高能蒸汽輔助注射成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高分子材料的注射成型技術(shù)，尤其涉及一種高能蒸汽輔助注射成型裝置，屬中空塑料制品的生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多年來，人們一直在研宄改進(jìn)塑料制品的成型加工技術(shù)。20世紀(jì)70年代，以減少翹曲、避免縮痕和降低原料消耗為目的發(fā)展起來的氣體輔助注射成型技術(shù)被逐步得到應(yīng)用，最早見于德國專利2501314(發(fā)表于1975年)。近年來，由于氣體輔助注射成型技術(shù)使用中暴露出一些不足，例如氣體(主要是氮?dú)?的可壓縮性及熱傳導(dǎo)率、比熱容低，在成型截面積大的長管類制品時，易導(dǎo)致塑料制品冷卻時間長、生產(chǎn)效率低、內(nèi)壁產(chǎn)生氣泡等缺陷。同時由于氣體輔助注射成型所需要的高壓設(shè)備及高壓氮?dú)獍嘿F，使得生產(chǎn)成本也提高。為此，在氣體輔助成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來了水輔助注射成型技術(shù)，采用水作為介質(zhì)代替氣體來進(jìn)行輔助成型，由于水的熱導(dǎo)率、比熱容高于氮?dú)?，有利于熔體流動充模后塑料制品冷卻，縮短冷卻循環(huán)周期，但是這也會導(dǎo)致熔體過快冷卻固化，改變了晶體結(jié)構(gòu)和制品性能，這也在一定程度上限制了可用于水輔助注射成型的材料種類。
[0003]到目前為止，關(guān)于氣體輔助和水輔助注射成型技術(shù)已經(jīng)形成幾種設(shè)備，并不斷進(jìn)行改進(jìn)。專利2008102371725公開了一種針閥式順序熱流道氣體輔助注射成型裝置，提出一種針閥式順序熱流道澆注系統(tǒng)，有效改善和消除制品熔接痕、縮痕，降低制品內(nèi)應(yīng)力等。美國專利US 6769894提供了一種典型的水輔助注射成型裝置。專利201110207388.9公開了一種水輔助成型工藝及恒壓水輔助注射成型設(shè)備，通過注氣壓力閉環(huán)控制回路、注水壓力閉環(huán)控制回路及降壓閉環(huán)控制回路等以實現(xiàn)平穩(wěn)注水和保壓，提高塑件質(zhì)量。專利200610034014.0提出一種水輔助注射成型設(shè)備，無需大功率高壓泵，結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、設(shè)備投資少。但是，這些技術(shù)都無法從根本上解決氣體輔助和水輔助注射成型技術(shù)所存在的固有問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服傳統(tǒng)的氣體輔助注射成型設(shè)備冷卻循環(huán)周期長、成本高等不足以及水輔助注射成型設(shè)備熔體過快冷卻的問題，提出一種避免聚合物熔體急冷、冷卻循環(huán)周期短的高能蒸汽輔助注射成型方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為:本實用新型高能蒸汽輔助注射成型方法利用高能蒸汽代替氮?dú)膺M(jìn)行氣體輔助注射成型，然后伴隨制品的冷卻，蒸汽液化成水，隨制品一起脫模。
[0006]上述尚能蒸汽是指在持續(xù)加熱狀態(tài)下蒸汽處于尚溫、尚壓、尚熱能的能量狀態(tài)。
[0007]為達(dá)到上述技術(shù)方案，本實用新型高能蒸汽輔助注射成型方法的裝置，由注射成型模具結(jié)構(gòu)部分、噴嘴部分、熔體分流梭和蒸汽發(fā)生器部分組成，其中注射成型模具部分主要包括動模板和定模板，動模板和定模板形成模具型腔，注射成型模具部分安裝在注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)中，由合模機(jī)構(gòu)的開合模驅(qū)動裝置帶動動模板移動實現(xiàn)模具的開模與閉模，頂出機(jī)構(gòu)用于制品的頂出，注射成型模具部分還包含有定位及固定零件等；噴嘴部分與注射出口部分連接，注射出口部分位于注射裝置的前端，注射裝置完成聚合物的熔融和塑化并對熔體提供壓力和速度，實現(xiàn)熔體的注射，熔體分流梭位于噴嘴部分的內(nèi)部，熔體分流梭與噴嘴部分之間有熔體的流動通道，熔體分流梭中心設(shè)有蒸汽腔和蒸汽進(jìn)出通道，蒸汽的入口連接進(jìn)氣管，蒸汽的出口與熔體的注入口同心，蒸汽的出口與熔體的注入口與模具型腔相通；蒸汽發(fā)生器部分包括進(jìn)氣管、單向閥、蒸汽開關(guān)控制閥、壓力控制閥、安全閥、蒸汽發(fā)生器、調(diào)流閥、壓力泵和蓄水箱等，進(jìn)氣管、單向閥、蒸汽開關(guān)控制閥、壓力控制閥、安全閥、蒸汽發(fā)生器、調(diào)流閥、壓力泵和蓄水箱依次連接組成蒸汽的通道，蒸汽的通道出口能夠向模具型腔3內(nèi)通入設(shè)定的流速、溫度和壓力的蒸汽。
