一种注塑成型模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种注塑成型模具，包括：定模板(100)、动模板(200)、型腔(300)、以及模内在线质量感知器(400)，模内在线质量感知器(400)包括：感知器主体，其表面除与型腔接触面外均设置有绝缘层，用于与定模模芯构成检测电容的两极；接线，一端与感知器主体连接，其另一端与电源连接，用于为检测电容充电，或者，其另一端与计算机连接，用于为计算机传输检测电容在整个注塑周期中的电压信号。本实用新型的注塑成型模具在整个注塑周期中通过监测电压信号，可以及时获取注塑周期中型腔内的注塑速度、注塑重量、注塑的固化速率、注塑的收缩率中至少一个，监测内容丰富，实用性强。
【专利说明】
-种注塑成型模具
技术领域
[0001] 本实用新型设及成型装置技术领域，特别设及一种注塑成型模具。
【背景技术】
[0002] 随着产品市场竞争激烈的升华，提倡高效、节能、环保、低成本就越来越成为企业 于竞争中取胜的法宝和根本，关键的环节之一就是对注塑产品生产过程的高效性、品质监 测和控制的高智能性W及低成本支出、有效资源高效利用等方面提出更高、更具竞争力、更 智能、更自动化的要求。
[0003] 在注塑成型的试模阶段，必须对制品的成型工艺进行设置和优化，进而减少试模 次数，缩短试模时间。同时注塑成型过程是一种典型的批次过程，维持良好而稳定的成型过 程是获得高质量制品的必须条件，而要达到运一条件必须W精准的注塑过程质量控制为基 础。
[0004] 为了解决上述问题，一般会在注塑成型模具中设置传感器，W对注塑成型过程进 行监测。但是，现有的注塑成型模具一般所能监测的信息比较单一(例如压力传感器仅测量 注塑周期中的压力信息），功能单一，难W对整个注塑周期中多方面因素进行监测。 【实用新型内容】
[0005] 为了解决现有具有传感器的注塑成型模具监测信息单一，难W满足企业需求的问 题，本实用新型实施例提供了一种注塑成型模具。所述技术方案如下：
[0006] 本实用新型实施例提供了一种注塑成型模具，所述方法包括:定模板、动模板、由 所述定模板的定模模忍和所述动模板的动模模忍之间用于形成产品的型腔、W及模内在线 质量感知器，
[0007] 所述模内在线质量感知器包括：
[000引感知器主体，贯穿设置在所述动模模忍中且与所述型腔接触，所述感知器主体表 面除与所述型腔接触面外均设置有绝缘层，所述感知器主体用于与所述定模模忍构成检测 电容的两极；
[0009] 接线，一端与所述感知器主体连接，其另一端与电源连接，用于为所述检测电容充 电，或者，其另一端与计算机连接，用于为所述计算机传输所述检测电容在整个注塑周期中 的电压信号，所述电压信号用于在线监控注塑周期中所述型腔内的注塑速度、注塑重量、注 塑的固化速率、注塑的收缩率中至少一个。
[0010] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述模内在线质量感知器还包括：
[0011] 电压信号放大器，与所述接线连接，用于放大所述电压信号；
[0012] 模数转化器，与所述电压信号放大器连接，用于将所述电压信号放大器放大的电 压信号转化为数字信号。
[0013] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述模内在线质量感知器还包括： 接线固定螺丝，与所述接线的一端固定连接，用于将所述接线的一端与所述感知器主体固 定连接。
[0014] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述感知器主体采用模具钢材料制 备。
[0015] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述感知器主体为回转体，所述感 知器主体与所述型腔接触的一端的直径范围为1mm~5mm。
[0016] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述注塑成型模具还包括:设置在 所述动模模忍上的动模镶件，所述感知器主体贯穿设置在所述动模镶件中。
[0017] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述感知器主体安装在所述型腔的 前端或末端，所述型腔的前端为所述型腔靠近所述注塑成型模具进诱口的一端，所述型腔 的末端为远离所述注塑成型模具进诱口的一端。
[0018] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述感知器主体的绝缘层由氧化侣 陶瓷或氧化错陶瓷制备，其厚度为0.02mm~0.50mm。
[0019] 在本实用新型实施例上述的注塑成型模具中，所述接线为防静电感应电线。
[0020] 本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0021] 通过定模板、动模板、模内在线质量感知器组成注塑成型模具，其中，模内在线质 量感知器由感知器主体和接线构成，感知器主体贯穿设置在注塑成型模具的动模模忍中且 与注塑模块的型腔接触，感知器主体表面除与型腔接触面外均设置有绝缘层，W用于与定 模模忍构成检测电容的两极，接线一端与感知器主体连接，其另一端与电源连接，用于为检 测电容充电，或者，其另一端与计算机连接，用于为计算机传输检测电容在整个注塑周期中 的电压信号，该电压信号用于在线监控注塑周期中型腔内的注塑速度、注塑重量、注塑的固 化速率、注塑的收缩率中至少一个。该模内在线质量感知器是基于电容的介电常数变化，而 引起检测电容中电压信号的变化来工作的，运样装配有该莫内在线质量感知器的注塑成型 模具，能够在线监控注塑周期中型腔内的注塑速度、注塑重量、注塑的固化速率、注塑的收 缩率中至少一个，监测内容丰富，能有效反映出注塑周期中多种需要关注的注塑信息，实用 性强，此外，该注塑成型模具装配的模内在线质量感知器利用了现有注塑成型模具的定模 模忍作为检测电容的一个电极，有效降低了模内在线质量感知器的结构的复杂程度、和制 造成本，使得该注塑成型模具的制造成本低，经济性强。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 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实用新型的一些实 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W根据运些附图 获得其他的附图。
[0023] 图1是本实用新型实施例提供的一种注塑成型模具的结构示意图；
[0024] 图2是本实用新型实施例提供的一种模内在线质量感知器的结构示意图；
[0025] 图3是本实用新型实施例提供的一种检测电容成型原理的结构示意图；
[0026] 图4是本实用新型实施例提供的一种电压信号的检测结果图；
[0027] 图5是本实用新型实施例提供的一种模内在线质量感知器的结构示意图；
[0028] 图6是本实用新型实施例提供的一种模内在线质量感知器安装位示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。
[0030] 实施例
[0031] 本实用新型实施例提供了一种注塑成型模具，适用于各种非导电填充材料，参见 图1，该注塑成型模具可W包括:定模板100、动模板200、由定模板100的定模模忍110和动模 板200的动模模忍210之间用于形成产品的型腔300(图1中型腔300显示得比较小，具体可W 参考图3)、W及模内在线质量感知器400。
[0032] 参见图2,该模内在线质量感知器400可W包括：
[0033] 感知器主体1，贯穿设置在动模模忍210中且与型腔300接触（即感知器主体1插装 在动模模忍210中，且其一端端面与型腔300接触，在实际应用中，感知器主体1与型腔300接 触面，同动模模忍210与型腔300接触面处于同一平面），感知器主体1表面除与型腔210接触 面外均设置有绝缘层，感知器主体1用于与定模模忍110构成检测电容的两极。
