專利名稱：一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，屬于聚合物復(fù)合材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著近代科學(xué)技術(shù)尤其是航空航天等尖端技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，人們對材料提出了越來越多的技術(shù)要求，如提高強度、減輕質(zhì)量、結(jié)構(gòu)功能一體化、降低成本等，傳統(tǒng)的金屬、高分子或陶瓷等單一材料已遠遠不能滿足這些要求。因此，材料的復(fù)合化應(yīng)運而生。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的材料，它既保持了原組分材 料的特性，又通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所沒有的新性能，極大地彌補了單一材料在物理性能、化學(xué)性能等方面的不足，具有質(zhì)量輕、比強度和比模量高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕等特點，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑等諸多領(lǐng)域。復(fù)合材料的組成分為兩大部分基體與增強材料?；w是指構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料，主要有金屬、合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨和碳等；增強材料是指復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相的材料，主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細粒等。纖維增強樹脂基復(fù)合材料屬于一種最常見的復(fù)合材料，主要以合成樹脂為基體，纖維為增強材料，利用纖維的高比強度和比模量來承擔(dān)載荷作用。合成樹脂是由人工合成的一類高分子聚合物，種類繁多，其中聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS樹脂為五大通用樹脂，是應(yīng)用最為廣泛的合成樹脂材料。傳統(tǒng)的纖維增強樹脂基復(fù)合材料，基體和增強材料使用的材料不同，嚴(yán)重限制了材料的回收再利用，導(dǎo)致了廢棄物的增加。隨著自然資源的日益枯竭和環(huán)境的嚴(yán)重污染，全球能源回收和再利用意識不斷提高，新型復(fù)合材料的設(shè)計必須考慮回收再利用的問題。此外，復(fù)合材料的基體和增強材料的粘接性直接影響基體與增強材料的微觀狀態(tài)和界面性能，界面性能又影響應(yīng)力傳遞，必將影響其宏觀力學(xué)性質(zhì)?；w和增強材料的界面粘結(jié)強度對復(fù)合材料的機械性能起著決定性作用。由于傳統(tǒng)纖維增強樹脂基復(fù)合材料的基體和增強材料是不同的物質(zhì)，兩者之間必定存在界面，基體難以與增強材料發(fā)生良好的結(jié)合，當(dāng)承受大的應(yīng)變時，界面就會發(fā)生剝離現(xiàn)象。如何獲得堅固、穩(wěn)定的界面是復(fù)合材料的經(jīng)典問題。因此，研究力學(xué)和界面性能良好、回收利用率高的復(fù)合材料成為復(fù)合材料發(fā)展的迫切需求。單聚合物復(fù)合材料是一種基體和增強材料來自同種高分子聚合物的復(fù)合材料，是把兩種化學(xué)組分相同物理性質(zhì)不同的聚合物復(fù)合在一起形成的。如聚丙烯單聚合物復(fù)合材料就是以聚丙烯為基體，以聚丙烯纖維為增強材料組成的復(fù)合材料。與傳統(tǒng)的纖維增強樹脂基復(fù)合材料相比，單聚合物復(fù)合材料的力學(xué)性能以及基體與增強材料間的界面結(jié)合強度都能得到提高。另外，單聚合物復(fù)合材料還具有回收再利用簡單方便的極大優(yōu)點，是一種新型環(huán)保材料。但是，由于單聚合物復(fù)合材料的基體和增強材料來自同一種聚合物，其熔點相同或接近，在聚合物熔融加工條件下，極易造成增強材料的熔融，無法保持原物理形態(tài)而無法起到增強效果。因此，單聚合物復(fù)合材料及其制品的加工方法不同于常規(guī)的聚合物加工方法。目前，制備單聚合物復(fù)合材料制品的方法主要為熱壓法，包括纖維熱壓法、溶液浸潰熱壓法、夾層熱壓法以及纖維纏繞熱壓法等。