一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机及注塑方法与流程

1.本发明涉及注塑技术领域，更具体的是涉及制造低气味高质量发泡制件的注塑机及注塑方法技术领域。


背景技术：

2.由于环保、节能以及电动汽车续航里程的需求，汽车轻量化已经成为汽车发展的必然趋势。其中微发泡注塑成型技术是汽车轻量化的有效途径之一，汽车门板、尾门等汽车部件已开始采用了微发泡注塑成型技术进行生产，轻量化的同时降低成本。
3.现有技术存在的缺陷：实际用于量产微发泡门板等汽车部件的化学微发泡注塑机基本都是采用国外的专用化学发泡机器，相对通用注塑机，专用注塑机价格昂贵，设备投入成本增加，限制了微发泡注塑成型技术大规模应用。国内也有自主研发的微发泡专用注塑机，但是国内研发的微发泡专用注塑机相对通用注塑机，价格也高出通用注塑机许多，推广应用相对缓慢。由于专用注塑机价格原因，目前量产的微发泡产品并未真正意义上降低生产成本。
4.现在急需设计低成本的微发泡注塑机来降低微发泡注塑产品的生产成本，同时保证微发泡制件的高品质。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机及注塑方法。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机，包括基座、设置在基座上的锁模系统和与锁模系统配合的注塑机构，所述注塑机构包括通过支撑脚安装在基座上的料筒、缠绕设置在料筒外部的加热器、设置在料筒前端与锁模系统中模具配合的开关射嘴、设置在料筒后端与料筒内部连通的气体发生器与料斗干燥一体机、设置在料筒内注塑螺杆，所述注塑螺杆后端延伸出料筒，所述料筒后端外侧设置有带动注塑螺杆运动的驱动装置，所述开关射嘴与料筒前端之间设置有熔体压力传感器，所述注塑螺杆延伸出料筒处设置有防止气体泄漏的气体密封机构，所述安装在料筒的下料口处设置有气体检测器。
8.进一步地，所述气体发生器与料斗干燥一体机为n2或co2气体发生器与料斗干燥一体机。
9.进一步地，所述驱动装置为油马达或电机。
10.进一步地，所述气体密封机构为机械密封、填料密封的一种或组合。
11.进一步地，所述锁模系统包括模具、锁紧模具的锁模高压油缸、与锁模高压油缸连通的高精度微开模控制机构、与高精度微开模控制机构通过泄压阀连接的注塑机油箱。所述高精度微开模控制机构为小直径大长径比的行程可调的缓冲装置(优选行程可调的油缸)，运行时根据注塑机微开模设定的距离，先行调整缓冲装置的行程，注塑机微开模时，锁
模油缸内的液压油定量的快速的进入缓冲装置内，实现微开模的低成本化精确控制。
12.进一步地，高精度微开模控制机构为小直径大长径比的行程可调的缓冲装置，行程可调的缓冲装置为行程可调的油缸。
13.一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机及注塑方法，包括如下步骤：
14.步骤1、将聚合物原料与发泡剂母粒或者发泡剂粉末按比例混合均匀，再通过真空上料机加入到气体发生器与料斗干燥一体机中；
15.步骤2、开启气体发生器与料斗干燥一体机，干燥物料的同时给料斗内充入一定压力的气体(气体压力及气体类型由生产需要确定)，并保持压力恒定(气体密封机构防止气体从注塑螺杆驱动端处逃逸)；
16.步骤3、料筒在加热器的加热下，料筒温度达到设定要求后，驱动装置带动料筒内的注塑螺杆运动，聚合物熔融塑化，发泡剂分解产生气体；
17.步骤4、安装在料筒下料口处的气体检测器，实时动态监测向螺杆后部逃逸的气体浓度(发泡剂分解产生的气体)，注塑机控制器智能调节料筒不同区域的温度，在保证塑化效率的同时，降低能耗与气体逃逸；
18.步骤5、注塑机熔胶完成到下一模注射开始前，保持螺杆向前微移，使熔体压力始终保持恒定，即熔体压力传感器检测到的压力值恒定；或射胶前，螺杆先低速前进压缩聚合物熔体，待熔体压力达到设定值后，延时一定的时间再打开开关射嘴，使游离的气体重新溶解到聚合物熔体内，形成气体/聚合物均相体系；
19.步骤6、驱动装置带动料筒内的螺杆向前运动，将螺杆前端的聚合物熔体注入到模具型腔；
