一种高分子材料管路注塑成型工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高分子材料管路注塑成型工艺，主要包括步骤a、原料处理，步骤b、粒子熔融，步骤c、高压注水，步骤d、保压及冷却，步骤e、室温冷却。通过上述方式，本发明注塑工艺简单便捷，高效，且产品成型率高，产品性能好；能达到壁厚更薄更光滑的产品，并且通过该工艺能够注塑管径较大的中空管路。
【专利说明】
一种高分子材料管路注塑成型工艺
技术领域
[0001]本发明涉及高分子材料注塑成型领域，具体涉及一种高分子材料管路注塑成型工〇【背景技术】
[0002]高分子成型目前主要有两种技术:挤出成型、注塑成型。挤出成型是高分子材料加工领域中变化众多，生产率高、适应性强、用途广泛的成型加工方法，挤出成型是使高聚物的熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断向形状的连续型材。注塑成型又称注射成型，是热塑性高分子材料成型的主要方法。具体是:将粒状或粉状的材料加入到注塑机的料斗中，在注塑机内材料受热熔融并使之保持流动状态，然后再一定压力下，经注塑机喷嘴，模具的浇注系统，注入闭合的模具中，经冷却定型后，熔融的高分子材料就固化成为所需的形状、结构。
[0003]在汽车领域，为了实现汽车的油路传输、冷却及传动、制动各类功能，汽车内设有管路系统，主要分为:进气系统管道、冷却系统管道、燃油系统管道、传动系统管道、转向系统管道、制动系统管道、传动系统管道等7种汽车管道类型，而这7种汽车管道中多数是采用金属或高分子材料制成。
[0004]以汽车中的冷却系统管道为例，现在为减轻车身重量，传统的金属冷却系统管道已升级为高分子材料管道，对于这种汽车用冷却系统的高分子管路的加工目前行业内采用挤出成型或注塑成型:挤出成型的方式主要是使用模头或者模块制造出直管，再通过成型设备将直管加工至要求的形状，然后在管子上装配一些零部件形成管路系统。而有些车型由于内部结构的原因，冷却管路需设计成三通的管路，则必须在挤出成型后的管路之间装配一个三通接头(或三通阀)，才能满足使用要求;除此之外，若要将该冷却管路系统固定在车身或者车内，还需要在冷却管路的指定位置上装配管夹等固定件来固定管路。这样的话， 整个冷却管路的加工包括:挤出成型、三通装配、固定件装配等至少三个环节，工序较多，工作效率低下，且装配的三通和固定件由于是后续装配在挤出成型的管路上的，两者的连接可能会发生松动等情况，从而影响使用性能。
[0005]注塑成型加工冷却管路时，则是直接通过注塑模具将管子一次成型，一步到位，做成一体式的，三通结构以及所需的固定架也一并与管体注塑成型。与挤出方式相比，注塑成型不但节省了时间，而且省去了几道工序，同时也降低了很大成本。
[0006]在实际生产中，为更好的进行高分子材料冷却管路的注塑成型，一般是采用气体辅助注塑成型，气体辅助注塑成型(GAIM)是一种将惰性气体注入制件特定的熔融区域以形成空心制品的技术。该技术始于20世纪80年代，具有可减小翘曲变形、凹痕，提高表面质量，减轻制品质量，缩短成型周期，可成型壁厚差较大的制品等优点。目前GAIM技术已经广泛应用于汽车、家电、家具、日常用品等的制造领域。
[0007]但是GAIM技术不能生产大直径制品的缺点，限制了它的应用。另外对于直径相对较大的介质导管的生产，GAM工艺仍存在相对较大的制品壁厚，又由于气体从内部传递热量，导致冷却时间增加，因而熔体发泡的危险增加，为了避免发泡，气体的保压时间或者气体的压力释放时间被延长，当然，这样也增加了循环时间。当制件的直径超过40mm时，在气道形成后，还会存在熔体沿着模壁向下流动的危险。因此，GA頂难以应用于直径较大的中空制品的成型。
[0008]而在实际汽车生产制造过程中，由于车型的结构设计，有些管路系统要求直径较大，在这种情况下，GA頂工艺就很难实现。因此，在管路系统加工领域中急需一种能够更好的实现薄壁型的且直径较大的中空管路系统的加工工艺。
【发明内容】
[0009]针对上述现有技术中的不足，本发明的主要目的是提供一种高分子材料管路注塑成型工艺，该工艺通过对传统高分子材料的注塑成型工艺的改进，创新的采用高压水辅助注塑成型工艺，通过严格控制注塑过程中各工艺参数，从而能够实现高分子中空管路的快速成型，不仅保证了管路的壁厚在一定范围内，而且能够适于较大直径管路的加工。
