注塑模壓法以及按照這種方法工作的設備的制作方法

專利名稱：注塑模壓法以及按照這種方法工作的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種注塑模壓法，以及按照這種方法工作的設備，更具體的說，涉及一種所謂多模腔注塑模壓法以及按照這種方法工作的設備。
在模塑法之一的注模法中，是把在模制機械中粉碎并混合后的熔融的熱塑料樹脂注入模具的模制空間(模腔)內，并在模具中冷卻和硬化，以形成特定形狀的塑料制品。
在注模法中，多模腔模制法是獲得高生產率的慣用的方法，此時，是將樹脂同時注入許多模腔，進行注塑模壓，以制造出許多模制產品。為研究這種多模腔模制時樹脂充滿各模腔的過程，對有缺陷的模制產品或可目測的模具進行了觀測，結果證明，各模腔的充滿時間是不同的，所以樹脂在模腔中注塑模壓時的充滿程度是不均勻的。
充滿模腔的樹脂在被模具冷卻時會收縮。因此，要用模制機械來保持壓力繼續將樹脂供入模腔內，以便補償這種收縮。在多模腔模制時，充滿各模腔的樹脂的量各不相同，使得各模腔之間的壓力有差別，這樣，各模腔注塑模壓的收縮系數就不同，造成了模制產品之間的尺寸精度有差別。
可是，注塑模壓常常是用來制造CD-R、DVD、DVD-R之類的光盤，或者是用來制造高精密度的塑料機械零件的，例如，日本工業標準(JIS)二級以上的精密齒輪，壓縮機閥門或葉輪等等，它們要求有很高的尺寸精密度。因此，這種模制方法基本上與普通的注塑模壓方法一樣。但是，因為有對模具的額外加壓工序，所以它能提供變形較小而復制性能和光學性能更好的模制品。
有兩種對模具施加壓力的方式，一種是整體分區加壓方式；一種是芯子加壓方式。在整體分區加壓方式中，使用帶有座和塞子結構的模具，其中的可移動模具由模具的夾緊壓力來控制，以便施加壓力。在芯子加壓方式中，在可移動模具上設有一獨立的加壓裝置，以便借助于設置在模具中的一個可移動的部件來對模腔施加壓力。
本發明更適用于后一種方式。
在常用的注塑模壓方法中，在實施多模腔模制時，即使每一個模腔都同時加壓，由于樹脂充滿模腔不均勻，仍不能消除模制品之間的差別，而模腔充滿得不均勻正是模制品精度變化的原因。因此，目前，即使采用注塑模壓法，在制造以上所述的高精度模制品時，單模腔模制法仍占據統治地位，而用兩個或多個模腔的模制法則不可避免地會降低尺寸精度，而且降低的程度隨著模腔數量的增加而增大。
例如，在JP-A-61-125824中公開了一種多模腔模制的注塑模壓法用的模具的特定例子。
在上述例子的模具中，除了設有為同時驅動許多設在各模腔中的可移動的插件用的若干加壓缸之外，還設置了許多輔助的微調加壓缸，用于個別地驅動相應的可移動插件。所以，每一個可移動插件的驅動都可以進行微調，以便消除各被充滿模腔中狀態之間的差別。即，各模腔中的壓力用設置在各樹脂凹坑中的壓力傳感器來檢測，以便根據見到的數值來控制各微調加壓缸所施加的壓力。
然而，在這許多模腔中，通過一扇閘門來互相連通，即使采用互相獨立的加壓，也不能完全消除由于樹脂的供應不均勻而造成的各模腔的狀態的差別，還是發現模制品的精度有很大變化。此外，還發現模腔中的樹脂與設置在模腔外部用于檢測樹脂壓力的樹脂凹坑中的樹脂之間的壓力有延時現象。這使得對樹脂的快速和精密加壓變得很困難。
在JP-A-61-211012中描述了另一種多模腔模制的注塑模壓法的設備的特定例子。
這種設備，除了在上述JP-A-61-125824中所描述的模具中的可移動插件的獨立微調控制機構之外，還具有若干壓力檢測銷和雙閘門調節閥。各銷子和各調節閥都安裝在各條流道上，以便根據各樹脂凹坑的壓力來控制熔融樹脂的供應。
這使得控制機構要比在上述JP-A-61-125824中所描述的模具的控制機構更加復雜。由于各條流道上的調節閥的控制操作的反應速度有一定的限制，這樣復雜的機構將使所測得模腔中的壓力變化過程與實際的壓力變化過程之間在時間上有延時現象，或者使樹脂的注射過程延遲了。因此，存在著難以使操作過程快速而又精確的問題。
