一种纳米注塑模具加热装置及其纳米注塑模具的制作方法

本实用新型涉及手机制造领域，特别涉及一种纳米注塑模具的加热装置及采用此加热装置的纳米注塑模具。

背景技术：

纳米注塑(NMT)是一种金属与塑胶相结合的模具注塑成型技术的简称，即一种将工程塑料直接射出于可经过处理的金属表面并达到更完美、强固结合的新技术；其用来取代传统的胶合、模内包覆射出、与金属铆接等技术，以达成产品更轻、更薄、更有质感的目的。此种加工技术已广泛应用到电子、电器外壳的生产领域中，主要应用于手机等3C产品的金属外壳。此纳米注塑的大致原理是：将金属浸泡在酸液中，使酸液对金属基材表面进行“凿洞”处理，“挖掘”出50～150nm大小纳米级的凹坑，再放入T处理液中浸泡，T处理液是一种化学药剂，成份含有胺；会附在金属基材表面纳米级的凹坑内；注塑时，工程塑料中的酯与T处理剂中所含的胺在高温高压条件下发生聚合化学反应，进行化学反应导致两种物质两者交换位置并且很均匀的融合在一起，纳米孔洞中很快就被反应物“占满“，塑料结构立即产生锚栓效应紧固在金属上。而这种反应需要的注塑条件就是高模温、高压力才能起到更好的结合效果，因此纳米注塑工艺所需的模具温度为140～150℃，模温范围较窄。

目前，该纳米注塑模具所采用的加热方式主要是热循环系统加热和电热棒加热，其中，热循环系统加热的具体操作是：在模具中设计加工循环管道，而纳米注塑工艺所需的模具温度为150℃，因此，一般采用高热油或高温水为媒介在模具内的循环管道中进行循环流动而将热量导给模芯对模芯进行加热；该热循环系统加热存在如下缺点：a)模具外面需设置连接模温机的管路，整体外观及接驳繁杂；b)媒介从常温加热升温到所需温度耗费的时间较长，加热耗时，造成注塑时间长；c)高热媒介出现泄漏时会对生产操作人员存在很大的安全隐患；d)容易污染车间生产环境。为了克服热循环加热方式所产生的问题，现普遍采用电热棒加热，电热棒加热方式的具体操作是：在模具中的适当位置钻孔，并插入电热棒，之后通过温度传感器与加热控制系统的配合对电热棒进行加热，利用电热棒的热量传导至模芯内，而电热棒与模芯呈点接触，接触面积小，使电热棒需设置若干根，即需根据模具大小及发热管功率来确定发热管数量与密度；该电热棒加热存在如下缺点：a)受空间限制，电热棒布设麻烦，并容易出现因功率不够达不到模温要求,或因功率过大超过模温要求，造成局部过热现象，无法满足模温需求，造成注塑模具成型质量不稳定；b)易造成区域温度大，加热不均匀，造成注塑模具成型质量差；c)电热棒与模具之间的孔因较难完全贴合而导致电热棒过热造成短路烧坏，使用寿命短。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂由本案产生。

技术实现要素：

本实用新型提供一种加热均匀，使用寿命长，并能满足模温需求的纳米注塑模具加热装置。

本实用新型还提供一种纳米注塑模具，以解决现有纳米注塑模具因其加热装置存在加热不均匀、模温不易掌握而造成成型质量差、不稳定及使用寿命短的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种纳米注塑模具加热装置，包括发热管、温度传感器和控制加热部件加热的加热控制系统，温度传感器的输出端通过导线与加热控制系统的输入端电连接，发热管的两端端部分别通过导线与加热控制系统的输出端电连接；还包括有处于纳米注塑模具的模芯下方，并与此模芯相叠配合的平板式导热板，上述平板式导热板的顶面下凹有沿平板式导热板的圆周方向环绕设置的条状凹腔，上述发热管沿条状凹腔的长度方向延伸设置，并嵌装于上述条状凹腔内，上述条形凹腔内嵌装有压设在发热管上的导热压紧条，上述导热压紧条与上述平板式导热板的顶面相齐平，上述平板式导热板的顶面凹设有安装凹腔，上述温度传感器嵌装于上述安装凹腔内，且上述平板式导热板上开设有供纳米注塑模具的模芯固定螺丝穿过的螺丝穿孔。

