应冷水，使所述冷水在与所述阀门装置200相连通的多个通孔141、142流通，开始进行冷却，使所述公模仁110与母模仁120的成型面115、125及所述成型材料150的温度迅速降至所述成型材料150的软化温度以下，如30℃。优选，开启阀门装置200的同时，还可以开启与所述多个通孔141、142相连通的负压装置300，以加快所述多个通孔141、142中冷水的流速，进一步加快冷却速度。整个保压冷却过程中，所述公模仁110及母模仁120的成型表面温度如图2中步骤(C)所示。
步骤(D)，开模取出成型产品155，并通过与所述冷却通道140相连接的负压装置300排除所述冷却通道140内残留的冷却介质。当温度感测装置160测得所述成型模具100的成型表面达到所述成型材料150的软化温度以下的预定温度时，开始开模并取出成型产品155，同时通过所述控制装置500使所述阀门装置200关闭，停止供应在所述冷却通道140流通的冷却介质，并通过所述控制装置500使所述负压装置300排除所述冷却通道140内残留的冷却介质。请一并参阅图6及图7，本实施例中，当温度感测装置160测得所述母模仁120的成型表面达到30℃时，将所述公模仁110及母模仁120分离，通过设于所述母模仁120的顶出装置128将所述成型产品155顶出，然后取走所述成型产品155；在开模同时，通过所述控制装置500使所述阀门装置200关闭，停止供应在所述多个通孔141、142流通的冷水，并通过所述控制装置500开启所述负压装置300，以排除所述多个通孔141、142内残留的冷水。
以上所述的步骤为本实施例提供的射出成型方法的一个成型周期。其中，所述控制装置500可选用可编程控制器，通过预先设定的程序在所述成型周期中自动执行的各步骤。
与现有技术相比，本实施例提供的具有负压装置的射出成型系统及方法具以下优点：其一，利用负压装置排除所述冷却通道内残留的冷却介质，避免在下一个成型周期加热时产生蒸气，加快模具升温速度，缩短成型周期；其二，利用负压装置加快冷却介质的流速，从而加快冷却速度，进一步缩短成型周期；其三，所述隔热层可将所述成型模具与外部隔离，减少热量损失，有利于控制温度；其四，本实施例可通过可编程控制装置根据成型面附近的温度自动控制成型周期的各步骤，达成自动化生产，提高生产效率。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种射出成型系统，其包括：
一内部设有加热装置、冷却通道及温度传感装置的成型模具；
一与所述冷却通道一端相连接的阀门装置；以及
一与所述加热装置及阀门装置相连接的控制装置；
其特征在于，所述射出成型系统还包括一与所述冷却通道另一端及所述控制装置连接的负压装置。
2.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述成型模具包括公模仁及母模仁。
3.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述加热装置包括电加热装置或高频感应加热装置。
4.如权利要求3所述的射出成型系统，其特征在于，所述电加热装置包括电加热棒及电加热板。
5.如权利要求3所述的射出成型系统，其特征在于，所述加热装置设于所述成型模具成型面附近。
6.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述冷却通道包括多个并联的通孔及单个冷却回路。
7.如权利要求6所述的射出成型系统，其特征在于，所述冷却通道设于所述成型模具成型面附近。
8.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述温度传感装置设于所述成型模具成型面附近。
9.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述温度传感装置包括感温线及感温探头。
10.如权利要求1所述的射出成型系统，其特征在于，所述成型模具还包括将所述成型模具与外部隔离的隔热层。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的射出成型系统，其特征在于，所述控制装置包括可编程控制器及计算机系统。
12.一种射出成型方法，其包括下述步骤：
合模，在合模同时通过成型模具内部的加热装置将所述成型模具温度加热至成型材料的软化温度以上；
射出，将熔融的成型材料注射至所述成型模具的成型腔中，同时通过所述加热装置将所述成型模具温度保持在成型材料的软化温度以上；
保压冷却，保压预定时间后，通过在所述成型模具内部的冷却通道流通冷却媒质将所述成型模具及所述成型材料冷却至所述成型材料的软化温度以下；
开模取出成型产品，并通过与所述冷却通道相连接的负压装置排除所述冷却通道内残留的冷却媒质。
13.如权利要求12所述的射出成型方法，其特征在于，所述成型材料为热塑性材料。
14.如权利要求13所述的射出成型方法，其特征在于，所述热塑性材料包括聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂。
15.如权利要求12所述的射出成型方法，其特征在于，所述冷却媒质包括水或油。
16.如权利要求12所述的射出成型方法，其特征在于，所述射出成型方法进一步包括在所述成型模具内部的冷却通道流通冷却媒质时，通过所述负压装置加快所述冷却媒质流速。
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