阀式热流道系统及其注塑工艺的制作方法

本发明属于热流道注塑技术领域，具体涉及一种阀式热流道系统及其注塑工艺。

背景技术：

热流道（hot runner）是在注塑模具中使用的，将融化的塑料注入到模具的空腔中的加热组件集合，热流道系统通常分成开放式热流道系统和阀式热流道系统，本发明中所提及的热流道系统均为阀式热流道系统。

目前，阀式热流道系统用于向模具型腔内灌注胶料，包括用于胶料流动的分流板、设置于分流板上的多个喷嘴单元、以及位于喷嘴单元内的阀针，喷嘴单元包括喷嘴本体以及位于喷嘴本体端部的浇口，当阀针打开时，胶料能够从喷嘴本体中通过浇口流入模具型腔中。注塑过程中需要在胶料流动至对应喷嘴单元时依次打开对应喷嘴单元内的阀针，然而在后续阀针打开时，会造成模具型腔内部分区域压力降低，进而会造成以下影响：

制品易出现缩水，熔接痕明显，产生迟滞痕和包风、缺胶等现象，严重的制品力学性能也会受到影响，出现变形开裂等现象；

压力的突变会导致流量的突变，压降增加并增加损耗，加长了制品的成型周期。

有鉴于此，有必要提供一种阀式热流道系统及其注塑工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种阀式热流道系统及其注塑工艺。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种阀式热流道系统，用于向模具型腔内灌注胶料，所述阀式热流道系统包括用于胶料流动的分流板、设于分流板上的至少两个喷嘴单元、以及分别位于所述喷嘴单元内的阀针，所述喷嘴单元包括喷嘴本体以及位于喷嘴本体端部的浇口，所述阀针用于开启或关闭对应的浇口，所述阀式热流道系统还包括：

流量控制单元，所述流量控制单元与全部或部分阀针相连，流量控制单元用于控制全部或部分阀针开启浇口的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，使模具型腔内浇口处的压力平稳变化。

作为本发明的进一步改进，所述流量控制单元包括流量阀及流量控制器，所述流量阀与全部或部分阀针连接，所述流量控制器通过所述流量阀控制全部或部分阀针开启浇口的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述阀针在喷嘴单元内具有使浇口关闭的第一位置和使浇口打开的第二位置，所述第一位置处阀针与浇口相抵接，所述第二位置处阀针最大行程远离浇口。

作为本发明的进一步改进，所述阀针的开启位置为第二位置或第一位置与第二位置之间的任意位置。

作为本发明的进一步改进，所述阀针从第一位置运动至开启位置的开启时间为0.1~5s。

作为本发明的进一步改进，所述阀针的开启速度由开启位置和开启时间所决定。

一种阀式热流道系统的注塑工艺，所述注塑工艺包括以下步骤：

S1、开启第一个阀针对应的浇口，使第一个喷嘴单元中的胶料经过第一个浇口流入模具型腔中；

S2、流量控制单元控制下一个阀针对应浇口的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种，下一个喷嘴单元中的胶料同时流入模具型腔中，使模具型腔内的压力平稳变化；

S3、重复执行步骤S2至注塑完成。

作为本发明的进一步改进，所述阀针在喷嘴单元内具有使浇口关闭的第一位置和使浇口打开的第二位置，所述第一位置处阀针与浇口相抵接，所述第二位置处阀针最大行程远离浇口，所述开启位置为第二位置或第一位置与第二位置之间的任意位置。

作为本发明的进一步改进，所述阀针的开启时间为0.1~5s。

作为本发明的进一步改进，所述阀针的开启速度由开启位置和开启时间所决定。

本发明的有益效果是：

本发明流量控制单元通过控制阀针的开启时间、开启速度、开启位置进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，提高了胶料的流动速率；模具型腔内的压力平稳变化，胶料流动性好且不会在浇口附近产生迟滞痕；提高了注塑过程中产品的良率，减少报废产品，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中阀式热流道系统的剖视结构图；

