本发明专利技术公开了聚合物熔体复合振动注塑装置，包括注塑机、复合振动系统、注塑模具，其中，与普通注塑的最大区别在于本装置的复合振动系统。复合振动系统包括中低频液压振动系统和高频超声振动系统，液压振动由液压泵、转阀、液压缸和振动杆等组成，振动杆伸入聚合物熔体流道，数量为双数，可分为两组同时同向或反向做往复振动以实现熔体的压力振动或剪切振动。超声振动系统由超声波发生器、换能器、变幅杆和振动杆组成，超声振动杆伸入聚合物熔体流道内直接作用于熔体。该装置可显著降低熔体粘度，适合用于充模较困难的薄壁或者大型注塑制件，以及熔接痕较多或者熔接痕强度较差的注塑制件。件。件。
【技术实现步骤摘要】
聚合物熔体复合振动注塑装置
[0001]本专利技术涉及聚合物加工设备领域，尤其涉及一种可改善聚合物充模性能并减少熔接痕的聚合物熔体复合振动注塑装置。
技术介绍
[0002]现有的主流聚合物熔体注塑装置只能提供单纯的剪切场，且所产生的剪切方向、剪切速率等都是不变的。这种单纯的剪切场能够引起垂直于流动方向上流层间分子链的滑移，从而使缠结点得到一定程度的解脱，引起粘度下降的现象，被称之为“剪切变稀”。剪切变稀所带来的粘度下降虽有利于加工过程的进行，但由于剪切速率恒定且剪切时间较短，当分子链的热运动导致的恢复缠结与剪切诱导的解缠结达到动态平衡时，分子链的缠结状态便维持不变，解缠结不会继续进行，粘度也将保持不变。
[0003]公开号为CN112793098A的中国专利技术公开了一种可提高高分子材料流动性的注塑成型机，其具体公开了一种通过在注塑成型机的解缠结机构芯轴外表面上设置若干列平行排列且凸起的块筋，在物料输送期间能产生良好的混合作用，可增加塑料熔体所受到的剪切作用的均匀性，因而可以避免物料在层厚方向上因剪切不均匀所带来的解缠结效果差的缺点；同时块筋间的空间较大，可以有效增加熔体的容量，提高解缠结效率。其存在的问题主要在于：1、其解缠结方式较为单一，主要还是靠剪切的方式，解缠结效果有限；2、聚合物熔体进入装置的方向与注塑装置的方向不同，需要配备额外的动力设备(驱动电机)以使聚合物熔体按指定方向流动注塑。
[0004]公开号为CN110815628A的中国专利技术专利公开了一种聚合物熔体解缠结装置，其具体公开了一种通过对熔体施以周向旋转应力场或周向振动应力场或周向旋转与周向振动叠加的复合运动应力场，使熔体中的分子链在周向剪切场或周向振动场，尤其是在周向剪切和周向振动叠加的复合应力场下，一张一弛不断改变受力方向时逐渐移开，从而达到高度的解缠结的效果。其存在的问题如下：1、其解缠结方式较为单一，主要还是靠机械的方式(振动+剪切)，解缠结效果有限；2、聚合物熔体进入装置的方向与注塑装置的方向不同，需要配备额外的动力设备(驱动电机)以使聚合物熔体按指定方向流动注塑。
[0005]公开号为CN114633448A的中国专利技术专利公开了一种具有宽频幅振动试验/流变测量一体化功能的试验机，其具体公开了同时采用高幅低频的机械振动和高频低幅的超声振动共同作用形成宽频幅振动场，以提高聚合物的加工效率和力学性能。但其存在以下技术问题：
[0006]1、其实试验仪器，本领域技术人员很难将其直接应用于工业生产中来，并且其结构复杂，对于制造、安装和使用的成本及要求均较高；
[0007]2、其入料口、物料流道、出料口彼此垂直，聚合物在其中的流向需经过2个90度直角，显然的，这些直角必然导致聚合物熔体此处的流速变慢，温度降低，但由于其为试验仪器，因此只要其在出料端口产出物料即可，即使此时的物料流动性变差或温度较低也不影响在后续实验中测量其性能，若是将其用在工业生产中将是很大的问题；
[0008]3、其机械振动方向沿聚合物熔体的流动方向往复，相当于只在熔体流动方向上施加了单一方向的剪切流动场，通过熔体与上下模具壁面摩擦剪切，与于常规注塑过程中的剪切场原理上是一致的，只是两侧推动熔体往复剪切，这种剪切场是很难实现有效的解缠结的，而在垂直于流动方向上，由于层与层间存在速度差，大分子间会相对滑移，因而使凝聚缠结点和拓扑缠结点都得到一定程度的解脱，引起粘度下降。这种解缠结是加工过程中是必然发生的，但解缠结效果一般，达不到深度解缠和高效解缠结效果。
[0009]4、出料不连续，在试验应用中没有问题，但是在工业上则是非连续生产，这显然是不能接受的。而说明书中所提到的通过“并联多个试验机，组合，匹配好各个试验机出口排出物料的时间，即可保证聚合物熔体的连续供给”，而多个试验机并联必然使系统复杂度、系统组建成本等成倍增加，且各试验机的配合以实现连续供料的问题对本领域技术人员也是一种挑战，其在工业生产中难以实现。
技术实现思路
[0010]针对以上技术问题，本申请提供了一种结构简单、适宜于工业化生产应用的液压振动+超声振动的聚合物熔体注塑装置。
