微泡注塑装置的制作方法

本发明涉及塑料注塑领域，尤其涉及一种微泡注塑装置。

背景技术：

微泡注塑是通过塑料注塑过程中，在塑料中加入超临界流体，使之均相化。然后注入到模具型腔内，由于压力骤然下降，超临界流体会转变成气体状态，在塑料中形成微小气泡。此注塑方式称之为微泡注塑，目前国内的微泡注塑均采用通过注塑机炮筒开孔，对螺杆做相应改造后注入超临界流体。实现这种工艺就必须进行注塑机相应的改装或者定制，且必须牺牲注塑机原有塑化能力才能实现，使改装成本增加，技术推广难度增大。

通过微泡注塑可减轻材料重量，缩短注塑周期，减少设备能耗，提高零件精度，减少零件内应力，但是获得的产品表面容易开裂，直接影响产品的外观质量，不被消费者青睐。

技术实现要素：

本发明针对现有技术不足，提供一种兼容性强，无需对注塑机改装就能完成微泡注塑，并能获得表面无缺陷的产品的微泡注塑装置。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以解决：微泡注塑装置，包括同轴设置，并且内部具有相互导通腔体的注入段、混料段以及射出段，所述注入段设置的原配法兰总成与注塑机炮筒头连接，所述射出段包括前部法兰总成以及将混料注入模具内的射嘴总成，所述混料段前端通过连接器总成与原配法兰总成连接，所述混料段末端通过前部法兰总成与射嘴总成连接，所述混料段包括本体总成以及混料总成，所述本体总成、混料总成以及前部法兰总成的腔体内均设置有常规流道和SCF流道，所述本体总成上设置有与常规流道联通的射出总成，相互导通的腔体内设置有配合流道工作的的阀体，所述相互导通的腔体外设置有监控流体状态的温度传感器和压力传感器以及加热器组件。

上述方案中，优选的，所述连接器总成为卡箍式结构，通过连接器总成和内六角螺栓将本体总成和原配法兰总成进行连接，便于装置快速换装。

上述方案中，优选的，所述射出总成包括内部设置有微孔合金结构柱塞的微型注塑单元以及驱动装置，微孔合金结构柱塞可以排出因SCF少量融入而形成的气体，且不允许流体通过，射出总成优选油缸作为驱动。

上述方案中，优选的，所述柱塞头部设置有通气塞，透气且流体无法通过。

上述方案中，优选的，所述阀体包括设于原配法兰总成腔体内的充气阀，将本体总成腔体分成常规流道和SCF流道的换向阀，以及设置于前部法兰总成腔体内的针阀，设有充气阀，在注塑机储料时，待常规流体注满常规流道和射出总成后，充气阀开启将SCF注入炮筒内腔，与流体混合形成混合流体，针阀处于常闭状态，混合流体通过SCF流道射出时，针阀总成的单作用油缸泄压，混合流体靠自身压力开启针阀，通过这些阀体的设置，用户可以自由选择工作模式，可以在普通注塑和微泡注塑方式中快速切换，并控制常规流体与SFC均相化的混合流体的注入次序。

上述方案中，优选的，所述温度传感器包括设置于本体总成上的第一温度传感器，设置于微型注塑单元上的第二温度传感器、设置于混料总成上的第三温度传感器以及设置于前部法兰总成上的第四温度传感器，设置多个温度传感器，通过对常规流体的温度控制，使模具型腔内零件形成膜壁，从而获得表面与普通注塑一致的零件。

上述方案中，优选的，所述压力传感器设置于本体总成上，并与设置于本体总成腔体内的换向阀连接，压力传感器不仅能控制混合流体因释压导致的气体逃逸和零件表面形成的气泡开裂，而且能监测装置各工作段的密封性，当装置出现泄漏时，能第一时间及时处理。

上述方案中，优选的，所述SCF流道内设置有表面具有多头正反螺旋的流线形结构的混料柱，这种结构使得混料柱表面形成大量螺旋槽汇合点，利用熔融塑料在注塑时的动能，可以使SCF与塑料充分融合，提高微泡的均衡分布。

上述方案中，优选的，所述射嘴总成为内部设置有随动套的同轴双流道结构，中心为SCF流道，与前部法兰总成SCF流道连接，外环为常规流道与前部法兰总常规流道连接。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本装置采用双流道结构，通过多个传感器对腔体内的流体进行温度和压力的控制，配合装置上的射出总成，实现先行向模具型腔注入常规流体，再后续注入与SFC均相化的混合流体，先行注入模具型腔使模具型腔内零件形成膜壁，阻止混合流体因释压导致的气体逃逸和零件表面形成的气泡开裂，从而保证零件表面与普通注塑一致；本发明在传统注塑机炮筒头部附加本装置即可实现微泡注塑，并且用户能够自由选择工作模式，可在普通注塑和微泡注塑方式中快速切换，对注塑机无改装要求，不牺牲注塑机原有塑化能力，且可以在同规格设备上按需切换；对应不同规格注塑机，本装置几何尺寸对应变化即可，本装置同时具有微泡注塑现有模式的其它优点，适合大面积推广。