雖然單聚合物復(fù)合材料制備的研究對象已涉及到聚烴類、聚酯類等多種材料，但大多尚停留在實驗室階段，僅有熱壓法制備的單聚合物復(fù)合材料實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。但熱壓法存在成型周期長、產(chǎn)品尺寸小、形狀簡單等缺點。因此，需要一種可實現(xiàn)高效地批量化生產(chǎn)具有大尺寸或復(fù)雜形狀的單聚合物復(fù)合材料制品的方法。注塑成型是聚合物加工領(lǐng)域中用途十分廣泛的成型方法，是應(yīng)用最廣泛、自動化程度最高的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。在聚合物制品中，有1/3是通過注塑成型設(shè)備生產(chǎn)的。注塑成型可以加工各種形狀、滿足眾多要求的聚合物制品，其品種與樣式之多是其他成型方法無可比擬的。相對于其它聚合物制品成型方法，注塑成型具有如下突出的特點①成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、帶有金屬或非金屬嵌件的聚合物制品。②對成型各種聚合物的適應(yīng)性強，幾乎所有的熱塑性聚合物都可以用此方法成型，某些熱固性聚合物也 可以采用注塑成型。③生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。④注塑成型所需設(shè)備昂貴，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本高，所以注塑成型特別適合大批量生產(chǎn)。⑤具有加工一次成型、成型制品樣式多、尺寸復(fù)雜、精確度高、表面光滑、基本不需要進行機械修整和拋光、批量生產(chǎn)制造成本低等優(yōu)點。注塑成型工藝由合模、注射、保壓、冷卻、開模、制品取出六個步驟組成，其具體過程是將粒狀或粉狀聚合物從注塑機的料斗送入加熱的機筒中，經(jīng)加熱塑化使加入的聚合物成熔融狀態(tài)，由螺桿或柱塞施加壓力射入具有制品相應(yīng)尺寸和形狀的型腔中，保壓冷卻固化，使物料保持型腔所賦予的形狀，開模，取出最終制品，在操作上完成了一個周期。上述工藝過程反復(fù)進行即可連續(xù)批量生產(chǎn)制品。注塑成型設(shè)備主要包括注塑機和模具兩部分。各部分的構(gòu)成和功能可以概述如下(I)注塑機注塑機是注塑成型技術(shù)中的重要設(shè)備，主要包括注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五個部分①注射系統(tǒng)一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預(yù)塑柱塞注射組合式三種形式，目前應(yīng)用最廣泛的是螺桿式。螺桿式注射系統(tǒng)主要由料斗、機筒、螺桿、噴嘴組成。注射系統(tǒng)的作用是在注塑成型一個循環(huán)中，將一定量的聚合物加熱塑化后，在一定的壓力和速度下，通過螺桿將熔融聚合物注入型腔中。注射結(jié)束后，對注射到型腔中的聚合物熔體保持定型。②合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調(diào)模機構(gòu)、頂出機構(gòu)、前后固定模板、移動模板組成。作用是保證模具閉合、開啟及頂出制品，同時在模具閉合后供給模具足夠的鎖模力，以抵抗聚合物熔體進入型腔產(chǎn)生的型腔壓力，防止模具開縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。③傳動系統(tǒng)有全液壓、液壓電動和全電動三種形式，作用是實現(xiàn)注塑機按工藝過程所要求的各種動作提供動力，并滿足注塑機各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。④加熱冷卻系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是用來加熱機筒及噴嘴，注塑機的機筒一般采用電熱圈作為加熱裝置，安裝在機筒的外部，并用熱電偶分段檢測。熱量通過機筒壁導(dǎo)熱為聚合物塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)主要是用來冷卻油溫，油溫過高會引起多種故障出現(xiàn)所以油溫必須加以控制。⑤控制系統(tǒng)主要由電器元件、儀表、傳感器等組成。與傳動系統(tǒng)合理配合，可實現(xiàn)注塑工藝過程要求，調(diào)節(jié)壓力、溫度、速度、時間等。⑵模具其結(jié)構(gòu)通常由成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐部件等部分組成。模具設(shè)計和制造與聚合物加工有密切關(guān)系。