微泡注塑裝置的製作方法

2023-05-23 21:32:12 1

本發明涉及塑料注塑領域，尤其涉及一種微泡注塑裝置。

背景技術：

微泡注塑是通過塑料注塑過程中，在塑料中加入超臨界流體，使之均相化。然後注入到模具型腔內，由於壓力驟然下降，超臨界流體會轉變成氣體狀態，在塑料中形成微小氣泡。此注塑方式稱之為微泡注塑，目前國內的微泡注塑均採用通過注塑機炮筒開孔，對螺杆做相應改造後注入超臨界流體。實現這種工藝就必須進行注塑機相應的改裝或者定製，且必須犧牲注塑機原有塑化能力才能實現，使改裝成本增加，技術推廣難度增大。

通過微泡注塑可減輕材料重量，縮短注塑周期，減少設備能耗，提高零件精度，減少零件內應力，但是獲得的產品表面容易開裂，直接影響產品的外觀質量，不被消費者青睞。

技術實現要素：

本發明針對現有技術不足，提供一種兼容性強，無需對注塑機改裝就能完成微泡注塑，並能獲得表面無缺陷的產品的微泡注塑裝置。

為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案得以解決：微泡注塑裝置，包括同軸設置，並且內部具有相互導通腔體的注入段、混料段以及射出段，所述注入段設置的原配法蘭總成與注塑機炮筒頭連接，所述射出段包括前部法蘭總成以及將混料注入模具內的射嘴總成，所述混料段前端通過連接器總成與原配法蘭總成連接，所述混料段末端通過前部法蘭總成與射嘴總成連接，所述混料段包括本體總成以及混料總成，所述本體總成、混料總成以及前部法蘭總成的腔體內均設置有常規流道和scf流道，所述本體總成上設置有與常規流道聯通的射出總成，相互導通的腔體內設置有配合流道工作的的閥體，所述相互導通的腔體外設置有監控流體狀態的溫度傳感器和壓力傳感器以及加熱器組件。

上述方案中，優選的，所述連接器總成為卡箍式結構，通過連接器總成和內六角螺栓將本體總成和原配法蘭總成進行連接，便於裝置快速換裝。

上述方案中，優選的，所述射出總成包括內部設置有微孔合金結構柱塞的微型注塑單元以及驅動裝置，微孔合金結構柱塞可以排出因scf少量融入而形成的氣體，且不允許流體通過，射出總成優選油缸作為驅動。

上述方案中，優選的，所述柱塞頭部設置有通氣塞，透氣且流體無法通過。

上述方案中，優選的，所述閥體包括設於原配法蘭總成腔體內的充氣閥，將本體總成腔體分成常規流道和scf流道的換向閥，以及設置於前部法蘭總成腔體內的針閥，設有充氣閥，在注塑機儲料時，待常規流體注滿常規流道和射出總成後，充氣閥開啟將scf注入炮筒內腔，與流體混合形成混合流體，針閥處於常閉狀態，混合流體通過scf流道射出時，針閥總成的單作用油缸洩壓，混合流體靠自身壓力開啟針閥，通過這些閥體的設置，用戶可以自由選擇工作模式，可以在普通注塑和微泡注塑方式中快速切換，並控制常規流體與sfc均相化的混合流體的注入次序。

上述方案中，優選的，所述溫度傳感器包括設置於本體總成上的第一溫度傳感器，設置於微型注塑單元上的第二溫度傳感器、設置於混料總成上的第三溫度傳感器以及設置於前部法蘭總成上的第四溫度傳感器，設置多個溫度傳感器，通過對常規流體的溫度控制，使模具型腔內零件形成膜壁，從而獲得表面與普通注塑一致的零件。

上述方案中，優選的，所述壓力傳感器設置於本體總成上，並與設置於本體總成腔體內的換向閥連接，壓力傳感器不僅能控制混合流體因釋壓導致的氣體逃逸和零件表面形成的氣泡開裂，而且能監測裝置各工作段的密封性，當裝置出現洩漏時，能第一時間及時處理。

上述方案中，優選的，所述scf流道內設置有表面具有多頭正反螺旋的流線形結構的混料柱，這種結構使得混料柱表面形成大量螺旋槽匯合點，利用熔融塑料在注塑時的動能，可以使scf與塑料充分融合，提高微泡的均衡分布。

上述方案中，優選的，所述射嘴總成為內部設置有隨動套的同軸雙流道結構，中心為scf流道，與前部法蘭總成scf流道連接，外環為常規流道與前部法蘭總常規流道連接。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：本裝置採用雙流道結構，通過多個傳感器對腔體內的流體進行溫度和壓力的控制，配合裝置上的射出總成，實現先行向模具型腔注入常規流體，再後續注入與sfc均相化的混合流體，先行注入模具型腔使模具型腔內零件形成膜壁，阻止混合流體因釋壓導致的氣體逃逸和零件表面形成的氣泡開裂，從而保證零件表面與普通注塑一致；本發明在傳統注塑機炮筒頭部附加本裝置即可實現微泡注塑，並且用戶能夠自由選擇工作模式，可在普通注塑和微泡注塑方式中快速切換，對注塑機無改裝要求，不犧牲注塑機原有塑化能力，且可以在同規格設備上按需切換；對應不同規格注塑機，本裝置幾何尺寸對應變化即可，本裝置同時具有微泡注塑現有模式的其它優點，適合大面積推廣。