图2是本发明一优选实施方式阀式热流道系统的结构示意图；

图3a、3b是本发明一优选实施方式中阀针分别位于第一位置A和第二位置B的示意图；

图4a、4b、4c是本发明一优选实施方式阀式热流道系统中第一浇口、第二浇口、第三浇口打开时的胶料分布示意图；

图5a、5b、5c是现有技术阀式热流道系统中第一浇口、第二浇口、第三浇口打开时的胶料分布示意图；

图6是现有技术中第一浇口处的压力变化示意图；

图7是现有技术中第一浇口处的胶料分布局部放大示意图；

图8是本发明一优选实施方式中第一浇口处的压力变化示意图；

图9是本发明一优选实施方式中第一浇口处的胶料分布局部放大示意图。

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。

在本发明的各个图示中，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扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

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。

并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一阀针可以被称为第二阀针，并且类似地第二阀针也可以被称为第一阀针，这并不背离本发明的保护范围。

本发明公开了一种阀式热流道系统，用于向模具型腔内灌注胶料，包括用于胶料流动的分流板、设置于所述分流板上的至少两个喷嘴单元、以及分别位于所述喷嘴单元内的阀针，所述喷嘴单元包括喷嘴本体以及位于喷嘴本体端部的浇口，所述阀式热流道系统还包括与所述阀针相连的流量控制单元，所述流量控制单元用于控制所述阀针的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，使模具型腔内的压力平稳变化。

其中，所述流量控制单元包括流量阀及流量控制器，所述流量阀与全部或部分阀针连接，所述流量控制器通过所述流量阀控制全部或部分阀针开启浇口的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种。

参图1所示为现有技术中阀式热流道系统的结构示意图，阀式热流道系统用于向模具型腔内灌注胶料，其至少包括分流板10、设于分流板上的若干喷嘴单元20、以及位于喷嘴单元内的若干阀针30，喷嘴单元20包括喷嘴本体和浇口。胶料经分流板10分流后流入各个喷嘴单元20的喷嘴本体中，通过控制阀针可以开启或关闭喷嘴单元对应的浇口，当阀针打开时，喷嘴单元中的胶料可以经浇口流入模具型腔中。

结合图2所示，为本发明一优选实施方式中的阀式热流道系统的结构示意图，阀式热流道系统用于向模具型腔50中灌注胶料，该阀式热流道系统是在现有技术中阀式热流道系统的基础上增加流量控制单元40形成的，具体地，阀式热流道系统包括:

用于胶料流动的分流板（图2中未示出）；

设置于分流板上的第一喷嘴单元21、第二喷嘴单元22、和第三喷嘴单元23，第一喷嘴单元21、第二喷嘴单元22、和第三喷嘴单元23分别包括第一喷嘴本体211、第二喷嘴本体221、第三喷嘴本体231和位于上述喷嘴本体端部的第一浇口212、第二浇口222、及第三浇口232；

位于第一喷嘴单元21内的第一阀针31、位于第二喷嘴单元22内的第二阀针32、和位于第三喷嘴单元23内的第三阀针33；

流量控制单元40，与全部或部分阀针相连，流量控制单元40包括流量阀及流量控制器42，流量阀与阀针一一对应连接，如本实施方式中包括与第一阀针31相连的第一流量阀411、与第二阀针32相连的第二流量阀412和与第三阀针33相连的第三流量阀413，流量控制器42与第一流量阀411、第二流量阀412和第三流量阀413分别连接，流量控制器42通过各个流量阀控制对应阀针的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，使模具型腔内的压力平稳变化。

流量控制器42通过各个流量阀控制对应阀针的开启位置具体包括：

本实施方式中，阀针在喷嘴单元内具有使浇口关闭的第一位置A和使浇口打开的第二位置B。第一位置A阀针与浇口相抵接，如图3a所示，第二位置B阀针最大行程远离浇口，如图3b所示。

