TWM559239U - 化學發泡多段式射出成型控制機構造 - Google Patents

化學發泡多段式射出成型控制機構造 Download PDF

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Chin-Hsing Tsao
Long-Tai Chen
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Tong Yang Industry Co Ltd
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Abstract

本創作係關於一種化學發泡多段式射出成型控制機構造，包含有一機台設有一加熱料筒；一模具固定於該機台上，該模具內設有一模穴及一流道，該流道係連接設有複數個熱澆道連通至該模穴，該複數個熱澆道之一射出路徑上分別相對應設有一閥澆口，並將至少一個以上之該閥澆口編為同一組共同開啟或關閉；一控制器訊號連接至該機台及該模具，藉以控制該加熱料筒開始及停止射料，又該控制器係依序控制距離該流道最遠距離、次遠距離，直到最近距離之同一組閥澆口輪流開啟或關閉，並導通其相對應之該複數個熱澆道。藉以能有效提昇射出能力。

Description

化學發泡多段式射出成型控制機構造
本創作係有關於一種可增加並維持塑料在射出時的速度，主要是應用於化學發泡，以有效提昇射出能力之多段式射出成型控制機。
目前一般具閥澆口之成型模具，除了一般射出成型消除結合線功效外，亦是化學發泡成型之必要工具。其係將加入發泡劑之原料，經過射出機短射〔未完全填滿模穴〕至模穴內，再由氣體本身內壓膨脹變大，在模穴中將原料推滿至模穴末端。由於一般的射出成型技術，當發泡原料遇到模具表面即開始降溫凝固，已固化之塑膠發泡原料即使是內部還有未成長變大之氣泡，此時氣泡因凝固不會再膨脹變大，等同於失去發泡效果。所以為達到較佳的發泡短射效果，需要將原料以最快速度射入模穴中，並保有多數原料尚未凝固，使發泡的氣泡可成長變大，然後持續的可將原料繼續推送至模穴末端，達到最佳的短射發泡效果。故具閥澆口成型模具可保有最快的射出速度，非常適合用於短射減重發泡。
因此有中華民國104年1月1日所公告之新型第M492833號「微細發泡射出成型裝置」專利案，其係揭露：包括模頭、內進料裝置與外進料裝置所構成，該結構之內進料裝置與外進料裝置能利用同一個模頭來獨立進行射出塑料，以完成多段式射出成型之動作，因此，在進行射出成形時，可有效掌握射出塑料量及射出時間，以精準控制表皮層塑料的厚度及發泡核心層的厚度，進而改善製程的穩定性，達到提升生產效率之效果。
惟現今一般的具閥澆口成型模具之成型方式，如第五圖及第六圖所示，假設其塑膠射出機之螺桿的計量段〔又稱作均化段，係將壓縮段已熔物料定量定溫地擠到螺桿最前端之距離〕長度為240mm，其整體的射出率=1200cm 3/s。由於射出成品之體積〔料量〕=螺桿截面積*(儲料完畢位置-射出完畢位置)，為方便說明，茲以螺桿的計量段長度240mm，作為該料量之表示單位。其主要係先將六個閥澆口(A1)~(A6)同時開啟〔如第五圖(a)所示〕，會將射出速度以六等分平均射出，當距離流道(A7)最近的模穴(A8)內之空間會最早被填滿塑料(B)後〔如第五圖(b)所示〕，則先關閉距離該流道(A7)最近的該二閥澆口(A3)及(A4)，以停止射出塑料(B)，該二閥澆口(A3)及(A4)係由該螺桿位置點240mm射出至110mm。而其餘之該四閥澆口(A1)、(A2)、(A5)及(A6)則仍繼續射出塑料。待距離該流道(A7)次近的該二閥澆口(A2)及(A5)已填滿所相對應之該模穴(A8)內的空間後〔如第五圖(c)所示〕，即關閉距離次近的該二閥澆口(A2)及(A5)，該二閥澆口(A2)及(A5)係由該螺桿位置點240mm射出至55mm。而其餘之該二閥澆口(A1)及(A6)則仍繼續射出塑料。直到距離該流道(A7)最遠的該二閥澆口(A1)及(A6)已填滿所相對應之該模穴(A8)內的空間後〔如第五圖(d)所示〕，即表示該模穴(A8)已整個被射出塑料(B)填滿後，才關閉該二閥澆口(A1)及(A6)以停止射出，該二閥澆口(A1)及(A6)則由該螺桿位置點240mm射出至0mm。
因此其射出過程中各階段(a~d)的射出率分配數據如下列表一所示。