附圖說明

圖1、本發明結構爆炸圖。

圖2、本發明結構剖視圖1。

圖3、圖2中c-c剖面圖。

圖4、本發明結構剖視圖2。

圖5、本發明換向閥結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

參見圖1至圖5所示，微泡注塑裝置，包括同軸設置，並且內部具有相互導通腔體的注入段、混料段以及射出段，所述注入段設置的原配法蘭總成1與注塑機炮筒頭連接，所述射出段包括前部法蘭總成5以及將混料注入模具內的射嘴總成6，所述混料段前端通過連接器總成2與原配法蘭總成1連接，所述混料段末端通過前部法蘭總成5與射嘴總成6連接，其特徵在於，所述混料段包括本體總成3以及混料總成4，所述本體總成3、混料總成4以及前部法蘭總成5的腔體內均設置有常規流道71和scf流道72，所述本體總成3上設置有與常規流道71聯通的射出總成34，相互導通的腔體內設置有配合流道工作的的閥體，所述相互導通的腔體外設置有監控流體狀態的溫度傳感器和壓力傳感器以及加熱器組件。。

所述連接器總成2為卡箍式結構，通過連接器總成2和內六角螺栓22將本體總成3和原配法蘭總成1進行連接，所述射出總成34包括內部設置有微孔合金結構柱塞342的微型注塑單元以及驅動裝置344，以及炮筒341，位移傳感器345，所述柱塞342頭部設置有通氣塞343，所述閥體包括設於原配法蘭總成1腔體內的充氣閥11，將本體總成3腔體分成常規流道71和scf流道72的換向閥32，以及設置於前部法蘭總成5腔體內的針閥52，換向閥32通過擺動油缸總成33控制，實現適時通斷常規流道71和scf流道72，所述換向閥32包括閥芯321、閥套322、銅墊328、墊片327碟型彈片326、螺母325，所述針閥52包括閥體521、槓桿522、推塊523和單作用油缸524；所述溫度傳感器包括設置於本體總成3上的第一溫度傳感器81，設置於微型注塑單元上的第二溫度傳感器82、設置於混料總成4上的第三溫度傳感器83以及設置於前部法蘭總成5上的第四溫度傳感器84，所述壓力傳感器9設置於本體總成3上，並與設置於本體總成3腔體內的換向閥32連接，scf流道72內設置有表面具有多頭正反螺旋的流線形結構的混料柱42，所述射嘴總成6為內部設置有隨動套61的同軸雙流道結構。

注塑前，與微泡注塑裝置連通的並各分系統啟動，電熱器加熱至塑料要求的熔融溫度，注塑機處於可工作狀態；微泡注塑裝置內的充氣閥11處於關閉狀態；換向閥32將scf流道72流道口關閉，常規流道71開啟，針閥52關閉狀態；塑機啟動儲料，注塑機的螺杆背壓設置大於微型注塑單元內柱塞342的背壓，流體流經換向閥沿常規流道71流動，待常規流道71充滿後，流道沿程阻力會大於柱塞342後移阻力，此時，推動柱塞342上行，並上行至第一設定高度時，充氣閥11開啟，氣體與塑料流體混合，當柱塞342升至第二設定高度，換向閥32旋轉，關閉常規流道71，開啟scf流道72，混有sfc的流體通過混料柱42，形成sfc均相化的混合流體，待混合流體充滿scf流道72後，關閉針閥52，注塑機繼續儲料，並持續注入sfc均相化的混合流體，直至注塑機螺杆到達設定位置。

注塑開始時，射出總成上的驅動裝置344的油缸拉動柱塞342下移，流體沿常規流道71流動至射嘴總成6，推動隨動套61後移，通過射嘴總成6將流體注入模具，待柱塞342將流體全部擠出後，針閥52單作用驅動裝置72的油缸洩壓，注塑機啟動注塑，將混合流體注入scf流道72內，針閥52開啟，混合流體朝射嘴總成6流動，並推動隨動套61前移，使得常規流道71的流道出口封閉，混合流體經隨動套61並注入模具型腔，模具型腔注滿後，針閥52關閉，注塑機儲料啟動，通過plc控制系統設定適當的延時，將scf流道72內剩餘混合流體壓入混合流道後，換向閥32關閉scf流道72，常規流道71重新開啟，進入下一循環，注塑工程中，位於注塑裝置上的8個加熱組件對腔體內的流體加熱，使其保證一定的流動性，能順利注入模具型腔內，8個加熱組件為位於原配法蘭總成1殼體外側的第一加熱器h1，位於連接器總成2殼體外側的第二加熱器h2；位於本體總成3與混料總成4連接處殼體外側的第三加熱器h3；位於混料總成4中部殼體外側的第四加熱器h4，位於混料總成4與前部法蘭總成5連接處殼體外側的第五加熱器h5，位於前部法蘭總成5端部殼體外側的第六加熱器h6；位於射出總成上的第七加熱器h7和第八加熱器h8。

通過上述動作，可實現先將常規流體注入模具型腔內，先使零件形成膜壁，可有效阻止混合流體因釋壓導致的氣體逃逸和零件表面形成的氣泡開裂，其後注入混流流體，使獲得的產品微泡注塑產品的優點，同時產品表面無開裂等微泡注塑產品的缺陷，適合大面積推廣使用。

本發明的保護範圍包括但不限於以上實施方式，本發明的保護範圍以權利要求書為準，任何對本技術做出的本領域的技術人員容易想到的替換、變形、改進均落入本發明的保護範圍。