[0010]为实现上述目的，本发明公开的技术方案是:一种高分子材料管路注塑成型工艺， 包括如下步骤:[〇〇11]步骤a、原料处理:将高分子材料粒子在80-100°C的温度条件下烘干7-10小时；
[0012]步骤b、粒子熔融:将步骤a处理后的高分子材料粒子注入注塑机内，将高分子材料粒子从常温加热至280-305°C，得到熔体;将熔体注塑到设于注塑机内的模具内，注塑过程控制在0.05-1.5s之间；
[0013]步骤c、高压注水:注塑完成后，向模具内注入高压水，7JC温控制在20_25°C之间；注水过程控制在0.5-2.5s;[〇〇14] 步骤d、保压及冷却:高压注水后，在20-25MPa压力情况下保压2-4s，然后冷却15-25s ；
[0015]步骤e、室温冷却:开模取出注塑成型的产品，室温下冷却1-2小时。
[0016]优选的，所述步骤c中的高压注水时注水方向与步骤b中的熔体注入模具的方向是相反的。[〇〇17] 优选的，所述步骤b中，注塑过程中压力控制在10_50MPa之间。[〇〇18] 优选的，所述步骤c中，高压水的压力在10_24MPa之间。
[0019]优选的，所述步骤沖，原料处理时烘干8小时。
[0020]优选的，所述步骤b完成后，延时0.2-0.6s再开始步骤c高压注水。[0021 ]优选的，所述步骤c中高压注水控制在l-2s之间。
[0022]优选的，所述高分子材料是尼龙、尼龙与碳纤维的混合材料、尼龙与玻璃纤维的混合材料中的一种。
[0023]在本发明的高分子材料管路注塑成型工艺中，
【申请人】创新的采用水辅助注塑工艺，并且注水的方向与熔体注入模具的方向相反，这样多余的熔体回到注塑机内重复利用；
[0024]在采用本发明的水辅助注塑工艺时，首先模具型腔部分注入熔化的原材料，在原材料停止注射前，将水注入型腔，水的前沿像一个移动柱塞那样作用在制件的熔融芯上，从水的前沿到熔体的过渡段，固化了一层很薄的高粘度固化膜，其像一个高粘度的型芯，进一步推动原材料熔体，从而将管路内部掏空。水压推动熔体前进的同时，水还对熔体进行冷却，并且这种冷却是随着管路形状由内到外均匀冷却的，冷却效果好，大大缩短管路的成型周期。由于是在高达近l〇-24Mpa的水压力作用下紧贴模腔壁流动与冷却固化的，管路的整个成型收缩与冷却定型始终受到来自管路芯部的水压力作用，管路壁厚密度高，冷却均匀， 收缩一致，管路表面平整无缩痕，没有翘曲与扭曲变形，表面光滑外观质量好。一分钟左右的时间管路便制作而成。
[0025]由于本发明的水辅助成型比气体辅助成型能达到壁厚更薄更光滑的管路产品，因而更节省材料，减轻产品重量，降低成本，测试表明水辅助成型可节省材料30-40%。
[0026]本发明的有益效果是:本发明注塑工艺简单便捷，高效，且产品成型率高，产品性能好;能达到壁厚更薄更光滑的产品，并且通过该工艺能够注塑管径较大的中空管路。【具体实施方式】
[0027]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。[〇〇28]实施例1: 一种高分子材料管路注塑成型工艺，具体如下:将高分子材料粒子在80-100°C的温度条件下烘干7-10小时，然后将其注入注塑机内，并从常温加热至280-305°C，得到熔体;将熔体注塑到设于注塑机内的模具内，注塑过程控制在〇.〇5-ls之间；注塑完成后，延时0.2-0.6s，向模具内注入高压水，水温控制在20-25°C之间；注水过程控制在0.5-2.58;高压注水后，在20-251〇^压力情况下保压2-48，使得管路成型定型，然后停止注水，冷却15-25s;开模取出注塑成型的产品，室温下冷却1-2小时。
[0029]本实施例中，高压注水时注水方向与熔体注入模具的方向是相反的。
[0030]实施例2:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，注塑过程中压力控制在10-50MPa之间。
[0031]实施例3:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，高压水的压力在10-24MPa之间。
[0032]实施例4:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，将高分子材料粒子在 80_100°C的温度条件下烘干7-10小时。