表一(單位：cm 3/s)： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 　　 閥澆口 階段 </td><td> A1 </td><td> A2 </td><td> A3 </td><td> A4 </td><td> A5 </td><td> A6 </td></tr><tr><td> a </td><td> 200 </td><td> 200 </td><td> 200 </td><td> 200 </td><td> 200 </td><td> 200 </td></tr><tr><td> b </td><td> 300 </td><td> 300 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 300 </td><td> 300 </td></tr><tr><td> c </td><td> 600 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 600 </td></tr><tr><td> d </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr></TBODY></TABLE>
由於上述表一內容所示，可看出在不同的射出階段中，其射出率是不穩定輸出的，尤其是一開始的第一階段(a)，各閥澆口(A1~A6)的平均射出率只有200cm 3/s，而到第三階段(c)，仍開啟的閥澆口(A1)及(A6)又高達到600cm 3/s。因此造成一開始射出時，會降低射出速度，無法以最快速度將塑料射出，以致於造成短射發泡的狀況不好。並具有鎖模力大、射速慢、流長比小、轉寫差及減重效果差等缺點存在，因此，於使用上並不盡理想。
爰此，有鑑於目前所使用的一般具閥澆口成型模具係具有上述的缺點。故本創作提供一種化學發泡多段式射出成型控制機構造，係設有一機台，設有一加熱料筒；一模具，係固定於該機台上，該模具內設有一模穴，又該模具設有一流道，該流道分別連接有複數個熱澆道連通至該模穴，該複數個熱澆道之一射出路徑上分別相對應設有一閥澆口，並將至少一個以上之該閥澆口編為同一組閥澆口共同開啟或關閉；一控制器，其係訊號連接至該機台及該模具，藉以控制該加熱料筒開始及停止射料，又該控制器係分別控制距離該流道最遠距離、次遠距離，直到距離最近距離之該同一組閥澆口輪流開啟或關閉，藉以分別導通其相對應之該複數個熱澆道。
上述控制器係先控制距離該流道最遠距離之一第一組閥澆口開啟，然後再控制距離該流道次遠距離之一第二組閥澆口開啟後，才關閉該第一組閥澆口，然後按照距離該流道的遠近距離，依序開啟或關閉該同一組閥澆口，直到控制距離該流道最近距離之最後一組閥澆口開啟後，才關閉該最後一組閥澆口之前一組閥澆口，最後才關閉該最後一組閥澆口。
設有六個上述閥澆口，該六個閥澆口係按照距離該流道的遠近距離，包含有一第一閥澆口、一第二閥澆口、一第三閥澆口、一第四閥澆口、一第五閥澆口及一第六閥澆口，距離該流道最遠距離之該第一閥澆口、該第六閥澆口係於第一階段開啟，其餘該四個閥澆口皆關閉，又距離該流道次遠距離之該第二閥澆口、該第五閥澆口係於第二階段開啟，其餘該四個閥澆口皆關閉，又距離該流道最近距離之該第三閥澆口、該第四閥澆口係於第三階段開啟，其餘四個閥澆口皆關閉，最後開啟第四階段時則該六個閥澆口全部關閉。
上述加熱料筒內設入有一螺桿。
上述技術特徵具有下列之優點：
1.由於採用分段式射入塑料的方式，故可減小射出投影面積，使得鎖模壓力可以相對減小。
2.相對於習知的具閥澆口成型模具，將原本同時分配於六個熱澆道的射料過程，分組成為二個熱澆道射入的多段式過程，可以增加塑料在射出時的速度而不會被分散，可有效的提昇射出能力。
3.當射速提升後，更可增加單個閥澆口的射出距離，尤其是應用於發泡成型方式，因為流長比的提升，可有效增加短射發泡的能力。
請參閱第一圖及第二圖所示，本創作實施例係包含有：機台(1)、模具(2)及控制器(3)，其中：
機台(1)，係設有一加熱料筒(11)，該加熱料筒(11)內設入有加壓用之一螺桿(12)。
