用于对注射成型模具进行变模温调温的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于在使用调温设备的情况下对注射成型模具进行变模温调温的方法，所述方法至少具有以下步骤：在学习阶段中：确定至少包括所述注射成型模具和所述调温设备的要调温的系统的调温特性，以用于获得对于系统特定的参考值，利用所述参考值可以操控所述调温设备的调节件，以用于实现额定温度曲线；并且在生产阶段中：利用在所述学习阶段中确定的参考值对所述注射成型模具调温；确定在生产周期期间所述注射成型模具的实际温度曲线相对于所述额定温度曲线的偏差并且由所述偏差计算经修正的参考值；利用所述经修正的参考值实施随后的生产工艺。

Method and equipment for temperature control of injection mold

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对注射成型模具进行变模温调温的方法和设备
本专利技术涉及用于对注射成型模具进行变模温调温的一种方法和一种设备。
技术介绍
由DE102007019389B4已知一种模具调温系统，该模具调温系统通过在模具调温设备的内部的混合两种热介质能够在短时间内为注射成型模具提供不同温度的热介质。由EP2329332B1已知用于对注射成型模具进行变模温调温的一种方法和一种设备，其中，准备具有不同温度的两种温度介质并且交替地通过消耗器、例如模具来泵吸这两种温度介质，其中，较热的调温介质并且还有较冷的调温介质直接在消耗器上或中准备并且在那里直接或在中间连接有止回阀的情况下相遇，使得它们在那里直接或间接地相互接触。为此公开的设备提供对于实施所述方法必需的仪器结构。由“Heiβmacht–HochwertigedurchvariothermeWerkzeugtemperierung,Plastverarbeiter2008年7月第36至38页已知：通过变模温模具调温能获得注射成型件上的高质量表面。在这种情况下，在注入过程之前将模具壁加热到塑料的玻璃临界温度以上。在填充型腔之后才进行模具冷却，直到成型件已经达到必需的脱模温度为止。为此，热通道和冷通道被交替地热通流和冷通流。由“VariothermeTemperierung–MethodenundEinsatzmoeglichkeiten”，J.Giessauf，ENGELAustriaGmbH，2008年1月29至30日在德国巴登-巴登的VDI学术会议“Spritzgiessen2008-InnovationundProduktivitaet”已知：利用模具的主调温回路持续地或脉冲地加热模具。在主回路的通道与型腔的表面之间设置有在冷却阶段期间以冷流体冲洗的其他冷却孔。这种处理方法也可以颠倒地实施。此外，给出用于对模具调温的不同物理基本原理。这例如是在打开的模具中以水、油或蒸汽以及借助于电阻加热装置、借助于感应、借助于热辐射和/或借助于红外线加热装置的调温。变模温的工艺控制在此期间是在制造复杂的注射成型构件时的现有技术。在此，模具壁温度在注射成型周期期间运动到不同水平上。原则上，在填充模具时实现通过较高的模具壁温度改进的流动性能并且由此实现以下效果：-微结构化表面的改进的成型；-熔合纹的可见性的降低；-改进的光泽；-在加工被填充的材料时对条痕形成的降低；-对反应塑料的硬化反应的辅助支持或加速；-对注入压力和合模力的降低；-所产生的成型件的改进的尺寸稳定性和公差。在另一方面，较高的壁温度导致必需的冷却时间的延长并且因此由于产量较小使所述方法的经济性变差。通过使用变模温调温可以避免这个缺点，其方式是，将处于较低温度水平的其他调温回路用于主动冷却型腔和/或其部分区域并且由此加速从成型件的热导出。此外必需的可以是：用于较好的可脱模性将构件冷却到较低的温度水平。为了改进系统的能效和动力，经变模温调温的成型嵌件理想地设计有跟随轮廓的靠近型腔的调温系统，以便尽可能降低变模温程度。由此期望：例如将热通道或冷通道尽可能靠近型腔地设置在壁中，使得由于小模具壁厚能实现大动力。在此期间，在市场上对于成型嵌件的变模温调温能使用不同技术。属于它的有：模具外部的或内部的电动和/或感应加热系统、具有水冷的系统、油基或水基的双回路和/或三回路流体系统、CO2调温系统、外部激光和具有蒸汽加热装置的系统。为了进一步改进效率，在水-水系统中并且也在油-油系统中使用中间储存器，以便将闭合的加热和冷却回路中的调温介质液压地分开并且尽可能避免热介质与冷介质的混合。所有方法是共同的：必须为模具周期地输送能量并且接着又必须将能量从模具导出。