TW201634222A - 射出裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種抑制成形不良之射出裝置。本發明的射出裝置，是具備：缸體，對向模具裝置內供給之成形材料進行加熱；及氣體供給機構，將選自非活性氣體和二氧化碳氣體中之至少一種氣體向前述缸體的內部供給，前述氣體供給機構預先對前述氣體進行加熱。
Description
本申請主張基於2015年2月26日申請之日本專利申請第2015-036782號的優先權。該日本申請的全部內容藉由參閱援用於本說明書中。
本發明係有關一種射出裝置。
射出成形機，具有向模具裝置內供給成形材料之射出裝置。射出裝置，具有對成形材料進行加熱之缸體及配設成在缸體內旋轉自如且進退自如之螺桿等(例如參閱專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2011-183705號公報
成形材料在缸體內加熱，產生氣體。產生之氣體可能會成為焦燒等成形不良之原因。
本發明係鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供一種抑制成形不良之射出裝置。
為了解決上述課題，依本發明的一態樣，提供一種射出裝置，其具備：缸體，對向模具裝置內供給之成形材料進行加熱；及氣體供給機構，將選自非活性氣體和二氧化碳氣體中之至少一種氣體向前述缸體的內部供給，前述氣體供給機構預先對前述氣體進行加熱。
依本發明的一態樣，可提供一種抑制成形不良之射出裝置。
40‧‧‧射出裝置
41‧‧‧缸體
411‧‧‧材料供給口
412‧‧‧材料供給部
413‧‧‧主體部
42‧‧‧噴嘴
43‧‧‧螺桿
43Z1‧‧‧供給部
43Z2‧‧‧壓縮部
43Z3‧‧‧計量部
45‧‧‧計量馬達
45a‧‧‧編碼器
46‧‧‧射出馬達
46a‧‧‧編碼器
47‧‧‧壓力檢測器
51‧‧‧冷卻器
511‧‧‧流路
52‧‧‧加熱器
53‧‧‧缸體溫度計
60‧‧‧氣體供給機構
61‧‧‧氣體供給源
62‧‧‧氣體管
62-1‧‧‧主管
62-2、62-3‧‧‧分支管
63‧‧‧流量控制閥
64‧‧‧氣體加熱器
65‧‧‧測量儀組
90‧‧‧控制器
91‧‧‧CPU
92‧‧‧記憶媒體
第1圖係表示本發明的一實施形態的射出裝置之圖。
以下，參閱附圖對用於實施本發明的形態進行說明，各附圖中對相同或者相應的結構標註相同或者相應的元件符號並省略說明。
第1圖係表示搭載有本發明的一實施形態的射出裝置之射出成形機之圖。如第1圖所示，射出成形機具有射出
裝置40及控制器90等。
控制器90由記憶體等記憶媒體92及CPU(Central Processing Unit)91等構成，使CPU91執行記憶於記憶媒體92中的程式，藉此控制射出裝置40。
射出裝置40接觸模具裝置，並向模具裝置內供給成形材料。射出裝置40例如具有：缸體41、噴嘴42、螺桿43、計量馬達45、射出馬達46、壓力檢測器47、冷卻器51及加熱器52。以下，將進行填充時的螺桿43的移動方向(第1圖中為左方向)作為前方，而將進行計量時的螺桿43的移動方向(第1圖中為右方向)作為後方進行說明。
缸體41對向模具裝置內供給之成形材料進行加熱。缸體41具有形成材料供給口411之材料供給部412、及比材料供給部412更靠前方的主體部413。
在材料供給部412的外周，設有水冷缸體等冷卻器51。冷卻器51，具有水等冷媒流動之流路511。冷卻器51，抑制材料供給部412的溫度上升，並抑制在材料供給口411附近產生橋接。所謂橋接，係指構成成形材料之顆粒彼此熔化而粘合在一起之現象。控制器90，是控制冷卻器51，以使材料供給部412的實際測量溫度成為設定溫度。
在主體部413的外周，設有帶式加熱器等加熱器52。加熱器52，是沿缸體41的軸向隔著間隔設有複數個。藉由加熱器52對主體部413進行加熱，從而對成形
材料進行加熱。控制器90獨立地控制各加熱器52，以使主體部413的實際測量溫度成為設定溫度。
在缸體41上設有熱電偶等缸體溫度計53。缸體溫度計53測量缸體41的溫度。缸體溫度計53，沿缸體41的軸向隔著間隔設有複數個，並測量缸體41的軸向的溫度分佈。
噴嘴42設置於缸體41的前端部，且按壓於模具裝置。噴嘴42從缸體41向模具裝置射出成形材料。
