本发明专利技术描述了一种用于在型腔中成型塑性材料的方法，其主要依赖于一部分模具发生移动而提供必要的压力，以迫使塑性材料熔融物对型腔的所有部分进行填充。该方法包括下述步骤：施加一个小的压力将模具闭合；在一定压力下将预定量的熔融塑性材料注射入型腔内，其中该压力设置成使得塑性材料的注射可以使型腔抵抗所述小的闭合压力而扩大容积；以及在注射步骤完成之后施加一个高压力来将模具完全闭合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑性材料的注射模塑工艺。公知的是，大而薄的产品难以利用注射模塑工艺来制取。原因在于模具的两个部分之间的间隙很小，并且材料必须行进的距离太长，以致于在所述间隙相对于注射点的远端部处无法获得由模塑机施加的压力，用于驱动塑料来对模具进行填充。简而言之，“流动路径的厚度比率”太长。通常，薄的产品通过真空或者压力成形工艺来制取，其中一张塑性材料薄片被拉伸至与模具的形状相一致。这种技术在它们的用途方面是有限的，因为它们无法生产出具有均匀壁厚的产品或者具有或大或小壁厚区域的产品。这是因为仅有产品的一个表面被模压成型，并且在任一位置处的厚度仅取决于原始薄片的厚度和其变形程度。因此本专利技术旨在寻求提供一种适合于成型具有薄壁区域的产品，其中该产品的所有表面均由一个型腔的壁面限定而成。在其最宽泛的方面，本专利技术提供了一种在型腔中成型塑性材料的方法，其主要依赖于模具的一个部分发生移动来提供必要的压力，迫使塑性材料熔融物对型腔的所有部分进行填充，该方法包括下述步骤施加一个轻的压力来将模具闭合，以这样一个压力将预定量的熔融塑性材料注射入型腔内，即能够使得塑性材料的注射操作可以导致型腔抵抗所述轻的闭合压力而发生容积扩大，并且在注射步骤结束之后，施加一个高压来将模具彻底闭合。本专利技术可以宽泛地被看作在塑性材料上应用一种类似于在金属锻造工艺中使用的技术。在型腔没有达到其最小容积的同时，一定量的熔融塑性材料被置于该型腔内，并且随后通过彻底将模具闭合来对塑性材料进行压缩，迫使塑性材料进入型腔的所有部分内。公知的是，为了在已经以常规方式将一种塑料熔融物注射入型腔内之后施加额外的压缩，需要移动模具的一部分。这种工艺被称作注射压缩成型工艺(ICM)，其具有流动长度更长，壁更薄以及材料应力更小的优点。由此使得这种工艺适合于成型诸如CD和DVD这样的产品(因为较高的内应力)以及车体和仪器面板(因为较高的耐冲击性)。公知的ICM工艺与本专利技术的不同之处在于，塑性熔融物在相当大的压力下被导入模具内，并且在塑料熔融物的注射过程中，利用足够的作用力将模具部分固定在一起，使得型腔在注射过程中保持固定的容积。相反，在本专利技术中，塑料熔融物的注射过程可以导致模具部分发生分离并且型腔发生扩大。初始用于将模具闭合的轻的压力主要用于将气体从型腔内排出。这是为了避免在型腔内形成气泡。随着熔融物被导入模具内，型腔可以根据需要扩大，以便使得熔融物相对自由地进行流动来占据型腔容积的一部分。一旦预定量的熔融塑性材料已经被导入模具内，那么模具的各个部分将在高压下被拉拢到一起，来将型腔减小至其最终容积，并且迫使熔融物流入型腔的所有部分内。通过前述的阐述可以明白，由于注射操作无法简单地持续至型腔得以完全填充，并且回压会防止塑性材料被进一步注射入模具内，所以必须预先确定出塑性材料的量。相反，在现有技术中，注射操作在回压的作用下停止，此时塑性材料也许已经占据了型腔的大约百分之九十。型腔容积的最终缩小仅用于迫使部分固化的塑性材料流入型腔的最后百分之十内。在本专利技术的一个典型实施例中，模具部分在压力作用下的相对移动超过了最终模具厚度的十倍，并且可以大至最终模具厚度的两百倍。这与通常在注射压缩成型工艺中使用的方法不同，通常在注射压缩成型工艺中使用的方法是相应的移动量大约为最终壁厚的两倍。本专利技术与常规注射压缩成型工艺的另一重要区别在于，在闭合过程中模具闭合的速度和型腔内压力增大的速率。在本专利技术中，在小于0.5秒的时间周期内将模具闭合并且在型腔内达到最大压力，优选的是小于0.3秒。相反，在注射压缩成型工艺中，在塑性材料已经在压力下得以注射来填充模具和型腔的大部分之后，压力会逐步增大来使得塑性材料发生流动，对模具的剩余部分进行填充。