[发明专利]一种蒸汽加热快速热循环注塑模具

说明书

技术领域

本发明属于材料加工学科的注塑成型技术领域，尤其涉及一种蒸汽加热快速热循环注塑模具。

背景技术

近年来，随着3C、汽车、航空航天等产业的发展，塑料制品不断向着外表更美观、质量更轻、结构更精密等方向发展，以满足人们对工业产品节能、环保、舒适、美观等的要求。注塑成型作为一种应用最广泛的塑料加工方法，正面临着日益严峻的挑战，需要不断地技术革新，以满足市场发展的需求。由于传统注塑成型工艺采用基于连续冷却的模温控制方法，熔体在填充过程中将发生过早冷凝，导致塑件易产生熔接痕、流痕、喷射痕等缺陷，塑件需经打磨、喷涂等二次加工，导致塑料产品生产流程长、成本高、环境污染等问题。为此，业界提出了一种快速热循环注塑成型技术，通过快速加热和快速冷却模具，在保证高成型效率的同时实现高模温注射成型，彻底避免了熔体过早冷凝，显著提升产品品质，消除污染严重的二次加工，缩短了生产流程。快速热循环工艺是一种综合考虑环境影响和资源消耗的先进注塑成型新技术，可有效改善产品品质，显著降低环境污染和生产成本，实现经济效益与社会效益的协调优化。

注塑模具是快速热循环注塑工艺的关键装备之一。快速热循环注塑工艺要求注塑模具应当具备足够高的热响应效率和加热冷却均匀性，以在保证产品质量的同时获得足够高的注塑生产效率。快速热循环注塑模具的加热方式主要包括表面加热技术和整体加热技术两大类。表面加热技术指的是热源从模具型腔板外部直接加热模具型腔表面，其优点是加热效率高，但其系统结构复杂、设计柔性差、加热均匀性差，故在实际注塑生产中受到极大限制，目前主要应用于微注塑成型领域，这类加热技术主要包括火焰加热、感应加热、辐射加热等。整体加热技术指的是热源从模具型腔板内部间接加热模具型腔表面，其优点是系统结构简单、紧凑、可靠性和稳定性高，但其缺点是加热效率相对较低，该类加热技术主要包括对流加热（蒸汽加热、热水加热、热油加热等）、电加热等，目前蒸汽加热快速热循环注塑模具和电加热快速注塑模具均在注塑工业生产中获得了广泛应用，尤其是在家电、汽车等相关产品领域。

为了进一步提升蒸汽加热快速热循环注塑模具的热响应效率和改善加热冷却均匀性，以缩短注塑成型周期、降低能耗、减少成本和提升产品品质，产业界和学术界均致力于模具结构创新。许南旭在2008年4月2日申请的授权公开的中国专利CN101249714A《注塑模具的瞬间加热/冷却装置及其模具温度控制方法》中公开了一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括模板，模板上设有型腔，所述模板内至少设有一条循环水路，其特征是对应每一所述循环水回路的孔道处，布有复数个分别连通该循环水路入口与出口的结合孔，每一结合孔内插设有加热棒，加热棒的内端发热部与结合孔壁间存有间隙。与常规蒸汽加热注塑模具相比，该模具结构的优势在于可以模具内部加热棒加热冷却水产生的高温蒸汽加热模具，因而不需要额外的蒸汽发生装置。三威塑胶制品（珠海）有限公司在2008年10月15日申请的授权公开的中国专利CN201275829Y《一种蒸汽模具》中公开了一种蒸汽模具，该模具在前模背面（与工作面相对）开设有用于升降温的高温蒸汽和冷却水通道槽，并在通道槽设置有能消除冷热冲击造成的伸缩应力的密封盖，其特点是有效减小了前模的体积，增大了蒸汽、冷却水与模具的接触面积，有效提高了升降温效率和能量消耗，并缩短了产品成型周期。昆山乙盛机械工业有限公司在2010年11月2日申请的授权公开的中国专利CN102029694A《急冷急热高光成型模具》中公开了一种急冷急热高光成型模具，该模具在模具型腔板内设有蒸汽管路和冷却水管路，利用分别通入蒸汽管路、冷却水管路的高温蒸汽、低温冷却水快速加热和快速冷却模具。林建岳在2010年12月11日申请的授权公开的中国专利201998386U《离合式冷却结构的高光注塑模具》中公开了一种离合式冷却结构的高光注塑模具，该模具采用了一种将型芯板、型腔板与冷却板分离的结构，其特点是避开了因叠层产生的密封问题，简化了高光注塑模具结构，达到结构简单易做、造价低廉以及无密封之虞的目的。深圳市华益盛模具有限公司在2010年12月31日申请的授权公开的中国专利CN201989305U《高光模具》中公开了一种高光模具，该模具本体内设有多个蒸汽管道，利用通过蒸汽管道的高温蒸汽快速加热模具高光面，从而消除产品表面熔接线、缩痕。慈溪市盛艺模具有限公司在2011年3月4日申请的授权公开的中国专利CN202006571U《高光无熔痕蒸汽注塑模具》中公开了一种高光无熔痕蒸汽注塑模具，该模具采用新型隔热板绝热，以免上模发生变形，采用镶拼式结构，以有效利用材料，从产品的内面进料，以免去除浇口时在产品表面留下痕迹，确保产品的外观品质。