一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置的制作方法

文档序号:4465559阅读:229来源:国知局
专利名称:一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置的制作方法
技术领域
本发明涉及高分子材料加工领域,特别是一种利用图像处理技术对微发泡注射成型制品质量进行在线监控的方法及装置。
背景技术
随着我国各行各业的发展,塑料制品的应用越来越普遍,对其质量的要求也越来越高,注塑制品的质量和成本控制已成为注塑制品企业竞争的焦点。微发泡注射成型是一种高技术含量的塑料成型工艺,通过在制品内部形成大量微小泡孔,可显著减少塑料使用量,减轻制品的重量,制品的平均成本可降低16% 20%;由于在聚合物熔体中引入了超临界气体,微发泡注射成型工艺变得十分复杂,如何从工艺参数的大量调试中脱离出来,提高试模成功率,实现注塑工艺参数的优化设计,已经成为企业亟需解决的问题。控制方法及工艺的优化设计可以缩短工艺参数的调试时间,减少废品数量,完成生产任务,对企业顺利生产和降低成本是非常重要的。在微发泡注射成型时,将物理发泡剂(超临界0)2或队)注入机筒内的塑料熔体中,通过混合元件将注入的发泡剂分散均化,形成聚合物/气体均相体系,然后注入模具中;当充模过程完成后,型腔内压力迅速下降使均相体系中的气体在熔体中析出,形成大量的微细气泡核,同时模具冷却使泡体固化定型,成型出微孔制品。泡孔的成核长大与注射压力、模腔温度、模腔压力、注射速度等多个工艺条件有关,泡孔的尺寸是否均一、分布是否均勻以及泡孔的数量都极大地影响着制品的成型质量和使用性能。微发泡注射成型制品表面常常产生气孔、凹痕、流痕、浮纤、翘曲等缺陷,这些表面缺陷极大地影响了制品的使用和力学性能,限制了微发泡制品的使用范围,而现有的加工技术多采用反复试模,不断调整各工艺参数,然后对制品性能检测这种方法来改善制品的表面缺陷,既耗时又费力,极大地影响了制品的加工生产,并增加了产品的生产成本,降低了企业的生产效率。

发明内容
本发明的目的在于提出一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置,利用超高速照相机、可视化模具和图像处理技术对微发泡注射成型制品表面质量进行在线检测,改善了现有工艺参数优化设计的方法,极大地缩短了制品的成型周期,节省了反复试模测试的费用,降低了企业生产成本,提高了企业的生产效率。为实现上述目的,本发明采用以下技术方案一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置,主要由微发泡注射机、可视化模具、超高速照相机、计算机、超临界气体发生控制器、压力调节阀、压力表和气瓶组成,气瓶内充有能产生高压超临界气体的介质,气瓶的出口依次连接压力调节阀和压力表后与超临界气体发生控制器相连,超临界气体发生控制器的出口连接压力调节阀和压力表,最后连接在微发泡注射机的机筒进气通道上;可视化模具安装在微发泡注射机模板上,可视化模具前方安装超高速照相机,超高速照相机两侧装有强光源,超高速照相机的数据端同计算机相连;微发泡注射机喷嘴采用可控封闭喷嘴。
本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的微发泡注射机的喷嘴,可以采用气压或液压控制。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的超高速照相机的拍摄方式,可以采用直射式、反射式或投射式。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的气瓶内的气体介质,可以是队或0)2。采用本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置进行在线检测的方法是: 首先打开微发泡注射机,根据具体的加工材料设定基本的工艺参数;打开超高速照相机、强光灯和计算机,调节超高速照相机焦距并运行计算机内的图像处理软件;打开气瓶,利用压力调节阀和压力表调节超临界气体发生控制器的进口气体压力,超临界气体发生控制器进行气体压缩,当气体达到超临界状态时,气体再次经过压力调节阀和压力表后从机筒上方的进气通道注入微发泡注射机的机筒内;然后进行微发泡注射成型,利用超高速照相机拍摄制品表面图片并传到计算机内部,计算机内的图像处理软件对制品表面的粗糙度、光洁度、是否具有泡孔、流痕、浮纤等表面质量问题进行分析,并同预先设定好的合格产品图片对比分析,判断出这种工艺条件下产品表面质量是否存在问题并提出相应的调整意见,修改工艺参数后,重复上述过程,经过几次的试验调整,获得最佳的工艺参数组合。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置中,采用超临界气体发生控制器生成超临界气体,压力调节方便、准确,通过图像处理软件对制品表面质量在线分析,可以快速有效地判断工艺参数对制品表面质量的影响,并提出优化意见,这种制品质量在线检测方法极大地缩短了产品的工艺调试时间,避免了反复试模检测,降低了产品的生产成本,提高了生产效率;此外,这种制品质量在线检测方法还可以广泛的用于其他注射成型工艺,具有普遍的适用性,市场需求大。