20.步骤7、一端与锁模高压油缸回油口连接、另一端与泄压阀连接的高精度微开模控制机构精确运动到设定的位置，注塑机完成精确的二次开模动作，熔融聚合物释压发泡；
21.步骤8发泡聚合物制品冷却、顶出，发泡制品顶出的同时连接的高精度微开模控制机构复位，注塑开始下一个循环周期。
22.本发明的有益效果如下：
23.1、采用本发明的低成本高精度微开模控制机构，可以减少使用高精度控制阀门，降低制造成本；在下料口处增加气体检测器(与注塑机控制器通信)，注塑机控制器智能调节料筒不同区域的温度，提供发泡制件的稳定性同时降低能耗，进而降低生产成本，同时降低物料降解，有利于改善制品的气味；在料斗下料口处维持一定的正压力(惰性气体)，进行惰性气体保护，减少物料在料筒内的氧化与降解，同时保证料筒前端的正压力，抑制料筒内的气体向下料口方向溢出，减少了发泡剂的用量，降低了生产成本，同时降低物料降解，得到低气味的发泡制品；提高注塑压力降速率，有利于得到均匀细小的泡孔结构，有利于保证发泡制品的力学性能。
24.2、低气味控制(惰性气体保护)，具体而言：通过料斗加装氮气发生器或者通过外部气源通入一定量的氮气，在料斗内维持一定的正压力，进行惰性气体保护；在料筒与螺杆动力输入端侧增加动态密封，保证料筒前端的正压力，抑制料筒内的气体向下料口方向溢出。
25.3、提高注塑压力降速率，具体而言：a注塑机熔胶完成到下一模注射开始前，保持螺杆向前微移，使熔体压力始终保持恒定。根据工艺要求，设定熔体压力高于化学发泡剂分
解产生气体或外注入气体的临界压力，使气体处于超临界状态。即，电动熔胶注射机就是使熔胶电机带电，有一定的扭矩输出；液压注射机就是通过射胶马达前移及背压阀回路阀门开度实现。b射胶前，螺杆先低速前进压缩聚合物熔体，待熔体压力达到设定值后，延时一定的时间再打开气动或液压射嘴，使游离的气体重新溶解到聚合物熔体内，形成气体/聚合物均相体系。熔体压力增高，熔体经射嘴进入模具型腔的压力降速率就提高了。
26.4、提高发泡剂或发泡母粒有效利用率，并提升发泡制件的稳定性，具体而言：下料口处增加气体检测器(与注塑机控制器通信)，检测发泡剂分解气体或外加气体向下料口处逃逸的情况，注塑机控制器智能调节料筒不同区域的温度，提供发泡制件的稳定性并降低能耗。
27.5、低成本高精度微开模控制机构，具体而言：根据高压油缸或锁模油缸活塞杆直径及机器不加微开模控制机构时微开模的最低精度，根据位移放大系数＝(高压油缸活塞杆直径/位移放大机构内活塞杆直径)2，确定位移放大机构内活塞杆直径，例如机器不加微开模控制机构时微开模的最低精度为
±
2mm，高压油缸活塞杆直径为80mm，位移放大机构内活塞杆直径为12.6mm，机器微开模的精度即可达到
±
0.05mm，满足汽车微发泡制品高精度的生产需求。
附图说明
28.图1是本发明的结构示意图；
29.附图标记：1-驱动装置；2-气体发生器与料斗干燥一体机；3-气体密封机构；4-气体检测器；5-注塑螺杆；6-熔体压力传感器；7-开关射嘴；8-加热器；9-料筒；10-锁模高压油缸；11-高精度微开模控制机构；12-拉杆；13-泄压阀，14-注塑机油箱。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.实施例1
35.如图1所示，本实施例提供一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机，包括基座、设置在在基座上的锁模系统和与锁模系统配合的注塑机构，所述注塑机构包括通过支撑脚安装在基座上的料筒9、缠绕设置在料筒9外部的加热器8、设置在料筒9前端与锁模系统中模具配合的开关射嘴7、设置在料筒9后端与料筒9内部连通的气体发生器与料斗干燥一体机2、设置在料筒9内注塑螺杆5，所述注塑螺杆5后端延伸出料筒9，所述料筒9后端外侧设置有带动注塑螺杆5运动的驱动装置1，所述开关射嘴7与料筒9前端之间设置有熔体压力传感器6，所述注塑螺杆5延伸出料筒9处设置有防止气体泄漏的气体密封机构3，所述安装在料筒9的下料口处设置有气体检测器4。
36.所述气体发生器与料斗干燥一体机2为n2或co2气体发生器与料斗干燥一体机。