在JP-A-6-208734中所描述的發明中揭示了一種解決上述問題的設備。該發明建議，對每一個模腔的工作過程單獨檢測其模具的內部壓力，當所檢測的壓力達到規定的數值時，密封其澆口，并在經過一定的時間之后，對上述模腔加壓。在該發明中，樹脂的壓力是由設置在噴射器套筒后端的壓力傳感器來檢測的。上述噴射器套筒和一個與該噴射器套筒的內部接觸的澆口切割機構都要能滑動。因此，長期的模制將造成磨損，表現為產生摩擦阻力，因而有時會使檢測的壓力值發生變化。
此外，在JP-A-6-304981的發明中揭示了一種帶有單獨控制的加壓芯子的多模腔模具。在該發明中，許多模腔的各加壓芯子和切割澆口的各個切割沖頭都是單獨控制的。然而，在該發明的方法中，上述加壓芯子和切割沖頭都是按照所經過的時間來控制的，而不是根據對樹脂在模腔中的狀態的檢測來控制的。這樣，就需要耗費許多人工來確定每一個模腔的最佳狀態。
此外，在制造需要非常高的光學性能的模制產品時，例如CD-R、DVD、DVD-R時，正好在澆口前并入流道的樹脂的流動會產生損害模制產品的光學性能的問題。
本發明的目的是解決上述問題，提供一種注塑模壓法和按照這種方法工作的設備，這種方法消除了普通注塑模壓法的那些缺點，能高速高效地實施高精度模制品的多模腔模制，模制出光學性能要求極高的模制品，不使產品的光學性能受到損害，并且這種設備的結構一點也不復雜。
上述目的可以由適用本發明的分區加壓式模具來實現，即，由依次實施包括下列各個步驟的工藝方法的注塑模壓法來實現提供一種模具，這種模具包括一個可移動模具和一個固定的模具，并且設有許多模腔，每一個模腔都有一個可移動的芯子和一條熱流道，熔融的樹脂流通過這條流道供入上述模腔內；閉合上述模具；然后，供應上述熔融的樹脂，以充滿設置在上述模具中的許多模腔，同時分配上述熔融的樹脂，使其流過上述各條為相應的模腔設置的熱流道；
逐個檢測每一個模腔中的樹脂充滿狀態；當所檢測的模腔中的樹脂充滿狀態達到規定的狀態時，逐個完全關閉上述模腔的澆口；逐個將上述可移動的芯子的頂端推進到上述模腔內，以便逐個將上述模腔內的壓力提高到規定的值；以及在規定的冷卻時間之后彈出模制品。
上述各模腔中充滿樹脂的狀態可以由逐個檢測各模腔內的壓力，或者逐個檢測上述可移動的芯子在各模腔內的位置來測定。
建議在向前推進可移動芯子到分界線一側之前，開始供應樹脂以充滿模腔，同時在各可移動芯子上施加規定的壓力，而當模腔充滿樹脂之后，各可移動芯子逐漸克服上述壓力后退時，完全關閉澆口。
還建議，為充滿模腔所供應的樹脂的量要多于額定的量，然后將可移動的芯子亞入模腔內，以便讓一部分樹脂通過澆口流回去，而當上述可移動的芯子的頂端到達在該過程中的規定位置時，澆口便完全關閉。
在閥門澆口式熱流道中，澆口是由由其中的閥打開和關閉的，而在非閥門澆口式的熱流道中，則建議用一個在模腔中的沖頭向著澆口前進和后退來打開和關閉澆口。
按照本發明的注塑模壓法可以恰當地由一臺注塑模壓設備來實施，這種設備包括一套模具，它包括一個可移動的模具和一個固定的模具，當上述模具閉合時，上述可移動的模具和固定的模具中形成許多個模腔；分配從一個注塑噴嘴噴射出來的熔融樹脂的許多流動分配通道；許多條設置在上述固定模具中的熱流道，每一個模腔設置一條，并與各流動分配通道連接，使被分配的熔融樹脂能同時供應并充滿上述許多模腔；許多可移動的芯子，各自設置在可移動模具的各個模腔中，以便提高對充滿模腔的熔融樹脂的壓力，上述可移動芯子的頂端可推進到上述模腔內；許多傳感器，各自單獨地檢測各個模腔中的充滿樹脂的狀態；以及一個控制裝置，它控制上述模具的開和關，供應從注射噴嘴來的熔融樹脂，打開和關閉許多澆口，并推進和縮回上述可移動的芯子；上述控制裝置按次序控制上述模具的關閉，并隨著熔融的樹脂從各熱流道供入并充滿上述各模腔，用各個傳感器個別地檢測各模腔充滿樹脂的狀態，個別地關閉各個已經達到規定的樹脂充滿狀態的模腔的澆口，然后個別地把各個可移動的芯子推進各個已經達到規定的充滿狀態的模腔內部，以便個別地將各模腔中的壓力提高到規定的數值，并在規定的冷卻時間之后，將模制品彈出。
在上述設備中，為檢測各模腔中樹脂充滿狀態的傳感器，例如，可使用檢測各模腔中壓力的壓力傳感器，或者，也可以使用檢測上述各模腔中的可移動芯子位置的位置傳感器。
對于上述熱流道，可恰當地使用閥門澆口式的熱流道。
具體的說，在模制要求有非常好的光學性能的模制品時，建議使用閥門澆口式的熱流道，其中的澆口開關部分的位置設在遠離上述模腔處。這種熱流道是這樣形成的，即在澆口的開關部分與模腔之間保存的熔融樹脂的量等于或多于一次注料量。
當使用非閥門澆口式熱流道時，建議在要打開和關閉的澆口上設置一個能在模腔中向著澆口前進和后退的沖頭。
下面參照附圖詳細描述本發明的實施例。附圖中

圖1是表示一臺用于實施本發明的注塑模壓法的按照本發明的注塑模壓設備的實施例的示意斷面圖，該設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第一階段；圖2是表示圖1中所示的設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第二階段時的示意斷面圖；圖3是表示圖1中所示的設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第三階段時的示意斷面圖；圖4是用于本發明的設備中的閥門澆口式的熱流道的第一例的斷面圖；圖5是用于本發明的設備中的閥門澆口式的熱流道的第二例的斷面圖6是按照圖1-3中所示的注塑模壓法的各階段的實施時間的時間流程表的例子；圖7是一個框圖，表示設置在按照本發明的注塑模壓設備中的控制裝置構型的一個例子；圖8是一個示意斷面圖，表示按照本發明用于實施本發明的注塑模壓法的注塑模壓設備的另一個實施例，該設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第一階段；圖9表示圖8中所示的設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第二階段時的示意斷面圖；圖10表示圖8中所示的設備處于用熔融的樹脂充滿模腔的第三階段時的示意斷面圖；圖11是按照圖8-10中所示的注塑模壓法的各階段的實施時間的時間流程表的例子；圖12A-12D是局部斷面圖，說明在按照本發明的注塑模壓設備的實施例中充滿許多模腔中隨意一個模腔的過程中，各個順序的步驟，其中，熔融樹脂的充滿模腔的狀態是由檢測可移動芯子的位置來確定的；圖13是按照圖12A-12D中所示的注塑模壓法的各階段的實施時間的時間流程表的例子；圖14A-14E是局部斷面圖，說明在圖12A-12D所示的設備的實施例中，熔融樹脂充滿許多模腔中一個模腔過程的另一個例子中，一種較為優選順序的步驟；圖15是按照圖14A-14E中所示的注塑模壓法的各階段的實施時間的時間流程表的例子；圖16是在按照本發明的設備中各模腔中的壓力變化過程的曲線圖；以及圖17是現有技術的設備中各模腔中的壓力變化過程的曲線圖。
下面將參考附圖對本發明作具體的描述。
圖1-圖3是按照本發明的注塑模壓法工作的設備的一個實施例的斷面圖。在這臺設備上有充滿了熔融樹脂的模腔1A和1B；可移動的模具2；固定的模具3；把熔融的樹脂注入模具中的注射噴嘴4；分別為模腔1A和1B設置的可移動的芯子5A和5B；分別設置在可移動的芯子5A和5B的后端，用于檢測模腔1A和1B中樹脂壓力的壓力傳感器6A和6B；用于控制該設備的全部工作過程的控制裝置7，以及分別為模腔1A和1B設置的閥門澆口式熱流道10A和10B(兩個具體的例子示于圖4和圖5)。
圖1到圖3中所示的注塑模壓設備的特征在于(1)可以獨立控制的可移動的芯子5A和5B都設置在可移動的模具2中，用于獨立地對充滿模腔1A和1B的熔融樹脂加壓；(2)能檢測模腔1A和1B中的壓力的壓力傳感器6A和6B分別設置在可移的芯子5A和5B的后端，用于個別地檢測各模腔1A和1B中熔融樹脂的充滿狀態；(3)使用閥門澆口式熱流道10A和10B作為將熔融樹脂注入相應的模腔內的流道，這些熱流道都設有加熱裝置，可以控制流入各流道的樹脂的溫度，所以所分配的樹脂流不會硬化，并且還分別設有能完全關閉各流道的澆口的針閥13A和13B。以及(4)設置了控制裝置7，它能借助于各壓力傳感器6A和6B自動實現個別地檢測各模腔1A和1B中的壓力的操作順序，當某一模腔中的壓力達到規定的壓力值時，能用上述針閥個別地關閉該模腔的閥門澆口式熱流道10A或10B來控制熔融樹脂流，并且能個別地對可移動的芯子5A或5B加壓，以便均勻地對模腔中的樹脂施加壓力。
在本發明中使用的閥門澆口式熱流道是這樣一種流道，在它的噴嘴上設有加熱器，以防止熔融樹脂的溫度下降，同時還有一個能打開或關閉噴嘴口的針閥。下面，參照圖4說明這種熱流道的第一種例子。
圖4中所示的閥門澆口式熱流道10A(10B)包括一個熱噴嘴11，一個加熱器12，一個針閥13，一個致動器14，和一根限位桿15。上述致動器14包括一個活塞14a，一個缸室14b和一根活塞桿14c。
熔融樹脂從熱噴嘴11的進口11a灌入，流過缸筒11b，從頂部的澆口11c噴射進模腔內，將其充滿。
如圖4所示，在用樹脂充滿的過程中，針閥13的頂端停止在噴嘴11中的位置“a”處，以使澆口11c處于打開狀態，以便能讓熔融樹脂很容易地流入模腔內。
在熔融樹脂以這種方式充滿模腔，使得模腔滿足規定的充滿程度之后，上述致動器14便動作，把針閥13的頂端推進到靠近熱噴嘴11頂端的位置“b”。這樣，就能把澆口完全關閉。
在圖示的例子中，上述設置在活塞桿14c上端的限位桿15，在關閉模具的過程中被一個擋塊(圖中未表示)擋住，所以針閥13的頂端不會前進(下降)到超過位置“b”。
圖5表示上述閥門澆口式熱流道的第二種例子。在這個例子中，澆口的開、關部分不是位于模腔的附近，所以至少可以將一次噴射的熔融樹脂量，在保持加熱和熔融的狀態下，保存在澆口的開、關部分與模腔之間。
在這種形式的閥門澆口式熱流道中，澆口的開、關部分的位置遠離模腔。這就能使保存在缸筒11b中的將要注入模腔內以充滿模腔的熔融樹脂的量等于或多于一次噴射的量，而不會受到熔融樹脂流在針閥13頂部匯合的影響。因此，就能夠生產出要求光學性能極高的模制品，而不會破壞它的光學性能。
圖6是表示利用圖1-3中的注塑模壓設備實施本發明的注塑模壓法時，時間與模制過程的狀態，芯子的位置，模腔的內部壓力，芯子的壓力以及閥門澆口之間的關系的時間流程表的例子。圖7是表示上述控制裝置7的一個框圖的例子。
圖7中，控制裝置7包括一個帶有過程卡71和I/O卡72的輸入信號處理器7a，和一個帶有過程卡73和I/O卡74的控制輸出信號的發送處理器7b。壓力傳感器6A和6B的輸出信號，以及那些下面將要描述的設在其他位置上的壓力傳感器6A’和6B’的輸出信號，或者圖12A-12D或圖14A-14E中的又一種實施例中所使用的檢測位置的傳感器6C的輸出信號，都送到輸入信號處理器7a中。控制輸出信號的發送處理器7b的輸出信號則送到相應的驅動上述可移動的芯子5A和5B的氣缸的伺服閥5a和5b中，送到相應地驅動閥門澆口式熱流道10A和10B的針閥13A和13B的閥門澆口式氣缸的伺服閥10a和10b中，并送到在圖8-10所示的另一個實施例中用于驅動沖頭9A和9B的沖頭氣缸的伺服閥9a和9b中。
當使用圖1-3中的設備來實施注塑模壓法時，在注塑模壓機器中熔融并塑化的樹脂是從注射噴嘴4，通過在固定模具3中形成的相應的流動分配通道3a和3b，流入閥門澆口式熱流道10A和10B內，以便通過在流道頂端的相應的澆口充滿模腔1A和1B(見圖1)。
此時，可移動的芯子5A和5B向前推進到分界面，在注射的預備階段之前，將規定的壓力P1施加在其上，即開始供應充填的樹脂。當各模腔1A和1B逐漸用樹脂充滿的時候，模腔內部的壓力提高到P1或者超過P1，上述可移動的芯子就由于壓力的緣故而逐漸縮回。
為了判斷模腔1A和1B中是否充滿了足夠的樹脂，要用分別設置在模腔內的可移動的芯子5A和5B的后端的壓力沒傳感器6A和6B檢測模腔1A和1B內部的壓力，以便把這些傳感器的輸出信號傳遞給控制裝置7。
