塑性材料的注射模制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注射模制方法，所述方法借助于模制裝置將塑性材料注射模制至模腔中，該模制裝置包括加壓流體塑性材料的分配器，該分配器連接至至少一個注射器，該注射器包括能夠在完全關閉位置和打開位置之間移位的針閥。
[0002]通常地，這些注射模制方法包括在針閥從完全關閉位置移位至打開位置之后用塑性材料充填模腔的充填步驟，其后是用于將加壓的塑性材料注射至腔中的密填步驟(packing step)，其中，針閥被保持在打開位置。針閥隨后從打開位置移位至完全關閉位置，并且在等待時間之后，使得塑性材料能夠固化，所模制的物件被從模中取出。
【背景技術】
[0003]對于需要高品質(zhì)(關于機械概況和從美學觀點而言，例如在特別大型的機動車輛部件的情形中)的物件的注射模制，模制裝置通常使用分布在模的不同區(qū)域中的特定數(shù)目的注射器。在這些注射器由單個分配器(通常位于模腔的中心區(qū)域)來供給的情形中，可在與(一個或多個)中心注射器或第一注射器靠近的腔的區(qū)域所注射的塑性材料的壓力和密度和與(一個或多個)周向注射器或第二注射器的區(qū)域相對應的所注射的塑性材料的壓力和密度之間產(chǎn)生顯著的差異。出于這一原因，在這些情形中使用分級注射(cascadeinject1n)，其中，模腔的充填步驟由順次地指令不同注射器的針閥打開來執(zhí)行，以使得從中心區(qū)域朝向周向區(qū)域逐步地充填模腔，或者確切地說，通過打開第一注射器，隨后打開第二注射器。在這一情形中，第一注射器的針閥在整個注射循環(huán)期間能夠保持打開，或者能夠移位至關閉位置，其后是第二注射器的針閥的打開。通過這種方式，改進了對充填模腔前部的進給，并且減少了由腔的初始充填區(qū)域中的塑性材料累積所導致的局部壓力。
[0004]特別地，在這種類型的順次注射的情形中，因為某些區(qū)域可以接收較多量的塑性材料而其它接收較少，充填步驟后的密填步驟必須使腔的不同區(qū)域和各個注射器之間保持平衡。任何不平衡和過密填(overpacking)導致模制步驟期間的模制件的變形問題、機械性質(zhì)隨之減弱的張力調(diào)整(tens1ning)、厚度的局部增加，以及某些情形中的細絲(filaments)和破損。
[0005]類似問題(盡管是次要的)還可能在物件的注射模制中發(fā)生，該物件的尺寸不一定需要順次的處理方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目標是解決過密填的問題，減少所注射的塑性材料的流動和壓力，期望的是，這一問題可能會在此表現(xiàn)出來。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，這一目標是由于在權利要求1的前序部分中限定的類型的注射模制方法來實現(xiàn)的，權利要求1的特殊特征在于這樣的事實，其包括了附加步驟，該附加步驟將前述至少一個注射器的針閥移位和保持在至少一個部分關閉的中間位置。
[0008]部分關閉的這一附加步驟可在接近充填步驟結束時、或者在密填步驟期間、或者甚至在充填步驟和密填步驟之間來具體實施。
[0009]得益于這一解決思路，可以最佳地使模腔內(nèi)的塑性材料的壓力和分布保持平衡，特別是在順次注射的情形中(然而不是排他地)。
[0010]可以存在針閥的部分關閉的一個或多個位置，并且其可根據(jù)從充填步驟開始所流逝時間或者根據(jù)從充填步驟開始所注射的塑性材料的體積來具體實施。通常，針閥在部分關閉的位置和完全關閉位置之間的行程可在0.1和5 mm之間。
【附圖說明】
[0011]現(xiàn)在將參考附圖詳細地描述本發(fā)明，該附圖完全借助于非限制性示例而提供，在附圖中:
圖1示出了所模制的塑性材料的物件的示例，該塑性材料的的物件的模制方法是根據(jù)本發(fā)明借助于主要在該附圖中示出的裝置來具體實施的，
圖2是示出了模制裝置的細節(jié)的局部剖視圖，
圖3、4、5和6是在模制方法的分別的連續(xù)步驟期間圖2的細節(jié)的比例放大的視圖，以及圖7-8、9-10和11-12參考圖1的物件而示例性地示出源自根據(jù)本發(fā)明的方法的效果。
【具體實施方式】
[0012]圖1表示所模制的塑性材料的物件，根據(jù)本發(fā)明的方法對于該物件是特別有利的:該物件是用于機動車輛的保險杠P，其具有這些特性，即相對于厚度(2-3 mm)的大尺寸(1200-1500 mm的長度)、平均較大的重量(通常高于1200-1500 g)、因其在汽車上的可見位置的高的美學價值，并且對于任何后續(xù)的處理(例如上漆，以獲得極好的美學效果)的需求要求高質(zhì)量的塑性支撐，而沒有美學性質(zhì)上表面缺陷，且沒有在所述模制方法期間由變形所導致的塑性材料的化學/物理性質(zhì)上的局部缺陷。憑借根據(jù)本發(fā)明的方法而有效的其它物件可(例如還是涉及汽車領域)包括由非常具有工藝性和粘性的塑性材料(例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯)制成的板，借此注射壓力達到非常高的值。
[0013]仍參考圖1，示意性地示出注射模制裝置，其通常用于生產(chǎn)物件P:塑化單元I使塑性材料變形，經(jīng)過單個熱流道分配系統(tǒng)2經(jīng)由連接至熱流道分配系統(tǒng)2的多個注射器3、4將塑性材料注射至模腔(未示出)中。注射器3定位在模的大致中心的注射通道處，而注射器4定位在周向注射通道處。
[0014]圖2以較不示意性的形式示出連接至熱室2的注射器3 (或4)的一個:所述注射器(以完全常規(guī)的方式)包括設置在其自由端處的具有噴嘴末端6的噴嘴5，噴嘴末端6的打開和關閉由針閥7控制，借助于流體或電致動器8，針閥7能夠沿著噴嘴5沿軸向在完全關閉位置(在圖3和6中示出)和完全打開位置(在圖4中示出)之間移位。
[0015]通常地，通過每個注射器3、4來運轉的模制循環(huán)涉及從針閥7的完全關閉位置(圖3)開始，打開該針閥7 (圖4)以允許塑性材料在充填步驟期間從熱室2流動至模腔中。
[0016]所述打開可以是完全的，如在圖4中由高度FO指示，或者是幾乎完全的，如由高度S指示。
[0017]在該步驟期間，在可能對塑性材料的速度/流動速率進行控制的情況下，經(jīng)注射的塑性材料的壓力增加，并且模腔被充填至95-99%。
[0018]在充填步驟之后是保持或密填步驟，其中，針閥7被保持在完全或幾乎完全打開位置，以使該充填平衡，并且經(jīng)注射的塑性材料在短時間內(nèi)(通常5-10秒)被保持加壓，可能地在預定壓力曲線之后。這一步驟用以補償塑性材料從流體狀態(tài)到固體狀態(tài)的自然收縮(0.5-1%)，以確保所模制的部件的每個區(qū)域均冷卻下來，在仍處于熔融狀態(tài)的芯部中具有足夠的壓力。
[0019]所模制的材料靠近注射點的區(qū)域在芯部處具有較大的壓力，而在更加遠離注射點的區(qū)域處壓力較低。此外，在靠近注射點的區(qū)域之間也存在壓力差，所述注射點可能比其