模具(2)，其係固定於該機台(1)上，該模具(2)內設有一模穴(21)。又該模具(2)的外緣貫穿設有一流道(22)，該流道(22)分別連接有偶數個熱澆道(23)連通至該模穴(21)。本創作實施例係以六個熱澆道(23)做為說明，係包含有第一熱澆道(23A)、第二熱澆道(23B)、第三熱澆道(23C)、第四熱澆道(23D)、第五熱澆道(23E)及第六熱澆道(23F)。又該六個熱澆道(23)之一射出路徑上依據與該流道(22)之距離遠近分別設有一閥澆口(24)，本創作實施例係以六個閥澆口(24)做說明，係包含有第一閥澆口(24A)、第二閥澆口(24B)、第三閥澆口(24C)、第四閥澆口(24D)、第五閥澆口(24E)及第六閥澆口(24F)。又本創作實施例為進一步方便說明，係以二個熱澆道(23)及其所對應的二閥澆口(24)區分為同一組共同開啟或關閉，即距離該流道(22)最遠距離之該第一熱澆道(23A)、該第六熱澆道(23F)及其對應之該第一閥澆口(24A)、該第六閥澆口(24F)編為第一組閥澆口於第一階段(a)開啟而導通其相對應之該熱澆道(23)。又距離該流道(22)次遠距離之該第二熱澆道(23B)、該第五熱澆道(23E)及其對應之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)編為第二組閥澆口於第二階段(b)開啟而導通其相對應之該熱澆道(23)。又距離該流道(22)最近距離之該第三熱澆道(23C)、該第四熱澆道(23D)及其對應之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)編為第三組閥澆口於第三階段(c)開啟而導通其相對應之該熱澆道(23)。如此，當本創作之該熱澆道(23)及其對應之該閥澆口(24)之數量不論是單數或偶數，亦可為單一個的該熱澆道(23)及其對應之該閥澆口(24)編為同一組。其開啟之順序則依照上述距離該流道(22)的遠、近距離而編為第四組閥澆口、第五組閥澆口、第六組閥澆口…輪流開啟。
控制器(3)，其係訊號連接至該機台(1)及該模具(2)，藉以控制該機台(1)之該加熱料筒(11)開始及停止射料。又該控制器(3)係控制該模具(2)內之該閥澆口(24)輪流開啟或關閉。
使用時，如第一圖及第二圖所示，首先，該控制器(3)依照預先的程式設定，先開啟及導通距離該流道(22)最遠距離之該第一熱澆道(23A)、該第六熱澆道(23F)及其對應之該第一閥澆口(24A)、該第六閥澆口(24F)於第一階段(a)開啟〔如第三圖(a)所示〕。而距離該流道(22)次遠距離之該第二熱澆道(23B)、該第五熱澆道(23E)及其對應之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)，以及距離該流道(22)最近距離之該第三熱澆道(23C)、該第四熱澆道(23D)及其對應之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)等均為關閉狀態。同時該控制器(3)同步控制啟動該加熱料筒(11)於第一階段(a)即開始射料，直到第四階段(d)時才停止射料。
當第一階段(a)啟動後，該第一熱澆道(23A)及該第六熱澆道(23F)，係可透過其對應之該第一閥澆口(24A)及該第六閥澆口(24F)對於該模具(2)之該模穴(21)開始射出塑料(B)。利用僅有區分為同一組之該第一閥澆口(24A)及該第六閥澆口(24F)可以射料，因此具有較佳的射出率，可以更快速的填滿第一階段(a)中該模穴(21)內所對應的空間。
當第一階段(a)之該模穴(21)內所對應的空間被填滿後，即可開始啟動第二階段(b)〔如第三圖(b)所示〕。此時該控制器(3)係會先開啟距離該流道(22)次遠距離之該第二熱澆道(23B)、該第五熱澆道(23E)及其對應之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)後，然後該控制器(3)才會再關閉該第一熱澆道(23A)、該第六熱澆道(23F)及其對應之該第一閥澆口(24A)、該第六閥澆口(24F)。而當第二階段(b)啟動後，該第二熱澆道(23B)、該第五熱澆道(23E)，係可透過其對應之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)對於該模具(2)之該模穴(21)開始射出塑料(B)。利用僅有區分為同一組之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)可以射料，因此具有較佳的射出率，可以更快速的填滿第二階段(b)中該模穴(21)內所對應的空間。
