用于注射成型的方法和工具技术

一种使用注射成型机器和工具(12、13)注射成型一个或更多个零件的方法，该注射成型机器和工具包括：至少一个模具型腔(17)；和进料系统，该进料系统包括至少一个浇口(18)和位于至少一个浇口(18)的上游的至少一个流道(19、20、21)。至少一个流道(19、20、21)包括至少一个可移动壁(16、26、40)，并且该方法包括如下步骤：通过移动至少一个可移动壁来改变至少一个流道(19、20、21)的至少一个横截面尺寸(T、B、H、S或S+ΔS)，以实现以下各项中的至少一者：a)改变至少一个流道(19、20、21)中的材料的流动速率；b)向至少一个流道(19、20、21)中的材料并因此向至少一个模具型腔(17)施加保持压力；以及c)压缩至少一个流道(19、20、21)中的残留物。

Methods and tools for injection molding

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于注射成型的方法和工具
本专利技术涉及一种用于在注射成型工具中注射成型一个或更多个零件的方法，该注射成型工具包括至少一个模具型腔、至少一个浇口(即，侧浇口或任何其它类型的浇口)和位于所述至少一个浇口上游的至少一个流道。
技术介绍
a)两种不同等级的塑料材料的“共注射”或“三明治(夹芯)注射成型”；以及b)“系列(family)零件的注射成型”，与当前的注射成型和工具技术相比，上面先进的注射成型方法具有提供降低成本、减少环境负荷、更好地利用资源和改进零件质量的巨大潜力。在共注射/三明治注射成型方法中，两种不同等级的塑料材料在注射成型零件的壁横截面中形成三明治结构，其中首先注射到型腔中的熔体形成通常称为“表皮”的相对较薄的表面层，该表面层覆盖整个零件，并且同时或之后不久，第二次注射的熔体在表皮内形成相对较厚的层，该层被称为“芯层”，见图1a、图1b和图1c。共注射有两种不同的成型工艺：-使用配备有两个完整注射单元的机器将两种塑料等级的熔体同时共注射到型腔中，这是原始方法；以及-使用仅具有一个注射单元的机器将两种塑料等级按顺序共注射到型腔中，结果是只能将所谓的“冷流道”用于工具中塑料熔体的进料系统，这与既能使用冷流道又能使用所谓的“热流道”的同时共注射形成对比。MonoSandwich(单三明治)是图1a、图1b和图1c中所示的按顺序共注射工艺的商品名。冷流道中的“冷”一词的含义是，流道的壁可以被加热到低于半结晶聚合物的熔点或非晶态聚合物的软化/熔化区间的表面温度，因此当熔体流动通过流道时，材料的薄层将在冷流道中抵靠壁的表面而凝固。优选使用共注入方法来：-在注射成型零件中组合两种塑料材料的不同特性，例如，具有所需颜色、高抗紫外线性和/或光泽的表面层材料以及经增强以赋予零件高刚度的芯层材料；或-通过将低价材料(诸如，再生材料、低规格的所谓工业塑料等级或不含任何添加剂或聚合后仅掺入少量添加剂的新生产的塑料等级)用于芯层，以便节省注射成型零件的塑料材料成本。系列零件的注射成型是指在包括多个型腔的同一工具中在相应的模具型腔中同时成型具有不同形状、大小和/或重量的两个或更多个零件。填充不同大小、容积和/或形状的模具型腔的注射时间不同，这意味着必须在不同的时间点在型腔中激活施加到熔体的保持压力。然而，共注射或三明治注射成型方法以及系列零件的注射成型方法在市场上并不像与前述方法同时引入的其它方法(诸如，“包覆成型”和“气体辅助注射成型”)那样成熟。造成这种情况的一个原因(也许是主要原因)是，自从使用这些方法以来，尚未彻底开发出适当的工具技术。需要消除当前工具和工艺技术的局限性，这些局限性可能已经阻止了系列零件的共注射和注射成型增加其市场份额。如图1a至图1c所示，MonoSandwich工艺是在只有一个注射单元的机器上进行的。首先将旨在形成最终零件的芯层的熔体体积3计量加入(metering)注射单元1中。