[0011]为了实现以上专利技术目的，本申请提供以下技术方案：
[0012]聚合物熔体复合振动注塑装置，包括注塑机、复合振动装置、注塑模具；
[0013]所述注塑机用于塑化聚合物，塑化后的聚合物熔体流经复合振动装置后进入注塑模具；所述注塑模具用于成型聚合物熔体；
[0014]所述复合振动装置包括过料模具、液压振动模块和超声波模块；
[0015]所述过料模具由上模具和下模具组合而成，所述过料模具分型面设置有贯穿所述过料模具两端、供聚合物熔体流通的流道；所述上模具开设有至少两个第一通孔，所述下模具开设有至少一个第二通孔；所述第一通孔和第二通孔分别与流道垂直并连通；
[0016]所述液压振动模块包括振动杆和液压缸；所述振动杆安装在所述第一通孔内且伸入所述流道，所述振动杆远离上模具的一端连接有液压缸，所述液压缸用于驱动振动杆在第一通孔内作活塞运动；
[0017]所述超声波模块包括超声振动头和变幅杆；所述超声振动头设置于变幅杆一端；所述变幅杆安装在所述第二通孔内且超声振动头伸入所述流道。
[0018]所述流道的两端分别连通注塑机和注塑模具。
[0019]在一些较优的实施例中，所述上模具和下模具的分型面为便于定位的阶梯状。
[0020]在一些较优的实施例中，所述流道表面正对第二通孔的位置还设置有收敛凸台，用于缩小流道在此处的厚度；所述流道截面形状为矩形，其宽度不小于第一通孔和第二通孔中任意者的直径。
[0021]在一些较优的实施例中，所述第一通孔内设置有耐磨套，所述耐磨套内表面与振动杆间隙配合，外表面与第一通孔过盈配合；所述第二通孔内设置有柔性套。
[0022]在一些较优的实施例中，所述液压缸包括水平滑槽；所述振动杆通过设置在远离模具一端的滑块与所述水平滑槽连接。
[0023]在一些较优的实施例中，所述水平滑槽远离开槽的一侧设置有若干第三通孔，所述滑块与第三通孔对应的位置设置有螺纹盲孔。
[0024]在一些较优的实施例中，所述液压缸还包括活塞杆；所述活塞杆的活动端与所述水平滑槽连接。
[0025]有益效果
[0026]1、聚合物熔体流道设计合理，可在流道进料端连接注塑机，在出料端连接注塑模具，实现工业化的聚合物熔体注塑生产应用；
[0027]2、通过超声振动及液压振动叠加的复合外力场实现解缠结作用，可以大幅降低聚合物熔体的粘度，装置具有三种模式：超声振动模式、液压振动模式和液压
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超声复合振动模式，超声振动对于温敏性聚合物粘度的降低具有较优的效果，液压振动对于切敏性聚合物具有较好的效果，复合振动可实现两者的叠加或协同作用。粘度的降低可在保证填充效果的前提下大幅降低注塑压力，降低注塑成型难度，缩短冷却时间，实现高粘度难加工的聚合物的低能耗高效的注塑成型；可以在保持熔体粘度大体不变本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.聚合物熔体复合振动注塑装置，其特征在于：包括注塑机(1)、复合振动装置(2)、注塑模具(3)；所述注塑机(1)用于塑化聚合物，塑化后的聚合物熔体流经复合振动装置(2)后进入注塑模具(3)；所述注塑模具(3)用于成型聚合物熔体；所述复合振动装置(2)包括过料模具(21)、液压振动模块(22)和超声波模块(23)；所述过料模具(21)由上模具(211)和下模具(212)组合而成，所述过料模具(21)分型面设置有贯穿所述过料模具(21)两端、供聚合物熔体流通的流道(215)；所述上模具(211)开设有至少两个第一通孔(216)，所述下模具(212)开设有至少一个第二通孔(217)；所述第一通孔(216)和第二通孔(217)分别与流道(215)垂直并连通；所述液压振动模块(22)包括振动杆(221)和液压缸(222)；所述振动杆(221)安装在所述第一通孔(216)内且伸入所述流道(215)，所述振动杆(221)远离上模具(211)的一端连接有液压缸(222)，所述液压缸(222)用于驱动振动杆(221)在第一通孔(216)内作活塞运动；所述超声波模块(23)包括超声振动头(232)和变幅杆(231)；所述超声振动头(232)设置于变幅杆(231)一端；所述变幅杆(231)安装在所述第二通孔(217)内且超声振动头(232)伸入所述流道(215)。所述流道(215)的两端分别连通注塑机(1)和注塑模具(3)。...
【专利技术属性】
技术研发人员：高雪芹，黄威，傅强，申开智，张琴，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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