热塑性树脂中空管制品注塑成型系统技术方案

本实用新型专利技术为一种热塑性树脂中空管制品注塑成型系统，涉及高分子材料成型技术领域的装置，具体是一种水辅助注射成型系统。主要由注塑机（100）、水流注入控制装置（200）、成型模具（1）、安装在成型模具（1）中的水针装置（3）、以及连接水流注入装置（200）和水针装置（3）的管道组成，本实用新型专利技术的优点是，应用本实用新型专利技术的技术方案，不仅可以消除解决水针堵塞的风险，而且可以对制品成型过程型腔内熔胶压力的控制消除制品中疏松/缩孔缺陷风险，还可以减少制造过程中的能耗和废料损失，以及获得更均匀的中空管通径。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高分子材料成型
的装置，具体是一种水辅助注射成型系统。
技术介绍
水辅助注射成型技术，是一种控制流体(水)，将其注入制件特定的熔融区域以形成空心的技术。注射熔融热塑性熔体后利用水针向其芯部注射水，水的前沿作用在制件的熔融芯上，从水的前沿到熔体的过渡段，固化了一层很薄的塑料膜，推动聚合物熔体，充填模具型腔以获得中空制品。与气体辅助注塑成型技术相比，水辅助注射成型具有冷却时间和成型周期更短、生产效率增加等优势。但是在水辅成型的中空制品的树脂截面中也非常容易在发现缩孔或缩松缺陷，以及制品在型腔中充填不完全缺陷。这主要是由于气体辅助成型所用的介质(一般为高压氮气)与水辅助注射成型所用的介质(水)的物理特性的区别造成；例如在气体辅助注塑成型时，在高压氮气推动熔胶形成中空时由于氮气的热容量低，中空的内壁不会立即凝固，而是从与模具型腔壁接触的制品外壁向中空内壁冷却，同时由于氮气具有压缩性，即氮气有膨胀压力推动熔胶向模具向型腔壁运动补充收缩和充分填充型腔，即使在完成中空成型后采用高压氮气保压操作也可消除缩松和型腔填充不完全等缺陷；而在采用水辅成型时，由于水的导热率是氮气的40倍，水的热容量是氮气的4倍，中空体的内壁会迅速形成坚硬的固化层，与此同时与模具型腔壁接触的外壁在模具的冷却下也迅速形成坚硬的固化层，但水具有不可压缩性，意味着在注入过程中如果没有足够的阻力就不能形成足够的水压来作用在树脂体上，这样就导致在两层坚硬的固化层之间后凝固部分产生缩孔或缩松等缺陷，且不能推动未凝固熔胶完全充填型腔中的薄壁结构。对于制品在型腔中充填不完全的缺陷，在熔胶填充型腔时，采用已知的螺杆保压和溢料腔工艺方法先将模具型腔充分填充熔融热塑性树脂然后用水将芯部未凝固的熔融热塑性树脂推入溢料腔是一种可行的方法；然而采用这种方式制造时依然存在两个方面的风险，其中之一是注水水针在开始注水时容易被熔胶堵塞，从而影响制造效率；另外一个风险是在向溢料腔中溢料过程中，型腔内熔胶压力不足，不能完全解决成型过程中在制品壁中产生的缩松/缩孔问题；同时这种方法还会产生大量的溢料，造成加工能耗较高或者材料消耗太多。
技术实现思路
本技术目的是根据上述现有水辅成型中空制品的不足之处，提出一种热塑性树脂中空管制品注塑成型系统。本技术主要由注塑机100、水流注入控制装置200、成型模具1、安装在成型模具I中的水针装置3、以及连接水流注入装置200和水针装置3的管道组成，其中所述成型模具I包括闭合后形成的成型中空管制品10的型腔2、热流道装置4、可控溢料缸装置5、可控溢料缸装置5与热流道装置之间的单向阀6、可控溢料缸装置5与型腔2之间的第一开关阀8、热流道装置4与型腔2之间的第二开关阀9 ;其中，可控溢料缸装置5包括加热和温控组件5a、活塞5b、溢料缸5d、驱动和控制机构5c，溢料缸5d能通过驱动和控制机构5c设定和控制最小储料容积VO和最大储料容积VI，溢料缸5d通过第一开关阀8与型腔2连接以接纳自型腔2溢出的熔融热塑性树脂直至最大储料容积Vl，溢料缸5d通过单向阀6与热流道装置4连接以通过热流道装置4和第二开关阀9向型腔2中注入所储存的熔融热塑性树脂直至最小储料容积VO ;其中，水针装置3包括水通路3a、水流输出端3b和水针帽3c，所述水通路3a的一端通过管道与水流注入控制装置200连接，水通路3a的另一端位于水流输出端3b，水针帽3c与水流输出端3b为可拆卸连接，在注入水流通过水流输出端3b输出之前所述水流输出端3b和水针帽3c位于型腔2中，水针帽3c固定在水流输出端3b上并覆盖水流输出端3b的出水口，当注入的水流通过水流输出端3b输出时所述水针帽3c在注入水流的作用下脱离水流输出端3b ;其中，可控溢料缸装置的溢料缸5d中熔融热塑性树脂的压力由驱动和控制机构5c设定和控制。本技术的优点是，应用本技术的技术方案，不仅可以消除解决水针堵塞的风险，而且可以对制品成型过程型腔内熔胶压力的控制消除制品中疏松/缩孔缺陷风险，还可以减少制造过程中的能耗和废料损失，以及获得更均匀的中空管通径。【附图说明】图1本技术成型系统结构示意图；图2本技术系统成型时步骤示意图；图3本技术中水针装置示意图；图4本技术中溢料缸装置示意图；图5本技术系统成型时步骤示意图；图6本技术系统成型时步骤示意图；图7本技术系统成型时步骤示意图。