附图说明

图1、本发明结构爆炸图。

图2、本发明结构剖视图1。

图3、图2中C-C剖面图。

图4、本发明结构剖视图2。

图5、本发明换向阀结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1至图5所示，微泡注塑装置，包括同轴设置，并且内部具有相互导通腔体的注入段、混料段以及射出段，所述注入段设置的原配法兰总成1与注塑机炮筒头连接，所述射出段包括前部法兰总成5以及将混料注入模具内的射嘴总成6，所述混料段前端通过连接器总成2与原配法兰总成1连接，所述混料段末端通过前部法兰总成5与射嘴总成6连接，其特征在于，所述混料段包括本体总成3以及混料总成4，所述本体总成3、混料总成4以及前部法兰总成5的腔体内均设置有常规流道71和SCF流道72，所述本体总成3上设置有与常规流道71联通的射出总成34，相互导通的腔体内设置有配合流道工作的的阀体，所述相互导通的腔体外设置有监控流体状态的温度传感器和压力传感器以及加热器组件。

所述连接器总成2为卡箍式结构，通过连接器总成2和内六角螺栓22将本体总成3和原配法兰总成1进行连接，所述射出总成34包括内部设置有微孔合金结构柱塞342的微型注塑单元以及驱动装置344，以及炮筒341，位移传感器345，所述柱塞342头部设置有通气塞343，所述阀体包括设于原配法兰总成1腔体内的充气阀11，将本体总成3腔体分成常规流道71和SCF流道72的换向阀32，以及设置于前部法兰总成5腔体内的针阀52，换向阀32通过摆动油缸总成33控制，实现适时通断常规流道71和SCF流道72，所述换向阀32包括阀芯321、阀套322、铜垫328、垫片327碟型弹片326、螺母325，所述针阀52包括阀体521、杠杆522、推块523和单作用油缸524；所述温度传感器包括设置于本体总成3上的第一温度传感器81，设置于微型注塑单元上的第二温度传感器82、设置于混料总成4上的第三温度传感器83以及设置于前部法兰总成5上的第四温度传感器84，所述压力传感器9设置于本体总成3上，并与设置于本体总成3腔体内的换向阀32连接，SCF流道72内设置有表面具有多头正反螺旋的流线形结构的混料柱42，所述射嘴总成6为内部设置有随动套61的同轴双流道结构。

注塑前，与微泡注塑装置连通的并各分系统启动，电热器加热至塑料要求的熔融温度，注塑机处于可工作状态；微泡注塑装置内的充气阀11处于关闭状态；换向阀32将SCF流道72流道口关闭，常规流道71开启，针阀52关闭状态；塑机启动储料，注塑机的螺杆背压设置大于微型注塑单元内柱塞342的背压，流体流经换向阀沿常规流道71流动，待常规流道71充满后，流道沿程阻力会大于柱塞342后移阻力，此时，推动柱塞342上行，并上行至第一设定高度时，充气阀11开启，气体与塑料流体混合，当柱塞342升至第二设定高度，换向阀32旋转，关闭常规流道71，开启SCF流道72，混有SFC的流体通过混料柱42，形成SFC均相化的混合流体，待混合流体充满SCF流道72后，关闭针阀52，注塑机继续储料，并持续注入SFC均相化的混合流体，直至注塑机螺杆到达设定位置。

注塑开始时，射出总成上的驱动装置344的油缸拉动柱塞342下移，流体沿常规流道71流动至射嘴总成6，推动随动套61后移，通过射嘴总成6将流体注入模具，待柱塞342将流体全部挤出后，针阀52单作用驱动装置72的油缸泄压，注塑机启动注塑，将混合流体注入SCF流道72内，针阀52开启，混合流体朝射嘴总成6流动，并推动随动套61前移，使得常规流道71的流道出口封闭，混合流体经随动套61并注入模具型腔，模具型腔注满后，针阀52关闭，注塑机储料启动，通过PLC控制系统设定适当的延时，将SCF流道72内剩余混合流体压入混合流道后，换向阀32关闭SCF流道72，常规流道71重新开启，进入下一循环，注塑工程中，位于注塑装置上的8个加热组件对腔体内的流体加热，使其保证一定的流动性，能顺利注入模具型腔内，8个加热组件为位于原配法兰总成1壳体外侧的第一加热器H1，位于连接器总成2壳体外侧的第二加热器H2；位于本体总成3与混料总成4连接处壳体外侧的第三加热器H3；位于混料总成4中部壳体外侧的第四加热器H4，位于混料总成4与前部法兰总成5连接处壳体外侧的第五加热器H5，位于前部法兰总成5端部壳体外侧的第六加热器H6；位于射出总成上的第七加热器H7和第八加热器H8。

通过上述动作，可实现先将常规流体注入模具型腔内，先使零件形成膜壁，可有效阻止混合流体因释压导致的气体逃逸和零件表面形成的气泡开裂，其后注入混流流体，使获得的产品微泡注塑产品的优点，同时产品表面无开裂等微泡注塑产品的缺陷，适合大面积推广使用。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。