热流道系统及其注塑工艺、换色工艺的制作方法

本发明涉及热流道领域，尤其涉及一种热流道系统及其注塑工艺、换色工艺。

背景技术：

目前在注塑行业普遍采用的注塑模具为热流道注塑模具，较普通模具而言，通过热流道系统注塑的塑胶产品质量更高，且热流道系统具有节约原料，提高生产效率、自动化程度高等优点。

热流道系统分为开放式热流道系统及阀式热流道系统。以阀式热流道系统为例，其通过阀针控制喷嘴的开闭。现有技术中的阀针在一注塑周期内仅进行一次阀针的开闭操作，喷嘴中的胶料在阀针开启喷嘴的过程中流入模具型腔中实现成模过程。然，胶料在喷嘴开启过程中的压力及流速都有限，如此，注塑时间较长，且浪费原料。

另外，热流道领域中还有一项关键技术——快速换色工艺。如今，越来越多的人对产品的颜色有着不同的追求，而模具制造商考虑到成本问题，多种颜色产品的生产会使用同一套模具，这就需要对模具进行换色处理。换色工艺一般需要预先对热流道系统中各个结构中残留的余料进行清除，现有技术中余料清除方法主要是不断通入新料至热流道系统中，通过新料在热流道系统中的流动带出热流道系统中的余料，直至换色完成。以阀式热流道系统为例，新料需要在喷嘴开启过程中不断带出余料，由于胶料在喷嘴开启过程中的压力及流速都有限，这也大大加长了新料完全带出余料的时间，从而造成成本浪费、换色效率低、换色不纯、不良率高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热流道系统及其注塑工艺、换色工艺。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种热流道系统，包括喷嘴单元及位于所述喷嘴单元内的阀针，所述喷嘴单元包括喷嘴本体、流道以及位于所述喷嘴本体端部的浇口，所述系统还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述阀针于一注塑周期内多次开闭所述浇口，且所述流道内的胶料在所述阀针开启所述浇口时喷射出所述浇口。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制单元包括电磁阀及时序控制器，所述电磁阀与所述阀针连接，所述时序控制器通过所述电磁阀控制所述阀针每次开闭所述浇口的时间间隔。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述时序控制器通过脉冲信号控制所述电磁阀的工作。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述脉冲信号的频率范围为1Hz~2Hz。

作为本发明一实施方式的进一步改进，当所述阀针开启所述浇口时，所述胶料于所述浇口处的瞬时速度达到最大值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，当所述阀针开启所述浇口时，所述胶料于所述浇口的瞬时压力达到最大值。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种热流道系统注塑工艺，包括步骤：

开启浇口，流道中的胶料射出所述浇口；

于一预定时间后关闭所述浇口，所述胶料流入所述流道；

于一注塑周期内多次重复上述步骤。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述预定时间的范围为0.25~0.7s。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种热流道系统换色工艺，包括步骤：

开启浇口，新料与流道中的余料一起射出所述浇口；

于一预定时间后关闭所述浇口，所述新料继续流入所述流道；

于一注塑周期内多次重复上述步骤。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述预定时间的范围为0.25~0.7s。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过控制单元控制所述阀针于一注塑周期内多次开闭所述浇口，胶料在阀针瞬开瞬关的过程中可以实现压力和速度的短暂积聚和释放，从而实现胶料的喷射现象，如此，可达到胶料快速进入模具型腔的效果，在换色工艺中可以实现快速换色的目的。

附图说明

图1是本发明一实施方式的注塑系统原理示意图；

图2是本发明一实施方式的模具系统结构示意图；

图3是本发明一实施方式的模具热流道系统结构示意图；

图4是本发明一实施方式的阀针关闭浇口时的示意图；

图5是本发明一实施方式的阀针开启浇口时的示意图；

图6是本发明一实施方式的控制单元的结构框图；

图7是本发明一实施方式的电磁阀结构示意图；

图8是本发明一实施方式的流道中压力、速度的变化示意图；

图9是本发明一实施方式的时序控制热流道注塑步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

如图1所示，为本发明一实施方式的注塑系统100原理示意图，本实施方式以阀式注塑系统为例，所述注塑系统100包括料斗10、料筒20及模具系统30，料斗10用于胶料50的注入，料筒20用于将胶料50混合并输送至模具系统30中，模具系统30借助接收到的胶料50进行注塑过程。这里，结图2，模具系统30包括热流道系统40，所述热流道系统40靠近料筒20的一端具有胶料入口401，料筒20远离料斗10的一端与所述胶料入口401相连通，如此，料筒20中的胶料50通过胶料入口401进入热流道系统40中。在上述胶料50的输送过程中，注塑系统100通过设置多个加热装置（未标示）使得胶料50保持熔融状态，从而保证胶料50输送过程通畅。