螺桿43配設成在缸體41內旋轉自如且進退自如。從材料供給口411向形成於螺桿43之螺旋狀的溝槽供給成形材料。螺桿43朝向前方依次具有：供給部43Z1、壓縮部43Z2及計量部43Z3。供給部43Z1，係將被供給之成形材料供給至前方之部分。壓縮部43Z2，係一邊壓縮被供給之成形材料一邊使其熔融之部分。計量部43Z3，係逐一按定量計量熔融後之成形材料之部分。關於形成於螺桿43之螺旋狀的溝槽的深度，在供給部43Z1中較深，在計量部43Z3中較淺，在壓縮部43Z2中越朝向前方越淺。另外，形成於螺桿43之螺旋狀的溝槽的深度也可以為一定。
計量馬達45，是藉由使螺桿43旋轉，從而沿著螺桿43的螺旋狀的溝槽將成形材料送至前方。成形材料，是一邊被送至前方，一邊被來自缸體41的熱量逐漸熔融。隨著液態的成形材料被送至螺桿43的前方並蓄積在缸體41的前部，而使螺桿43後退。
射出馬達46使螺桿43進退。射出馬達46，藉由使螺桿43前進，而將蓄積在螺桿43的前方之液態成形材料填充到模具裝置的模穴空間內。之後，射出馬達46向前方按壓螺桿43，而向模穴空間內的成形材料施加壓力。
能夠補充不足部分的成形材料。在射出馬達46與螺桿43之間設有將射出馬達46的旋轉運動轉換成螺桿43的直線運動之運動轉換機構。
壓力檢測器47，例如配設於射出馬達46與螺桿43之間，並檢測螺桿43所受到之來自成形材料之壓力及對於螺桿43之背壓等。螺桿43所受到之來自成形材料之壓力是與從螺桿43作用於成形材料之壓力相對應。
射出裝置40的動作，是藉由控制器90來控制。控制器90藉由使CPU91執行記憶於記憶媒體92中的程式，來進行填充製程、保壓製程及計量製程等。
填充製程中，驅動射出馬達46使螺桿43以設定速度前進，並將蓄積在螺桿43的前方之液態成形材料填充到模具裝置內。螺桿43的位置和速度例如藉由射出馬達46的編碼器46a來檢測。螺桿43的位置到達規定位置時，填充製程切換成保壓製程(所謂V/P切換)。
另外，在填充製程中，螺桿43的位置到達規定位置之後，亦可以在該規定位置使螺桿43暫時停止之後進行V/P切換。亦可以在將要進行V/P切換之前，進行螺桿43的微速前進或微速後退，來代替螺桿43的停止。
保壓製程中，藉由驅動射出馬達46以設定壓力向前
方推壓螺桿43，並向模具裝置內的成形材料施加壓力。能夠補充不足部分的成形材料。成形材料的壓力例如藉由壓力檢測器47來檢測。保壓製程之後，開始進行冷卻製程。冷卻製程中，模穴空間內的成形材料被固化。亦可以在進行冷卻製程的過程中進行計量製程。
計量製程中，藉由驅動計量馬達45來使螺桿43以設定轉速旋轉，並沿著螺桿43的螺旋狀的溝槽將成形材料送至前方。隨此，成形材料逐漸熔融。螺桿43隨著液態成形材料被送至螺桿43的前方並蓄積在缸體41的前部而後退。螺桿43的轉速，例如藉由計量馬達45的編碼器45a來檢測。
計量製程中，為了限制螺桿43急速後退，可以藉由驅動射出馬達46來向螺桿43施加設定背壓。對螺桿43施加之背壓，例如藉由壓力檢測器47來檢測。螺桿43後退至規定位置，且當規定量的成形材料蓄積在螺桿43的前方時，則結束計量製程。
另外，本實施形態的射出裝置40，雖為同軸螺桿方式，但亦可以是螺桿預塑方式。螺桿預塑方式的射出裝置，是將在塑化缸體內熔融之成形材料供給到射出缸體，再從射出缸體向模具裝置內射出成形材料。螺桿以旋轉自如或旋轉自如且進退自如之方式配設於塑化缸體內，柱塞以進退自如之方式配設於射出缸體內。在螺桿預塑方式的情況下，塑化缸體與申請專利範圍中所記載之缸體相對應。
但是，成形材料在缸體41內被加熱而產生氣體。為了將該氣體強制排出到缸體41的外部，因此射出裝置40具有氣體供給機構60。
氣體供給機構60，是將選自非活性氣體和二氧化碳氣體中之至少一種氣體向缸體41內供給。非活性氣體可以是氮氣、稀有氣體(例如氬氣)的任一種。以下，將非活性氣體及二氧化碳氣體統稱為安定氣體。
氣體供給機構60，具有：氣體供給源61、氣體管62、流量控制閥63、氣體加熱器64、及測量儀組65等。測量儀組65，包含：氣體溫度計、氣體流量計、及氣體流速計。另外，測量儀組65，亦可以由氣體流量計和氣體流速計中的一者及氣體溫度計構成。
氣體供給源61，是經由氣體管62向缸體41的內部供給安定氣體。在缸體41的氣體供給位置形成有氣體供給口。氣體供給口並不特別限定，可以設置於缸體41的下部。
氣體供給源61，例如由氣瓶等構成。另外，氣體供給源61可以與氣體供給源60另行地設置，亦可以由儲氣罐等構成。
