蒸汽直接加热模腔的高光注塑技术研究.pdf

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1、梁业兴，等：蒸汽直接加热模腔的高光注塑技术研究35蒸汽直接加热模腔的高光注塑技术研究舟梁业兴余春晖柴金龙林国勇李春波潘莹凌中水黄虹宾(I．深圳大学机电与控制工程学院，深圳市模具先进制造技术重点实验室，深圳518060；2．深圳职业技术学院汽车与交通学院，深圳518055)摘要提出了蒸汽直接加热模具型腔表面的高光注塑新方法，研制了蒸汽直接加热模具型腔的高光注塑模具及模具温度控制机。该装置将高温蒸汽直接通入模腔，使模腔表面达到所需的温度，然后通入高温干空气，吹除模腔内残留的冷凝水，再注射、保压、冷却、开模，完成一个注塑周期。该方法使动定模模面得到均匀加热，熔融料前锋温

2、度和速度高，且只加热模面以下1—2mm的模芯，能有效地缩短加热和冷却时间。结果表明，该技术能够有效地解决塑料件的熔接痕、流痕、翘曲、缩水、尺寸变形等缺陷，使塑料件获得极高的表面粗糙度等级，且节省热能，降低相关的模具制造成本。关键词蒸汽直接加热模腔高光注塑模具高光模温机注塑工艺高光注射成型是一种新的注射成型技术，该技之间及三个圆孔前端部分熔接痕的消除效果；背部术能够根据塑料特性和工艺要求，动态地控制模具十字型凸起结构的目的是检验塑料件表面缩水的消温度，使熔融塑料达到最佳的成型状态，从而生产出除效果；L型凸起和细长凸起用来检验干空气对狭高质量塑料件1-．4]0目前高光

3、无痕注射成型按照加长细小型腔中残留冷凝水的吹除效果。热方式分为以下两种，一是以热传导为主的加热方式，通过模具内部管道的油、水、蒸汽、电热元件等将热量传导到模腔表面，主要有高温油传热、高温高压水传热、高温蒸汽传热、电热管传热等¨；二是以浇口辐射为主的加热方式。如将太阳能、激光束、电子束、红外线等直接辐射到模腔表面。图1塑料件蒸汽直接加热模具型腔技术是将高温蒸汽直1．2高光模具结构接通人复杂模腔，使模面达到要求的温度，然后通人高光模具为一模一腔三板模，图2为蒸汽直接高温干空气，吹尽模腔内残余的冷凝水，再浇注、保加热模腔结构图，图3为蒸汽直接加热模腔动定模，压、冷却、出

4、模，完成一个注塑周期。该方法只加热模芯采用NAK80料制作，图4为蒸汽直接加热模模具型腔表面1—2turn的厚度，能够将热量集中且腔的实物图。图2中射嘴开关气缸4、进出气(汽)均匀地作用于型腔表面，极大地缩短了加热和冷却开关气缸5和6、小气缸13由蒸汽直接加热模腔的时间，提高了热能利用率。由于前后模面均被加热，模温机协调控制，其中小气缸l3用来控制浇口与模熔融料前锋温度高，熔融料的流动性增强，两模面熔腔之间流道的开闭；进出气(汽)管7、8为高温水蒸融料前锋速度基本一致，模面温度均匀一致，能够彻气与干空气的进出气(汽)通道；进出气(汽)口顶杆、底消除塑料件表面的熔接

5、痕、翘曲、流痕、表面缩水封堵杆与相应孑L之间采用间隙配合，间隙取经验值等缺陷，并达到极高的表面粗糙度等级。0．04turn。1蒸汽直接加热模腔的高光模具1．3高光模具工作过程1．1塑料件模型及结构分析蒸汽直接加热模腔表面的高光模具的工作过图1为塑料件模型，其总体尺寸为98．4程为高光模温机先将进出气(汽)口气缸5和6开启，ITUTI×52．2mrn×13rffn，三个圆孔直径为射嘴开关气缸4、小气缸13闭合，将高温蒸汽通过8．00mm，质量为9．37g，材料为台化产丙烯腈一丁进气(汽)口(如图3)直接通人模腔表面，加热模腔，二烯一苯乙烯塑料(ABS)(AG15E1

6、)。采用单点使模面达到要求的温度，然后小气缸13开启，先从侧浇口进料，浇口位在图1中左图的右下方。图1国家自然科学基金项目(60978039)中塑料件上开孔的目的是检验笔者所提技术对各孔收稿日期：2011-10．04梁业兴，等：蒸汽直接加热模腔的高光注塑技术研究37对塑料件表面粗糙度影响最大。因此笔者在前期定性研究的基础上，运用Taguchi实验设计理论设计了厶(3)正交试验表，以信噪比(／Ⅳ)为分析依据，利用方差和正交多项式的手段，对影响塑料件表面粗糙度的各种因素进行研究¨，得出合理的注塑工艺过程如图7所示。＼赠值(a)(b)艇a一蒸汽加热塑料件；b—普通塑料件

7、图1O蒸汽加热塑料件与普通塑料件的比较痕，而图8所示蒸汽塑料件完全消除熔接痕和缩水，塑料件表面质量高。图7高光注塑工艺过程图11给出了模腔表面温度与塑料件表面粗糙高光模温机将160℃的高温水蒸气通人模腔表度关系。从图11可见，塑料件表面粗糙度等级随着面加热4S，使模腔表面温度升高至115℃，然后从模腔表面的温度上升而逐步提高，由暗光泽面(Ra浇口处通入300~C高温干空气1S，将浇注系统流道O．11TI)到亮光泽面(Ra0．05m)，最后接近镜状中的冷凝水吹尽，接着从进气(汽)口7通入高温干光泽面(Ra0．025m)，随着温度进一步提高，塑料空气2S，将模腔表面的

8、残留冷凝水