然后，将旨在形成最终零件的薄表面层的熔体体积2在机器中的挤出机单元中塑化，并通过注射单元1的孔口计量加入以定位在熔体体积3的前面。如图1b所示，随着注射单元1的螺杆活塞4开始其行程，首先将表面材料2注射到模具型腔5中，从而使表面材料的薄层抵靠模具型腔的相对较冷的成型表面凝固。当将表面材料2部分地注射到模具型腔5中并且螺杆活塞4继续进行其行程时，芯材料3将穿透到表面材料2中并将表面材料2压靠在模具型腔5的成形表面上，同时芯材料在表面材料层内部填充模具型腔(如图1c所示)。以这种方式，获得了具有薄表面层和封装在薄表面层中的连续且基本较厚的芯层的两层注射成型零件。当根据任何一种已知的共注射方法注射成型多层零件时，通常期望零件的所有横截面都具有一种表面材料的相对薄的表面层和芯材料的较厚的内层。当使用共注射方法时，表面材料相对于芯材料的最佳体积份额约为25/75％。当根据共注射方法在多层零件的注射成型中使用当前工具时，只有当零件具有简单和/或对称的形状(诸如，图1a至图1c所示的零件/型腔)时，才能实现约25/75％的份额。图2和图3示出了问题的示例，当共注射使用通向模具型腔中的不适合的浇口来成型更复杂的零件时，可能会出现这些问题。熔体流以不同的方向从射料浇口6延伸到模具型腔的外部轮廓。如果在型腔的成形表面之间存在不同的熔体流动距离和不同的零件壁厚，则在模具型腔中的各种流动路径中，多层熔体的流动阻力将不同，这在共注射过程中导致两种塑料熔体产生流动前沿，该两种塑料熔体的流动前沿相对于彼此不均匀并且相对于模具型腔的外部轮廓也不均匀。在模具型腔的其中熔体流动路径明显长于模具型腔的其它部分中的流动路径的部分中，在流体路径的离射料浇口6最远的端部处的横截面中都没有获得相应的表面材料和芯材料的合理最佳份额，如图2的零件右侧所示，在该端部处只有芯材料7，图2以沿A-A的截面示出了从上方看的零件。即，在图2中可以看出，芯材料熔体7在流动前沿已经穿透表面材料8。通过过量加入表面材料熔体，可以在模具型腔的流动路径最长的部分中部分地获得多层结构，但是，如图3所示，在较短的流动路径的端部处获得了太大量的表面材料8，这意味着芯材料将不会到达模具型腔的位于这些位置处的外部轮廓。此外，当多层熔体的流动前沿通过用于连接(诸如，增强件9或附接装置10等)的开口时，多层熔体的流动前沿将被分裂开。这意味着，由于在如图2所示的产品的不期望的位置处获得芯材料的突破和过多的表面材料，通常无法保持表面材料和芯材料的最佳体积份额，图2示出了增强件9中芯材料的正常部分，而速动附件10中仅芯材料。在图3中，增强件具有太大部分的表面材料，而速动构件10具有更正常的份额。对于注射成型的零件，诸如面板、盖、壳体、旋钮、手柄等，对这些零件的可见表面层的特性通常有特定要求，诸如高光洁度、特殊特征(诸如，抗紫外线(UV))、耐热、高形状精度、无凹陷等。这意味着在利用当前方法仅使用一种相对昂贵的材料对此类零件进行注射成型的情况下，零件的成本将相当高。对于零件在使用零件时不可见的部分，通常对性能没有这种要求。必须表现出良好机械性能(诸如，韧性和刚度)的特征(诸如，连接件、增强件和附接件)可能必须使用不适合用于在使用中可见的零件部分的材料注射成型。这些类型的零件通常使用包覆成型方法(通常称为“双重成型”)进行多层注射成型。图4示出了使用包覆成型方法注射成型的图2和图3所示的零件。在这种方法中，首先将材料7注射到一个模具型腔中，该模具型腔形成具有连接件9和10的后部，然后，在包覆成型工具中将已经形成后部的上表面的型腔自动改变成稍大一些的型腔，这意味着可以如图4所示利用表面层材料8进行包覆成型。然而，这种方法导致在机器和工具上的大量投资，并且周期时间相对较长。通过过量加入表面材料熔体，也可以在模具型腔的流动路径最长的部分中获得多层结构，但是，如图3所示，在较短的流动路径的端部处获得了太大量的表面材料8，这意味着芯材料将不会到达模具型腔的位于这些位置的外部轮廓。