氣體管62連接氣體供給源61與缸體41。氣體管62可在從氣體供給源61朝向缸體41之中途分支，例如由主管62-1與複數個(第1圖中為2個)分支管62-2、62-3構成。另外，分支管的數量也可以是3個以上。
主管62-1連接氣體供給源61與分支點。一個分支管
62-2連接分支點與缸體41的一個氣體供給口。另一個分支管62-3連接分支點與缸體41的另一個氣體供給口。
藉由將氣體管62從氣體供給源61朝向缸體41之中途分支，從而能夠減少氣體供給源61的數量。
另外，氣體管62可以不分支。在該情況下，可使用與缸體41的氣體供給口的數量相同之氣體供給源61。
流量控制閥63，是設置於氣體管62的中途，控制供給到缸體41之安定氣體的流量。藉由控制流量，因此亦能夠控制流速。在流路的截面積相同之情況下，流量越大則流速越快。
流量控制閥63，可以設置於複數個分支管62-2、62-3各自的中途。能夠獨立地調整供給到缸體41的複數個氣體供給口之安定氣體的流量或流速。在向缸體41的複數個氣體供給口同時供給安定氣體時尤其有效。
流量控制閥63，係以使測量儀組65中所包含之氣體流量計的實際測量值成為設定值之方式來控制即可。氣體流量計，可以設置於複數個分支管62-2、62-3各自的中途，亦可設置於各自的缸體41側的端部附近。
另外，流量控制閥63，係以使測量儀組65中所包含之氣體流量計的實際測量值成為設定值之方式來控制即可。氣體流速計，可以設置於複數個分支管62-2、62-3各自的中途，亦可設置於各自的缸體41側的端部附近。
另外，在不向缸體41的複數個氣體供給口同時供給安定氣體之情況下，可以在分支點設置方向控制閥，並在
主管62-1的中途設置流量控制閥63。方向控制閥，是在複數個分支管62-2、62-3中，切換與氣體供給管61連通之分支管。藉由利用方向控制閥與流量控制閥，能夠獨立地調整供給到缸體41的複數個氣體供給口之安定氣體的流量或流速。
氣體加熱器64，是設置於氣體管62的中途，對供給到缸體41之安定氣體進行加熱。氣體加熱器64，例如可由帶式加熱器構成，亦可捲繞在氣體管62的外周。在該情況下，安定氣體一邊在氣體管62的內部流動，一邊逐漸被加熱。
氣體加熱器64，可以設置於複數個分支管62-2、62-3各自的中途。能夠獨立地調整供給到缸體41的複數個氣體供給口之安定氣體的溫度。在向缸體41的複數個氣體供給口同時供給安定氣體時尤其有效。
氣體加熱器64，係係以使測量儀組65中所包含之氣體流量計的實際測量值成為設定值之方式來控制即可。氣體溫度計可以設置於複數個分支管62-2、62-3各自的中途，亦可設置於各自的缸體41側的端部附近。
另外，在不向缸體41的複數個氣體供給口同時供給安定氣體之情況下，亦可以在分支點設置方向控制閥，並在主管62-1的中途設置氣體加熱器64。方向控制閥，是在複數個分支管62-2、62-3中，切換與氣體供給源61連通之分支管。藉由利用方向控制閥與氣體加熱器64，能夠獨立地調整供給到缸體41的複數個氣體供給口之安定
氣體的溫度。
上述構成的氣體供給機構60，是將安定氣體向缸體41內供給。在該氣體供給位置形成有氣體供給口。氣體供給口，是形成於構成成形材料之顆粒的至少一部分仍為固相狀態的區間。安定氣體，是通過固相的顆粒彼此之間，朝向未圖示的排氣部移動，並將因加熱成形材料而產生之氣體進行稀釋、置換。藉此，能夠抑制焦燒等成形不良。
而且，氣體供給機構60，係預先將安定氣體加熱至與缸體41的氣體供給位置的溫度相對應之溫度。與向缸體41內供給室溫的安定氣體之情況相比，能夠避免成形材料的迅速冷卻，而能夠抑制成形不良。
缸體41的氣體供給位置中的缸體41的溫度(T1)與安定氣體的溫度(T2)之差(T1-T2)，是根據缸體41的溫度(T1)、成形材料的種類等適當設定。
在此，缸體41的溫度(T1)，可以是設定值、實際測量值中的任一個。實際測量值例如可以使用缸體溫度計53來測量。
並且，安定氣體的溫度(T2)，可以是設定值、實際測量值中的任一個。實際測量值是使用測量儀組65中所包含之氣體溫度計來測量。
氣體供給機構60，例如可以藉由氣體管62等，從沿缸體41的軸向隔著間隔所配置之複數個氣體供給位置向缸體41的內部供給安定氣體。安定氣體，是可以從複數
個氣體供給位置同時供給，亦可以從複數個氣體供給位置依次供給。可以從與狀況相應之氣體供給位置供給安定氣體。
氣體供給機構60，例如可以藉由氣體加熱器64等，將一個氣體供給位置中的安定氣體的溫度，調整為：高於成形材料的移動方向後方的另一個氣體供給位置中的安定氣體的溫度。成形材料一邊被送至前方，一邊逐漸被加熱，因此能夠向缸體41的內部供給與成形材料的溫度梯度對應之溫度的安定氣體。
成形材料一邊被送至前方，一邊逐漸被加熱，因此，越在前方，成形材料的溫度越高，因加熱成形材料而產生之氣體的量越多。並且，越在前方，固相的比例越小，氣體通路越窄。
在此，氣體供給機構60，例如可以藉由流量控制閥63等，將一個氣體供給位置中的安定氣體的流速，調整為：快於成形材料的移動方向後方的另一個氣體供給位置中的安定氣體的流速。能夠使在較窄的部位中大量產生之氣體朝向排氣部有效率地移動。
並且，氣體供給機構60，例如可以藉由流量控制閥63等，將一個氣體供給位置中的安定氣體的流量，調整為：大於成形材料的移動方向後方的另一個氣體供給位置中的安定氣體的流量。能夠使在較窄的部位中大量產生之氣體朝向排氣部有效率地移動。
計量製程中，成形材料一邊被送至前方，一邊逐漸被
加熱。因此，計量製程中，與其他製程相比，由加熱成形材料而產生之氣體的量較多。
因此，氣體供給機構60，至少在計量製程中，可將預先加熱後之安定氣體向缸體41的內部供給。
以上，對射出裝置的實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，在申請專利範圍中所記載之本發明的實質範圍內可加以各種變形、改良。
40‧‧‧射出裝置
41‧‧‧缸體
411‧‧‧材料供給口
412‧‧‧材料供給部
413‧‧‧主體部
42‧‧‧噴嘴
43‧‧‧螺桿
43Z1‧‧‧供給部
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43Z3‧‧‧計量部
45‧‧‧計量馬達
45a‧‧‧編碼器
46‧‧‧射出馬達
46a‧‧‧編碼器
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52‧‧‧加熱器
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60‧‧‧氣體供給機構
61‧‧‧氣體供給源
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64‧‧‧氣體加熱器
65‧‧‧測量儀組
90‧‧‧控制器
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Claims (7)
- 一種射出裝置，其具備：缸體，對向模具裝置內供給之成形材料進行加熱；及氣體供給機構，將選自非活性氣體和二氧化碳氣體中之至少一種氣體向前述缸體的內部供給，前述缸體具備：材料供給口，供給前述成形材料；及氣體供給口，比前述材料供給口更靠前方形成，並且供給前述氣體，前述氣體供給機構具備對前述氣體進行加熱之氣體加熱器。
- 如申請專利範圍第1項所述之射出裝置，其中，前述氣體加熱器，將前述氣體加熱至與前述缸體的氣體供給位置的溫度相對應之溫度。
- 如申請專利範圍第2項所述之射出裝置，其中，前述氣體供給機構，是從沿前述缸體的軸向隔著間隔所配置之複數個前述氣體供給位置，向前述缸體的內部供給前述氣體。
- 如申請專利範圍第3項所述之射出裝置，其中，前述氣體供給機構，是將一個前述氣體供給位置中的前述氣體的溫度，調整為：高於前述成形材料的移動方向後方的另一個前述氣體供給位置中的前述氣體的溫度。
- 如申請專利範圍第3或第4項所述之射出裝置，其中，前述氣體供給機構，是將一個前述氣體供給位置中的 前述氣體的流速，調整為：快於前述成形材料的移動方向後方的另一個前述氣體供給位置中的前述氣體的流速。
- 如申請專利範圍第3或第4項所述之射出裝置，其中，前述氣體供給機構，是將一個前述氣體供給位置中的前述氣體的流量，調整為：大於前述成形材料的移動方向後方的另一個前述氣體供給位置中的前述氣體的流量。
- 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所述之射出裝置，其中，前述氣體供給機構，是至少在計量製程中，將加熱後之前述氣體向前述缸體的內部供給。
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