同樣當第二階段(b)之該模穴(21)內所對應的空間被填滿後，即可開始啟動第三階段(c)〔如第三圖(c)所示〕。此時該控制器(3)係會先開啟距離該流道(22)最近距離之該第三熱澆道(23C)、該第四熱澆道(23D)及其對應之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)後，然後該控制器(3)才會關閉該第二熱澆道(23B)、該第五熱澆道(23E)及其對應之該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)。而當第三階段(c)啟動後，該第三熱澆道(23C)、該第四熱澆道(23D)，係可透過其對應之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)對於該模具(2)之該模穴(21)開始射出塑料(B)。利用僅有區分為同一組之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)可以射料，因此具有較佳的射出率，可以更快速的填滿第三階段(c)中該模穴(21)內所對應的空間。
同樣當第三階段(c)之該模穴(21)內所對應的空間被填滿後，即表示該模穴(21)已整個被射出填滿後，即可開始啟動第四階段(d)〔如第三圖(d)所示〕。此時該控制器(3)則會關閉距離該流道(22)距離該流道(22)最近距離之該第三熱澆道(23C)、該第四熱澆道(23D)及其對應之該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)，如此，可關閉全部之熱澆道(23)及其所對應之閥澆口(24)，則可完成該多段式的射出成型過程。
本創作經過實驗測試，如第一圖、第三圖及第四圖所示，假設該螺桿(12)的計量段長度為240mm，其整體的射出率=1200cm 3/s。由於射出成品之體積(料量)=螺桿截面積*(儲料完畢位置-射出完畢位置)，為方便說明，茲以該螺桿(12)的計量段長度240mm，作為該料量之表示單位。
距離該流道(22)最遠距離的該第一閥澆口(24A)、該第六閥澆口(24F)，係由該螺桿(12)位置點240mm射出至140mm。而距離該流道(22)次遠距離的該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)，係由該螺桿(12)位置點160mm射出至80mm。而距離該流道(22)最近距離的該第三閥澆口(24C)、該第四閥澆口(24D)，係由該螺桿(12)位置點85mm射出至0mm。
又上述距離該流道(22)次遠距離的該第二閥澆口(24B)、該第五閥澆口(24E)，其實際是射出至該螺桿(12)之位置點於140mm時，即關閉距離該流道(22)最遠距離的該第一閥澆口(24A)、該第六閥澆口(24F)，何以不是在160mm位置點就關閉，是因為該機台(1)反應速度無法完美銜接，故需先開啟下一組閥澆口(24)，再關閉使用中的該組閥澆口(24)，故會有重疊的部分。而實際上測試不一定是140mm關閉，也可以是155mm關閉或更早就關閉。
因此其射出過程中各階段(a~d)的射出率分配數據如下列表二所示。
表二(單位：cm 3/s)： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 　　　閥澆口 階段 </td><td> 24A </td><td> 24B </td><td> 24C </td><td> 24D </td><td> 24E </td><td> 24F </td></tr><tr><td> a </td><td> 600 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 600 </td></tr><tr><td> b </td><td> 0 </td><td> 600 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 600 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> c </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 600 </td><td> 600 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> d </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr></TBODY></TABLE>