聚合物制品加工的成敗，很大程度上取決于模具設(shè)計效果和模具制造質(zhì)量，而模具設(shè)計又以正確的聚合物制品設(shè)計為基礎(chǔ)。目前對于單聚合物復(fù)合材料制品的注塑成型加工設(shè)備，國內(nèi)外還未見報道。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有單聚合物復(fù)合材料制品的制備方法存在成型周期長、產(chǎn)品形狀單一和難 以實現(xiàn)批量生產(chǎn)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種單聚合物復(fù)合材料制品的注塑成型設(shè)備，所述注塑成型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，通過所述注塑成型設(shè)備可以使單聚合物復(fù)合材料制品通過注塑成型的加工方法制備得到，具備制品強度高、易于再回收利用、形狀復(fù)雜、成型周期短、可批量生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，由注塑機和模具組成，注塑機采用常規(guī)注塑機，主要由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，注射系統(tǒng)主要由料斗、機筒、螺桿和噴嘴組成，模具主要由成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐部件和固定機構(gòu)組成，特征在于注塑機的機筒外壁或/和壁中設(shè)有加熱冷卻系統(tǒng)的電熱圈作為加熱裝置，機筒上設(shè)有料斗，內(nèi)部設(shè)有螺桿，前端與噴嘴連接，模具的固定機構(gòu)設(shè)置在成型部件上，固定機構(gòu)的位置根據(jù)預(yù)制件的位置設(shè)計確定。所述設(shè)備中機筒、螺桿和加熱冷卻系統(tǒng)相當(dāng)于基體的塑化裝置，用于塑化熔融基體；成型部件用于構(gòu)成型腔，澆注系統(tǒng)用于引導(dǎo)基體進入型腔，導(dǎo)向部件用于引導(dǎo)模具的開合，調(diào)溫系統(tǒng)用于模具溫度的調(diào)節(jié)控制，排氣系統(tǒng)用于在基體充滿型腔時引導(dǎo)型腔中氣體的排出，支撐部件用于支撐模具在注塑機合模系統(tǒng)中的安裝固定；固定機構(gòu)用于預(yù)制件的固定，在基體注入型腔時使預(yù)制件保持形態(tài)，從而保證最終制品的形狀和性能。其中，固定機構(gòu)可采用螺釘、墊圈結(jié)合的形式，也可設(shè)計其他快裝快卸的結(jié)構(gòu)形式，手動完成預(yù)制件放入和制品取出的工序，結(jié)構(gòu)簡單；或配合機械手完成預(yù)制件放入和制品取出的工序，則自動化程度高，方便快捷，無需人力，但會提高設(shè)備成本。澆注系統(tǒng)的澆口設(shè)置在預(yù)制件的一端，也可設(shè)計以預(yù)制件為對稱面的兩個對稱澆口，使基體從預(yù)制件的兩個側(cè)面進入型腔，在基體注入充滿型腔過程中，基體從預(yù)制件的兩個側(cè)面將其完全浸透。澆注系統(tǒng)的澆道的長短要考慮基體進入及經(jīng)過后壓力和溫度的變化，澆道在保證制品成型的前提下越短越好，從而減小基體進入型腔的壓力損失，還可在不控制模具溫度時減小基體的溫度損失。使用本實用新型所述單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備的注塑成型方法如下I)將固態(tài)基體通過料斗加入到機筒中，在電熱圈的加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)塑化作用下使
基體塑化熔融。[0023]2)將增強材料按制品形狀制成預(yù)制件，放入模具型腔中的設(shè)定位置，通過固定機構(gòu)固定，再驅(qū)動合模系統(tǒng)合模。3)驅(qū)動螺桿將熔融塑化好的基體在注射壓力作用下注入型腔內(nèi)，再保壓使基體完全充滿型腔并浸潰預(yù)制件。4)冷卻使其固化成型，驅(qū)動合模系統(tǒng)開模，打開固定機構(gòu)，取出成型件，修剪毛邊，得到一種單聚合物復(fù)合材料制品。其中，所述基體和增強材料為同種聚合物；增強材料是纖維織物形式和/或長纖維。纖維織物有纖維布、無紡布等形式。增強材料的增強性能隨纖維性能、排布方向、排布密度、粗細、長短和編制結(jié)構(gòu)的不同而不同。所述步驟I)中接近噴嘴段的機筒前端溫度高于基體的熔點，優(yōu)選高于基體熔點20 50°C。