本实施方式中流量控制器控制阀针开启浇口后的开启位置为第二位置B，在其他实施方式中，流量控制器可以控制该开启位置为第一位置A与第二位置B之间的任意位置，只需满足胶料能从浇口处流入模具型腔中即可。

流量控制器42通过各个流量阀控制对应阀针的开启时间具体包括：

结合图2所示的阀式热流道系统进行注塑时，首先需开启第一阀针31对应的第一浇口212，使胶料从第一浇口流入模具型腔中；而后在一定时间后控制第二阀针32开启第二浇口222，使胶料从第一浇口和第二浇口同时流入模具型腔中；最后在一定时间后控制第三阀针33开启第三浇口232，使胶料从第一浇口、第二浇口、和第三浇口同时流入模具型腔中。本实施方式中流量控制器控制阀针的开启时间为0.1~5s，该开启时间为阀针从第一位置运动到开启位置所用的时间。

流量控制器42通过各个流量阀控制对应阀针的开启速度具体包括：

本实施方式中胶料持续从浇口通入模具型腔中，模具型腔中的胶料逐渐增多，因此第一浇口212附近的压力会逐渐增大。而当通过第二阀针32开启第二浇口222时，由于增加了浇口的数量，第一浇口212附近的压力会骤降，从而胶料在第一浇口附近产生迟滞痕，为了控制第一浇口212附近的压力平稳变化，流量控制器42通过控制第二阀针32的开启位置和开启时间，可以间接控制第二阀针32的开启速度，从而使第一浇口附近的压力平稳变化。

同样地，当通过第三阀针33开启第三浇口232时，由于增加了浇口的数量，第一浇口212和第二浇口222附近的压力会骤降，从而胶料在第一浇口和第二浇口附近产生迟滞痕，为了控制第一浇口212和第二浇口222附近的压力平稳变化，流量控制器42通过控制第三阀针33的开启位置和开启时间，可以间接控制第三阀针33的开启速度，从而使第一浇口和第二浇口附近的压力平稳变化。

相应地，一种阀式热流道系统的注塑工艺，所述注塑工艺包括以下步骤：

S1、开启第一个阀针，使第一个喷嘴单元中的胶料经过第一个浇口流入模具型腔中；

S2、流量控制单元控制下一个阀针对应浇口的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种，下一个喷嘴单元中的胶料同时流入模具型腔中，使模具型腔内的压力平稳变化；

S3、重复执行步骤S2至注塑完成。

结合图4a-4c所示，对本实施方式中阀式热流道系统的注塑工艺进行详细说明。

参图4a所示，控制第一阀针31开启与之对应的第一浇口212，第二阀针32和第三阀针33对应的第二浇口222和第三浇口232处于关闭状态，第一时间段内的胶料a从第一喷嘴本体211经由第一浇口212流入模具型腔50中；

参图4b所示，保持第一浇口212处于开启状态，控制第二阀针32开启与之对应的第二浇口222，第二时间段内的胶料b从第一喷嘴本体211和第二喷嘴本体221分别经由第一浇口212和第二浇口222流入模具型腔50中；

参图4c所示，保持第一浇口212、第二浇口222处于开启状态，控制第三阀针33开启与之对应的第二浇口232，第三时间段内的胶料c从第一喷嘴本体211、第二喷嘴本体221和第三喷嘴本体231分别经由第一浇口212、第二浇口222和第三浇口232流入模具型腔50中。

其中，第二阀针32、第三阀针33开启对应第二浇口222、第三浇口232的开启时间、开启速度、开启位置在前述技术方案中已经详细说明，在此不再进行赘述。

现有技术中的阀式热流道系统与本实施方式中的结构大致相同，同样包括：

用于胶料流动的分流板；

设置于所述分流板上的第一喷嘴单元、第二喷嘴单元、和第三喷嘴单元，第一喷嘴单元、第二喷嘴单元、和第三喷嘴单元分别包括第一喷嘴本体、第二喷嘴本体、第三喷嘴本体和位于上述喷嘴本体端部的第一浇口、第二浇口、及第三浇口；