图1是本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置的原理图。图中,1-微发泡注射机,2-可视化模具,3-超高速照相机,4-计算机,5超临界气体发生器,6-压力调节阀,7-压力表,8-气瓶,9-强光源,21-机筒,22-模板,23-喷嘴,24-进气通道。
具体实施例方式如图1所示,一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置,主要由微发泡注射机 1、可视化模具2、超高速照相机3、计算机4、超临界气体发生控制器5、压力调节阀6、压力表 7、气瓶8和强光源9组成,气瓶8内充有能产生高压超临界气体的介质,气瓶8的出口依次连接压力调节阀6和压力表7后与超临界气体发生控制器5相连,超临界气体发生控制器5 的出口依次连接压力调节阀6和压力表7,最后连接在微发泡注射机1的机筒21进气通道 24上;可视化模具2安装在微发泡注射机1的模板22上,可视化模具2前方安装超高速照相机3,超高速照相机3两侧装有强光源9,超高速照相机3的数据端同计算机4相连;微发泡注射机1的喷嘴23采用可控封闭喷嘴。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的微发泡注射机1的喷嘴23,可以采用气压或液压控制。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的超高速照相机2的拍摄方式,可以采用直射式、反射式或投射式。本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置中的气瓶8内的气体介质,可以是队或0)2。采用本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测装置进行在线检测的方法是: 首先打开微发泡注射机1,根据具体的加工材料设定基本的工艺参数;打开超高速照相机 3、强光灯9和计算机4,调节超高速照相机3焦距并运行计算机4内的图像处理软件;打开气瓶8,利用压力调节阀6和压力表7调节超临界气体发生控制器5的进口气体压力,超临界气体发生控制器5进行气体压缩,当气体达到超临界状态时,气体再次经过压力调节阀6 和压力表7后从机筒21上方的进气通道M注入微发泡注射机1的机筒21内;然后进行微发泡注射成型,利用超高速照相机3拍摄制品表面图片并传到计算机4内部,计算机4内的图像处理软件对制品表面的粗糙度、光洁度、是否具有泡孔、流痕、浮纤等表面质量问题进行分析,并同预先设定好的合格产品图片对比分析,判断出这种工艺条件下产品表面质量是否存在问题并提出相应的调整意见,调整工艺参数后,重复上述过程,经过几次的试验调整,获得最佳的工艺参数。实施例1利用本发明一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置对微发泡注射成型聚丙烯表面粗糙度进行检测,气瓶8中的氮气经超临界气体发生控制器5作用变为超临界期氮气,设定注射机的加工温度、注射速度、螺杆转速、注射压力和转压点等工艺参数,打开超高速照相机3和计算机4,运行图像处理软件,设定表面粗糙度合格值为20 μ m ;微发泡注射机1合模注射,超高速照相机3通过可视化模具2拍照制品表面图片,并将照片传到计算机内,由图像处理软件进行运算分析,若检测到制品表面的平均粗糙度小于20μπι,则认为工艺参数满足制品表面粗糙度要求,若大于20 μ m则根据粗糙度值进行分类,每一类对应相应的工艺参数调整建议,然后调整工艺参数,获得满足制品表面粗糙度要求的工艺参数组合。
权利要求
1.一种微发泡注射成型制品质量在线监测装置,其特征在于主要由微发泡注射机、 可视化模具、超高速照相机、计算机、超临界气体发生控制器、压力调节阀、压力表和气瓶组成,气瓶内充有能产生高压超临界气体的介质,气瓶的出口依次连接压力调节阀和压力表后与超临界气体发生控制器相连,超临界气体发生控制器的出口连接压力调节阀和压力表,最后连接在微发泡注射机的机筒进气通道上;可视化模具安装在微发泡注射机模板上, 可视化模具前方安装超高速照相机,超高速照相机两侧装有强光源,超高速照相机的数据端同计算机相连;微发泡注射机喷嘴采用可控封闭喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型制品质量在线监测装置,其特征在于 微发泡注射机的喷嘴采用气压或液压控制。
3.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型制品质量在线监测装置,其特征在于 超高速相机的拍摄方式采用直射式、反射式或投射式。
4.根据权利要求1所述的一种微发泡注射成型制品质量在线监测装置,其特征在于 气瓶内的气体介质是队或(X)2。
5.利用权利要求1所述的一种微发泡注射成型制品质量在线监测装置进行在线监测的方法,其特征在于首先打开微发泡注射机,根据具体的加工材料设定基本的工艺参数; 打开超高速相机、强光灯和计算机,调节超高速相机焦距并运行计算机内的图像处理软件; 打开气瓶,利用压力调节阀和压力表调节超临界气体发生控制器的进口气体压力,超临界气体发生控制器进行气体压缩,当气体达到超临界状态时,气体再次经过压力调节阀和压力表后从机筒上方的进气通道注入微发泡注射机机筒内;然后进行微发泡注射成型,利用超高速相机拍摄制品表面图片并传到计算机内部,计算机内的图像处理软件对制品表面的粗糙度、光洁度、是否具有泡孔、流痕、浮纤等表面质量问题进行分析,并同预先设定好的合格产品图片对比分析,判断出这种工艺条件下产品表面质量是否存在问题并提出相应的调整意见,调整工艺参数后,重复上述过程,经过几次的试验调整,获得最佳的工艺参数。
全文摘要
本发明公开了一种微发泡注射成型制品质量在线检测方法及装置,利用可视化模具,超高速相机拍摄制品表面图片并传到计算机内部,计算机内的图像处理软件对制品表面的粗糙度、光洁度、是否具有泡孔、流痕、浮纤等表面质量问题进行分析,并同预先设定好的合格产品图片对比分析,判断出这种工艺条件下产品表面质量是否存在问题并提出相应的调整意见。这种制品质量检测方法及装置,可以快速有效地判断工艺参数对制品表面质量的影响,并提出优化意见,缩短了产品的工艺调试时间,降低了产品的生产成本,提高了生产效率;此外,这种制品质量在线检测方法还可以广泛地用于其他注射成型工艺,具有普遍的适用性,市场需求大。
文档编号B29C45/76GK102320115SQ20111009761
公开日2012年1月18日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者丁玉梅, 杨卫民, 谢鹏程, 边智 申请人:北京化工大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1