[0033]实施例5:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，延时0.5s再开始高压注水。
[0034]实施例6:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，高压注水控制在l_2s 之间。
[0035]实施例7:本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，所述高分子材料是尼龙、尼龙与碳纤维的混合材料、尼龙与玻璃纤维的混合材料中的一种。[〇〇36] 实施例8: —种尼龙材料管路注塑成型工艺，具体如下:将尼龙粒子在80-90°C的温度条件下烘干7-8小时，然后将其注入注塑机内，并从常温加热至290-305°C，得到熔体;将熔体注塑到设于注塑机内的模具内，注塑过程控制在0.8-1.2s之间；注塑完成后，延时 〇.5s，向模具内注入高压水，水温控制在20-25°C之间；注水过程控制在l_2s;高压注水后， 在22-25MPa压力情况下保压2-4s，使得管路成型定型，然后停止注水，冷却15-20S;开模取出注塑成型的产品，室温下冷却1-1.5小时。
[0037]实施例9: 一种尼龙与玻璃纤维的混合材料管路注塑成型工艺，具体如下:将尼龙与玻璃纤维混合材料的粒子在80°C的温度条件下烘干7小时，然后将其注入注塑机内，并从常温加热至280°C，得到熔体;将熔体注塑到设于注塑机内的模具内，注塑过程控制在0.8; 注塑完成后，延时〇.5s，向模具内注入高压水，水温控制在20-25 °C之间；注水过程控制在1-2s;高压注水后，在24MPa压力情况下保压2-3s，使得管路成型定型，然后停止注水，冷却15-20s;开模取出注塑成型的产品，室温下冷却1-1.5小时。
[0038]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，包括如下步骤:步骤a、原料处理:将高分子材料粒子在80-100 °C的温度条件下烘干7-10小时；步骤b、粒子熔融:将步骤a处理后的高分子材料粒子注入注塑机内，将高分子材料粒子 从常温加热至280-305°C，得到熔体;将熔体注塑到设于注塑机内的模具内，注塑过程控制 在 0.05-1.5s 之间；步骤c、高压注水:注塑完成后，向模具内注入高压水，水温控制在20-25°C之间；注水过 程控制在0.5-2.5s;步骤d、保压及冷却:高压注水后，在20-25MPa压力情况下保压2-4s，然后停止注水，冷 却15-25s;步骤e、室温冷却:开模取出注塑成型的产品，室温下冷却1-2小时。2.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤c中的 高压注水时注水方向与步骤b中的熔体注入模具的方向是相反的。3.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤b中，注 塑过程中压力控制在10_50MPa之间。4.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤c中，高 压水的压力在l〇-24MPa之间。5.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤a中，原 料处理时烘干8小时。6.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤b完成 后，延时0.2-0.6s再开始步骤c高压注水。7.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述步骤c中高 压注水控制在l-2s之间。8.根据权利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工艺，其特征在于，所述高分子材料 是尼龙、尼龙与碳纤维的混合材料、尼龙与玻璃纤维的混合材料中的一种。
【文档编号】B29L23/00GK105965771SQ201610284038
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】施明刚, 马婷
【申请人】江阴标榜汽车部件有限公司