EP2,035,206公开了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用注射成型机器和工具(12、13)注射成型一个或更多个零件的注射成型方法，所述注射成型机器和工具(12、13)包括：至少一个模具型腔(17)；和进料系统，所述进料系统包括至少一个浇口(18)和位于所述至少一个浇口(18)的上游的至少一个流道(19、20、21)，其特征在于，所述至少一个流道(19、20、21)包括至少一个可移动壁(16、26、40)，并且所述注射成型方法包括如下步骤：通过移动所述可移动壁来改变所述至少一个流道(19、20、21)的至少一个横截面尺寸(T、B、H、S或S+ΔS)，以便实现以下各项中的至少一者：/na)改变所述至少一个流道(19、20、21)中的材料的流动速率；/nb)向所述至少一个流道(19、20、21)中的材料施加保持压力，并且因此向所述至少一个模具型腔(17)施加保持压力；/nc)压缩所述至少一个流道(19、20、21)中的残留物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 SE 1850352-41.一种使用注射成型机器和工具(12、13)注射成型一个或更多个零件的注射成型方法，所述注射成型机器和工具(12、13)包括：至少一个模具型腔(17)；和进料系统，所述进料系统包括至少一个浇口(18)和位于所述至少一个浇口(18)的上游的至少一个流道(19、20、21)，其特征在于，所述至少一个流道(19、20、21)包括至少一个可移动壁(16、26、40)，并且所述注射成型方法包括如下步骤：通过移动所述可移动壁来改变所述至少一个流道(19、20、21)的至少一个横截面尺寸(T、B、H、S或S+ΔS)，以便实现以下各项中的至少一者：
a)改变所述至少一个流道(19、20、21)中的材料的流动速率；
b)向所述至少一个流道(19、20、21)中的材料施加保持压力，并且因此向所述至少一个模具型腔(17)施加保持压力；
c)压缩所述至少一个流道(19、20、21)中的残留物。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进料系统包括位于所述至少一个浇口(18)的上游的多个流道(19、20、21)，其中所述至少一个流道(19、20、21)的所述至少一个横截面尺寸(T、B、H、S或S+ΔS)是能单独改变的。


3.根据前述权利要求中任一项所述的注射成型方法，其特征在于，所述注射成型方法包括以下步骤：将所述至少一个流道(19、20、21)加热到小于所述至少一个流道(19、20、21)中的所述材料的熔点或熔化区间的温度。


4.根据前述权利要求中任一项所述的注射成型方法，其特征在于，所述可移动壁(16、26、40)被布置成机械地、液压地或电气地控制。


5.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的注射成型方法的注射成型工具(12，13)，所述注射成型工具(12、13)包括：至少一个模具型腔(17)；和进料系统，所述进料系统包括至少一个浇口(18)和被布置成位于所述至少一个浇口(18)的上游的至少一个流道(19、20、21)，其特征在于，所述至少一个流道(19、20、21)包括至少一个可移动壁(16、26、40)，所述至少一个可移动壁(16、26、40)被布置成使得所述至少一个流道(19、20、21)的至少一个横截面尺寸(T、B、H、S或...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·卡尔松，
申请(专利权)人：福莱克斯杰科特公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE