熱流道系統及其注塑工藝、換色工藝的製作方法

2023-07-12 12:12:38 2

本發明涉及熱流道領域，尤其涉及一種熱流道系統及其注塑工藝、換色工藝。

背景技術：

目前在注塑行業普遍採用的注塑模具為熱流道注塑模具，較普通模具而言，通過熱流道系統注塑的塑膠產品質量更高，且熱流道系統具有節約原料，提高生產效率、自動化程度高等優點。

熱流道系統分為開放式熱流道系統及閥式熱流道系統。以閥式熱流道系統為例，其通過閥針控制噴嘴的開閉。現有技術中的閥針在一注塑周期內僅進行一次閥針的開閉操作，噴嘴中的膠料在閥針開啟噴嘴的過程中流入模具型腔中實現成模過程。然，膠料在噴嘴開啟過程中的壓力及流速都有限，如此，注塑時間較長，且浪費原料。

另外，熱流道領域中還有一項關鍵技術——快速換色工藝。如今，越來越多的人對產品的顏色有著不同的追求，而模具製造商考慮到成本問題，多種顏色產品的生產會使用同一套模具，這就需要對模具進行換色處理。換色工藝一般需要預先對熱流道系統中各個結構中殘留的餘料進行清除，現有技術中餘料清除方法主要是不斷通入新料至熱流道系統中，通過新料在熱流道系統中的流動帶出熱流道系統中的餘料，直至換色完成。以閥式熱流道系統為例，新料需要在噴嘴開啟過程中不斷帶出餘料，由於膠料在噴嘴開啟過程中的壓力及流速都有限，這也大大加長了新料完全帶出餘料的時間，從而造成成本浪費、換色效率低、換色不純、不良率高等問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種熱流道系統及其注塑工藝、換色工藝。

為實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種熱流道系統，包括噴嘴單元及位於所述噴嘴單元內的閥針，所述噴嘴單元包括噴嘴本體、流道以及位於所述噴嘴本體端部的澆口，所述系統還包括控制單元，所述控制單元用於控制所述閥針於一注塑周期內多次開閉所述澆口，且所述流道內的膠料在所述閥針開啟所述澆口時噴射出所述澆口。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述控制單元包括電磁閥及時序控制器，所述電磁閥與所述閥針連接，所述時序控制器通過所述電磁閥控制所述閥針每次開閉所述澆口的時間間隔。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述時序控制器通過脈衝信號控制所述電磁閥的工作。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述脈衝信號的頻率範圍為1Hz~2Hz。

作為本發明一實施方式的進一步改進，當所述閥針開啟所述澆口時，所述膠料於所述澆口處的瞬時速度達到最大值。

作為本發明一實施方式的進一步改進，當所述閥針開啟所述澆口時，所述膠料於所述澆口的瞬時壓力達到最大值。

為實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種熱流道系統注塑工藝，包括步驟：

開啟澆口，流道中的膠料射出所述澆口；

於一預定時間後關閉所述澆口，所述膠料流入所述流道；

於一注塑周期內多次重複上述步驟。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述預定時間的範圍為0.25~0.7s。

為實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種熱流道系統換色工藝，包括步驟：

開啟澆口，新料與流道中的餘料一起射出所述澆口；

於一預定時間後關閉所述澆口，所述新料繼續流入所述流道；

於一注塑周期內多次重複上述步驟。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述預定時間的範圍為0.25~0.7s。

與現有技術相比，本發明的有益效果在於：本發明通過控制單元控制所述閥針於一注塑周期內多次開閉所述澆口，膠料在閥針瞬開瞬關的過程中可以實現壓力和速度的短暫積聚和釋放，從而實現膠料的噴射現象，如此，可達到膠料快速進入模具型腔的效果，在換色工藝中可以實現快速換色的目的。

附圖說明

圖1是本發明一實施方式的注塑系統原理示意圖；

圖2是本發明一實施方式的模具系統結構示意圖；

圖3是本發明一實施方式的模具熱流道系統結構示意圖；

圖4是本發明一實施方式的閥針關閉澆口時的示意圖；

圖5是本發明一實施方式的閥針開啟澆口時的示意圖；

圖6是本發明一實施方式的控制單元的結構框圖；

圖7是本發明一實施方式的電磁閥結構示意圖；

圖8是本發明一實施方式的流道中壓力、速度的變化示意圖；

圖9是本發明一實施方式的時序控制熱流道注塑步驟圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式並不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護範圍內。

在本申請的各個圖示中，為了便於圖示，結構或部分的某些尺寸會相對於其它結構或部分誇大，因此，僅用於圖示本申請的主題的基本結構。

另外，本文使用的例如「上」、「上方」、「下」、「下方」等表示空間相對位置的術語是出於便於說明的目的來描述如附圖中所示的一個單元或特徵相對於另一個單元或特徵的關係。空間相對位置的術語可以旨在包括設備在使用或工作中除了圖中所示方位以外的不同方位。例如，如果將圖中的設備翻轉，則被描述為位於其他單元或特徵「下方」或「之下」的單元將位於其他單元或特徵「上方」。因此，示例性術語「下方」可以囊括上方和下方這兩種方位。設備可以以其他方式被定向（旋轉90度或其他朝向），並相應地解釋本文使用的與空間相關的描述語。

如圖1所示，為本發明一實施方式的注塑系統100原理示意圖，本實施方式以閥式注塑系統為例，所述注塑系統100包括料鬥10、料筒20及模具系統30，料鬥10用於膠料50的注入，料筒20用於將膠料50混合併輸送至模具系統30中，模具系統30藉助接收到的膠料50進行注塑過程。這裡，結圖2，模具系統30包括熱流道系統40，所述熱流道系統40靠近料筒20的一端具有膠料入口401，料筒20遠離料鬥10的一端與所述膠料入口401相連通，如此，料筒20中的膠料50通過膠料入口401進入熱流道系統40中。在上述膠料50的輸送過程中，注塑系統100通過設置多個加熱裝置（未標示）使得膠料50保持熔融狀態，從而保證膠料50輸送過程通暢。

如圖3所示，所述熱流道系統40包括若干個噴嘴單元42以及若干閥針43，所述若干噴嘴單元42與所述若干閥針43對應設置。所述閥針43與氣缸41相連，如此，可以通過氣缸41控制閥針43相對所述噴嘴單元42往復運動。

如圖4所示，所述噴嘴單元42包括噴嘴本體421及流道422。具體的，噴嘴本體421的一端套設有澆口套423，所述澆口套423對應流道422形成有澆口4231，所述閥針43於所述流道422內進行往復運動而實現對所述澆口4231的開啟和關閉操作。所述噴嘴本體421的外部還套設有加熱部425，所述加熱部425用於保持膠料50流經噴嘴單元42時所需的溫度，使得流經噴嘴單元42的膠料50保持熔融狀態。這裡，所述噴嘴本體421可由導熱效果好且耐高溫的材料製成。

流道422中的膠料50後續會進入產品成型用模具型腔70內。具體的，進入熱流道系統40的膠料50流入每一所述噴嘴單元42的流道422中，如圖4所示，初始狀態時，閥針43運動至澆口4231處而密封所述澆口4231，當膠料50於流道422內積聚後，如圖5所示，閥針43朝遠離澆口4231的方向運動，澆口4231被開啟，流道422內的膠料50由澆口4231流至產品成型用模具型腔70內，此時即可進行合模注塑過程。

在本實施方式中，如圖6所示，所述注塑系統100還包括控制單元60，所述控制單元60用於控制所述閥針43於一注塑周期內多次開閉所述澆口4231，且所述流道422內的膠料50在所述閥針43開啟所述澆口4231時噴射出所述澆口4231。

這裡，通過控制單元60控制所述閥針43於一注塑周期內多次開閉所述澆口4231，每次澆口4231開閉的時間間隔都較短，如此，當閥針43關閉所述澆口4231時，所述膠料50於所述澆口4231處積聚，當閥針43開啟所述澆口4231時，積聚的膠料50得到釋放，從而膠料50噴射出所述澆口4231。閥針43瞬開瞬關所述澆口4231的過程可使得澆口4231處的膠料50保持噴射狀態，即膠料50在一注塑周期內可以多次噴射出所述澆口4231。如此，可達到膠料50快速進入模具型腔的效果，在換色工藝中可以實現快速換色的目的。

具體的，當所述澆口4231處於關閉狀態時，所述膠料50於所述澆口4231處的速度逐漸增大，當所述澆口4231處於開啟狀態時，所述膠料50於所述澆口4231處的速度逐漸減小，且當所述閥針43開啟所述澆口4231的瞬間，所述膠料50於所述澆口4231處的瞬時速度達到最大值，即此時膠料50噴射出所述澆口4231。另外，當所述澆口4231處於關閉狀態時，所述膠料50於所述澆口4231處的壓力逐漸增大，當所述澆口4231處於開啟狀態時，所述膠料50於所述澆口4231處的壓力逐漸減小，且當所述閥針43開啟所述澆口4231的瞬間，所述膠料50於所述澆口4231處的瞬時壓力達到最大值，即此時膠料50噴射出所述澆口4231。這裡，當每次閥針43開啟和關閉所述澆口4231的時間間隔較短時，可實現膠料50於澆口4231處不停積累及釋放，即可實現膠料50在一注塑周期內多次高壓高速噴射，壓力和速度的損失都較小，極大地提高了效率。特別是在換色工藝中，一注塑周期內的多次高壓高速噴射可以使得加入的新料與流道422中殘留的餘料充分混合後快速排出流道422，從而可以使得流道422中殘留的餘料快速清除，縮短換色時間。

在本實施方式中，如圖6及圖7所示，所述控制單元60包括電磁閥61及時序控制器62，所述電磁閥61與所述閥針43連接，所述時序控制器62通過所述電磁閥61控制所述閥針43每次開閉所述澆口4231的時間間隔。具體的，所述時序控制器62通過脈衝信號控制所述電磁閥61的工作，所述脈衝信號的頻率範圍為1Hz~2Hz。如此，通過時序控制器62發送脈衝信號至電磁閥61，可以通過電磁閥61控制閥針43每次開閉所述澆口4231的時間間隔，從而可以控制膠料50噴射出所述澆口4231的速度及壓力。

下面，簡單介紹時序控制器62對壓力、速度的控制過程。如圖8所示，直線1及直線2分別表示預設的壓力及速度變化圖，曲線1及曲線2分別表示實測的壓力及速度變化圖。由曲線1可知，在一注塑周期中，壓力呈波浪線變化，具體的，當所述閥針43關閉所述澆口4231時，膠料50於澆口4231處積聚，澆口4231處的壓力值逐漸增大至最大值，如曲線1中的波峰點A所示，而後所述閥針43開啟所述澆口4231，膠料50於澆口4231處噴射，澆口4231處的壓力值逐漸減小至最小值，如曲線1中的波谷點B所示；隨著閥針43不斷的在開啟和關閉所述澆口4231的狀態間切換，澆口4231處的壓力值也不斷變化，每次由波峰點A下降的瞬間即為膠料50噴射出所述澆口4231的時刻。這裡，曲線1的變化趨勢由時序控制器62來控制。

另外，如圖8中的曲線2所示，在一注塑周期中，速度呈波浪線變化，具體的，當所述閥針43關閉所述澆口4231時，膠料50於澆口4231處積聚，澆口4231處的瞬時速度逐漸增大至最大值，如曲線2中的波峰點C所示，而後所述閥針43開啟所述澆口4231，膠料50於澆口4231處噴射，澆口4231處的瞬時速度逐漸減小至最小值，如曲線2中的波谷點D所示；隨著閥針43不斷的在開啟和關閉所述澆口4231的狀態間切換，澆口4231處的瞬時速度也不斷變化，每次由波峰點C下降的瞬間即為膠料50噴射出澆口4231的時刻。這裡，曲線2的變化趨勢即可由間控制器62來控制。

如圖9所示，本發明一實施方式還提供一種熱流道系統注塑工藝，結合上述注塑系統100的說明，所述注塑工藝包括步驟：

開啟澆口4231，流道422中的膠料50射出所述澆口4231；

於一預定時間後關閉所述澆口4231，所述膠料50流入所述流道422；

於一注塑周期內多次重複上述步驟。

這裡，所述預定時間的範圍為0.25~0.7s。通過控制所述閥針43於一注塑周期內多次開閉所述澆口4231，每次澆口4231開閉的時間間隔都較短，如此，當閥針43關閉所述澆口4231時，所述膠料50於所述澆口4231處積聚，當閥針43開啟所述澆口4231時，積聚的膠料50得到釋放，從而膠料50噴射出所述澆口4231，閥針43多次開閉所述澆口4231，則膠料50多次噴射出所述澆口4231。如此，可達到膠料50快速進入模具型腔的效果，在換色工藝中可以實現快速換色的目的。

下面，具體以熱流道系統的換色工藝來說明。結合上述的注塑系統100的描述，本具體示例包括步驟：

清潔料鬥10；

具體的，將料鬥10中殘留的餘料從料鬥10的卸料口（未標示）卸下，對料鬥10進行清洗後再用風槍吹乾，保證料鬥10內無餘料。

加入新料；

具體的，根據要求添加需要更換的顏色的材料或色母至料鬥10中，加入前需檢查新料是否有雜質或異物。

進行升溫操作；

具體的，產品成型模具的溫度提高15℃，分流板41和噴嘴單元42的溫度提高30℃，料筒20的溫度提高10℃，如此，可保證加入的新料及殘留的餘料均處於熔融狀態；

清理料筒20內的餘料；

具體的，此時料筒20未與膠料入口401相連，待溫度穩定後，通過料筒20的空射實現料筒20內餘料的清除，直至料筒20內射出的新料顏色純淨。

將料筒20與膠料入口401相連，進行合模注塑過程；

在第一注塑周期內，時序控制器62通過電磁閥61控制閥針43的往復運動，新料與噴嘴單元42的流道422內的殘留的餘料混合併由澆口4231噴射至模具型腔中；

第一注塑周期結束後，開模取樣；

而後在第二注塑周期至第N注塑周期內重複進行「合模—注塑—開模—取樣」操作，直至取樣的產品無混色，澆口4231處無澆花，此時，即換色完成。

這裡，如果運用傳統的換色工藝，大致需要進行60次開模才能完成換色工藝，產品的不良率約為5%。而本發明通過時序控制器62可實現新料與餘料混合後的連續噴射，餘料清除速度加快，可以減少開模次數，本發明大致進行20次開模後就能完成換色工藝，產品不良率也可大大降低，約可降至2%。本發明的技術方案相較於傳統技術，產品製作效率提升200%，成本節約70%，產品不良率降低3%，因此，本發明不僅可以提供完美的產品質量，還可提高效率，節約成本。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本發明的保護範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護範圍之內。