上述平板式导热板呈长方形结构，上述平板式导热板为合金钢板，上述导热压紧条为红铜条。

上述条状凹腔呈曲折设置。

上述安装凹腔处于上述条形凹腔的两端端部之间，沿并条形凹腔端部的长度方向延伸设置，上述安装凹腔的第一端端部和上述条形凹腔的两端端部均通至上述平板式导热板的侧壁外，且上述安装凹腔的第一端端部和上述条形凹腔的两端端部共处在上述平板式导热板的同一侧壁上。

上述平板式导热板的底面叠放有玻纤隔热板，上述玻纤隔热板内嵌装有若干个垫脚，各垫脚通过固定螺丝与纳米注塑模具的模板锁固配合，上述平板式导热板和上述玻纤隔热板通过固定螺丝与纳米注塑模具的模板共同锁固在一起。

一种纳米注塑模具，包括模板、模芯和加热装置，模板的顶面下凹有模芯腔室，该模芯嵌装于模芯腔室内并通过模芯固定螺丝锁固在模板上，加热装置包括发热管、温度传感器和控制加热部件加热的加热控制系统，加热控制系统安装于一壳体内，温度传感器的输出端通过第一导线与加热控制系统的输入端电连接，发热管的两端端部分别通过第二导线与加热控制系统的输出端电连接；上述加热装置还包括有平板式导热板，上述平板式导热板嵌装于上述模芯腔室内，上述模芯叠放于上述平板式导热板上，且上述平板式导热板对应于模芯固定螺丝处开设有供模芯固定螺丝穿过的螺丝穿孔，上述平板式导热板的顶面下凹有沿平板式导热板的圆周方向环绕设置的条状凹腔，上述发热管沿条状凹腔的长度方向延伸设置，并嵌装于上述条状凹腔内，上述条形凹腔内嵌装有压设在发热管上的导热压紧条，上述导热压紧条与上述平板式导热板的顶面相齐平，上述平板式导热板的顶面凹设有安装凹腔，上述温度传感器嵌装于上述安装凹腔内，上述壳体锁固在上述模板的一侧壁外。

上述模芯的各侧壁上分别凹设有侧凹腔，上述侧凹腔内嵌设有侧玻纤隔热板，上述侧凹腔的腔底上凸设有若干个矩阵排列的卡凸块，上述侧玻纤隔热板对应于各卡凸块处开设有供卡凸块卡紧于内的卡孔。

上述平板式导热板呈长方形结构，上述平板式导热板为合金钢板，上述导热压紧条为红铜条，上述条状凹腔呈曲折设置。

上述安装凹腔处于上述条形凹腔的两端端部之间，沿并条形凹腔端部的长度方向延伸设置，上述安装凹腔的第一端端部和上述条形凹腔的两端端部均通至上述平板式导热板的侧壁外，且上述安装凹腔的第一端端部和上述条形凹腔的两端端部共处在上述平板式导热板的同一侧壁上，上述模板的顶面下凹有供第一导线和第二导线共同容置的容置线槽，上述模板上锁固有盖住容置线槽的电线盖板，且模板的侧壁上凹设有其一端通至容置线槽处，另一端延伸至上述壳体处的线凹槽。

上述模芯腔室内嵌装有处于平板式导热板下方的玻纤隔热板，上述玻纤隔热板内嵌装有若干个垫脚，各垫脚通过垫脚固定螺丝与模板锁固配合，上述平板式导热板和上述玻纤隔热板通过固定螺丝与模板共同锁固在一起。

采用上述技术方案，本实用新型的一种纳米注塑模具加热装置，应用时加热控制系统控制发热管发热，发热管的热量快速传导至平板式导热板和导热压紧条上，平板式导热板和导热压紧条与模芯接触，使模芯能得以快速受热升温；与现有技术相比，因发热管沿平板式导热板周向环绕设置，使平板式导热板全部部位的受热均匀，受热速度快，不会造成局部受热，能完全满足注塑模具对模温控制的需求，且平板式导热板与模芯呈平板式完全接触，接触面积大，使纳米注塑模具的受热速度快，受热均匀，从而使注塑模具的成型质量佳并稳定，且加热装置与纳米注塑模具分体设置，发热管无需设置在纳米注塑模具上，使加热装置的加工及安装简易，并能保证发热管与平板式导热板完全接触，不易发生发热管过热而短路的现象，避免了传统电热棒设置在模具上而造成电热棒与模具无法完全贴合导致电热棒过热而短路烧坏的问题。

附图说明

图1为本实用新型加热装置的立体图；

图2为本实用新型加热装置的结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为本实用新型注塑模具的立体图；

图5为本实用新型注塑模具的剖面图；

图6为本实用新型注塑模具的立体分解图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型的一种纳米注塑模具加热装置，如图1-3所示，包括发热管1、温度传感器2和控制加热部件加热的加热控制系统(图中未示出)，温度传感器2的输出端通过第一导线与加热控制系统的输入端电连接，发热管1的两端端部分别通过第二导线与加热控制系统的输出端电连接，该加热控制系统集装于一壳体3内，此加热控制的控制原理采用的是公知常识，在此不再累述。

本新型加热装置的创新之处在于：该加热装置还包括有处于纳米注塑模具的模芯下方，并与此模芯相叠配合的平板式导热板4，此平板式导热板4优选呈长方形结构，并采用合金钢制成，为合金钢板，该平板式导热板4的顶面下凹有沿平板式导热板4的圆周方向环绕设置的条状凹腔(图中未示出)，发热管1沿条状凹腔的长度方向延伸设置，并嵌装于条状凹腔内，优选的是该条状凹腔呈曲折设置，该条状凹腔的曲折设置相应地发热管1也呈曲折设置，发热管1的曲折可使平板式导热板4内发热管1的长度得以增长，从而使平板式导热板的受热速度更快。

所述的条形凹腔内嵌装有压设在发热管1上的导热压紧条5，导热压紧条5优选为红铜条，红铜条导热速度快，利用此红铜条一方面可防止发热管1掉出平板式导热板4外，另一方可可使发热管1各个面的热量均能全部导热至模芯上，且导热压紧条5与平板式导热板4的顶面相齐平，该导热压紧条5与平板式导热板4的顶面齐平可保证注塑模具的模芯与加热装置完合贴合叠放设置，使加热装置对注塑模具模芯的导热面积大，并避免模芯部分部位受热不匀的问题，该平板式导热板1的顶面凹设有安装凹腔(图中未示出)，此安装凹腔最佳处于条形凹腔的两端端部之间，沿并条形凹腔端部的长度方向延伸设置，温度传感器2嵌装于此安装凹腔内，此温度传感器4优选采用的是高灵敏热电偶，且平板式导热板4上开设有供纳米注塑模具的模芯固定螺丝穿过的螺丝穿孔41，利用此螺丝穿孔使注塑模具的模芯与模板锁固时通将平板式导热板4一同锁固在一起，无需另外安装平板式导热板4，安装简易、方便。

本实用新型的一种纳米注塑模具加热装置，应用时加热控制系统控制发热管1发热，发热管1的热量快速传导至平板式导热板4和导热压紧条5上，平板式导热板4和导热压紧条5与模芯接触，使模芯能得以快速受热升温。本新型的加热装置具有如下有益效果：

一、利用平板式导热板4和导压紧条5使发热装置与注塑模具的模芯呈平板式完全接触，导热接触面积大，使注塑模具的受热速度快并均匀，从而使注塑模个的成型质量佳并稳定；

二、发热管1沿平板式导热板4周向环绕设置，且导热压紧条5压在发热管1上，使平板式导热板4全部部位的受热均匀，受热速度快，不会造成局部受热，易于控制整体温度，能完全满足注塑模具对模温控制的需求；

三、加热装置的部件无需设置在纳米注塑模具上，与纳米注塑模具分体设置，无需对纳米注塑模具的结构进行更改，使加热装置的制作及安装较为方便，不受纳米注塑模具结构的限制，且温度传感器设置在平板式导热板4，使温度传感器的安装较为方便和简易；

四、发热管1与平板式导板完全接触，不易发生发热管过热而短路的现象，使用寿命长，避免了传统电热棒设置在模具上而造成电热棒与模具无法完全贴合导致电热棒过热而短路烧坏的问题；

