专利名称：快速射出成形系统的制作方法
快速射出成形系統
技术领域：
本发明与射出成形有关，特别是关于
形效率的快速射出成形系统。
种可以提升模具加热功率，而提升射出成
背景技术：
于快速射出成形系统中，模具需要先被加热至一相对高温的工作温度，以确保被 注入模穴的注塑液具备维持良好的流动性，加速填满整个模穴。接着模具必须被快速冷却 至开模温度，以进行开模供射出成形件被取出。 参阅图1所示，为现有技术的快速射出成形系统，其模具1具有若干个通道2。这 些通道2可为头尾串连，再连接进出水管路；通道2也可以为平行并列，而并联于进出水管 路。于模具1合模之前，通道2中被通入高温蒸汽，借以加热成形模具l，接着再进行合模并 进行注塑。于注塑完成后，通道2可被导入冷却水以加速冷却速率，以使成形模具1可尽速 开模。通道2可供高温蒸汽或冷却水通过，同时用于加热及冷却模具1。
然而，受到通道2的限制，高温流体与模具1的热交换率无法有效率的提升。单纯 提升高温流体的流量，仅能使高温流体快速通过通道2，若要提升热交换率就必须提升高温 流体与模具2的接触面积。提升接触面积的方法包含增加通道2数量、及增加通道2 口径， 不论是增加信道2数量或增加信道2 口径，都会致使模具1中的中空结构加大，致使模具1 的应力不足。 解决加热功率无法提升的方式为利用电热元件加热模具，常见的方法为在模具中 埋设电热棒等电热元件，透过输入电功率的提升，就可以轻易提升加热效率。然而，提升加 大电功率的同时，电热元件的温度也被提升。在冷却模具的过程中，电热元件的残余热量反 而影响冷却效率，而导致冷却时间延长，无法真正提升射出成形效率。不接触模具的感应加 热线圈虽然没有残余热量影响冷却效率的问题，但是感应加热线圈只能局部地加热模具表 面，对于大型模具而言仍有加热效率不佳的问题。因此，如何提升加热效率，又要避免残余 热量影响冷却效率的问题，成为一要的技术课题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种快速射出成形系统，其可提升加热效率 而不影响冷却效率，借以提升射出成形效率。 为了达成上述目的，本发明提出一种快速射出成形系统，用以制作一射出成形件， 此系统包含一模具、一冷却流体源、及一加热元件。模具包含一中空的模穴及若干个通道，， 其中模穴用以供注塑液被注入其中。冷却流体源提供冷却流体至各通道中，完成透过冷却 流体冷却模具，以加速塑料液冷却固化过程。加热元件为可移动地设置，而可选择地接触并 加热模具，或与模具分离。是以，当加热元件不需再加热模具时，加热元件可脱离模具，避免 残余热量继续加模具加热。 相较于现有技术，由于加热元件可以脱离模具，避免残余热量继续加模具加热。因
4此加热元件可以用更高的加热功率进行加热，不需考虑加热元件高温影响冷却效率的问 题。因此，本发明于縮短加热时间的同时仍维持良好的冷却效率，从而提升了射出成形的效率。
图1为现有技术中，射出成形系统的剖面示意图。
图2为本发明第一实施例的剖面示意图。 图3及图4为第一实施例中，加热元件接触及脱离母模的立体图。 图5、图6、及图7为本发明第一实施例的剖面示意图，揭示射出成形的过程。 图8为本发明第二实施例的剖面示意图。 图9及图10为本发明第三实施例中，加热元件接触及脱离母模的立体图。 图11及图12为本发明第三实施例中，另一型态的加热元件接触及脱离母模的剖
面示意图。 图13及图14为本发明第四实施例中，加热元件接触及脱离母模的剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图2所示，为本发明第一实施例所揭露的一种快速射出成形系统，用以制 作一射出成形件，其包含一模具10、一合模装置20、一注塑机30、一控温装置40、一加热元 件50、及一移动装置60。 参阅图2所示，模具10包含一公模11及一母模12，公模11及母模12分别具有互 有对应的突出或内凹结构，于公模11及母模12互相结合之后，公模11与母模12之间形成 一中空的模穴13，用以供注塑液被注入其中。填满模穴13的注塑液冷却固化后，形成型态 与模穴13互相匹配的射出成形件。公模11具有一连通模穴13的浇注道111，且注塑机20 连接于浇注道111。注塑机30的送料螺杆(图未示)同时旋转及进给，推动注塑液通过浇 注道111被注入模穴13中。模具10更具有若干个通道14及插设孔15。其中，通道14及 插设孔15可设于公模11或母模12其中之一，或是同时设置于公模11及母模12。于本实 施例中，通道14及插设孔15皆设置于母模12，且插设孔15与通道14交错地排列，又，各插 设孔15具有至少一开放端。 参阅图2所示，合模装置20用以驱动公模11及母模12互相靠合进行合模，或是 互相分离进行开模。合模装置20可为油压装置、多连杆致动装置、或线性导螺杆总成。于 本实施例中，合模装置20为油压装置，包含一支架21及至少一油压缸22。其中支架21及 油压缸22设置于一机台24，且油压缸22的驱动杆23穿过支架21且连接于模具10的母 模12，使母模12可移动地设置于机台24上。公模11固定设置于机台24上，油压缸22的 驱动杆23线性致动母模12移动而靠合于公模11，使模具10进行合模；或是线性致动母模 12移动而脱离公模ll，使模具10进行开模。 参阅图2所示，控温装置40用以控制模具10的温度，于注塑液被注入模具10之 前，提供高温流体至通道14中，以对模具10进行加热。于注塑完成之后，控温装置40提供 冷却流体至通道14中，以对模具10进行冷却。控温装置40包含一高温流体源41、一冷却 流体源42、及一排液主机43，连接于信道14的一端，并由通道14的另一端回收流体。高温流体源41用以提供高温流体，例如高温蒸汽。冷却流体源用以提供冷却流体，例如，冷却水。排液主机43以抽取或泵送的方式使信道14中产生高速气流，完成排出残存于通道14中的高温流体或是冷却流体。 参阅图2、图3、及图4所示，加热元件50为可移动地设置，而可选择地接触模具10，或与模具10分离。加热元件50包含若干个电热棒51及一连接座52其中，各电热棒51的一端固定于连接座52，使各电热棒51互相平行地排列，并对应于模具10的插设孔15。各电热棒51分别透过导线取得工作电流，以产生热量加热工作电流至各电热棒51。移动装置60可为机械手臂、油压缸、线性导螺杆总成、或齿轮及齿条的结合。加热元件50的连接座52连接于移动装置60，移动装置60带动连接座52，而使电热棒41沿一插设路径移动，插设路径平行于插设孔15的轴线。当母模12移动至开模位置时，插设路径分别与各插设孔15的轴线重合。因此当电热棒15沿着插设路径移动至母模12时，各电热棒51即可被插入其所对应之插设孔15中并接触母模12，以对母模12进行加热。
第一实施例用于射出成形作业时，其过程如下所述。 参阅图2所示，于开始射出成形作业时，或前一次射出成形作业完成之后，模具10呈开模状态，前一次射出成形作业完成的射出成形件可于此时被取出。于此同时，高温流体源41开始提供高温流体，通入通道14之中，开始加热模具10。 参阅图4及图5所示，移动装置60移动加热元件50，使电热棒51插入插设孔15以接触母模12。电热棒51同时被通入电流，而开始对母模12加热。电热棒51可被通入大电流至其工作上限，以加速模具10的温度被加热至工作温度。当电热棒51的电功率足以在短时间内加热模具10至工作温度时，则控温装置40可不需提供高温流体至通道14中。
亦即，模具io只需要透过电热棒加热即可，不需要再以高温流体加热。 参阅图6所示，当母模12的温度到达工作温度时，高温流体源41停止供应高温流体，同时工作电流也停止被通入电热棒51，停止对模具20加热。同时，加热元件50也被移动装置带动脱离母模12，使电热棒51离开插设孔15而不再接触模具，避免电热棒51本身的高温继续加热母模12，致使母模12温度过高而延长后续注塑液的冷却固化之时间。于电热棒51离开插设孔15之后，合模装置30驱动母模12靠合于公模ll，完成合模作业。接着，注塑机20对模具10注入注塑液，使注塑液充满模穴13。 于注塑完成，亦即注塑液充满模穴13之后，先以排液主机43排出信道14中残存的高温流体，接着以冷却流体源42提供冷却流体，通入通道14中以冷却模具10。以注塑机20维持模穴13中注塑液的压力，并持续以冷却流体源42冷却模具10。当模穴13表面的温度到达开模温度时，冷却流体源42停止供应冷却流体。由于此时加热元件50的电热棒51已经脱离模具10，因此高温的电热棒51不会再持续与母模12热交换，是以避免加热元件50影响冷却过程，而大幅縮短冷却所需要之时间。 最后，开模装置30驱动母模12脱离公模11，使模穴11表面外露，如图7所示。于此同时，高温流体源41可开始提供高温流体，通入通道14之中，再度开始加热模具10，以预备下一次射出成形作业。同时被适度加热的模具io有也利于射出成形件之脱模。