如图3所示，所述热流道系统40包括若干个喷嘴单元42以及若干阀针43，所述若干喷嘴单元42与所述若干阀针43对应设置。所述阀针43与气缸41相连，如此，可以通过气缸41控制阀针43相对所述喷嘴单元42往复运动。

如图4所示，所述喷嘴单元42包括喷嘴本体421及流道422。具体的，喷嘴本体421的一端套设有浇口套423，所述浇口套423对应流道422形成有浇口4231，所述阀针43于所述流道422内进行往复运动而实现对所述浇口4231的开启和关闭操作。所述喷嘴本体421的外部还套设有加热部425，所述加热部425用于保持胶料50流经喷嘴单元42时所需的温度，使得流经喷嘴单元42的胶料50保持熔融状态。这里，所述喷嘴本体421可由导热效果好且耐高温的材料制成。

流道422中的胶料50后续会进入产品成型用模具型腔70内。具体的，进入热流道系统40的胶料50流入每一所述喷嘴单元42的流道422中，如图4所示，初始状态时，阀针43运动至浇口4231处而密封所述浇口4231，当胶料50于流道422内积聚后，如图5所示，阀针43朝远离浇口4231的方向运动，浇口4231被开启，流道422内的胶料50由浇口4231流至产品成型用模具型腔70内，此时即可进行合模注塑过程。

在本实施方式中，如图6所示，所述注塑系统100还包括控制单元60，所述控制单元60用于控制所述阀针43于一注塑周期内多次开闭所述浇口4231，且所述流道422内的胶料50在所述阀针43开启所述浇口4231时喷射出所述浇口4231。

这里，通过控制单元60控制所述阀针43于一注塑周期内多次开闭所述浇口4231，每次浇口4231开闭的时间间隔都较短，如此，当阀针43关闭所述浇口4231时，所述胶料50于所述浇口4231处积聚，当阀针43开启所述浇口4231时，积聚的胶料50得到释放，从而胶料50喷射出所述浇口4231。阀针43瞬开瞬关所述浇口4231的过程可使得浇口4231处的胶料50保持喷射状态，即胶料50在一注塑周期内可以多次喷射出所述浇口4231。如此，可达到胶料50快速进入模具型腔的效果，在换色工艺中可以实现快速换色的目的。

具体的，当所述浇口4231处于关闭状态时，所述胶料50于所述浇口4231处的速度逐渐增大，当所述浇口4231处于开启状态时，所述胶料50于所述浇口4231处的速度逐渐减小，且当所述阀针43开启所述浇口4231的瞬间，所述胶料50于所述浇口4231处的瞬时速度达到最大值，即此时胶料50喷射出所述浇口4231。另外，当所述浇口4231处于关闭状态时，所述胶料50于所述浇口4231处的压力逐渐增大，当所述浇口4231处于开启状态时，所述胶料50于所述浇口4231处的压力逐渐减小，且当所述阀针43开启所述浇口4231的瞬间，所述胶料50于所述浇口4231处的瞬时压力达到最大值，即此时胶料50喷射出所述浇口4231。这里，当每次阀针43开启和关闭所述浇口4231的时间间隔较短时，可实现胶料50于浇口4231处不停积累及释放，即可实现胶料50在一注塑周期内多次高压高速喷射，压力和速度的损失都较小，极大地提高了效率。特别是在换色工艺中，一注塑周期内的多次高压高速喷射可以使得加入的新料与流道422中残留的余料充分混合后快速排出流道422，从而可以使得流道422中残留的余料快速清除，缩短换色时间。

在本实施方式中，如图6及图7所示，所述控制单元60包括电磁阀61及时序控制器62，所述电磁阀61与所述阀针43连接，所述时序控制器62通过所述电磁阀61控制所述阀针43每次开闭所述浇口4231的时间间隔。具体的，所述时序控制器62通过脉冲信号控制所述电磁阀61的工作，所述脉冲信号的频率范围为1Hz~2Hz。如此，通过时序控制器62发送脉冲信号至电磁阀61，可以通过电磁阀61控制阀针43每次开闭所述浇口4231的时间间隔，从而可以控制胶料50喷射出所述浇口4231的速度及压力。

