专利名称：热模快冷注塑成型工艺及其设备的制作方法
1 热模快冷注塑成型工艺及其设备本发明涉及一种注塑成型工艺及其设备，尤其涉及一种热模快冷注塑成型工艺及其设备。目前传统的注塑成型工艺都是采取模具冷至热然后再冷却循环周期来完成，而传统的注塑成型工艺有以下缺陷1、只能保持恒定的模具温度，模具温度不能超过树脂的热变形转折点，一旦模具温度超过所成型树脂的热变形转折点温度，成型件就无法固化或者需要太长的冷却时间来固化；2、在成型塑胶产品时无法消除塑胶产品表面的夹水线，也无法提高塑胶产品表面的光泽度，即使用高光的模具表面也没有办法达到高光的效果；3、在成型含有金属粉的树脂时无法消除沉淀的条状金属痕迹，也无法达到光亮的金属表面效果；4、在成型含有碳纤维或玻纤维的树脂时同样无法消除其产品表面的夹水线，也无法提高其产品表面的光泽度，即使用高光的模具表面也没有办法达到高光的效果。5、在金属压铸成型加工时无法达到快速冷却的效果，导致金属铸造周期过长。本发明的目的是为了克服了现有技术中的缺点，提供一种可以有效提高成型品质量与产量，适用多种注塑材质并完善传统注塑工艺不足的热模快冷注塑成型工艺及其设备。本发明为达到上述目的，通过以下方案实现的热模快冷注塑成型工艺，其准备事项包括 启动高压冷却装置； 启动模温控制器给模仁内的导热体加热； 设定模仁内的热源的温度值； 设定模仁对树脂的加工温度和树脂的固化温度； 设定树脂熔融温度； 设定成型参数； 连接高压冷却系统与注塑成型机之间的互锁信号。以上所有温度的设定都需根据不同的树脂来设定不同的温度。热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤a、采用树脂烘干炉将树脂烘干，将烘干的树脂通过树脂下料斗送入熔胶料管，加热熔胶料管至树脂的熔融温度使树脂达到熔融状态；b、启动冷却水塔准备冷却水，用模温控制器预热模仁至设定的加工温度；
C、当模仁温度高于设定的加工温度时，用PLC控制终端控制能够调节冷却水循环速度和冷却水温度的高压冷却系统准备低温水，开启注塑成型机使模具关闭，控制注塑成型机的射胶系统进行射胶；d、当模仁温度高于设定的加工温度5°C时，控制高压冷却系统给模仁注低温水降温，当模仁温度下降到树脂软化点以下至塑胶制品固化时，控制高压冷却系统停止给模仁注低温水降温；e、启动注塑成型机开模系统开启模具，取出塑胶制品。如上所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤a中烘干的树脂水分含量小于0. 02%。如上所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤d中高压冷却系统内低温水的温度设定为5-90°C。需根据不同的树脂和工艺节能要求设定低温水的温度，其中所述的高压冷却系统为本申请人于2010年7月20日申请的专利申请号201020271728. 5的 “一种注塑模具温度控制系统”，该系统可以产生0°C的低温水。如上所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述当高压冷却系统内低温水的温度高于设定值时，打开冷却水塔进水阀和出水阀对高压冷却系统进行循环换水并冷却回流的水。所述冷却水塔内设有风力装置可以对回流回的热水进行自然降温至30°C，再由高压冷却系统2调节至所需低温水的温度。如上所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤b中模仁的加工温度设定范围在60-400°C，模仁中的热源温度设定为300-600°C。需根据不同的树脂设定不同的加工温度。一种用于上述热模快冷注塑成型工艺的模具，包括前模仁和后模仁，前模仁和后模仁合模后形成模腔，其特征在于所述前模仁和后模仁内分别设有用于给模仁加热的加热装置和用于给模仁降温的冷却装置，在前模仁和后模仁上设有避免热量损失的隔热板。如上所述的一种模具，其特征在于所述加热装置设置在前模仁和后模仁内靠近隔热板的一侧，所述的加热装置包括导热体，在所述导热体内设有热源，该热源为电发热丝。如上所述的一种模具，其特征在于所述冷却装置包括若干条冷却水路，所述的冷却水路设置在加热装置与模腔之间靠近模腔一侧的前模仁和后模仁内。如上所述的一种模具，其特征在于所述隔热板为十个，分别设置在前模仁和后模仁的外表面上。如上所述的一种模具，其特征在于所述冷却装置与加热装置之间的距离为所述冷却装置与模具内塑胶制品表面之间的距离的两倍。采用本发明的工艺流程，主要有以下几点优势1、提高了熔融状态塑胶在高温度的模腔内流动性，使得熔融状态的塑胶分子分布更均勻，降低了模腔内压力，降低了填充所需要的注射压力，降低了塑胶制品的内应力，降低了所需要的锁模力。2、增加了塑胶制品表面的光泽度，对于高光的模具充分的体现了一级镜面的效果，消除了塑胶制品表面的夹水线，可使成型塑胶产品表面肉眼视觉没有熔接线，在100倍焦距的显微镜下看不到熔接线，同时可以省略塑胶产品的表面喷涂，使高光塑胶产品表面直接达到高光效果。
