专利名称：一种熔体微注射成型装置及方法
技术领域：
本发明涉及注塑装备技术领域，特指一种可实现微型制品注射成型的熔体微注射成型装置及方法。
背景技术：
微型塑料制品的应用越来越广泛。随着各国致力于微机电系统(MEMS)及精细微型制品开发的力度不断加强，精细微结构制品的市场将持续增长，对精密微型制品注射成型机的需求也会相应逐年增加。但是微注塑成型技术发展之初，并未有专用注射成型机用于微型零件制造。常规的塑料注射成型机由于其螺杆较大，具有塑化效果好、注射压力和注射速度高的优点。但是在生产实际中，通常采用传统的中、大型注射成型机配合多模腔模具设计实现零件制备，这不仅对模具的流道平衡设计要求很高，而且零件的成型品质也难以控制。因此，需要专用的微型注射成型机以满足零件微型化和高精度的要求。现有的微注射成型机的设计、加工、制造都是在小尺度下进行的，加工难度大，成本低，从而使微注射成型机的应用和发展较缓慢。如何利用常规注射成型机的优势，并加以改进以完成精密的微量熔体注射计量， 进行精密的微制品成型生产成为解决微注射成型机存在问题的关键。为解决上述的问题，本专利提出一种熔体微注射成型装置及方法，与常规注塑机的配合使用实现微型制品的精密高效成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于微型制品成型的熔体微注射成型装置及方法，该装置与常规注塑机配合使用，可以实现熔体精确微量计量与注射。实现上述目的的技术方案是，一种熔体微注射成型装置，主要由分流器、注射柱塞、柱塞固定板、注射油缸、计量传感器、加热器以及导向轴等组成，注射柱塞有多个并安装在柱塞固定板上，注射柱塞可以在分流道内沿其轴向移动实现熔体的注射。注射油缸的注射杆与柱塞固定板连接在一起，柱塞固定板可随注射油缸的活塞杆移动并带动注射柱塞移动实现注射。计量传感器安装在柱塞固定板和注射油缸之间，用于精确控制注射柱塞的移动距离。该熔体微注射成型装置与常规注射成型机配套使用，从常规注塑机注射出的大股物料从分流器的进口流入，经过分流器分配到多个分流道中，每个分流道内都设置一个注射柱塞。注射油缸与分流器的入口垂直布置，与分流器的分流道呈直线布置。分流器的分流道出口可以设置控制开关防止溢料的发生。本发明一种熔体微注射成型装置与常规注塑机匹配后，可用于熔体的高效精密计量，实现精密微型制品的生产。本发明与常规注射成型机的成型方法及工艺过程有显著区另|J，采用本发明一种熔体微注射成型装置进行注射成型的方法是首先塑料经过常规注射成型机在其机筒中熔融塑化后，在其螺杆压力的作用下经由常规注射成型机的喷嘴从分流器的入口注射到分流道中；注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞前移将分流道内的熔体分别注射到模具的各个型腔内，经冷却定型后开模取出制品，完成多个微型制品的成型， 在型腔冷却过程中或制品顶出后，注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞后退，进行下一个循环。如果在分流道出口增设了分流道控制开关，在注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞前移之前增加将分流道控制开关打开的步骤；在注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞后退到初始位置之后分流道控制开关关闭。本发明一种熔体微注射成型装置的分流器进口位置，分流道的数目可根据实际的需要进行相应的设置，同时注射柱塞的数目要与分流道的数目要匹配。本发明一种熔体微注射成型装置，分流器内注射柱塞的直径可根据实际的需要进行设置；注射柱塞的直径可以相同也可以不同。使用直径相同的注射柱塞，采用相同的型腔可以成型体积相同的制品；采用不同的柱塞直径时，在相同的注射柱塞行程下可以同时成型体积不同的制品。注射计量是由注射油缸和计量传感器控制，可实现熔体注射的精确计量。本发明一种熔体微注射成型装置，柱塞固定板带动注射柱塞的移动方式不限于液压方式，注射油缸实现的移动可以采用伺服电机与滚珠丝杠相结合的方式实现。使用本发明一种熔体微注射成型装置及方法，可充分利用常规注塑机塑化效果好、注射压力和注射速度高的优点，可避免微型螺杆加工难度大、使用寿命有限和塑化时间长的不足，利于常规注塑机实现高效微型制品的成型。同时该装置实现了模具与注射装置的合二为一，便于模具型腔的更换和不同制品的成型。
图1是本发明一种熔体微注射成型装置示意图。图2是本发明一种熔体微注射成型装置与成型模具配合使用示意图。图3是本发明一种熔体微注射成型装置与常规注塑机的配合使用示意图。图中1.分流器，2.注射柱塞，3.注射油缸，4.计量传感器，5.柱塞固定板6.导向轴，7.模具定模，8.模具动模，9.注射装置，10.合模装置，11.分型面；其中，1-1.分流器入口，1-2.加热器，1-3.分流道；3-1.注射油缸活塞。
具体实施例方式本发明一种熔体微注射成型装置主要由分流器1、注射柱塞2、注射油缸3、计量传感器4、柱塞固定板5、以及导向轴6等组成，如图1所示。分流器主要包括分流器入口 1-1， 加热器1-2和分流道1-3等部分。熔体从常规注塑机注射出得大股物料从分流器入口 1-1 流入，经过分流器1分配到多个分流道1-3中。注射油缸3与分流器的入口 1-1垂直布置， 与分流器的分流道1-3呈直线布置。注射柱塞2安装在柱塞固定板5上，可以在分流道1-3内沿其轴向移动实现熔体的注射。注射油缸活塞3-1与柱塞固定板5连接在一起，柱塞固定板5可随注射油缸活塞 3-1移动并带动注射柱塞2前移。计量传感器4安装在柱塞固定板5和注射油缸3之间，用于精确控制注射柱塞2的移动距离。 图2中，本发明微分注射成型装置与模具配合，模具定模7可通过螺栓固定在分流
4器1上成为一整体，模具动模可以安装在合模装置10上。熔体通过分流器1分配到分流道 1-3中，经过注射柱塞2注射到模具型腔中。经过保压、冷却等过程，模具定模7、动模8在分型面11出打开，可取出制品。本发明一种熔体微注射成型装置与常规注塑机匹配后，见图3，可用于熔体的高效精密计量，实现精密微型制品的生产。该发明与常规注射成型机的工艺过程有显著区别。采用本发明一种熔体微注射成型装置进行注射成型的方法是在注射过程中，塑料经过常规注射成型机注射装置9的机筒中熔融塑化后，在螺杆压力的作用下经注射成型机注射装置 9的喷嘴由分流器的入口 1-1注射到分流道1-3中；注射油缸3驱动注射柱塞2将熔体注射到模具的型腔内，完成微型制品的成型。本发明一种熔体微注射成型装置的分流器进口 1-1位置，分流道1-3的数目可根据实际的需要进行相应的设置，同时注射柱塞2的数目要与分流道1-3的数目要相同。分流器1的注射柱塞2的直径可根据实际的需要进行设置。多个注射柱塞2的直径可以相同，也可以不同。使用直径相同的注射柱塞2，采用相同的型腔可以成型体积相同的制品；采用不同直径的注射柱塞2时，在相同的注射柱塞2行程下可以同时成型体积不同的制品。注射计量是由注射油缸3和计量传感器4控制，可实现熔体注射的精确计量。本发明一种熔体微注射成型装置的分流器的分流道出口可设置控制开关以控制出口的启闭，防止产生流涎现象或充模不平衡现象。有了本发明一种熔体微注射成型装置，如果需要更换成型制品，无需更换注射装置，只需将动模10更换即可，简便快速。本发明一种熔体微注射成型装置，其注射柱塞2的移动方式不限于液压方式，也可以采用伺服电机与滚珠丝杠相结合的方式。使用本发明一种熔体微注射成型装置及方法，可充分利用常规注塑机塑化效果好、注射压力和注射速度高的优点，可避免微型螺杆加工难度大、使用寿命有限和塑化时间长的不足，利于常规注塑机实现高效微型制品的成型。同时本发明实现了注射装置与模具的合二为一，便于模具型腔的更换和不同制品的成型。
权利要求
1.一种熔体微注射成型装置，其特征在于主要由分流器、注射柱塞、柱塞固定板、注射油缸、计量传感器、加热器以及导向轴等组成，注射柱塞有多个并安装在柱塞固定板上， 注射柱塞可以在分流道内沿其轴向移动；注射油缸的注射杆与柱塞固定板连接在一起，柱塞固定板可随注射油缸的活塞杆移动并带动注射柱塞移动；计量传感器安装在柱塞固定板和注射油缸之间；分流器有熔体流入进口，并有多个分流道，每个分流道内都设置一个注射柱塞。
2.根据权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置，其特征在于注射油缸与分流器的入口垂直布置，与分流器的分流道呈直线布置。
3.根据权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置，其特征在于分流器的分流道出口可以设置控制开关。
4.根据权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置，其特征在于多个注射柱塞的直径相同。
5.根据权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置，其特征在于多个注射柱塞的直径不同。
6.根据权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置，其特征在于注射油缸实现的移动采用伺服电机与滚珠丝杠相结合的方式实现。
7.采用权利要求1所述的一种熔体微注射成型装置进行注射成型的方法，其特征在于首先塑料经过常规注射成型机在其机筒中熔融塑化后，在其螺杆压力的作用下经由常规注射成型机的喷嘴从分流器的入口注射到分流道中；然后，注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞前移将分流道内的熔体分别注射到模具的各个型腔内；最后，经冷却定型后开模取出制品，完成多个微型制品的成型，在型腔冷却过程中或制品顶出后，注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞后退，进行下一个循环。
8.根据权利要求7所述的一种熔体微注射成型方法，其特征在于在分流道出口增设分流道控制开关，在注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞前移之前增加将分流道控制开关打开的步骤；在注射油缸驱动柱塞固定板并带动注射柱塞后退到初始位置之后分流道控制开关关闭。
全文摘要
本发明提供一种熔体微注射成型装置及方法，装置主要由分流器、注射柱塞、注射油缸、计量传感器、柱塞固定板以及导向轴等组成。大股熔体从分流器进口流入，然后分流到多个流道中，流道内设置的注射活塞由注射油缸带动柱塞固定板实现熔体的注射成型。注射油缸的活塞通过柱塞固定板可同时控制多个注射活塞实现注射动作，计量传感器直接控制注射量。本发明提供一种熔体微注射成型装置及方法可与常规注塑机配套使用，实现了注射装置与模具的合二为一，制品更换时只需更换模具动模型腔。其控制简便、高效，用于精密微型制品的高效成型。
文档编号B29C45/17GK102501351SQ20111035689
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者丁玉梅, 张攀攀, 杨卫民, 谢鹏程 申请人:北京化工大学