37.所述驱动装置1为油马达或电机。
38.所述气体密封机构3为机械密封、填料密封的一种或组合。
39.所述锁模系统包括模具、锁紧模具的锁模高压油缸10、与锁模高压油缸10连通的高精度微开模控制机构11、与高精度微开模控制机构11通过泄压阀13连接的注塑机油箱14。所述高精度微开模控制机构为小直径高长径比的行程可调的缓冲装置优选行程可调的油缸，运行时根据注塑机微开模设定的距离，先行调整缓冲装置的行程，注塑机微开模时，锁模油缸内的液压油定量的快速的进入缓冲装置内，实现微开模的低成本化精确控制。
40.高精度微开模控制机构11为小直径高长径比的行程可调的缓冲装置，行程可调的缓冲装置为行程可调的油缸。
41.本实施例，低气味控制(惰性气体保护)：通过料斗加装氮气发生器或者通过外部气源通入一定量的氮气，在料斗内维持一定的正压力，进行惰性气体保护；在料筒与螺杆动力输入端侧增加动态密封，保证料筒前端的正压力，抑制料筒内的气体向下料口方向溢出。
42.本实施例提高注塑压力降速率：a注塑机熔胶完成到下一模注射开始前，保持螺杆向前微移，使熔体压力始终保持恒定。根据工艺要求，设定熔体压力高于化学发泡剂分解产生气体或外注入气体的临界压力，使气体处于超临界状态。即，电动熔胶注射机就是使熔胶电机带电，有一定的扭矩输出；液压注射机就是通过射胶马达前移及背压阀回路阀门开度实现。b射胶前，螺杆先低速前进压缩聚合物熔体，待熔体压力达到设定值后，延时一定的时间再打开气动或液压射嘴，使游离的气体重新溶解到聚合物熔体内，形成气体/聚合物均相体系。熔体压力增高，熔体经射嘴进入模具型腔的压力降速率就提高了。
43.实施例2
44.一种制造低气味高质量发泡制件的注塑机的注塑方法，包括如下步骤：
45.步骤1、将聚合物原料与发泡剂母粒或者发泡剂粉末按比例混合均匀，再通过真空上料机加入到注塑机气体发生器与料斗干燥一体机2中；
46.步骤2、开启气体发生器与料斗干燥一体机2，干燥物料的同时给料斗内充入一定压力的气体，气体压力及气体类型由生产需要确定，并保持压力恒定，气体密封机构3防止气体从注塑螺杆5驱动端处逃逸；
47.步骤3、料筒9在加热器8的加热下，料筒温度达到设定要求后，驱动装置1带动料筒9内的注塑螺杆5转动，聚合物熔融塑化，发泡剂分解产生气体；
48.步骤4、安装在料筒9下料口处的气体检测器4，实时动态监测向螺杆后部逃逸的气体浓度，发泡剂分解产生的气体，注塑机控制器智能调节料筒不同区域的温度，在保证塑化
效率的同时降低能耗与气体逃逸，降低物料降解；
49.步骤5、注塑机熔胶完成到下一模注射开始前，保持螺杆5向前微移，使熔体压力始终保持恒定，即熔体压力传感器6检测到的压力值恒定；或射胶前，螺杆5先低速前进压缩聚合物熔体，待熔体压力达到设定值后，延时一定的时间再打开开关射嘴7，使游离的气体重新溶解到聚合物熔体内，形成气体/聚合物均相体系；
50.步骤6、驱动装置1带动料筒9内的螺杆5向前运动，将螺杆前端的聚合物熔体注入到模具型腔；
51.步骤7、一端与锁模高压油缸10回油口连接、另一端与泄压阀13连接的高精度微开模控制机构11精确运动到设定的位置，注塑机完成精确的二次开模动作，熔融聚合物释压发泡；
52.步骤8发泡聚合物制品冷却、顶出，发泡制品顶出的同时连接的高精度微开模控制机构11复位，注塑开始下一个循环周期。
53.本实施例提高发泡剂或发泡母粒有效利用率，并提升发泡制件的稳定性：下料口处增加气体检测器(与注塑机控制器通信)，检测发泡剂分解气体或外加气体向下料口处逃逸的情况，注塑机控制器智能调节料筒不同区域的温度，提供发泡制件的稳定性、降低能耗与制件气味。
54.实施例低成本高精度微开模控制机构：根据高压油缸或锁模油缸活塞杆直径，机器不加微开模控制机构时微开模的最低精度，根据位移放大系数(高压油缸活塞杆直径/位移放大机构内活塞杆直径)2，确定位移放大机构内活塞杆直径，例如机器不加微开模控制机构时微开模的最低精度为
±
2mm，高压油缸活塞杆直径为80mm，位移放大机构内活塞杆直径为12.6mm，机器微开模的精度即可达到
±
0.05mm，满足汽车微发泡制品高精度的生产需求。