五、具有结构简易、性能可靠、装配简易、拆装方便等优点。

本新型的加热装置，安装凹腔的第一端端部和条形凹腔的两端端部均通至平板式导热板4的侧壁外，且安装凹腔的第一端端部和条形凹腔的两端端部共处在平板式导热板4的同一侧壁上，这样使第一导线和第二导线均从平板式导热板4的同一侧输出，不会造成平板式导热板4的外形繁冗；再有，平板式导热板4的侧壁上对应于第一导线和二第二导线处均固设有供导线伸出的集线套，利用此集线套防止导线受拉扯，保证整体电路的稳定性，并使平板式导热板4的外形整洁。

本新型的加热装置，再一优选方案是：如图5所示，该平板式导热板4的底面叠放有玻纤隔热板6，玻纤隔热板6内嵌装有若干个垫脚61，垫脚61为隔热垫，各垫脚61通过固定螺丝与纳米注塑模具的模板锁固配合，平板式导热板4和玻纤隔热板6通过固定螺丝与纳米注塑模具的模板共同锁固在一起；这样，利用此玻纤隔热板6可防止平板式导热板4的热量传递给注塑模具的模板上，减少发热装置热量的损失，使加热装置的升温速度快，省时，进一步节省了纳米注塑模具的注塑时间。

本新型还公开了一种纳米注塑模具，如图4-6所示，包括模板7、模芯8和加热装置，模板7的顶面下凹有模芯腔室71，该模板7和模芯8的结构均采用的是公知的结构，在此不再累述，该加热装置采用的是上述的加热装置，即包括发热管1、温度传感器2、壳体3、加热控制系统、平板式导热板4、导热压紧条5和玻纤隔热板6，该发热管1、温度传感器2、壳体3、加热控制系统、平板式导热板4、导热压紧条5和玻纤隔热板6的具体结构为上述所述的发热管1、温度传感器2、壳体3、加热控制系统、平板式导热板4、导热压紧条5和玻纤隔热板6的具体结构，在此不再累述。

该模芯8嵌装于模芯腔室71内并通过模芯固定螺丝81锁固在模板7上，因平板式导热板4上设有螺丝穿孔41使模芯8与模板7锁固有连同平板式导热板4一同锁固，使加热装置的设置无需更改纳米注塑模具的结构，平板式导热板4嵌装于模芯腔室71内，模芯8叠放于平板式导热板4上，壳体3锁固在模板7的一侧壁外，壳体3在模板7上的侧壁与发热管1的两端端部对应的模板7的侧壁相紧邻设置，且模板7的顶面下凹有供第一导线和第二导线共同容置的容置线槽72，且该容置线槽72相对两侧开设有通口，其一通口与模芯腔室71相连通，另一通口处于模板7的外侧壁上，模板7上锁固有盖住容置线槽72的槽口及另一通口的电线盖板73，利用此电线盖板73使导线不会裸露出来，保证模具具外观整洁，不会出现压坏导线而漏电短路的现象，使用安全，且模板7的侧壁上凹设有其一端通至容置线槽72处与容置线槽72的另一通口相连通，另一端延伸至壳体3处的线凹槽74。

本新型的纳米注塑模具，具有如下有益效果：

一、整个加热装置只有壳体设置在模板外，其余部件全部在模板内，对整体注塑模具外形美观不会造成影响；

二、整个加热装置对模芯的导热接触面积大，使注塑模具的受热速度快并均匀，省时，从而使注塑模个的成型质量佳并稳定；

三、利用容置线槽72与线凹槽74的配合使加热装置的第一导线和第二导线不会裸露在外，保证模具外形的整洁，并防止导线受损；

四、模芯受热均匀，受热速度快，不会造成局部受热，易于控制整体温度，能完全满足注塑模具对模温控制的需求；

五、利用玻纤隔热板6减少平板式导热板与模板的接触，减少热量的损失，使模芯的加热时间较快；

六、具有结构简易、性能可靠、装配简易、拆装方便、使用寿命长、易于制作等优点。

本新型的纳米注塑模具，所述的模芯8的各侧壁上分别凹设有侧凹腔81，侧凹腔81内嵌设有侧玻纤隔热板9，侧凹腔81的腔底上凸设有若干个矩阵排列的卡凸块811，侧玻纤隔热板9对应于各卡凸块811处开设有供卡凸块811卡紧于内的卡孔91；这样利用各侧玻纤隔热板9可减少模芯8的侧面与模板7的接触面积，从而减少模芯8的热量传递至模板7，降低热量的耗损。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，均属于本实用新型的保护范围。