噴嘴溫度大于等于基體的熔點，當(dāng)增強材料的熔點比基體高時，優(yōu)選噴嘴溫度 低于增強材料的熔點高于基體的熔點，則基體在浸透預(yù)制件過程中處于流動狀態(tài)，浸透方便，而增強材料不會熔融，保證了增強材料物理形態(tài)不會被破壞，較好地保留增強性能。步驟2)中預(yù)制件包括制品部分和毛邊，需要根據(jù)聚合物的性質(zhì)和制品形狀來預(yù)先設(shè)計制作，制品部分的形狀優(yōu)選同制品中型面相似，毛邊是預(yù)制件放入型腔中時通過固定機構(gòu)固定壓緊的部分，在制品取出后需要修剪去除。預(yù)制件放置位置根據(jù)最終制品要求確定，優(yōu)選預(yù)制件位置在制品中型面處。為保證基體能夠完全滲透預(yù)制件，預(yù)制件的厚度要適當(dāng)，若預(yù)制件設(shè)置位置在制品中型面處，可厚一些；若預(yù)制件設(shè)置在型腔底面處，則要薄一些。這些措施保證了最終制品的質(zhì)量。在單聚合物復(fù)合材料注塑成型過程中，在不使用調(diào)溫系統(tǒng)控制模具溫度的情況下，模具為常溫，注入型腔的基體遇到型腔壁面后，緊貼壁面的一層熔體的溫度可迅速降至基體熔點以下，此時基體依然能夠保持流動狀態(tài)，在壓力作用下滲入增強材料的纖維中并與之粘結(jié)；與增強材料接觸的基體部分在冷壁面作用下也可快速冷卻，這進一步保護了增強材料不熔融或僅表面熔融，減少了增強材料物理形態(tài)的破壞，較好地保留了增強性能。優(yōu)選模具溫度可控，模具溫度通過調(diào)溫系統(tǒng)控制，調(diào)溫系統(tǒng)可采用快變模溫技術(shù)；步驟3)中，模具溫度控制在低于增強材料開始熔融的溫度高于基體開始結(jié)晶的溫度；能夠保證基體在浸透預(yù)制件過程中處于流動狀態(tài)，浸透方便，而增強材料不會熔融，保證了增強材料物理形態(tài)不會被破壞，較好地保留增強性能。步驟3)之外的模具溫度可使用由聚合物的生產(chǎn)廠家提供的值，也可通過查閱相關(guān)聚合物手冊獲得。步驟3)中注入型腔的基體體積根據(jù)螺桿位置控制，注射時間越短越好，可保證基體在流動狀態(tài)快速充滿型腔浸透預(yù)制件；注射壓力優(yōu)選在保證不影響制品質(zhì)量的前提下越大越好，保壓壓力優(yōu)選為注射壓力的80%以上，以提供足夠的壓力使基體充分浸潤增強材料，保證了基體與增強材料的結(jié)合，同時大的壓力可提供物理抑制作用使增強材料過熱(把物質(zhì)加熱到通常發(fā)生相變的溫度以上而仍不出現(xiàn)相變的現(xiàn)象)，從而抑制增強材料的熔融。但過大的注射壓力和保壓壓力易導(dǎo)致制品產(chǎn)生飛邊或脫模困難，影響制品的表面質(zhì)量，還會引起制品產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至成為廢品，同時還會影響注塑機的使用壽命。因此在選用注射壓力時，可通過幾次試模，選取不影響制品質(zhì)量的注塑機能夠達到的最大注射壓力。有益效果[0033]I.本實用新型提供一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，采用了常規(guī)的注塑機，只需改變注塑機的工藝參數(shù)設(shè)置，模具部分同常規(guī)設(shè)計相比，只需在成型部件上增加固定機構(gòu)并設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)，因此，所述設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作容易；2.本實用新型提供一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，通過所述設(shè)備可以使單聚合物復(fù)合材料制品通過注塑成型的加工方法制備得到，具備制品強度高、易于再回收利用、形狀復(fù)雜、成型周期短、可批量生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點；3.本實用新型提供一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，通過對基體和增強材料性質(zhì)(熔點、開始熔融溫度、開始結(jié)晶溫度)、設(shè)備結(jié)構(gòu)(固定機構(gòu)位置、澆道長短、澆口位置、預(yù)制件位置及厚度)和工藝條件(機筒前端溫度、噴嘴溫度、模具溫度、注射時間、注射壓力、保壓壓力)等方面相應(yīng)的限定，可以保證最終單聚合物復(fù)合材料制品的各方面質(zhì)量和性能。4.本實用新型提供一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，所述設(shè)備利用單聚合物復(fù)合材料的基體和增強材料屬于同種聚合物材料，制備得到的制品具有良好的界面粘結(jié)性能和優(yōu)越的回收再利用性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣，可取代木材金屬合金和玻纖復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車、通信電子、建材、醫(yī)療器械和健身器材等領(lǐng)域，可推動新材料技術(shù)和加工行業(yè)的發(fā)展。