3、本发明可以消除塑胶产品内部残留的内应力，避免塑胶产品的后开裂；适用于高光表面塑胶件与纹面产品。4、本发明可以使含有金属粉末的各种工程树脂成型制品看不到熔接线与条状黑印。5、本发明适用于玻纤维填充树脂、碳纤维填充树脂、热固性树脂、金属粉填充树脂成型；适用于金属注塑成型、压铸成型、发泡成型、氮气辅助成型，本发明适用于所有类型的注塑成型注塑机。6、本发明可以单独覆盖注塑模具加热或冷却功能；在同一个成型周期内可以启动升温降温循环工作，达到注塑模具骤热骤冷效果。 7、本发明成本低，可以替代快速冷热成型工艺。8、本发明适用的工程树脂包括ABS(Acrylonitile-butadien-styrene)丙烯腈 / 丁二烯 / 苯乙烯共聚物；ABS+GF (Acrylonitile-butadien-styrene+Glass fiber)丙烯腈 / 丁二烯 / 苯乙烯共聚物 + 玻纤； PMMA(Poly-methyl-methacrylate)聚甲基丙烯酸甲酉旨；PMMA+ABS (Poly-methyl-methacry late+Acrylonitile-butadien-styrene)聚甲基丙烯酸甲酯+丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物；PMMA+PC (Poly-methyl-methacrylate+Poly-carbonate)聚甲基丙；！；希酸甲酉旨 + 聚碳酸酯；PC (Poly-carbonate)聚碳酸酯；PC+ABS (Poly-carbonate+Acrylonitile-butadie n-styrene)聚碳酸酯+丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物；PC+ABS+GF (Poly-carbonate+Acrylonitile-butadien-styrene+Glassfiber)聚碳酸酯+丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物+玻纤；PC+GFToly-carbonate+Glass fiber)聚碳酸酯 + 玻纤；PA(Polyamide/Nylon)聚酰胺 / 尼龙；PA+GF (Polyamide+glass fiber)聚酰胺 + 玻纤；PA+CF(Polyamide+Carbonfiber)聚酰胺 + 碳纤维。
图1是本发明工艺的工作原理图。图2是本发明工艺的流程图。图3是本发明模具的结构示意图之一。图4是本发明模具的结构示意图之二。下面结合附图对本发明作进一步详细的工艺说明。如图1和2所示，热模快冷注塑成型工艺，其包括以下步骤采用树脂烘干炉6将树脂烘干到水分低于0. 02%，将烘干的树脂通过树脂下料斗 5送入熔胶料管15，加热熔胶料管15使树脂达到熔融状态；启动冷却水塔1准备冷却水，用模温控制器7控制热源98发热至设定温度，加热导热体96传热给模仁9从而预热模仁9 至模仁9表面达到设定的加工温度。当模仁9温度高于设定的加工温度时，控制PLC控制终端8启动能够调节冷却水循环速度与冷却水温度的高压冷却系统2准备低温水，开启注塑成型机3使模具4关闭，控
5制注塑成型机3的射胶系统31进行射胶；当模仁9温度高于设定的加工温度5°C时，传递信号给PLC控制终端8使高压冷却系统2给模仁9注低温水降温，低温水从高压冷却系统 2流出经低温水出水阀门13进入模仁9，再从模仁9流出，经低温水回水阀门11回到高压冷却系统2，如此反复循环降温，当模仁9温度下降至树脂软化点以下，模仁9内的塑胶制品14固化，传递信号给PLC控制终端8使高压冷却系统2停止给模仁9注低温水；启动注塑成型机3开模系统开启模具4，取出塑胶制品14。所述高压冷却系统2内低温水的温度设定在5_90°C之间，当高压冷却系统2内低温水的温度高于设定值时，打开冷却水塔进水阀12和冷却水塔出水阀10对高压冷却系统 2内的低温水进行循环换水并冷却回流的水。如图3所示，一种用于上述热模快冷注塑成型工艺的模具，包括前模仁91和后模仁92，前模仁91和后模仁92合模后形成模腔90，在所述前模仁91和后模仁92内分别设有用于给模仁9加热的加热装置93和用于给模仁9降温的冷却装置94，在前模仁91、后模仁92上设有隔热板95。所述前模仁91和后模仁92合模后形成模腔90，为模仁9的内表面，前模仁91或后模仁92上模腔90所在面以外的五个面形成模仁9的外表面，所述隔热板9为十个，用于避免温度损失维持模仁9的温度，避免给模仁9降温时模仁9的温度全部散发，分别设置在前模仁91和后模仁92外表面上。所述加热装置93分别设置在靠近隔热板95 —侧的前模仁91和后模仁92内，包括导热体96，在所述导热体96内装有电发热丝。所述导热体96为铜块或者其他导热性能好的材料，所述电发热丝为普通的220V或者380V的电发热丝，功率范围在IKW至IOKW之间。所述冷却装置94包括若干条冷却水路97，设置在加热装置93与模腔90之间靠近模腔90 —侧的前模仁91和后模仁92内。在前模仁91、后模仁92贴近模腔90的3_9毫米处打穿加冷却水路97，冷却装置94与加热装置93之间的距离为冷却装置94与塑胶制品 14表面之间的距离的两倍。