本发明的精神在于，加热元件50可以通过接收大电流的方式，轻易地提高对模具10的加热效率，縮短加热模具IO所需要的时间。而于加热完成之后，可以脱离模具IO，不再进行热交换，避免高温的加热元件50影响注塑液的冷却固化过程。是以，本发明于縮短加热时间的同时，仍维持良好的冷却效率，而不延长冷却时间。 参阅图8所示，为本发明第二实施例所揭露的一种快速射出成形系统，用以制作一射出成形件，其控温装置40更包含一冷却板44，可移动地设置于机台24上，且被一传动装置25所驱动。冷却板44位于母模12的外侧，亦即位于母模12及合模装置20的支架21之间。传动装置25用以移动冷却板44，致使冷却板44接触模具10的母模12，使冷却板24对母模12吸热，加速模具10的整体温度下降至开模温度的速率。冷却板44可为包含热电元件(ThermoelectricGenerator)的金属板，或具备冷却管路的金属板。由于冷却板44并非模具10的一部分，其应力强度并不需要配合注塑条件的要求。由于不需要考虑冷却板44的应力需求，冷却板44中的冷却结构可以轻易达到最大冷却功率的需求，而加速模具44的冷却过程。 此外，冷却板44可于合模作业完成后接触母模12，使母模12的外表面开始降温，提早启动对模具10的冷却作业。由于冷却板44由母模12的表面开始降温，不会立即改变模穴13表面温度，因此塑料液仍可维持高温并充分流动以充满模穴13。
参阅图9及图IO所示，为本发明第三实施例所揭露的一种快速射出成形系统，其加热元件50包含若干个电热棒51及一导热板53。导热板53由高导热由数材质所制成，且电热棒51埋设于导热板53之中。导热板53连接于移动装置60，移动装置60带动导热板53移动，以接触母模12的外侧面。当电热棒51接受电力发热之后，导热板53即可对母模12进行加热。 再参阅图11及图12所示，为了降低导热板53与模具10之间的接触热阻，模具10及导热板53之间的接触面积需要加大。是以，母模12的外表面及导热板53的外表面分别形成互相匹配的凹凸结构，完成增加模具10及导热板53之间的接触面积。其中，母模12的外表面设置若干个平行之导槽121，信道14通过相邻导槽121之间的突出区域。而导热板53之表面形成若干个平行之凸肋531，电热棒51埋设于凸肋531中，且各凸肋531的截面型态匹配导槽121截面型态，模具10及导热板53透过凸肋531结合于导槽121增加接触面积。 参阅图13所示，为本发明第四实施例所揭露之一种快速射出成形系统。第四实施例提出另一型态的加热元件50，包含一感应加热线圈54、一导磁板55、及一导热板53，其中，导磁板55以导磁率较佳的金属所制成，结合于导热板53的外侧面，且感应加热线圈54透过至少一绝缘件541结合于导磁板55的外侧面，完成使感应加热线圈54接近但不接触导磁板55。当感应加热线圈54被通入一高频交流电后，对导磁板54产生一磁场变化，导磁板54的外侧面感应磁场变化而产生涡电流，涡电流致使导磁板54发热，进而传导热量至加热板53。导热板53连接于移动装置60，移动装置60带动导热板53移动，以接触母模12并对母模12进行加热。 参阅图14所示，于第四实施例中，导磁板55并非必要元件，感应加热线圈54可透过绝缘件531结合于导热板53的外侧面，完成使感应加热线圈54接近但不接触导热板53。感应加热线圈54被通入一高频交流电后，对导磁板54产生一磁场变化，导热板53的外侧面可感应磁场变化而产生涡电流，涡电流致使导热板53发热，以加热母模12。
权利要求
一种快速射出成形系统，用以制作一射出成形件，其特征在于，其包含一模具，具有一中空的模穴，用以供注塑液被注入其中，且该模具还具有若干个通道；一冷却流体源，提供冷却流体至各该通道中以冷却该模具；及一加热元件，其为可移动地设置，而可选择地接触并加热该模具，或与该模具分离。
2. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一注塑机，用以 推动注塑液被注入该模穴中。
3. 根据权利要求2所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的公模还包含一浇注 道，连通该模穴，且该注塑机连接该浇注道。
4. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一合模装置，用 以致动该模具开模或是合模。
5. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的加热元件包含若干 个电热棒。
6. 根据权利要求5所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的模具更具有若干个 插设孔，各该插设孔具有至少一开放端，用以供各该电热棒插入对应之插设孔中。
7. 根据权利要求6所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的等插设孔与该等通 道交错地排列。
8. 根据权利要求5所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的加热元件还包含一 连接座，且各该电热棒的一端固定于该连接座。
9. 根据权利要求5所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的加热元件还包含一 导热板，可选择地接触该模具，或与该模具分离，且该等电热棒埋设于该导热板之中。
10. 根据权利要求9所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的模具及该导热板分 别具有互相匹配的凹凸结构，用以增加该模具及该导热板之间的接触面积。
11. 根据权利要求io所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的模具具有若干个平行的导槽，且导热板具有若干个平行的凸肋，各该凸肋的截面型态匹配各该导槽的截面 型态。
12. 根据权利要求11所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的各该电热棒埋设 于各该凸肋中。
13. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的加热元件包含 一导热板，可选择地接触该模具，或与该模具分离； 一导磁板，结合于该导热板； 一感应加热线圈，感应该导磁板产生涡电流。
14. 根据权利要求13所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的感应加热线圈透 过至少一绝缘件结合于该导磁板。
15. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的加热元件包含 一导热板，可选择地接触该模具，或与该模具分离； 一感应加热线圈，感应该导热板产生涡电流。
16. 根据权利要求15所述的快速射出成形系统，其特征在于，所述的感应加热线圈透 过至少一绝缘件结合于该导热板。
17. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一高温流体源，提供高温流体至各该通道中以加热该模具。
18. 根据权利要求17所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一排液主机， 用以使各该通道中产生高速气流，排出残存于各该通道中的高温流体或是冷却流体。
19. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一可移动地设 置的冷却板，用以接触并冷却该模具。
20. 根据权利要求1所述的快速射出成形系统，其特征在于，其中还包含一移动装置， 用以移动该加热元件。
全文摘要
一种快速射出成形系统，用以制作一射出成形件，以可移动的加热元件加热模具。于注塑液注入模具的模穴前，加热元件被移动并接触模具，借以加热模具至一工作温度。于模具温度到达工作温度之后，加热被移动而脱离模具，使加热元件的高温不会继续对模具加热。冷却流体源冷却模具时，加热元件的高温不会影响冷却效率。由于加热元件不会影响后续冷却过程，因此加热元件的加热功率也可以大幅提升，进而加速射出成形的速率。
文档编号B29C45/27GK101733915SQ20081023501
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者吴政道, 郭俊映 申请人:汉达精密电子(昆山)有限公司