圖I為實施例I 一種單聚合物復(fù)合材料注塑成型設(shè)備的示意圖。圖2為實施例I所選用模具的剖視圖。圖3為圖2的局部A的放大圖。圖4為實施例I所選用型腔的主視圖。圖5為實施例I中預(yù)制件的主視圖。圖中I-合模系統(tǒng)，2_模具,3_型腔,4_噴嘴,5_螺桿,6_機筒,7_電熱圈，8_料斗，9-控制系統(tǒng)，10-調(diào)溫系統(tǒng)，11-支撐部件，12-導(dǎo)向部件，13-成型部件，14-固定機構(gòu)，15-澆注系統(tǒng)，16-澆道，17-澆口，18-預(yù)制件，19-螺釘，20-墊圈，21-制品部分，22-毛邊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式作進一步詳細說明。實施例I一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，所述注塑成型設(shè)備由注塑機和模具2組成，其中注塑機采用常規(guī)注塑機(AE80-32H，廣州數(shù)控設(shè)備有限公司)，主要由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)I、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)9組成,注射系統(tǒng)主要由料斗8、機筒6、螺桿5和噴嘴4組成，模具2主要由成型部件13、澆注系統(tǒng)15、導(dǎo)向部件12、調(diào)溫系統(tǒng)10、排氣系統(tǒng)、支撐部件11和固定機構(gòu)14組成，機筒6外壁設(shè)有加熱冷卻系統(tǒng)的電熱圈7作為加熱裝置，機筒6上設(shè)有料斗8，內(nèi)部設(shè)有螺桿5，前端與噴嘴4連接，模具2的固定機構(gòu)14設(shè)置在成型部件13上，固定機構(gòu)14采用螺釘19、墊圈20結(jié)合的形式，手動完成預(yù)制件18的放入和制品取出的工序；澆注系統(tǒng)15的澆道16的總長度約100_，為方便引流采用了 n字形及其分支結(jié)構(gòu)。澆口 17的直徑為4_。本實施例所選用的基體為聚丙烯粒料(K8303，中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司生產(chǎn))，選用的增強材料為聚丙烯纖維布(美國Irmegrity公司生產(chǎn))，總厚度為1mm，平紋結(jié)構(gòu)，纖維布中每根纖維直徑為48 ym。經(jīng)差示掃描量熱儀(DSC-60，日本島津公司生產(chǎn))測試確定聚丙烯粒料熔點為167°C，開始結(jié)晶的溫度為126°C，聚丙烯纖維布熔點為172°C，開始熔融的溫度為150°C。模具溫度通過調(diào)溫系統(tǒng)10控制，調(diào)溫系統(tǒng)10采用了機械手輔助感應(yīng)加熱的快變模溫技術(shù)，模具溫度在合模前可快速升溫至130°C，此溫度介于增強材料開始熔融的溫度150°C和基體開始結(jié)晶的溫度126°C之間；其余階段模具溫度控制在55°C (通常聚丙烯注塑成型工藝中的模具溫度設(shè)置范圍在55 65°C )。本實施例注塑成型設(shè)備的注塑成型方法具體步驟如下I)根據(jù)差示掃描量熱儀的測試數(shù)據(jù)，設(shè)定從料斗8到噴嘴4前端的機筒溫度分別為50、195、220和210°C，噴嘴溫度為170°C。將聚丙烯粒料通過料斗8加入到機筒6中，在電熱圈7的加熱和螺桿5旋轉(zhuǎn)塑化作用下使基體塑化熔融。2)將聚丙烯纖維布按制品形狀制成預(yù)制件18，預(yù)制件18包括制品部分21和毛邊22，毛邊22有四個鉤狀結(jié)構(gòu)，從上往下可方便快捷的放在固定機構(gòu)14的固定位置；預(yù)制件18設(shè)定位置是制品或型腔3的中型面處；通過固定機構(gòu)14將預(yù)制件18固定，即用螺釘19和墊圈20分別將毛邊22的四個鉤狀結(jié)構(gòu)固定住即可；然后驅(qū)動合模系統(tǒng)I合模。