如图4所示，所述加热装置93和冷却装置94也可以这样设置，在前模仁91、后模仁92内打穿两排孔位，靠近模腔的一排连接冷却水路97，靠近隔热板95的另一排内装入电发热管，每条电发热管的功率不高于1KW。当模具4闭合时，前模仁91和后模仁92闭合在一起形成内有模腔90的模仁9，射胶后，模仁9温度持续上升，当模仁9表面温度超过加工温度5°C时，冷却装置94内注入低温水开始对塑胶制品14降温，降至树脂软化点以下树脂固化时，停止注入低温水降温，因冷却装置94靠近塑胶制品14，远离加热装置93，降温时模仁9外围温度比塑胶制品14周围的温度下降的慢，热源98的温度远高于导热体96外模仁的温度，停止降温后，关闭低温水出水阀门13，在模具4开模取出塑胶制品14和模具4再次关模的过程中，模仁9在热源 98的热传递中温度会持续回升至设定值开始下一次的注塑。
权利要求
1.热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤a、采用树脂烘干炉(6)将树脂烘干，将烘干的树脂通过树脂下料斗( 送入熔胶料管 (15)，加热熔胶料管(15)至树脂的熔融温度使树脂达到熔融状态；b、启动冷却水塔⑴准备冷却水，用模温控制器(7)预热模仁(9)至设定的加工温度；c、当模仁(9)温度高于设定的加工温度时，用PLC控制终端⑶控制能够调节冷却水循环速度与冷却水温度的高压冷却系统( 准备低温水，开启注塑成型机C3)使模具(4) 关闭，控制注塑成型机(3)的射胶系统(31)进行射胶；d、当模仁(9)温度高于设定的加工温度5°C时，控制高压冷却系统( 给模仁(9)注低温水降温，当模仁(9)温度下降到树脂软化点以下至塑胶制品(14)固化时，控制高压冷却系统( 停止给模仁(9)注低温水降温；e、启动注塑成型机(3)开模系统开启模具G)，取出塑胶制品(14)。
2.根据权利要求1所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤a中烘干的树脂水分含量小于0. 02%。
3.根据权利要求1所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤d中高压冷却系统O)内低温水的温度设定为5-90°C。
4.根据权利要求3所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述当高压冷却系统 (2)内低温水的温度高于设定值时，打开冷却水塔(1)进水阀(12)和出水阀(10)对高压冷却系统(2)进行循环换水并冷却回流的水。
5.根据权利要求1所述的热模快冷注塑成型工艺，其特征在于所述步骤b中模仁(9) 的加工温度设定范围在60-400°C，模仁(9)中的热源(98)温度设定为300-600°C。
6.一种用于权利要求1所述的热模快冷注塑成型工艺的模具，包括前模仁(91)和后模仁(92)，前模仁(91)和后模仁(9 合模后形成模腔(90)，其特征在于所述前模仁(91) 和后模仁(92)内分别设有用于给模仁(9)加热的加热装置(93)和用于给模仁(9)降温的冷却装置(94)，在前模仁(91)和后模仁(9 上设有避免热量损失的隔热板(95)。
7.根据权利要求6所述的一种模具，其特征在于所述加热装置(9 设置在前模仁 (91)和后模仁(92)内靠近隔热板(95)的一侧，所述的加热装置(93)包括导热体(96)，在所述导热体(96)内设有热源(98)，该热源(98)为电发热丝。
8.根据权利要求6所述的一种模具，其特征在于所述冷却装置(94)包括若干条冷却水路(97)，所述的冷却水路(97)设置在加热装置(9 与模腔(90)之间靠近模腔(90) —侧的前模仁(91)和后模仁(92)内。
9.根据权利要求6所述的一种模具，其特征在于所述隔热板(％)为十个，分别设置在前模仁(91)和后模仁(9 的外表面上。
10.根据权利要求69中任一项所述的一种模具，其特征在于所述冷却通道(94)与加热装置(93)之间的距离为所述冷却通道(94)与模具内塑胶制品(14)表面之间的距离的两倍。
全文摘要
本发明公开了一种热模快冷注塑成型工艺及其设备，所述工艺包括步骤将烘干的树脂加热至熔融状态，用模温控制器预热模仁至加工温度，准备低温水，关闭模具，控制射胶系统进行射胶，当模仁温度高于设定的加工温度5℃时，控制高压冷却系统注低温水降温，当模仁温度下降到树脂软化点以下至塑胶制品固化时，停止降温；开启模具，取出塑胶制品；所述设备为模具，包括前、后模仁，模腔，在所述前、后模仁内分别设有加热装置和冷却装置，在前、后模仁上设有避免热量损失的隔热板。本发明的目的是为了克服了现有技术中的缺点，提供一种可以有效提高成型品质量与产量，适用多种注塑材质并完善传统注塑工艺不足的热模快冷注塑成型工艺及其设备。
文档编号B29C45/78GK102267224SQ20111021714
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者王 忠 申请人:王 忠