要变模温运行的模具的动力基本上由始流温度、每单位时间的流量、介质的压力、调温通道的布置结构和调温器的热功率以及模具的要变模温调温的物质得出。所提及的水-水变模温系统不提供调节模具壁温度的可能性。仅在确定的前一次所确定的时刻上将热介质或冷介质送到模具回路中。因此，仅控制模具壁温度的变化。然而，每个模具对于变模温运行都适宜地在模具壁上具有温度传感器。在这个地方，对温度的控制从工艺技术的角度看是决定性的。利用这种已知的系统，环境因素如厂房温度、厂房水的始流温度和模具或调温器的磨损例如钙化、腐蚀和/或改变的泵功率等对变模温设备的加热功率和冷却功率产生影响。在按照现有技术的已知的传统的受控运行中，这仅能通过对模具壁温度变化曲线的监控来识别。然而，设备本身不能补偿这种长时间变化，这导致模具上的温度变化曲线中的波动。这特别是在存在复杂的处理工艺并且要求系统的高精度时是不利的。此外已知的是：当在模具壁传感器上实现可调节的温度水平时，给出所谓的注入释放。然而在实际中出现温度过冲，所述温度过冲特别是在具有长注入时间的制品中起决定性作用并且对成型件的质量产生负面影响。温度过冲超过必需的水平越大，从构件获取能量就越慢，这导致周期时间的延长。同样地，能耗变得较大，因为又必须从较高温度水平起进行冷却。在已知的控制中，需要操作者的显著的经验和责任根据成型件的复杂性和质量要求来手动调节对应的触发阈值，以使对应的通讯信号相协调。在这里不利的特别是：由于控制复杂性的增大在设置工艺时也要容忍在时间上的额外耗费。
技术实现思路
本专利技术的目的是：给出一种用于对注射成型模具进行变模温调温的方法，即使在边界条件、例如熔化温度和环境温度、如厂房温度或类似温度的波动时，所述方法在构件质量得到明显改进的同时也允许对工艺控制的明显改进。所述方法应能够独立地使对注射成型模具的调温与在生产进程中变化的参数相适配，以便因此保证成型件的改进的质量稳定性。此外，本专利技术的目的还在于：给出一种注射成型模具的变模温调温方法，该变模温调温方法很大程度与操作人员的专业知识和/或操作经验无关。特别是应能够从注射成型模具的或者调温系统的之前确定的温度变化曲线出发，在注射成型周期期间独立地并且全自动地在生产阶段期间尽可能靠近理想温度控制。所述目的通过一种具有权利要求1所述特征的用于对注射成型模具进行变模温调温的方法得以实现。有利的实施方式在权利要求1的从属权利要求中给出。按照本专利技术的用于在使用调温设备的情况下对注射成型模具进行变模温调温的方法至少具有下列步骤：A)在学习阶段中：-确定要调温的系统的调温特性，所述要调温的系统至少包括所述注射成型模具和所述调温设备，以用于获得对于系统特定的调节值，利用所述调节值可以操控所述调温设备的调节件，以用于达到额定温度曲线；并且B)在生产阶段中：-利用在所述学习阶段中确定的调节值对所述注射成型模具调温；-确定在生产周期期间所述注射成型模具的实际温度曲线相对于所述额定温度曲线的偏差并且由所述偏差计算用于所述调节件的经修正的调节值或者说调节时间；-利用所述经修正的调节值实施随后的生产工艺。由此，首先在学习阶段中根据所使用的调温设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在使用调温设备的情况下对注射成型模具进行变模温调温的方法，所述方法至少具有以下步骤：/nA)在学习阶段中：/n-确定至少包括所述注射成型模具和所述调温设备的要调温的系统的调温特性，以用于获得对于系统特定的调节值，利用所述调节值能够操控所述调温设备的调节件，以用于达到额定温度曲线；并且/nB)在生产阶段中：/n-利用在所述学习阶段中确定的调节值对所述注射成型模具调温；/n-确定在生产周期期间所述注射成型模具的实际温度曲线相对于所述额定温度曲线的偏差并且由所述偏差计算用于所述调节件的经修正的调节值；/n-利用所述经修正的调节值实施随后的生产工艺。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170803 DE 102017117587.31.用于在使用调温设备的情况下对注射成型模具进行变模温调温的方法，所述方法至少具有以下步骤：
A)在学习阶段中：
-确定至少包括所述注射成型模具和所述调温设备的要调温的系统的调温特性，以用于获得对于系统特定的调节值，利用所述调节值能够操控所述调温设备的调节件，以用于达到额定温度曲线；并且
B)在生产阶段中：
-利用在所述学习阶段中确定的调节值对所述注射成型模具调温；
-确定在生产周期期间所述注射成型模具的实际温度曲线相对于所述额定温度曲线的偏差并且由所述偏差计算用于所述调节件的经修正的调节值；
-利用所述经修正的调节值实施随后的生产工艺。