具體地說，例如，各壓力傳感器6A和6B是使用應變片的，以檢測芯子的應變，來作為模腔中的樹脂的壓力，這種應變是經過校核的，可作為壓力來檢測。對于那些在它上面可以明確留下壓力傳感器的印跡的模制品，則通常是將壓力傳感器放置在圖1中所示的6A’和6B’位置上，因為在那里可以直接檢測模腔中的樹脂壓力。此時，比應變片壓力傳感器更為優選的是壓電元件的壓力傳感器，因為它所需的安裝空間更小，而精度更高。在壓電元件壓力傳感器中，壓力是由校核在石英上施加力時所產生的電壓檢測到的。
假定當模腔1A和1B完全充滿后在提高樹脂的壓力時，模腔1A中的壓力首先達到規定值。這時就使得控制裝置7傳遞出一個信號給模腔1A的閥門澆口式熱流道10A的驅動裝置(圖7中閥門澆口氣缸的伺服閥10a)。然后，驅動裝置使針閥13A移位到圖2所示的澆口一側，完全關閉澆口。
然后，使可移動的芯子5A向前進入模腔1A內，壓縮模腔中的熔融樹脂，使壓力均勻地分布在模腔中。與此同時，模腔1A中的樹脂受到壓縮，直到該壓力達到另一個規定的值。
接著，當模腔1B中的壓力達到規定值時，與上面相同，上述控制裝置7又把一個信號傳遞給模腔1B的閥門澆口式熱流道10B的驅動裝置(圖7中閥門澆口氣缸的伺服閥10b)。然后，驅動裝置使針閥13B移位到圖3所示的澆口一側，完全關閉澆口。同時，可移動的芯子5B向前進入模腔1B內，壓縮模腔中的熔融樹脂，使壓力均勻地分布在模腔中。與此同時，模腔1B中的樹脂受到壓縮，直到該壓力達到另一個規定的值。
在這種情況下，對每一個用于控制可移動的芯子和閥門澆口式熱流道的檢測到的值，以2毫秒或更少的掃描時間進行掃描，較好是以1毫秒或更少的時間，最好是用500微秒或更少的時間。
在本發明中，這種為每一個模腔1A和1B獨立進行的上述操作，在樹脂完全充滿之后，在模腔1A與1B之間，能形成同樣的壓力變化過程。
即，按照本發明，在如圖16所示的表示各模腔1A和1B中壓力變化過程的曲線圖中，在各模腔中的最高壓力和保持這種壓力的時間可以互相相同。采用這種在一定的時期內對樹脂施加壓力，并由模具冷卻樹脂，所獲得的硬化后的樹脂就能成為高精度的模制品，在形狀和其他相關的性能上沒有變化。
與此相反，在現有技術中，各模腔1A和1B中的樹脂是同時加壓的，因而使得模腔1B中的壓力降低，不能達到圖17中所示的模腔1A中的最高壓力。其結果是，在模腔1B中模制成的模制品的收縮系數要比在模腔1A中模制的模制品的大，從而造成最后產品的尺寸不相同。
附圖中的實施例表示的是兩個模腔的模制法。但是，模腔的數量還可以增加，與此相應，閥門澆口式熱流道和可移動的芯子的數量也要增加。
按照本發明，就能夠用四模腔模制法制造出JIS二級齒輪或推進器來，而目前這些產品都是用芯子加壓的單模腔模制法制造的。
此外，對于象CD-R、DVD、DVD-R這樣的光盤，由于采用了按照本發明的芯子壓縮模制法，也能夠用2-4個模腔的模制法來制造了，而目前這些產品是用整體分區加壓方式的單模腔模制法制造的。
下面，說明圖8-10中所示的另一個實施例。
該實施例與圖1-3中所示的實施例的區別在于，在圖1-3中的實施例中閥門澆口式的熱流道是用于打開和關閉澆口的，而在圖8-10所示的實施例中的熱流道的澆口則是由一個沖頭來打開和關閉的，該沖頭在模腔中向著澆口前進和后退，不使用閥門澆口式的熱流道。
圖8-10中的標號10A和10B表示為模腔10A和10B設置的熱流道，為各模腔分別設置了為打開和關閉澆口8A和8B用的沖頭9A和9B。其余用與圖1-3中相同的標號所表示的構件都是相同或等同的構件。
圖11是表示利用圖8-10中的注塑模壓設備實施本發明的注塑模壓法時，時間與模制過程的狀態，芯子的位置，模腔的內部壓力，芯子的壓力以及沖頭之間的關系的時間流程表的例子。
與上面所說明的實施例相似，在注塑模壓機器中熔融并塑化了的樹脂首先從注射噴嘴4，通過在固定模具3中形成的相應的流動分配通道3a和3b，流入閥門澆口式熱流道10A和10B內，以便分別通過在流道頂端的相應的澆口8A和8B充滿模腔1A和1B(見圖8)。
此時，可移動的芯子5A和5B向前推進到分界面，在注射的預備階段之前，將規定的壓力P1施加在其上，即開始供應充填的樹脂。當各模腔1A和1B逐漸用樹脂充滿的時候，模腔內部的壓力提高到P1或者超過P1，上述可移動的芯子就由于壓力的緣故而逐漸縮回。