下面，简单介绍时序控制器62对压力、速度的控制过程。如图8所示，直线1及直线2分别表示预设的压力及速度变化图，曲线1及曲线2分别表示实测的压力及速度变化图。由曲线1可知，在一注塑周期中，压力呈波浪线变化，具体的，当所述阀针43关闭所述浇口4231时，胶料50于浇口4231处积聚，浇口4231处的压力值逐渐增大至最大值，如曲线1中的波峰点A所示，而后所述阀针43开启所述浇口4231，胶料50于浇口4231处喷射，浇口4231处的压力值逐渐减小至最小值，如曲线1中的波谷点B所示；随着阀针43不断的在开启和关闭所述浇口4231的状态间切换，浇口4231处的压力值也不断变化，每次由波峰点A下降的瞬间即为胶料50喷射出所述浇口4231的时刻。这里，曲线1的变化趋势由时序控制器62来控制。

另外，如图8中的曲线2所示，在一注塑周期中，速度呈波浪线变化，具体的，当所述阀针43关闭所述浇口4231时，胶料50于浇口4231处积聚，浇口4231处的瞬时速度逐渐增大至最大值，如曲线2中的波峰点C所示，而后所述阀针43开启所述浇口4231，胶料50于浇口4231处喷射，浇口4231处的瞬时速度逐渐减小至最小值，如曲线2中的波谷点D所示；随着阀针43不断的在开启和关闭所述浇口4231的状态间切换，浇口4231处的瞬时速度也不断变化，每次由波峰点C下降的瞬间即为胶料50喷射出浇口4231的时刻。这里，曲线2的变化趋势即可由间控制器62来控制。

如图9所示，本发明一实施方式还提供一种热流道系统注塑工艺，结合上述注塑系统100的说明，所述注塑工艺包括步骤：

开启浇口4231，流道422中的胶料50射出所述浇口4231；

于一预定时间后关闭所述浇口4231，所述胶料50流入所述流道422；

于一注塑周期内多次重复上述步骤。

这里，所述预定时间的范围为0.25~0.7s。通过控制所述阀针43于一注塑周期内多次开闭所述浇口4231，每次浇口4231开闭的时间间隔都较短，如此，当阀针43关闭所述浇口4231时，所述胶料50于所述浇口4231处积聚，当阀针43开启所述浇口4231时，积聚的胶料50得到释放，从而胶料50喷射出所述浇口4231，阀针43多次开闭所述浇口4231，则胶料50多次喷射出所述浇口4231。如此，可达到胶料50快速进入模具型腔的效果，在换色工艺中可以实现快速换色的目的。

下面，具体以热流道系统的换色工艺来说明。结合上述的注塑系统100的描述，本具体示例包括步骤：

清洁料斗10；

具体的，将料斗10中残留的余料从料斗10的卸料口（未标示）卸下，对料斗10进行清洗后再用风枪吹干，保证料斗10内无余料。

加入新料；

具体的，根据要求添加需要更换的颜色的材料或色母至料斗10中，加入前需检查新料是否有杂质或异物。

进行升温操作；

具体的，产品成型模具的温度提高15℃，分流板41和喷嘴单元42的温度提高30℃，料筒20的温度提高10℃，如此，可保证加入的新料及残留的余料均处于熔融状态；

清理料筒20内的余料；

具体的，此时料筒20未与胶料入口401相连，待温度稳定后，通过料筒20的空射实现料筒20内余料的清除，直至料筒20内射出的新料颜色纯净。

将料筒20与胶料入口401相连，进行合模注塑过程；

在第一注塑周期内，时序控制器62通过电磁阀61控制阀针43的往复运动，新料与喷嘴单元42的流道422内的残留的余料混合并由浇口4231喷射至模具型腔中；

第一注塑周期结束后，开模取样；

而后在第二注塑周期至第N注塑周期内重复进行“合模—注塑—开模—取样”操作，直至取样的产品无混色，浇口4231处无浇花，此时，即换色完成。

这里，如果运用传统的换色工艺，大致需要进行60次开模才能完成换色工艺，产品的不良率约为5%。而本发明通过时序控制器62可实现新料与余料混合后的连续喷射，余料清除速度加快，可以减少开模次数，本发明大致进行20次开模后就能完成换色工艺，产品不良率也可大大降低，约可降至2%。本发明的技术方案相较于传统技术，产品制作效率提升200%，成本节约70%，产品不良率降低3%，因此，本发明不仅可以提供完美的产品质量，还可提高效率，节约成本。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。