2.按照权利要求1所述的方法，其中，
A)在所述学习阶段中：
A1)为了确定所述要调温的系统的调温特性曲线；
计算用于所述调温设备的加热和/或冷却装置的操控时间，以用于达到所述注射成型模具的用于要制造的成型件的在时间上的额定温度曲线；
A2)在至少一个评估周期中评估所述额定温度曲线并且根据需要对所述操控时间实施修正；并且
A3)至少将步骤A3)中的所述经修正的操控时间储存为用于所述要调温的系统、特别是所述要调温的系统的调节件的调节值；并且
B)在生产阶段中
B1)在第一生产阶段期间利用步骤A3)中的所述调节值对所述温度曲线进行调平；
B2)确定所述实际温度并且将其与所述注射成型模具的额定温度曲线的对应的额定温度进行比较；
B3)由在步骤B2)中确定的偏差计算经修正的调节值、即用于所述随后的生产周期的调节件的操控时间；并且
B4)利用步骤B3)中的所述经修正的调节值实施所述随后的生产周期；并且
B5)在进一步的生产周期期间重复步骤B2)至步骤B5)。


3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将选自以下组的至少一个或组合用作所述调温设备的加热和/或冷却装置：
-水热和/或水冷装置；
-油热和/或油冷装置；
-电加热和/或电冷却装置；
-电热芯和/或电冷芯；
-基于感应或借助于激光的加热装置以及陶瓷加热装置；
-制冷剂冷却装置和/或CO2冷却装置和/或借助于气体、例如空气的冷却装置；
-基于载热油和/或热蒸汽的加热装置和/或冷却装置。


4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述注射成型模具不以成形物质填充的情况下实施步骤A。


5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定至少由加热装置、冷却装置、调节件和注射成型模具构成的要调温的系统的调温特性，确定和储存所述注射成型模具的型腔的最小可达到的壁温度(Tmin)。


6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定至少由加热器、冷却器、调节件和注射成型模具构成的要调温的系统的调温特性，确定和储存该注射成型模具的型腔的最大可达到的壁温度(Tmax)。


7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在按照权利要求5的加热过程期间确定加热曲线在其拐点(W)处的单位为开尔文每秒(K/Sheat)的最大斜度。


8.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在加热曲线的拐点处将切线(T)设置到所述加热曲线上并且构成该切线(T)与横坐标的交点，其中，将在加热开始与该切线(T)与横坐标的交点之间的时间间隔定义为延迟时间(tuheat)。


9.按照上述权利要求中任一项所述的时间，其特征在于，从温度(Tmax)出发在关断加热时开始冷却，其中，在冷却曲线(TK)的拐点(W)处确定单位为开尔文每秒的最大负斜度(K/scool)并且在所述冷却曲线(TK)的拐点(W)处设置切线(T)，其中，确定该切线(T)与横坐标的交点，并且将延迟时间(tucool)定义为在冷却开始与该切线(T)与横坐标的交点之间的时间间隔。


10.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，计算最小温度(Tmin)与最大温度(Tmax)之间的平均温度(TBasis)。


11.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由公式
tbasisheat＝((TBasis-Tmin)/K/sheat)+tuheat
计算用于从最小温度(Tmin)脉冲加热到平均温度(TBasis)的操控时间(tbasisheat)。


12.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在关断加热之后、即在经过时间(tbasisheat)之后测量直到在温度传感器(7)上不再出现其他显著温度变化为止的时间段，其中，测量和储存温度(Tbasisheat)和减幅时间(停止时间)(tBasisheatdead)。


13.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，按照公式
TBasisheaterror＝TBasisheat-TBasis
计算平均温度(TBasis)与温度(TBasisheat)之间的偏差。


14.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在关断加热期间操控冷却，直到在温度传感器(7)上达到最大温度(Tmax)，并且由公式
tbasiscool＝((Tmax-TBasis)/K/s...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·施内鲍尔，S·莫泽，
申请(专利权)人：克劳斯玛菲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE