应用可变容积溢流腔的注射模塑方法与设备技术

一种注射模塑一空心塑料制品的方法，此方法包括下述步骤： 将一定数量的流体塑料注入一其外形能界定此制品至少一部分的模腔中； 通过将加压气体引入到上述模腔中，从模腔中将一部分塑料位移到具有一可与模腔耦合的容积流量的溢流腔中； 让注入的塑料固化； 从模腔中排出气体；以及 从模具中取出塑料制品，改进之处包括：在上述位移步骤中加大溢流腔的容积，以生产出基本上无应变的空心塑料制品。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料的注射模塑工艺，具体涉及到包括有溢流腔的塑料注射模塑工艺。
技术介绍
在塑料的注射模塑工艺中，产品设计人员经常遇到的问题是，要求设计出的产品在应用中具有所需的强度，同时具有满意外观的均匀的表面质量，但须避免使产品重量、原料消耗和生产周期过多或过长。通常要在强度上塑料厚度之间作出设计上的折衷。产品是较厚的塑料部分，例如结构肋会造成较大的重量与原料消耗和较长的成形时间，还由于较厚部分区域中的热梯度将导致凹坑标记或其它表面缺陷。在塑料模塑工艺中，众所周知在模制塑料制品时结合采用加压流体，例如Hendry在美国专利No.5098637中所示。这种加压的流体通常是氮气，它是在或接近塑料注射完成时引入到模腔中。此加压流体有几方面的作用。第一，它能使制品形成为具有空心的内部，这相当于减轻重量和节省原料。第二，模腔内的加压流体向外施加压力，迫使塑料在制品固化时贴抵住膜腔的表面。第三，减少了循环时间，这是因为所加的流体气体会通过塑料最易变动的内部体积迁移，并在这些不然将要求有很长冷却周期的区域中来置换塑料。第四，此气体的压力将塑料推向模具表面，从而能由模具获得最大的冷却效应。但是，随着模制产品尺寸的加大，上述气体必须做较多的功来通过模腔的容积迁移，以有助于制品在模腔内固化。要是气体的压力在气体进入模腔内时太多，就会有可能使塑料在模腔内破裂或吹出模腔，这就是说，此气体并不包含在塑料之中。于是，这在实际上便限制了把气体注入用于塑料模制领域。上述Hendry的美国专利解决了绝大多数上述问题。在这一已知的注射模塑装置中，连接模腔与辅助溢流腔的槽始终是敞开的，这一辅助溢流腔的容积可以通过将一螺丝形式的插件拧进或拧出其中的多少程度来调节其大小。这样已知的装置与方法已证明其在多方面有实用价值，但是具体到在某些部段上有较厚区域的部件，例如较厚的边缘区域或腹或肋的情形，它们单独地设有腔，这样业已证明要造成困难，因为加压的气体在渗入已事先注入到膜腔内的塑性树脂中时，也能渗入并非空心的区域内，特别是在有较薄壁部的区域中时，会在此使部件发生非所希望的强度减弱。此外还发现应用这种已知装置时存在这样的缺点，即辅助溢流腔不能对应于注射模塑循环过程中常有的瞬时状态来调节其容积，而至多是在最好的情形能在静态条件下由注射模塑装置来适应不同的部件几何结构或不同的塑性化合物。如附图说明图1-4所示，另一种方法是采用带有一阻挡销20与粗调棒26的固定容积的溢流腔24，来控制进入溢流腔24内的塑料体积。此方法描述于已转让给Ferromatic Milacron Maschinenbau GmbH的EP专利第3393315号中。阻挡销20只是在模腔已先为塑性树脂完全充满之后，借助一加压的流体来取代塑料制品的仍然有流动性的芯料。此外，流仍然有流动性的塑料的取代是按下述方式进行，即使此被取代的流动性芯料的其余部分以类似插塞的形式封闭各个排料口，而不使塑料制品的壁部减薄。但由于取代流动性芯料时并未施加有相反的压力而是由一注射模塑机来实现各次注射的体积，同时注射模制的塑料制品在两次相邻的注射作业间会有波动，因而所述装置不能保证排料孔在每次注射中事实上常以类似插塞的形式封闭。一旦将阻挡销20再次闭合，也不能保证排料孔事实上总能以类似插塞的形式封闭。除此之外，要是在这种已知的装置中为注射模塑机注射料的体积例如大于模腔的容积时，当膜腔已充满而阻抗销20闭合上时，就会突然产生极高的压力，为此，注射模塑机必须要能表现出有相应高的夹紧本领，从而通过将一加压气体注入已事先注入模腔内的塑性树脂中的注射模塑工艺中的相关优点，即能以较低的夹紧力由注射模塑机制造大型塑料制品的优点，不再存在。图1中，销20是在其上方位置，截止住塑料从制品定形腔12中经一流道23进入溢流腔24中。在图2-4中，销20处于其下部位置，允许塑料借助气体的压力进入溢流腔24中。但是，注射模塑机并不能在注射后的注射中输出相同的塑料量。当进行直接的致密的注射模塑时，在模塑之后，螺杆前方的塑料衬料已满，然后开始高压填塞，此时要注意到螺杆柱塞在各次注射时对于输出相同塑料量的不精确性(这就是说，在模塑致密的注射模制品时，上述衬料甚易从10mm下降到5mm)。但是，对于某些部分，则不希望去填塞模制件而要求充填模腔。要是打算填塞模制件，就将在模制件中形成应变分布，而空心化的部分也不会释除此模制件中业已存在的应变。图2表明在溢流腔24中的放气会导致制品定型腔21中的制品在模制过程中损失气体压力，其结果之一是，由于在制品定形腔21中模制时损耗了气体压力而可能造成皱缩。此外，在模具的分模线处也可能发生气体漏泄。图3表明当使用了过多的塑料时，会形成如标号26处所示的凹坑印记。最后，图4中表明了增设粗调棒26的情形。但是，仍然可以发生分别由图3与图2所示的过量充塞与放气情形。本专利技术概述本专利技术的一个目的在于提供利用一可变容积溢流腔的注射模塑方法与系统，其中(1)不再需要在固定容积截止位置处的一截止销；(2)消除了在气体通道中造成气体压力损失而导致气体通道的壁部塌缩的在溢出区中的一放气现象；(3)消除了螺杆柱塞在注射后再注射时于输出相同塑料量方面的不准确性；以及(4)能使塑料有效地移入溢流腔内，而确保不会有图2所示的放气或图3所示的凹坑印记(即不会发生过量充实)。本专利技术的另一个目的在于改进其性质已于开始时叙及的注射模塑装置与方法，同时提供一种注射模塑装置和相应的方法，用于制造一种至少有部分是空心的塑料制品，而这些空心部分能够以严格规定的形式制造出，具有可重现性的均匀壁厚，不需用价格昂贵的计算机辅助将注射的体积量控制在很窄公差范围内。在为实现本专利技术上述和其它的目的时，提供一种用来注射模制空心塑料产品的方法。此方法包括下述步骤将一定数量的流体塑料注入所具有的外形至少能限定制品的一部分的模腔内；通过将加压气体引入模腔中而从模腔中将一部分塑料从模腔位移到具有能与模腔耦合的容积流量的溢流腔中；让注入的塑料固化；从模腔中排出气体；最后从模腔中取出塑料制品。本方法的改进之处在于包括有这样的步骤，即在上述位移步骤之中允许增加溢流腔的容积来生产出基本上无应变的空心塑料制品。上述溢流腔的容积最好由安装于一气缸中可往复运动的活塞的上表面限定。在本专利技术的一个实施例中，上述方法还包括这样的步骤，即增加活塞的下表面上的压力而把活塞运动到一上部位置，同时前述的允许步骤还包括减少活塞的下表面上的压力而允许活塞运动到一下部位置的步骤。此外，为了实现本专利技术的上述目的和其它目的，还提供有一个用来实施上述方法步骤的系统。再有，为了实现本专利技术的上述目的和其它目的，还提供有另一种用来注射一模制塑料制品的方法。此方法包括下述步骤注射一定数量的流体塑料到一具有外形至少能限定制品的一部分的模腔；允许一部分塑料从模腔中流入一具有能与模腔耦合的容积流量的溢流腔中；让已注入的塑料固化；最后从模腔中取出塑料制品。此方法的改进之处在于包括有这样的步骤；即在注射步骤中允许加大溢流腔的容积来生产出一基本上无应变的塑料制品。在一个实施例中，本专利技术的方法与系统利用压缩空气压力，使得当通过一螺杆柱塞注射的塑料的压力克服了气压活塞的下表面上的压力时，此活塞将向下运动以确保模制过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·沃森·亨德里，
申请(专利权)人：梅利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：