CN202556666U - 液态硅橡胶及热塑性塑胶二次覆盖成型系统 - Google Patents
液态硅橡胶及热塑性塑胶二次覆盖成型系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种二次覆盖成型系统，该系统包括模具、转台、附加注入单元及第二材料处理单元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入单元将基础材料注入第一型腔形成预成型件，所述转台将所述预成型件转移至第二型腔，所述第二材料处理单元将第二材料注入第二型腔。本实用新型提供的二次成型系统具有高质量、低成本及高产率等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及模具及注塑成型技术领域，尤其涉及一种二次覆盖成型系统，特别是液态硅橡胶及热塑性塑胶二次覆盖成型系统。
背景技术
二次覆盖成型是指两种塑胶材料在注塑机上注塑并分两次成型，产品从一套模具中出模取出后，再放入另外一套模具中进行第二次注塑成型的技术。通常，两种塑胶材料在两台注塑机上注塑，所以，一般这种模塑工艺通常由2套模具完成。由此带来成本高及产率低的问题。
并且，对于特定两种材料进行二次覆盖成型，则往往存在困难。例如，对于液体硅橡胶(Liquid Silicone Rubber，LSR)与热塑性塑料(Thermoplastic)，由于这两种材料存在物理及化学性能的差异，对它们进行二次覆盖成型所使用的机器和工具非常复杂。
对于热塑性塑料，其原始形态是固态。在加工过程中，热塑性塑料被注入料筒并设置在高于其熔点的温度(例如，200-300℃)进行塑化和计量。然后，将熔化的热塑性塑料注入处于较低温度(例如，50-100℃)的模腔，熔化的塑料熔体逐渐固化形成产品。
对于LSR，其原始形态是液态。LSR包括两种成分，此处称为成分A和成分B。为了凝固，必须将成分A和成分B在特定较高温度(例如，140℃)进行混合。在加工过程中，将成分A和成分B在冷却料筒内混合，并在一定温度(例如，20℃)下计量和注入。然后，将LSR转至热模腔中使其凝固，LSR逐渐固化形成产品。
也就是说，对于热塑性塑料的加工过程，模具和机器之间通道的温度较高而模腔的温度较低；但是对于LSR的加工过程，正好与热塑性塑料相反，即模具和机器之间通道的温度较高而模腔的温度较低。可见，为了对这样两种类型的材料进行二次覆盖成型，需要特殊的硬件配置以及特定的设计，从而减小它们在模制过程中的热量传递。因此，在同一个模具中对这样的两种材料进行二次成型是一项技术挑战。
实用新型内容
本实用新型提出了二次覆盖成型系统，采用一个步骤即可实现二次成型，并减小两种材料在模制过程中的热量传递。
为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种二次覆盖成型系统，包括模具、转台、附加注入单元及第二材料处理单元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入单元将基础材料注入所述第一型腔形成预成型件，所述转台将所述预成型件从第一型腔转移至第二型腔，所述第二材料处理单元将第二材料注入第二型腔。
其中，所述基础材料初始为固态、所述第二材料初始为液态；所述第一型腔和所述第二型腔分别为温度相对低和高的型腔。
优选地，所述系统还包括水冷料筒和水流道系统，所述水冷料筒对送入第二型腔前的第二材料进行冷却，所述水流道系统将冷却后的第二材料提供给所述第二型腔。
优选地，所述水冷料筒上设有冷却套，所述冷却套在内部包括螺旋水通道。
优选地，在第一型腔和第二型腔之间设有绝热盘。
其中，所述基础材料为热塑性塑料，所述第二材料为液体硅橡胶LSR。
优选地，所述系统还包括硅树脂测量控制设备，用于对LSR两种成分进行计量和抽取，并提供给所述第二材料处理单元，所述第二材料处理单元对LSR进行混合处理后，将混合的LSR注入所述第二型腔。
本实用新型具有以下优点：
(1)高质量
传统上，在单个产品上实现两种不同材料的组合是通过在由预模制基础部件(预成型件)上再二次成型第二材料实现的，其中预模制基础部件是在单独的机器上预先加工而成的。通常，粘合性能并不理想。
在本实用新型中，模具具有两个型腔，在将基础材料的预成型件从第一型腔转移至地第二型腔后，将第二材料冷却后注入第二型腔，使第二材料凝固包覆在预成型件上，形成最终的二次成型产品。通过本实用新型提供的一步二次覆盖成型技术，粘合性能得到了改善。并且，通过模具绝热配置的创新性设计，减小了在模具内部的加热区域和冷却区域之间的热量传递，因此，加工过程变得更加稳定，且能生产出质量更高的产品。
(2)低成本
通过使用一步二次成型系统，可简化产品加工过程，因此用于预成型件的运输和存储费用降低。另外，仅需一个二次覆盖成型系统，而非需要两个标准的注塑机。投资费用可进一步降低。
(3)高产率
采用该一步二次成型系统，LSR-热塑性塑料二次覆盖成型产品的加工过程可实现全自动。因此，提供了生产力。
(4)洁净制造
健康保健和化学产品严格要求洁净制造。由于一步二次覆盖成型过程仅在单独的生产区完成，可容易地控制生产环境，从而实现无污染生产。由此保证了医学级别产品的生产。
附图说明
图1是本实用新型二次覆盖成型系统示意图；
图2a-2f是图1所示二次覆盖成型系统的操作过程示意图；
图3a-3b是本实用新型二次覆盖成型系统中模具的配置示意图；
图4是本实用新型冷却套示意图。
具体实施方式
本实用新型以LSR和热塑性塑料为例，提出了对两种材料进行二次覆盖成型的方案。不同于现有技术中的二次成型必须使用两套模具采用两个步骤完成，本实用新型仅需一套模具并采用一个步骤即可实现二次覆盖成型，并且实现过程是全自动的。
在本实用新型一个实施例中，模基础设计可保证加工过程的适应性，从而系统既可用于生产LSR-热塑性塑料二次覆盖成型产品，也可用于生产纯LSR产品。并且，二次覆盖成型的创新性设计以及绝热配置，可保证在模具内传递最小热量。因而，采用本实用新型，可生产出具有优良二次覆盖成型性能和良好表面质量的产品。
LSR-热塑性塑料二次成型系统包括用于处理LSR的LSR处理单元、用于处理热塑性塑料的附加注入单元、用于二次成型制的转台以及用于将LSR注入二次成型系统的硅树脂测量控制设备。
参见图1，为本实用新型一个实施例中的二次覆盖成型系统示意图。二次覆盖成型系统主要包括：硅树脂测量控制设备1、混合阀2、静态混合器3、水岐管4、夹送设备5、自动脱模设备6、模制加热系统7、真空系统8、水冷料筒9、转台10以及附加注入单元11。其中，硅树脂测量控制设备1主要用于对LSR的两种成分(例如成分A和B)进行测量和抽取控制，并将抽取的LSR注入二次覆盖成型系统。混合阀2、静态混合器3和水岐管4一并实现上述的LSR处理单元，主要用于将硅树脂测量控制系统1注入二次成型系统的LSR进行混合处理并注入二次成型模具内。附加热塑性塑料注入单元11用于将热塑性材料注入二次覆盖成型模具内。图1中的虚线表示信号线。
下面对本实用新型提供的二次成型系统的工作过程进行详细阐述。
首先，通过附加注入单元11将基础材料(例如，热塑性塑料)注入二次成型模具的第一型腔。然后，基础材料凝固成为预成型件。接着，打开模具并利用转移机构(例如，转台10)将预成型件转移至LSR二次成型模具的第二型腔。关闭模具，等待从LSR处理单元注入LSR材料。
与热塑性塑料不同，LSR材料的原始形态为液态且包括两种成分，例如表示为成分A和成分B。因此，需要使用硅树脂测量控制设备1抽取液态硅树脂。通过静态混合器3将两种成分混合在一起。将混合的LSR提供给水冷料筒9，然后，通过冷流道系统将混合的LSR提供给模具。通常，采用水岐管4实现冷却料筒和冷流道系统。在此阶段，LSR仍然处于液态，直至当LSR到达加热模具型腔使其固化。通常，通过模制加热系统7实现模具型腔的加热。当LSR到达模具的第二型腔时，触发真空系统8在型腔内部产生负压，从而推动模制进程。逐渐地，LSR在预成型件上凝固，形成最终的产品。然后，开启模具，通过自动脱模设备6附连的夹送设备5实现脱模。
参考图2a-2f，为图1所示二次成型系统的操作过程示意图。
在图2a中，通过附加注入单元将热塑性塑料注入二次成型模具的第一型腔；在图2b中，通过转台将预成型件转移至第二型腔；在图2c中，将LSR和热塑性塑料同时分别注入第一型腔和第二型腔；在图2d中，开启模具，LSR-热塑性塑料的二次成型出模；在图2e中，通过转台将预成型件转移至第二型腔；在图2f中，循环操作。
由于二次覆盖成型模具涉及在加工时需要完全不同热量条件的两类不同材料，因此，本实用新型的二次成型系统包含一些特殊的设计。以热塑性塑料和LSR为例，前者初始为固态，在料筒内要求高于200℃的温度，然后为了凝固需要在模具内冷却至100℃以下，而后者初始为液态，在料筒内要求约20℃的低温，然后为了凝固需要在模具中被加热至100℃以上。因此，在系统设计时必须考虑系统中的热量传递。
由于LSR在高温下容易固化，因此在LSR注入机上新增了一些措施，从而将LSR保持在相对低的温度。
参考图3a和图3b，为二次成型系统中的模具的配置示意图，其中，图3a是模具两部分分离时的示意图，图3b是模具两部分闭合时的示意图。
二次成型的模具配置包括高温模槽12和低温模槽13，例如分别为140℃和100℃。模具还包括两个型腔。第一型腔17用于第一预成型件(基础材料，例如热塑性塑料)。该型腔的特点在于一个低温压盘14，该低温压盘14由冷却元件(例如，冷却器)冷却，从而凝固基础材料。除了具有用于盛装第二材料(例如LSR)的额外空间外，第二型腔18与第一型腔17相似。第二型腔18的特点在于它是一个较高温度的型腔，它被加热元件(例如，筒形加热器)加热，用于固化LSR。在加热腔室和冷却腔室之间引入绝热层，用于减小热量传递，例如由绝热盘15和空气间隙构成绝热层。并且，还引入冷流道系统16，保证LSR的固化仅发生在指定的模具腔室区域。