3)在Is的注射時間內(nèi)，驅(qū)動螺桿5以注射壓力140MPa將熔融塑化好的170°C的基體注入型腔3內(nèi)，再以保壓壓力120MPa使基體完全充滿型腔3并浸潰預(yù)制件18。注射壓力在145MPa時的制品會有飛邊產(chǎn)生，因此選擇了 140MPa作為注射壓力。澆口 17直徑為4mm，在預(yù)制件18的最上端?；w經(jīng)過澆道16到達澆口 17后，被Imm厚的預(yù)制件18隔開，從預(yù)制件18的兩個側(cè)面充滿型腔3的同時將預(yù)制件18完全浸透。螺桿5初始位置約為20_，最終位置約為2_，以此控制注入型腔3的基體體積。4)冷卻10s，使其固化成型，驅(qū)動合模系統(tǒng)I開模，松開螺釘19和墊圈20，取出成型件，修剪毛邊，即將預(yù)制件18的毛邊22剪除，最終得到長63. 5mm、寬12. 7mm、高6. 3mm的聚丙烯單聚合物復(fù)合材料彎曲試驗樣條，即本實用新型所述的一種單聚合物復(fù)合材料制品。本實用新型包括但不限于以上實施例，凡是在本實用新型的精神和原則之下進行的任何等同替換或局部改進，都將視為在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，所述注塑成型設(shè)備由注塑機和模具組成，注塑機主要由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)(I)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)(9)組成，注射系統(tǒng)主要由料斗(8)、機筒(6)、螺桿(5)和噴嘴(4)組成，模具(2)主要由成型部件(13)、澆注系統(tǒng)(15)、導(dǎo)向部件(12)、調(diào)溫系統(tǒng)(10)、排氣系統(tǒng)、支撐部件(11)和固定機構(gòu)(14)組成，其特征在于注塑機的機筒(6)外壁或/和壁中設(shè)有加熱冷卻系統(tǒng)的電熱圈(7)作為加熱裝置，機筒(6)上設(shè)有料斗(8)，內(nèi)部設(shè)有螺桿(5)，前端與噴嘴(4)連接，模具(2)的固定機構(gòu)(14)設(shè)置在成型部件(13)上，固定機構(gòu)(14)的位置根據(jù)預(yù)制件(18)的位置設(shè)計確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，其特征在于固定機構(gòu)(14)采用螺釘(19)、墊圈(20)結(jié)合的形式，手動完成預(yù)制件(18)放入和制品取出的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，其特征在于固定機構(gòu)(14)采用螺釘(19)、墊圈(20)結(jié)合的形式，配合機械手完成預(yù)制件(18)放入和制品取出的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，其特征在于調(diào)溫系統(tǒng)(10)采用快變模溫技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，其特征在于澆注系統(tǒng)(15)的澆口(17)設(shè)置在預(yù)制件(18)的一端，包括以預(yù)制件(18)為對稱面的兩個對稱澆口(17)。
專利摘要本實用新型涉及一種單聚合物復(fù)合材料制品注塑成型設(shè)備，屬于聚合物復(fù)合材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域。所述注塑成型設(shè)備由注塑機和模具組成，采用了常規(guī)的注塑機，模具同常規(guī)設(shè)計相比，只需在成型部件上增加固定機構(gòu)并設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)；通過所屬注塑成型設(shè)備將基體塑化熔融，將增強材料制成預(yù)制件放入型腔中固定，合模，將熔融塑化好的基體注入型腔內(nèi)浸漬預(yù)制件，保壓冷卻得到一種單聚合物復(fù)合材料制品；基體和增強材料為同種聚合物。所述設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，可注塑成型得到單聚合物復(fù)合材料制品，具備制品強度高、易于再回收利用、形狀復(fù)雜、成型周期短、可批量生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。
文檔編號B29C45/27GK202507459SQ201220053819
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者彭炯, 毛倩超, 王建, 陳晉南 申請人:北京理工大學(xué)