[0034] 接线2,一端与感知器主体1连接，其另一端与电源连接，用于为检测电容充电，或 者，其另一端与计算机连接，用于为计算机传输检测电容在整个注塑周期中的电压信号，该 电压信号用于在线监控注塑周期中型腔300内的注塑速度、注塑重量、注塑的固化速率、注 塑的收缩率中至少一个。在实际应用中，由于一般的计算机都具有电源，接线2的另一端可 W与计算机连接，既通过计算机为检测电容充电，又为计算机传输检测电容在整个注塑周 期中的电压信号。
[0035] 在本实施例中，参见图3,感知器主体1表面除与型腔210接触面外均设置有绝缘 层，并与定模模忍110之间隔有型腔300,感知器主体1和定模模忍110-般都由导电材料制 备，在空气绝缘的型腔300作用下，形成检测电容，其中，感知器主体1可W在外接电源的作 用下充电，而定模模忍110则接地。
[0036] 进一步地，该检测电容的容值在模内在线质量感知器400安装好后，仅取决于介电 常数，而介电常数则取决于感知器主体1与定模模忍110之间的介质了。在整个注塑周期中， 型腔300中由空气逐渐填充热烙的填充材料，然后由热烙的填充材料冷却至固态填充材料， 在检测电容的充电电荷量一定的条件下，其检测电容的电压与介电常数成反比例关系。具 体地，可W参见如下公式：
[0037]
[003引其中，U为电压信号，C为检测电容的电容值，Q为检测电容的充电电荷量，A为感知 器主体1与定模模忍110的正对面积，D为感知器主体1与定模模忍110之间的距离，e为介电 常数。
[0039]参见图4,在整个注塑周期中，首先经历关模阶段，即定模板100与动模板200接触 在一起，此时，检测电容在经过充电后开始生效，且由于型腔300内仅为空气，检测电容的介 电常数保持不变，相应的电压信号保持不变;然后开始向型腔300中匀速注入填充材料（即 图3中的注射阶段），由于填充材料的介电常数小于空气的介电常数，随着填充材料的不断 注入，检测电容的介电常数随之减小，相应的电压信号则随之变大；随着型腔300注满填充 材料后，将进入保压阶段，即仍会有少量的填充材料注入到型腔300中，W填补先注入的填 充材料因固化收缩而形成的间隙，在保压阶段中，由于仍会有填充材料的注入，检测电容的 介电常数仍会有少量的减小，相应的电压信号则随之有少量的增大;保压阶段过后开始进 入冷却阶段，此时，停止向型腔300中注入填充材料，液态的填充材料开始冷却成固态，检测 电容的介电常数随之有所增大；最后，当填充材料冷却成型后，打开模具（即进入开模阶 段），检测电容随着定模板100与动模板200的分离而失效。
[0040]此外，在整个注塑周期内，模内在线质量感知器400的电压信号如图3所示，可见， 电压信号在不同阶段的变化特点是不同的，分别反映了不同阶段的过程及填充材料的质量 信息。具体地如下：
[0041 ]在注射阶段，随着液态填充材料被注入型腔，电容极板间的空气介质迅速被液态 填充材料取代，电压信号显著增加。与该模内在线质量感知器400连接的计算机可W利用运 个信号对液态填充材料前端在型腔300中的位置进行检测，进而得到填充材料的填充速度 (例如:在相距预设距离处分设多个模内在线质量感知器400,然后比较多个模内在线质量 感知器400开始检测到电压信号显著增加的时间差，W此来计算填充速度）。
[0042] 在保压阶段，电压信号斜率发生明显变化，上升缓慢，运是因为型腔300被充满后 只有少量液态填充材料继续被压入(注射)型腔300中，用W补充因填充材料固化收缩而形 成的空间(保压）。与该模内在线质量感知器400连接的计算机可W利用运个信号，实现在线 对填充材料的重量进行检测（例如:根据已知的注射速度，和注射阶段持续的时间，来获取 填充材料的重量信息）。
[0043] 在冷却阶段，电压信号变化较为平缓，伴随有轻微下降趋势。其原因一方面是液态 填充材料冷却凝固后变为固体，另一方面是由于型腔300内形成了微小的空气层。与该模内 在线质量感知器400连接的计算机可W利用利用测量信号结合过程的工艺特点对产品固化 速率和收缩率进行检测。