用分別設置在模腔內的可移動的芯子5A和5B的后端的壓力沒傳感器6A和6B來檢測模腔1A和1B內部的壓力，以便把這些傳感器的輸出信號傳遞給控制裝置7。所使用的壓力傳感器的種類與以前使用閥門澆口式的實施例中的相同，并且也安裝在與以前的實施例同樣的位置上。
假定當模腔1A和1B完全充滿后在提高樹脂的壓力時，模腔1A中的壓力首先達到規定值。這時讓控制裝置7傳遞出一個信號給模腔1A的沖頭9A的驅動裝置(圖7中沖頭氣缸的伺服閥9a)。然后，驅動裝置使沖頭9A移位到圖9所示的澆口8A一側，完全關閉澆口。
然后，使可移動的芯子5A向前進入模腔1A內，壓縮模腔中的熔融樹脂，使壓力均勻地分布在模腔中。與此同時，模腔1A中的樹脂受到壓縮，直到該壓力達到另一個規定的值。
接著，當模腔1B中的壓力達到規定值時，與上面相同，上述控制裝置7又把一個信號傳遞給模腔1B的沖頭9B的驅動裝置(圖7中沖頭氣缸的伺服閥9b)。然后，驅動裝置使沖頭9B移位到圖10所示的澆口8B一側，完全關閉澆口8B。同時，可移動的芯子5B向前進入模腔1B內，壓縮模腔中的熔融樹脂，使壓力均勻地分布在模腔中。與此同時，模腔1B中的樹脂受到壓縮，直到該壓力達到另一個規定的值。
在這種情況下，對每一個用于控制可移動的芯子和沖頭的檢測到的值，以2毫秒或更少的掃描時間進行掃描，通常是以1毫秒或更少的時間，最好是用500微秒或更少的時間。
與前面圖1-3中所示的實施例一樣，這種為每一個模腔1A和1B獨立進行的上述操作，在樹脂完全充滿之后，在模腔1A與1B之間，能形成同樣的壓力變化過程。
在以前的實施例中，各模腔中樹脂的充滿狀態是通過個別地檢測各模腔中的壓力來判斷其是否適當。但是，模腔中的壓力常常會由于模具中的污染而隨時間變化，或者有時有一些區域不適于用作判斷樹脂充滿模腔狀態的手段。
常常發現壓力傳感器在滑動部分后端設置得不適當，因為滑動部分的摩擦阻力由于磨損或潤滑的影響是隨時間而變化的，從而使模腔中樹脂的壓力值發生變化。把壓力傳感器直接設置在模腔中常常也使不適當的，因為會在模制的產品上留下壓力傳感器的印跡，而且傳感器設置在各模腔中的位置的微小差別有時也會造成檢測到的壓力值的差別。
為了解決這個問題，設計了圖12A到12D和圖14A到14E中所示的按照本發明的又一個實施例，它能借助于可移動的芯子在模腔中的位置來判斷樹脂的充滿狀態。
在圖12A到12D和圖14A到14E中，以順序的各個步驟表示了該實施例的設備用樹脂充滿一個模腔的工作過程。但是，和以前的那些實施例一樣，同一個工作過程是個別地在許多模腔中獨立地實現的。此外，為了打開和關閉澆口，克使用圖8-10中所示的沖頭來代替各附圖中所示的閥門澆口式熱流道。
下面，說明圖12A-12D中所示的用樹脂充滿模腔的工作過程。
在上述附圖中，標號1A表示設置在可移動的模具2中的模腔，該模具2中還設有可移動的芯子5A。標號3表示固定模具，其中設有帶針閥13A的閥門澆口式熱流道10A。標號PL表示分界線。
圖13是實施按照本例的注塑模壓法時，時間與模制過程的狀態，芯子的位置，模腔的內部壓力，芯子的壓力以及閥門的澆口之間的關系的時間流程表。
當把可移動的芯子5A向前推進到分界面PL，在圖12A所示的注射預備階段之前，將規定的壓力P1施加在其上，即開始從閥門澆口式熱流道10A將樹脂充填進模腔1A內。
當各模腔1A逐漸充滿樹脂，樹脂模腔內部的壓力提高到PI或更高時，如圖12B所示，可移動的芯子5A便由于壓力而逐漸縮回。
當縮回的可移動芯子5A的頂端5A-1到達圖12C所示的預定的規定位置C時(即，當模腔已充滿了為制成一個模制品所必需的規定體積的樹脂時)，這一情況被檢測到，便驅動閥門澆口式熱流道10A的針閥13A，把流道的澆口關閉。為檢測可移動芯子5A的頂端5A-1是否到達模腔中規定的位置C，例如，可用在模腔外部規定位置C’上的一個傳感器6C來檢測可移動芯子5A的后端，或者在檢測芯子5A的驅動裝置的一個規定位置上檢測可移動芯子5A的規定的位置。從檢測的結果可獲知芯子頂端的位置。任何公知的位置檢測裝置，例如編碼器或限位開關都可以用作這種位置檢測傳感器。
在上述情況下，位置檢測傳感器的分辨率取為5微米或更小，通常是取1微米或更小，最好是取0.5微米或更小。此外，位置傳感器的檢測值的取樣時間取為1微秒或更小，通常取50毫秒或更小，最好取25微秒或更小。
在上述情況下，用于控制可移動芯子和閥門澆口式熱流道的每一種檢測到的相應的的值都用2毫秒或更少的掃描時間，一般用1毫秒或更少的時間，最好用500毫秒的時間，進行掃描。
在澆口關閉之后，如圖12D所示，把壓力P2加在可移動的芯子5A上，提高實施壓力模制時模腔中的樹脂的壓力，然后，冷卻模腔中的樹脂，在繼續保持模腔中的高壓下使其硬化。
以上操作對于每一個模腔都是獨立進行的。當所有模腔中的樹脂都硬化了之后，便打開模具，取出模制品。
下面，參照圖14A-14E和表示其時間表的圖15，說明用樹脂充滿按照上述實施例的設備中的模腔的操作過程的另一個例子。在圖15中表示了按照該實施例進行注塑模壓時，時間與模制過程的狀態，芯子的位置，模腔的內部壓力，芯子的壓力以及閥門的澆口之間的關系。
如圖14A所示，上述可移動的芯子5A縮回到位置D，該位置D比模腔1A充滿規定體積的樹脂時可移動的芯子所縮回到的位置C更靠后。這樣就能使充滿模腔的樹脂多于制成一個圖14B所示的模制品所需要的規定的體積。
接著，如圖14C所示，在澆口打開的狀態下，把高于從熱流道一側所施加的注射壓力的壓力P3施加在可移動芯子5A上，把可移動芯子5A推回到模腔內。這樣，就讓一部分充入模腔內的樹脂又通過澆口回流到熱流道內，以使模腔內的壓力能均勻分布。
在充滿了過多樹脂的模腔內將產生極大的壓力，結果，模腔內就可能預先充滿了過多分量的儲備用樹脂，在可移動芯子5A向模腔內部推進時，也能使這些過剩的樹脂流回流道去。
在將可移動芯子5A推回到模腔內的過程中，就會檢測到模腔內的樹脂體積達到了規定的量，即，可移動芯子的頂端到達圖14D中的位置C。然后，便驅動針閥13A，關閉熱流道的澆口。
在上述例子中，為關閉澆口，也可以檢測模腔中的壓力，而不是芯子的位置。
和以前的例子一樣，在澆口關閉之后，如圖14E所示，把壓力P2加在可移動的芯子5A上，提高實施壓力模制時模腔中的樹脂的壓力，然后，冷卻模腔中的樹脂，在繼續保持模腔中的高壓下使其硬化。以上操作對于每一個模腔都是獨立進行的。當所有模腔中的樹脂都硬化了之后，便打開模具，取出模制品。
按照具有以上所述的構成的本發明，就能用多模腔模制法制造出精密的模制品。
根據控制方法而造成的產品重量的差異，對模制品的質量的評價可列出下列三種用標記表示的方法1)x不檢測樹脂充滿模腔的狀態的方法(不進行單獨控制的方法)；
2)o通過檢測模腔中的壓力來檢測樹脂充滿模腔的狀態的方法(根據壓力進行單獨控制的方法)；以及3)oo通過檢測可移動芯子的位置來檢測樹脂充滿模腔的狀態的方法(根據位置進行單獨控制的方法)。
模制品性能的差異，例如密度等，按照所列出的標記的順序x、o和oo依次減小，即x＞＞o＞oo。因此，基于檢測模腔中的壓力的方法優于控制樹脂的充滿狀態的方法。更進一步，檢測可移動芯子的位置的方法則比進行上述控制的方法更優越。
正如以上所說明的，在本發明中，各模腔充滿樹脂的狀態都是個別地檢測的，以便個別地關閉各澆口，讓注塑模壓能在各模腔中獨立地進行。因此，這種注塑模壓法和按照這種注塑模壓法工作的設備可以用于高精度模制品的多模腔模制，并且可以采用相當簡單的設備快速而高效地實施，而不會由于在樹脂的注射過程中控制流道部分的調節閥的操作而延緩操作過程。
應該理解，本發明不僅限于以上的那些實施例，而應包括本技術領域的技術人員在不脫離本發明的構思和范圍的前提下，根據以上的說明能很容易地作出的一切變型。
權利要求