但是本专利技术与先前解决方案的最重要区别在于，在注射操作进行的同时应用一个轻的压力来将模具闭合，并且在注射阶段结束之后应用一个较高压力对所注射的塑性材料进行压缩。下面将参照饮用水杯的成型过程对这个不同点的实用性进行描述，饮用水杯是本专利技术尤其适用的一种产品示例。当制取一个饮用水杯时，塑性材料被注射入杯子的底部，并且在注射步骤结束之后应用高压来将模具闭合，迫使塑性材料从底部向上流动，来形成杯子的侧壁和环绕在口部周围的任何唇边。在这一用途中，关键在于避免在底部与侧壁之间连接处的型腔底部拐角中俘获气体。对这种气体的压缩会升高其温度并且导致在最终制品中产生令人无法接受的火刺现象。如果塑性材料被注射入一个完全打开的型腔内，其将形成一个小的球体，当模具部分被高速拉拢到一起时，该球体将被压扁，并且将在模具的拐角处俘获气体。在本专利技术中，由于所注射的塑性材料不会首先形成一个球体，所以这一点得以避免。相反，模具在轻的压力下闭合或者至少接近于闭合，并且所注射的塑性材料如同一个径向延展的圆盘那样进行流动，迫使模具部分根据需要发生分离，直至其完全填充杯子的底部。当压力增大来迫使所注射的塑性材料向上流动制取杯子的侧壁时，也不会有任何气体被俘获在拐角中而导致产生火刺现象。重要的是，在塑料熔融物的注射操作开始之后，型腔的容积必须在所有阶段完全受到抑制(fully contained)。尽管型腔的容积必须能够发生变化，但是必须确保熔融物不从该型腔中发生逃溢。为了能够实施本专利技术中的方法，根据第二方面，本专利技术还提供了一种用于安装在注射模塑机中的台板之间的模具，所述注射模塑机用于注射压缩成型一种薄壁产品，该模具包括一个第一模具部分、一个型芯以及一个环绕在型芯周围的边缘封闭部分，这三个部分共同限定出一个型腔，并且相互之间能够沿着模具的打开和闭合方向相对移动，其中，所述边缘封闭部分密封性地将与第一模具部分发生配合，并且与型芯密封性滑动配合，型芯的移动能够使得型腔的容积发生变化，同时被注射入该型腔内的塑性材料保持完全受到抑制。在另外一个方面，本专利技术提供了一种利用前述模具注射压缩成型一种薄壁产品的方法，其包括下述步骤将模具的三个部分移向它们的闭合位置，在所述闭合位置处它们限定出一个容积可变化的密闭型腔，将预定剂量的塑性材料注射到型腔内，在型腔已经被完全封装(fully enclosed)之后，注射操作终止，在将塑性材料注射入型腔内的过程中，允许型芯远离第一模具部分发生移动，同时提供一个阻力，该阻力小于由在压力下注射的材料所施加的力，由此能够使得型腔的容积扩大，以适应所注射剂量的塑性材料的体积，以及迫使型芯回退入第一模具部分内，来对所注射的塑性材料进行压缩，并且使得这些材料流入用于限定出最终产品的薄壁部分的型腔部分内。所述模具最好带有用于使得边缘封闭部分相对于第一模具部分对齐的装置，以便实现可移动型芯与型腔剩余部分之间的精确对齐。最好设置有一根弹簧和/或一个阻尼器，来抵抗所述型芯远离第一模具部分的移动。在本专利技术的优选实施例中，在模塑机台板与型芯之阀的力线上设置有一个空转联接器。当台板首先在使得型腔闭合的方向上移动时，型芯与其一同移动，并且由边缘封闭部分将型腔关闭。随着塑性材料被注射入型腔内，空转现象的存在将允许型芯朝向移动的模塑机台板发生后退，从而使得型腔扩大或者至少型腔不会持续以台板移动的速度发生收缩。空转现象完全被完成注射操作的时间所占据，并且此后型芯将再次与台板一同移动，来将型芯压缩至其最小的最终容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在型腔内成型塑性材料的方法，其主要依赖于一部分模具发生运动来提供必要的压力，迫使塑性材料熔融物对型腔的所有部分进行填充，该方法包括下述步骤： 施加一个轻的压力来将模具闭合， 以这样一个压力将预定量的熔融塑性材料注射入型腔内，即能够使得塑性材料的注射操作可以导致该型腔抵抗所述轻的闭合压力而发生容积扩大，以及 在注射步骤结束之后，施加一个高压来将模具彻底闭合。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得R克拉克，
申请(专利权)人：音派克技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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