PL228607B1

PL228607B1 - Injection mould

Info

Publication number: PL228607B1
Application number: PL412968A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Mrozek; Paweł Muszyński
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2018-04-30
Also published as: PL412968A1

Abstract

Forma wtryskowa zawierająca korpus, wymienne wkłady formujące oraz wzbudnik charakteryzuje się tym, że posiada układ selektywnego nagrzewania powierzchni wkładu formującego (11) zawierający wzbudnik (8) zamontowany w uchwycie (7) osi pionowej (5) manipulatora (8), który jest połączony z korpusem formy wtryskowej (1).The injection mold containing a body, replaceable molding inserts and an exciter is characterized by having a system for selective heating of the surface of the forming insert (11) containing an exciter (8) mounted in the handle (7) of the vertical axis (5) of the manipulator (8), which is connected to the injection mold body (1).

Description

POLSKAPOLAND

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228607 (13) B1 (51) IntCI.Patent Office of the Republic of Poland (12)PATENT DESCRIPTION ₍ i ₉₎ PL ₍ n)228607 (13) B1 (51) IntCI.

(21) Numer zgłoszenia: 412968 _H05_{B 6/Q2 (2006 01)} (21) Application number: 412968 _H0 5 _{B 6/Q2 (2006 01)}

B29C 45/00 (2006.01) B29C 47/88 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 30.06.2015 (54)B29C 45/00 (2006.01) B29C 47/88 (2006.01) (22) Filing date: 30/06/2015 (54)

Forma wtryskowaInjection mold

(73) Uprawniony z patentu: (73) Patent holder: POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL POZNAŃ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Poznań, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: (43) Notification announced: 02.01.2017 BUP 01/17 02/01/2017 BUP 01/17 (72) Twórca(y) wynalazku: (72) Inventor(s): KRZYSZTOF MROZEK, Pecna, PL PAWEŁ MUSZYŃSKI, Zbąszynek, PL KRZYSZTOF MROZEK, Pecna, PL PAWEŁ MUSZYŃSKI, Zbąszynek, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (45) The grant of the patent was announced: 30.04.2018 WUP 04/18 30/04/2018 WUP 04/18 (74) Pełnomocnik: (74) Representative: rzecz, pat. Marcin Walkowiak thing, pat. Marcin Walkowiak

co oowhat oh

CMCM

Q_Q_

PL 228 607 B1PL 228 607 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest forma wtryskowa wyposażona w układ selektywnego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących w celu eliminacji lokalnych wad produkowanych wyprasek.The subject of the invention is an injection mold equipped with a system of selective induction heating of selected forming surfaces in order to eliminate local defects in the produced moldings.

W trakcie procesu wtryskiwania, przy użyciu pracy mechanicznej i energii termicznej, granulat przekształcany jest w jednostce uplastyczniającej w stop, który następnie wtłaczany jest pod dużym ciśnieniem przez końcówkę dyszy do gniazda (wlewka, kanałów rozdzielających oraz gniazda właściwego). W momencie zetknięcia się strugi tworzywa z relatywnie zimną ścianą formującą ciepło z tworzywa przekazywane jest do formy, a następnie przez kanały chłodzące odprowadzane jest poza układ formowania. W konwencjonalnym przebiegu procesu stop tworzywa ma dużo wyższą temperaturę niż ściany gniazda formującego. Różnica temperatur między płynącą strugą tworzywa a powierzchnią formującą powoduje, że wraz z przebytą drogą stop wychładza się i wzrasta jego lepkość. Powstawanie przymarzniętych warstw redukuje przekrój gniazda, co uniemożliwia wypełnienie najbardziej oddalonych od punktu wtrysku obszarów formowania. Problemy związane z niecałkowitym wypełnieniem gniazda formującego pojawiają się w szczególności podczas przetwórstwa tworzyw o podwyższonej lepkości lub uzupełnionych o różnego rodzaju środki wypełniające (uniepalniacze, włókna wzmacniające, proszki magnetyczne itp.). Bardzo często temu zjawisku towarzyszą błędy odwzorowania mikrostruktur oraz wady związane z niewłaściwym ukształtowaniem linii łączenia płynących strug tworzywa.During the injection process, using mechanical work and thermal energy, the granulate is transformed in the plasticizing unit into a melt, which is then forced under high pressure through the nozzle tip into the cavity (ingot, separation channels and the actual cavity). When the plastic stream comes into contact with the relatively cold forming wall, the heat from the plastic is transferred to the mold and then transferred out of the molding system through cooling channels. In a conventional process, the plastic melt has a much higher temperature than the walls of the molding cavity. The temperature difference between the flowing stream of material and the forming surface causes the alloy to cool down and its viscosity to increase along the distance traveled. The formation of frozen layers reduces the cross-section of the cavity, which makes it impossible to fill the molding areas furthest from the injection point. Problems related to incomplete filling of the mold cavity appear in particular when processing materials with increased viscosity or supplemented with various types of filling agents (flame retardants, reinforcing fibers, magnetic powders, etc.). Very often, this phenomenon is accompanied by errors in the mapping of microstructures and defects related to the incorrect shape of the connecting lines of flowing streams of material.

Wady będące efektem zastosowania zbyt niskiej temperatury formy oraz podwyższonego ciśnienia wtrysku mogą zostać usunięte w dodatkowych procesach technologicznych. Należy jednak wziąć pod uwagę, że z punktu widzenia ekonomii oraz ekologii wytwarzania, korzystniejsze jest prowadzenie produkcji kompleksowej, zawartej w jednej operacji wtryskiwania.Defects resulting from too low mold temperature and increased injection pressure can be removed in additional technological processes. However, it should be taken into account that from the point of view of economics and ecology of production, it is more advantageous to conduct comprehensive production, including one injection operation.

Znane jest z amerykańskiego opisu zgłoszenia US 20100201040 A1 rozwiązanie polegające na podgrzewaniu całej powierzchni formy wtryskowej przy użyciu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Znany jest również z amerykańskiego opisu zgłoszenia US 8840386 B2 zespół form wtryskowych nagrzewanych indukcyjnie wykorzystujących wzbudnik stacjonarny umieszczony pod powierzchnią formującą, a także forma wtrys kowa wyposażona w kompleksowy system nagrzewania indukcyjnego wraz z generatorem i cewką indukującą prąd w korpusie narzędzia przedstawiona w opisie US 20100201040 A1. Z chińskiego opisu zgłoszenia CN 102407594 A znana jest metoda oraz narzędzie do realizacji procesu wtryskiwania wykorzystujące zjawisko nagrzewania indukcyjnego powierzchni formujących. Znany jest również z chińskiego opisu zgłoszenia CN 103042629 A system nagrzewania form wtryskowych wykorzystujący zjawisko powstawania prądów wirowych na powierzchniach formujących. Wszystkie przedstawione metody dotyczą równomiernego nagrzewania całych powierzchni formujących, co wymaga dostarczenia dużej energii oraz znacznego wydłużenia czasu cyklu produkcyjnego.A solution known from the American description of application US 20100201040 A1 involves heating the entire surface of the injection mold using the phenomenon of electromagnetic induction. Also known from the American description of application US 8840386 B2 is a set of induction-heated injection molds using a stationary inductor placed under the forming surface, as well as an injection mold equipped with a comprehensive induction heating system with a generator and a coil inducing current in the tool body, presented in the description US 20100201040 A1 . From the Chinese description of application CN 102407594 A, a method and a tool for implementing the injection process using the phenomenon of induction heating of forming surfaces are known. Also known from the Chinese description of application CN 103042629 A is a system for heating injection molds that uses the phenomenon of eddy currents on the forming surfaces. All presented methods involve uniform heating of entire forming surfaces, which requires high energy input and a significant extension of the production cycle time.

Forma wtryskowa zawiera korpus, wymienne wkłady formujące oraz wzbudnik. Wyposażona jest w układ selektywnego nagrzewania powierzchni wkładu formującego zawierający wzbudnik - np. w postaci cewki indukcyjnej - podłączony do generatora indukcyjnego i zamontowany w uchwycie osi pionowej manipulatora, który jest połączony z korpusem formy wtryskowej.The injection mold includes a body, replaceable molding inserts and an exciter. It is equipped with a system for selective heating of the surface of the forming insert, containing an inductor - e.g. in the form of an induction coil - connected to the induction generator and mounted in the handle of the vertical axis of the manipulator, which is connected to the body of the injection mold.

Korzystnym wariantem formy jest kiedy powierzchnie przeznaczone do nagrzewania odseparowane są od wkładu formującego poprzez zastosowanie wkładki wysuwnej umieszczonej na kołku prowadzącym i podpartej sprężyną.A preferred variant of the mold is when the surfaces intended for heating are separated from the forming insert by using a sliding insert placed on a guide pin and supported by a spring.

W momencie otwarcia formy wtryskowej wkładka zostaje wypchnięta przez sprężynę poza obszar formowania. Wzbudnik wprowadzany jest w pobliże wyznaczonej powierzchni przy użyciu manipulatora. Po osiągnięciu zadanej pozycji nagrzewa wkładkę a następnie wycofuje się poza obszar roboczy. Forma wtryskowa zamykając się powoduje wsunięcie wkładki do pozycji formowania.When the injection mold opens, the insert is pushed out of the molding area by the spring. The exciter is introduced near the designated surface using a manipulator. After reaching the set position, it heats the insert and then withdraws outside the working area. When the injection mold closes, the insert is moved into the molding position.

Forma według wynalazku pozwala na energooszczędną produkcję wyprasek pozbawionych wad poprzez dynamiczne nagrzewanie wybranych powierzchni formujących. Energia pochodząca od wzbudnika kierowana jest jedynie do tych obszarów formowania, które odpowiedzialne są za powstawanie wad w produkowanych wyrobach. Pozwala to na skrócenie czasu cyklu produkcyjnego oraz redukcję energochłonności procesu w porównaniu do innych metod nagrzewania indukcyjnego form.The mold according to the invention allows for the energy-saving production of defect-free moldings by dynamic heating of selected forming surfaces. The energy from the exciter is directed only to those forming areas that are responsible for defects in the manufactured products. This allows you to shorten the production cycle time and reduce the energy consumption of the process compared to other methods of induction heating of molds.

PL 228 607 B1PL 228 607 B1

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunkach gdzie fig. 1 pokazuje schematycznie otwartą formę z wprowadzonym do obszaru roboczego wzbudnikiem, natomiast fig. 2 prezentuje przekrój przez wkładkę wysuwną w momencie nagrzewania.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawings, where Fig. 1 shows schematically an open form with an inductor introduced into the working area, while Fig. 2 shows a cross-section through the withdrawable insert at the moment of heating.

Korpus formy wtryskowej 1 podzielono na stempel 2 i matrycę 3, na której zamontowano manipulator 4 wzbudnika 8. Manipulator 4 wyposażony jest w dwie osie sterowane: pionową 5 i poziomą 6. Wzbudnik 8 zamontowany jest w uchwycie 7 należącym do osi pionowej 5. W płytach stemplowej 13 oraz matrycowej 10 wyfrezowano kieszenie, w których osadzone są odpowiednio wkład stemplowy 12 i matrycowy 11. Otwarcie formy polegające na odsunięciu stempla 2 od nieruchomej matrycy 3 powoduje wysunięcie się wkładki 9 umieszczonej na kołku prowadzącym 14 i podpartej sprężyną 15. Wówczas między stempel 2 i matrycę 3 wprowadzany jest wzbudnik 8. Oś pionowa 5 i pozioma 6 manipulatora 4 umożliwiają bezkolizyjną lokalizację wzbudnika 8 w bliskim sąsiedztwie wkładki wysuwnej 9. Po osiągnięciu żądanej pozycji, wzbudnik 8 nagrzewa wkładkę 9, a następnie wycofuje się poza obszar roboczy. W kolejnym kroku następuje dosunięcie stempla 2 do matrycy 3 i rozpoczyna się proces wtryskiwania.The body of the injection mold 1 is divided into a punch 2 and a die 3, on which a manipulator 4 of an exciter 8 is mounted. The manipulator 4 is equipped with two controlled axes: vertical 5 and horizontal 6. The exciter 8 is mounted in a holder 7 belonging to the vertical axis 5. In the plates pockets are milled into the punch 13 and die 10, in which the punch insert 12 and the die 11 are mounted, respectively. Opening the mold by moving the punch 2 away from the stationary die 3 causes the insert 9 placed on the guide pin 14 and supported by the spring 15 to slide out. the exciter 8 is introduced into the matrix 3. The vertical axis 5 and horizontal 6 of the manipulator 4 enable collision-free location of the exciter 8 in close proximity to the withdrawable insert 9. After reaching the desired position, the exciter 8 heats the insert 9 and then withdraws outside the working area. In the next step, the punch 2 is moved to the die 3 and the injection process begins.

Forma wtryskowa wyposażona w układ selektywnego nagrzewania indukcyjnego wybranych powierzchni formujących znajduje szczególne zastosowanie w produkcji wyprasek cienkościennych, wyrobów o wymaganej wysokiej jakości oraz przedmiotów, których wytworzenie technologiami konwencjonalnymi jest niemożliwe.The injection mold equipped with a selective induction heating system for selected forming surfaces is particularly used in the production of thin-walled moldings, products of the required high quality and items that cannot be produced using conventional technologies.

Claims

Patent claims

An injection mold comprising a body, replaceable mold inserts and an inductor, characterized in that it has a system for selective heating of the surface of the molding insert (11) comprising an inductor (8) mounted in the holder (7) of the vertical axis (5) of the manipulator (8), which is connected to the mold body (1).

2. The form according to claim 1 A method as claimed in claim 1, characterized in that the surfaces to be heated are separated from the mold insert (11) by means of a withdrawable insert (9) placed on the guide pin (14) and supported by a spring (15).