【具体实施方式】下面结合附图通过具体实施方案，对本技术的技术特征及其相关技术特特做进一步阐述:如附图1-7示意，图中的标号分别表示:1 -模具、2 -模具型腔、3 -水针装置、3a -水通路、3b -水流输出端、3c -水针帽、4 -热流道装置、5 -可控溢料缸装置、5a -温控组件、5b -活塞、5c -驱动和控制机构、5d -溢料缸、6 -单向阀、7 -树脂体、8 -第一开关阀、9 -第二开关阀、10 -中空管制品、1a -制品对外连接结构、1b -工艺余料、100 -注塑机、101 -塑化注射单元、200 -水流注入控制装置。如图7中所示的中空管制品10是一种冷却剂管，包括对外连接结构10a，材质为30%玻纤增强尼龙66 (PA66 GF30)，树脂密度为1.35g/cm3，其中，该水管外径为Φ20πιπι，期望内径为Φ 15 _±0.5mm。如图1和图2所示为按照本技术技术方案构造的注塑成型系统和模具结构布置。其中的注塑机100为商品市场上常见的注塑机；水流注入控制装置200为本技术人自制，可编程控制注入水的体积流速和每次注入的总体积，并提供输出增压动力；其中的成型模具I安装在注塑机100上，注塑机的塑化注射单元101与模具I中的热流道装置入口相连，模具闭合后有成型制品的型腔2，模具I中的热流道装置4通过第二开关阀9与模具型腔2连接以控制向型腔2中注入熔融热塑性树脂和防止注水时熔胶或水从型腔进胶端返回到热流道中，而可控溢料缸装置中的溢料缸5d通过第一开关阀8与型腔2连接以控制从型腔2向溢料缸5d溢出的熔融热塑性树脂流的通断，其中第一开关阀8和第二开关阀9可以是商品市场上常见的针阀式热嘴；为实现本技术的技术目的，可控溢料缸装置5采用一种活塞缸结构，包括驱动和控制机构5c、活塞5b、以及温控组件5a、以及由活塞5b与缸体形成的溢料缸5d，如图4所示；通过驱动和控制机构5c可以设定和控制活塞5b的位置，形成溢料缸5d的最小储料容积VO和最大储料容积VI，其中最小储料容积VO可以为O ;可控溢料缸装置5的溢料缸5d通过一个单向阀6与热流道装置连接，在驱动和控制机构5c的驱动下，允许溢料缸5d中储存的熔融热塑性树脂向热流道装置4中输出直至设定的最小储料容积VO ;而当打开第一开关阀8时，允许从型腔2溢出的熔融热塑性树脂在一定压力下溢入到溢料缸5d中直至恢复到设定的最大储料容积Vl ;其中的温控组件5a使溢料缸装置5的溢料缸、第一开关阀8至溢料缸5d之间的连接通路、以及溢料缸5d至热流道装置4之间的连接通路保持在设定的温度，并保证在其中的树脂为熔融状态；在本具体实施例中，为消除水针装置被溶胶堵塞的风险，采用一种特殊设计的水针装置，具有水通路3a、水流输出端3b、以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性树脂中空管制品注塑成型系统，其特征是，主要由注塑机（100）、水流注入控制装置（200）、成型模具（1）、安装在成型模具（1）中的水针装置（3）、以及连接水流注入装置（200）和水针装置（3）的管道组成，其中所述成型模具（1）包括闭合后形成的成型中空管制品（10）的型腔（2）、热流道装置（4）、可控溢料缸装置（5）、可控溢料缸装置（5）与热流道装置之间的单向阀（6）、可控溢料缸装置（5）与型腔（2）之间的第一开关阀（8）、热流道装置（4）与型腔（2）之间的第二开关阀（9）；其中，可控溢料缸装置（5）包括加热和温控组件（5a）、活塞（5b）、溢料缸（5d）、驱动和控制机构（5c），溢料缸（5d）能通过驱动和控制机构（5c）设定和控制最小储料容积V0和最大储料容积V1，溢料缸（5d）通过第一开关阀（8）与型腔（2）连接以接纳自型腔（2）溢出的熔融热塑性树脂直至最大储料容积V1，溢料缸（5d）通过单向阀（6）与热流道装置（4）连接以通过热流道装置（4）和第二开关阀（9）向型腔（2）中注入所储存的熔融热塑性树脂直至最小储料容积V0；其中，水针装置（3）包括水通路（3a）、水流输出端（3b）和水针帽（3c），水通路（3a）的一端通过管道与水流注入控制装置（200）连接，水通路（3a）的另一端位于水流输出端（3b），水针帽（3c）与水流输出端（3b）为可拆卸连接，在注入的水流通过水流输出端（3b）输出之前水流输出端（3b）和水针帽（3c）位于型腔（2）中，水针帽（3c）固定在水流输出端（3b）上并覆盖水流输出端（3b）的出水口，当注入的水流通过水流输出端（3b）输出时所述水针帽（3c）在注入水流的作用下脱离水流输出端（3b）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐庆华，郭金源，
申请(专利权)人：长春中拓模塑科技有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22