[0044] 可选地，参见图5，该模内在线质量感知器400还可W包括：
[0045] 电压信号放大器4,与接线2连接，用于放大电压信号。
[0046] 模数转化器5,与电压信号放大器4连接，用于将电压信号放大器4放大的电压信号 转化为数字信号。
[0047] 在本实施例中，将感知器主体1上的电压信号通过放大并转化为计算机可识别的 数字信号，方便与模内在线质量感知器400连接的计算机快速分析处理数据。
[004引可选地，参见图2,感知器主体1上开设有用于接线2的一端伸入的固定螺丝中屯、孔 (附图中未标示）。
[0049]该模内在线质量感知器400还可W包括:接线固定螺丝3,与接线2的一端固定连接 (例如:焊接)并与固定螺丝中屯、孔配合(例如螺纹连接），用于将接线2的一端与感知器主体 1固定连接，防止接线2从感知器主体1中脱落出来。
[0化0] 可选地，感知器主体1可W采用模具钢材料制备(例如:？20、5136、718、71細等）。 [0化1] 进一步地，参见图2,感知器主体1可W为回转体，感知器主体1与型腔300接触的一 端的直径范围为1mm~5mm，具体尺寸可根据设计需要定制。
[0052]进一步地，参见图1，注塑成型模具还包括:设置在动模模忍210上的动模镶件220， 感知器主体1贯穿设置在动模镶件220中。
[0053] 在实际应用中，由于受成型产品形状的限制，当成型产品的形状不太规则，需要采 用动模镶件220进行辅助时，感知器主体1可W贯穿设置在动模镶件220中，当然，也可W同 时贯穿设置在动模模忍210中。
[0054] 可选地，参见图6,当成型产品形状较为规则时，即型腔300的形状较为规则时，可 W将感知器主体1安装在型腔300的前端或末端，型腔300的前端为型腔300靠近注塑成型模 具进诱口 310的一端，型腔300的末端为远离注塑成型模具进诱口 310的一端。在本实施例 中，采用上述两个位置来设置模内在线质量感知器400,是因为在型腔300的前端或末端位 置的填充材料的填充状况，最能全面体现模腔300内填充材料成型的填充状况。
[0055] 可选地，感知器主体1的绝缘层由氧化侣陶瓷或氧化错陶瓷制备，其厚度为0.02mm ~0.50mm。在本实施例中，感知器主体1的外表面是耐高溫耐摩擦的高度绝缘层，在3000°C W上的高溫下通过1000 Mpa W上的高压喷涂在金属基材的表面上，绝缘层的厚度为0.02mm ~0.50mm，其表面经过打磨省光加工，尺寸公差可达到0.005mm~0.0 lmm,表面光洁度可达 到79?上，隔热效果在200°C W上，热喷张系数接近于钢，莫氏硬度达到8.5W上。
[0056] 此外，感知器主体1表面喷涂绝缘层的加工流程如下:感知器主体备料^感知器主 体加工^感知器主体钻螺丝孔^感知器主体螺丝孔攻螺牙^感知器主体表面绝缘层喷涂 ^绝缘层表面打磨省光加工^模内在线质量感知器尺寸检测。
[0057] 可选地，接线2即可为普通电源线也可为防静电感应电线，优选为防静电感应电 线，接线固定螺丝3的大小为M2、M3或M4等。
[0058] 本实用新型实施例通过定模板、动模板、模内在线质量感知器组成注塑成型模具， 其中，模内在线质量感知器由感知器主体和接线构成，感知器主体贯穿设置在注塑成型模 具的动模模忍中且与注塑模块的型腔接触，感知器主体表面除与型腔接触面外均设置有绝 缘层，W用于与定模模忍构成检测电容的两极，接线一端与感知器主体连接，其另一端与电 源连接，用于为检测电容充电，或者，其另一端与计算机连接，用于为计算机传输检测电容 在整个注塑周期中的电压信号，该电压信号用于在线监控注塑周期中型腔内的注塑速度、 注塑重量、注塑的固化速率、注塑的收缩率中至少一个。该模内在线质量感知器是基于电容 的介电常数变化，而引起检测电容中电压信号的变化来工作的，运样装配有该莫内在线质 量感知器的注塑成型模具，能够在线监控注塑周期中型腔内的注塑速度、注塑重量、注塑的 固化速率、注塑的收缩率中至少一个，监测内容丰富，能有效反映出注塑周期中多种需要关 注的注塑信息，实用性强，此外，该注塑成型模具装配的模内在线质量感知器利用了现有注 塑成型模具的定模模忍作为检测电容的一个电极，有效降低了模内在线质量感知器的结构 的复杂程度、和制造成本，使得该注塑成型模具的制造成本低，经济性强。