位于第一喷嘴单元内的第一阀针、位于第二喷嘴单元内的第二阀针、和位于第三喷嘴单元内的第三阀针。

该阀式热流道系统的控制方法也与本实施方式大致相同，包括：

参图5a所示，采用电磁阀和气缸开启第一阀针，使第一喷嘴单元中的胶料经过第一浇口流入模具型腔中；

参图5b所示，采用电磁阀和气缸控制第二阀针开启第二浇口，第二喷嘴单元中的胶料同时流入模具型腔中；

参图5c所示，采用电磁阀和气缸控制第三阀针开启第三浇口，第三喷嘴单元中的胶料同时流入模具型腔中。

而与本实施方式不同的是，现有技术中第一阀针、第二阀针和第三阀针通过电磁阀和气缸控制，从而实现对应浇口的开启或关闭，控制阀针的特点是阀针运动速度保持不变且阀针的开启位置不可更改，同时开启时间也无法精确控制。

参图6所示为现有技术中第一浇口处的压力变化示意图，可以发现，在注塑过程中，第一浇口处的压力大体上逐渐增大，但在打开第二浇口和第三浇口时，如图6中圆圈处所示会出现两次压力骤降。

参图5b可以看出，在打开第二浇口时，第一浇口附近会由于压力骤降产生若干迟滞痕（图5b中圆圈处粗线条所示），同样地，参图5c所示在打开第三浇口时，第一浇口和第二浇口附近会由于压力骤降产生若干迟滞痕（图5c中圆圈处粗线条所示）。具体地，迟滞痕的局部放大示意图参图5所示，胶料在模具型腔内由于压力骤降，流动速率也随之骤降，在模具型腔局部区域，短时间内胶料流动缓慢或停滞，从而在浇口附近会产生上述迟滞痕。

本实施方式中由于在原有阀式热流道系统的基础上增加了包括流量阀和流量控制器的流量控制单元，通过该流量控制单元控制阀针的开启时间、开启速度、开启位置中的一种或多种进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，使模具型腔内的压力平稳变化。参图8所示为本实施方式中第一浇口处的压力变化示意图，结合图9中第一浇口附近的局部放大示意图，可以看出在打开第二浇口和第三浇口时第一浇口处不会出现现有技术中压力骤降的情况，注塑过程中整个模具型腔内的压力呈平稳增大状态，胶料在模具型腔内流动性好。

应当理解的是，在上述实施方式中阀式热流道系统包括三个喷嘴单元和与三个喷嘴单元对应设置的阀针，在其他实施方式中喷嘴单元和阀针也可以设置为其他数量，如可仅设置第一喷嘴单元、第二喷嘴单元和与之对应的第一阀针和第二阀针，或可以在阀式热流道系统中增加第四喷嘴单元、第四阀针等对应结构，在此不再详细进行说明。

另外，本发明中所指第一喷嘴单元、第一阀针、第二喷嘴单元、第二阀针等中的第一、第二等并未进行数量限定，阀式热流道系统中可以包括多个第一喷嘴单元、第一阀针和/或多个第二喷嘴单元、第二阀针，多个第一阀针或多个第二阀针同时打开以开启与之对应的浇口。

在本发明的另一实施方式中，第一阀针可以无需控制开启时间、开启速度、开启位置，而是正常开启第一浇口，同样不会产生迟滞痕。

由以上技术方案可以看出，本发明流量控制单元通过控制阀针的开启时间、开启速度、开启位置进而控制胶料从喷嘴单元流入模具型腔的流量，提高了胶料的流动速率；模具型腔内的压力平稳变化，胶料流动性好且不会在浇口附近产生迟滞痕；提高了注塑过程中产品的良率，减少报废产品，降低生产成本。

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。