[0008]采用本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的成型方法，其具體的工藝步驟為:
[0009]第一步，注塑機(jī)塑化完成后的熔體通過注射出口部分經(jīng)過噴嘴部分的熔體通道進(jìn)料充模；
[0010]第二步，蓄水箱的水通過壓力泵進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生高能蒸汽；
[0011]第三步，進(jìn)料完成后，蒸汽開關(guān)控制閥動作，經(jīng)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的高能蒸汽經(jīng)過單向閥，通過進(jìn)氣管進(jìn)入噴嘴芯部蒸汽腔進(jìn)行氣體輔助成型獲得零件中空腔；
[0012]第四步，保壓冷卻定型；
[0013]第五步，蒸汽液化成水，打開模具取出制件，水隨制品一起脫模，或由自身重力作用，或空氣排出，流回蓄水箱。
[0014]本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的排水方式，或是隨制品一起脫模，或是依靠自身重力，或是制造負(fù)壓狀態(tài)使其反吸入蓄水箱，或是由高能蒸汽將水排出到蓄水箱。若是隨制品一起脫模，則無需專門排水裝置；若是依靠自重，需在模具朝向地面的一側(cè)設(shè)置出水口 ；若是反吸入蓄水箱，需增設(shè)真空泵等裝置制造負(fù)壓狀態(tài)，此時進(jìn)氣口和排水口可為同一個；若是由高能蒸汽排出到蓄水箱，需在模具中增設(shè)排水口，進(jìn)氣口和排水口不為同一個。第一種方法無需排水，后三種主要適用于大型中空制品產(chǎn)生水量較多的情況。
[0015]本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的蒸汽發(fā)生器為電磁感應(yīng)加熱或其他滿足要求的方式。
[0016]本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置蒸汽發(fā)生器、閥門的開閉等均需控制系統(tǒng)進(jìn)行自動控制。
[0017]本實用新型的有益效果是:用高能蒸汽代替水或氮?dú)膺M(jìn)行輔助注射成型，既保留了氣體或水輔助注射成型的優(yōu)勢，又避免了氣體或水輔助注射成型的不足，降低了冷卻循環(huán)周期，避免了熔體過冷固化，提高了制品質(zhì)量；并且結(jié)構(gòu)簡單，蒸汽溫度、壓力可控，操作方便。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的裝置示意圖；
[0019]圖2為本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的一個實施案例；
[0020]圖3為本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的另一個實施案例蒸汽充填前的狀態(tài)；
[0021]圖4為本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的另一個實施案例蒸汽充填后的狀態(tài)。
[0022]圖中:1.動模板，2.熔體，3.模具型腔，4.定模板，5.進(jìn)氣管，6.單向閥，7.蒸汽開關(guān)控制閥，8.壓力控制閥，9.安全閥，10.蒸汽發(fā)生器，11.調(diào)流閥，12.壓力泵，13.蓄水箱，14.真空泵部分，15.水開關(guān)控制閥，16.注射出口部分，17.噴嘴部分，18.蒸汽腔，19.開合模驅(qū)動裝置，20.陰模，21.蒸汽發(fā)生器部分，22.進(jìn)氣部分，23.周邊密封圈，24.陽模，25.中空腔，26.注射澆口處密封塞。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型高能蒸汽輔助注射成型裝置的一個實施案例如圖1所示，由注射成型模具結(jié)構(gòu)部分、噴嘴部分17、熔體分流梭和蒸汽發(fā)生器部分21組成。其中注射成型模具部分主要包括動模板I和定模板4，動模板I和定模板4形成模具型腔3，注射成型模具部分安裝在注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)中，由合模機(jī)構(gòu)的開合模驅(qū)動裝置19帶動動模板I移動實現(xiàn)模具的開模與閉模，頂出機(jī)構(gòu)用于制品的頂出，注射成型模具部分還包含有定位及固定零件；噴嘴部分17與注射出口部分16連接，注射出口部分16位于注射裝置的前端，注射裝置完成聚合物的熔融和塑化