[0059] 上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0060] W上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用W限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种注塑成型模具，其特征在于，包括：定模板（100)、动模板（200)、由所述定模板 (100)的定模模芯（110)和所述动模板（200)的动模模芯（210)之间用于形成产品的型腔 (300)、以及模内在线质量感知器(400)， 所述模内在线质量感知器(400)包括： 感知器主体(1)，贯穿设置在所述动模模芯(210)中且与所述型腔(300)接触，所述感知 器主体（1)表面除与所述型腔（210)接触面外均设置有绝缘层，所述感知器主体（1)用于与 所述定模模芯（11 〇)构成检测电容的两极； 接线(2)，一端与所述感知器主体（1)连接，其另一端与电源连接，用于为所述检测电容 充电，或者，其另一端与计算机连接，用于为所述计算机传输所述检测电容在整个注塑周期 中的电压信号，所述电压信号用于在线监控注塑周期中所述型腔(300)内的注塑速度、注塑 重量、注塑的固化速率、注塑的收缩率中至少一个。2. 根据权利要求1所述的注塑成型模具，其特征在于，所述模内在线质量感知器(400) 还包括： 电压信号放大器(4)，与所述接线(2)连接，用于放大所述电压信号； 模数转化器(5)，与所述电压信号放大器(4)连接，用于将所述电压信号放大器(4)放大 的电压信号转化为数字信号。3. 根据权利要求1所述的注塑成型模具，其特征在于，所述模内在线质量感知器(400) 还包括:接线固定螺丝(3)，与所述接线（2)的一端固定连接，用于将所述接线（2)的一端与 所述感知器主体(1)固定连接。4. 根据权利要求1所述的注塑成型模具，其特征在于，所述感知器主体（1)采用模具钢 材料制备。5. 根据权利要求4所述的注塑成型模具，其特征在于，所述感知器主体（1)为回转体，所 述感知器主体(1)与所述型腔(300)接触的一端的直径范围为1mm~5_。6. 根据权利要求5所述的注塑成型模具，其特征在于，所述注塑成型模具还包括:设置 在所述动模模芯(210)上的动模镶件(220)，所述感知器主体（1)贯穿设置在所述动模镶件 (220)中。7. 根据权利要求5所述的注塑成型模具，其特征在于，所述感知器主体（1)安装在所述 型腔(300)的前端或末端，所述型腔(300)的前端为所述型腔(300)靠近所述注塑成型模具 进浇口（310)的一端，所述型腔(300)的末端为远离所述注塑成型模具进浇口（310)的一端。8. 根据权利要求1所述的注塑成型模具，其特征在于，所述感知器主体（1)的绝缘层由 氧化铝陶瓷或氧化错陶瓷制备，其厚度为0.02mm~0.50mm。9. 根据权利要求1所述的注塑成型模具，其特征在于，所述接线(2)为防静电感应电线。
【文档编号】B29C45/26GK205651625SQ201620443717
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月16日 公开号201620443717.8, CN 201620443717, CN 205651625 U, CN 205651625U, CN-U-205651625, CN201620443717, CN201620443717.8, CN205651625 U, CN205651625U
【发明人】尹运文, 汪智勇, 莫胜勇, 姜芝君, 杨毅, 高福荣
【申请人】群达模具(深圳)有限公司, 深圳市福达智能系统有限公司