对于水冷料筒9和模具之间的区域，通过特殊设计的冷流道系统16实现低温。该冷流道系统16使得LSR保持在相对低的温度，从而减小该区域的热量传递。
对于模具，通过绝热盘15实现绝热。参考附图3，绝热盘15将冷却区域从加热区域隔离开，从而减小区域之间的热量传递。
参考图4，为水冷料筒的冷却套的示意图。
对于水冷料筒9，通过特殊设计的冷却套19实现低温。冷却套19在内部包括螺旋水通道。该螺旋设计减小了水和料筒之间的接触面积，因而使套中的水可最大限度地将LSR保持在低温。
本实用新型具有以下优点：
(1)高质量
传统上，在单个产品上实现两种不同材料的组合是通过在由预模制基础部件(预成型件)上再二次成型第二材料实现的，其中预模制基础部件是在单独的机器上预先加工而成的。通常，粘合性能并不理想。
在本实用新型中，模具具有两个型腔，在将基础材料的预成型件从第一型腔转移至地第二型腔后，将第二材料冷却后注入第二型腔，使第二材料凝固包覆在预成型件上，形成最终的二次成型产品。通过本实用新型提供的一步二次成型技术，粘合性能得到了改善。并且，通过模具绝热配置的创新性设计，减小了在模具内部的加热区域和冷却区域之间的热量传递，因此，加工过程变得更加稳定，且能生产出质量更高的产品。
(2)低成本
通过使用一步二次覆盖成型系统，可简化产品加工过程，因此用于预成型件的运输和存储费用降低。另外，仅需一个二次覆盖成型系统，而非需要两个标准的注塑机。投资费用可进一步降低。
(3)高产率
采用该一步二次覆盖成型系统，LSR-热塑性塑料二次覆盖成型产品的加工过程可实现全自动。因此，提供了生产力。
(4)洁净制造
健康保健和化学产品严格要求洁净制造。由于一步二次成型过程仅在单独的生产区完成，可容易地控制生产环境，从而实现无污染生产。由此保证了医学级别产品的生产。
为了说明上的方便，上面的实施例以热塑性材料作为基础材料、LSR作为第二材料对本实用新型进行了说明。本领域技术人员可以理解，除这两种材料之外，本实用新型还可对其它材料进行二次成型。另外，针对LSR包含两种成分A和B的特性，二次成型系统包括硅树脂测量控制设备和LSR处理单元，分别实现LSR测量和抽取以及混合和注入等，也即，硅树脂测量控制设备和LSR处理单元是针对LSR这种材料特殊定制的，那么本领域人员可以理解，对于其它没有这种特性的材料，可以简化上述这两个单元的功能，比如，对于仅有一种成分的第二材料，可省略硅树脂测量控制设备并简化处理单元的功能。
上文中提供了对本实用新型的具体描述以用于进行阐述和说明。但并非要穷举或者将本实用新型限于所公开的精确形式。根据以上教导，可实现很多修改和变型。上述实施例被选取用于最佳地解释本实用新型的原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员能够以不同的实施例并利用适于特定预期用途的不同变型来最佳地利用本实用新型。本实用新型的范围要由所附权利要求来定义。
Claims (7)
1.一种二次覆盖成型系统，其特征在于，包括模具、转台、附加注入单元及第二材料处理单元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入单元将基础材料注入所述第一型腔形成预成型件，所述转台将所述预成型件从第一型腔转移至第二型腔，所述第二材料处理单元将第二材料注入第二型腔。
2.根据权利要求1所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，所述基础材料初始为固态、所述第二材料初始为液态；所述第一型腔和所述第二型腔分别为温度相对低和高的型腔。
3.根据权利要求2所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，所述系统还包括水冷料筒和水流道系统，所述水冷料筒对送入第二型腔前的第二材料进行冷却，所述水流道系统将冷却后的第二材料提供给所述第二型腔。
4.根据权利要求3所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，所述水冷料筒上设有冷却套，所述冷却套在内部包括螺旋水通道。
5.根据权利要求2所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，在第一型腔和第二型腔之间设有绝热盘。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，所述基础材料为热塑性塑料，所述第二材料为液体硅橡胶LSR。
7.根据权利要求6所述的二次覆盖成型系统，其特征在于，所述系统还包括硅树脂测量控制设备，用于对LSR两种成分进行测量和抽取，并提供给所述第二材料处理单元，所述第二材料处理单元对LSR进行混合处理后，将混合的LSR注入所述第二型腔。
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