由於上述表二內容所示，可看出不論是在那一個射出階段中，其射出率均是穩定輸出，皆為600cm 3/s。本創作由於採用分段射入，可減小射出投影面積，使鎖模壓力可以相對減小。又相對於習知的多段式射出成型機而言，在相同機台的狀態下，以固定的射出能力，將原本同時分配於六個熱澆道，分組成為二個熱澆道射入，可增加塑料在射出時的速度而不被分散。當射速提升後可增加單個閥澆口之射出距離。如應用於發泡成型，因流長比的提升，可有效增加短射發泡的能力。
經綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。
(1)‧‧‧機台
(11)‧‧‧加熱料筒
(12)‧‧‧螺桿
(2)‧‧‧模具
(21)‧‧‧模穴
(22)‧‧‧流道
(23)‧‧‧熱澆道
(23A)‧‧‧第一熱澆道
(23B)‧‧‧第二熱澆道
(23C)‧‧‧第三熱澆道
(23D)‧‧‧第四熱澆道
(23E)‧‧‧第五熱澆道
(23F)‧‧‧第六熱澆道
(24)‧‧‧閥澆口
(24A)‧‧‧第一閥澆口
(24B)‧‧‧第二閥澆口
(24C)‧‧‧第三閥澆口
(24D)‧‧‧第四閥澆口
(24E)‧‧‧第五閥澆口
(24F)‧‧‧第六閥澆口
(3)‧‧‧控制器
(a)‧‧‧第一階段
(b)‧‧‧第二階段
(c)‧‧‧第三階段
(d)‧‧‧第四階段
(A1)~(A6)‧‧‧閥澆口
(A7)‧‧‧流道
(A8)‧‧‧模穴
(B)‧‧‧塑料
[第一圖]係為本創作實施例之構造示意圖。
[第二圖]係為本創作實施例模具之組合剖視圖。
[第三圖]係為本創作實施例各階段(a~d)射出成型之示意圖。
[第四圖]係為本創作實施例各階段(a~d)射出之射出率分配示意圖。
[第五圖]係為習知射出成型機各階段(a~d)射出成型的示意圖。
[第六圖]係為習知射出成型機各階段(a~d)射出的射出率分配示意圖。
[表一]係為習知射出成型技術於射出過程中各階段(a~d)的射出率分配數據表。
[表二]係為本創作實施例於射出過程中各階段(a~d)的射出率分配數據表。

Claims (4)

  1. 一種化學發泡多段式射出成型控制機構造，包含有： 一機台，設有一加熱料筒； 一模具，係固定於該機台上，該模具內設有一模穴，又該模具設有一流道，該流道分別連接有複數個熱澆道連通至該模穴，該複數個熱澆道之一射出路徑上分別相對應設有一閥澆口，並將至少一個以上之該閥澆口編為同一組閥澆口共同開啟或關閉； 一控制器，其係訊號連接至該機台及該模具，藉以控制該加熱料筒開始及停止射料，又該控制器係分別控制距離該流道最遠距離、次遠距離，直到距離最近距離之該同一組閥澆口輪流開啟或關閉，藉以分別導通其相對應之該複數個熱澆道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述化學發泡多段式射出成型控制機構造，其中，該控制器係先控制距離該流道最遠距離之一第一組閥澆口開啟，然後再控制距離該流道次遠距離之一第二組閥澆口開啟後，才關閉該第一組閥澆口，然後按照距離該流道的遠近距離，依序開啟或關閉該同一組閥澆口，直到控制距離該流道最近距離之最後一組閥澆口開啟後，才關閉該最後一組閥澆口之前一組閥澆口，最後才關閉該最後一組閥澆口。
  3. 如申請專利範圍第1項所述化學發泡多段式射出成型控制機構造，其中，係設有六個閥澆口，該六個閥澆口係按照距離該流道的遠近距離，包含有一第一閥澆口、一第二閥澆口、一第三閥澆口、一第四閥澆口、一第五閥澆口及一第六閥澆口，距離該流道最遠距離之該第一閥澆口、該第六閥澆口係於第一階段開啟，其餘該四個閥澆口皆關閉，又距離該流道次遠距離之該第二閥澆口、該第五閥澆口係於第二階段開啟，其餘該四個閥澆口皆關閉，又距離該流道最近距離之該第三閥澆口、該第四閥澆口係於第三階段開啟，其餘四個閥澆口皆關閉，最後開啟第四階段時則該六個閥澆口全部關閉。
  4. 如申請專利範圍第1項所述化學發泡多段式射出成型控制機構造，其中，該加熱料筒內設入有一螺桿。
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