1．一種依次實施一種加工過程的注塑模壓法，它包括下列步驟提供一種模具，這種模具包括一個可移動模具(2)和一個固定的模具(3)，并且設有許多模腔(1A、1B)，每一個模腔都有一個可移動的芯子(5A、5B)和一條熱流道(10A、10B)，熔融的樹脂流通過這條流道供入上述模腔內；閉合上述模具(2、3)；然后，供應上述熔融的樹脂，以充滿設置在上述模具中的許多模腔(1A、1B)，同時分配上述熔融的樹脂，使其流過上述各條為相應的模腔設置的熱流道(10A、10B)；逐個檢測每一個模腔中的樹脂充滿狀態；當所檢測的模腔中的樹脂充滿狀態達到規定的狀態時，逐個完全關閉上述模腔的澆口；逐個將上述可移動的芯子(5A、5B)的頂端推進到上述模腔內，以便逐個將上述模腔內的壓力提高到規定的值；以及在規定的冷卻時間之后彈出模制品。
2．如權利要求1所述的注塑模壓法，其特征在于，在向前推進可移動芯子到分界線(PL)一側之前，開始供應樹脂以充滿模腔，同時在各可移動芯子(5A、5B)上施加規定的壓力(P1)，而當模腔充滿樹脂之后，各可移動芯子(5A、5B)逐漸克服上述壓力(P1)后退，到達規定的位置(C)時，完全關閉澆口。
3．如權利要求1所述的注塑模壓法，其特征在于，為充滿模腔所供應的樹脂的量要多于額定的量，然后將可移動的芯子(5A、5B)壓入模腔內，以便讓一部分樹脂通過澆口流回去，而當上述可移動的芯子(5A、5B)的頂端到達在該過程中的規定位置(C)時，澆口便完全關閉。
4．如權利要求1所述的注塑模壓法，其特征在于，各模腔中的樹脂的充滿狀態是通過個別地檢測各模腔中的壓力檢測到的。
5．如權利要求1所述的注塑模壓法，其特征在于，各模腔中的樹脂的充滿狀態是通過個別地檢測各模腔中可移動芯子(5A、5B)的位置檢測到的。
6．如權利要求1-5中任何一項所述的注塑模壓法，其特征在于，上述熱流道(10A、10B)是閥門澆口式的，澆口用一個閥來打開和關閉。
7．如權利要求1-5中任何一項所述的注塑模壓法，其特征在于，上述澆口是用一個在模腔中向著澆口前進和后退的沖頭(9A、9B)來打開和關閉的。
8．一種用于注塑模壓的設備，它包括一套模具，它包括一個可移動的模具(2)和一個固定的模具(3)，當上述模具閉合時，上述可移動的模具和固定的模具中形成許多個模腔(1A、1B)；許多分配從一個注塑噴嘴(4)噴射出來的熔融樹脂的流動分配通道；許多條設置在上述固定模具(3)中的熱流道(10A、10B)，每一個模腔(1A、1B)設置一條，并與各流動分配通道連接，使被分配的熔融樹脂能同時供應并充滿上述許多模腔(1A、1B)；許多可移動的芯子(5A、5B)，各自設置在可移動模具的各個模腔中，以便提高對充滿模腔的熔融樹脂的壓力，上述可移動芯子的頂端可推進到上述模腔內；許多傳感器(6A、6B、6C)，各自單獨地檢測各個模腔中的充滿樹脂的狀態；以及一個控制裝置(7)，它控制上述模具的開和關，供應從注射噴嘴來的熔融樹脂，打開和關閉許多澆口，并推進和縮回上述可移動的芯子；上述控制裝置(7)按次序控制上述模具(2、3)的關閉，并隨著熔融的樹脂從各熱流道(10A、10B)供入和充滿上述各模腔，用各個傳感器(6A、6B、6C)個別地檢測各模腔(1A、1B)充滿樹脂的狀態，個別地關閉各個已經達到規定的樹脂充滿狀態的模腔的澆口，然后個別地把各個可移動的芯子(5A、5B)推進到各個已經達到規定的充滿狀態的模腔內部，以便個別地將各模腔中的壓力提高到規定的數值，并在規定的冷卻時間之后，將模制品彈出。
9．如權利要求8所述的注塑模壓用的設備，其特征在于，上述檢測各模腔內的充滿樹脂的狀態的傳感器是檢測各模腔中的壓力的壓力傳感器(6A、6B)。
10．如權利要求8所述的注塑模壓用的設備，其特征在于，上述檢測各模腔內的充滿樹脂的狀態的傳感器是檢測各模腔中的可移動芯子(5A、5B)的位置的位置傳感器(6A、6B)。
11．如權利要求8-10中任何一項所述的注塑模壓用的設備，其特征在于，上述熱流道(10A、10B)是閥門澆口式的。
12．如權利要求11所述的注塑模壓用的設備，其特征在于，在上述閥門澆口式熱流道中的澆口打開和關閉部分位于遠離模腔處，以便提供這樣一種結構，在上述澆口的打開和關閉部分與上述模腔之間所保存的熔融樹脂的量等于或多于樹脂的一次噴射量。
13．如權利要求8-10中任何一項所述的注塑模壓用的設備，其特征在于，在上述澆口中設有一個能在上述模腔中向著澆口前進或后退，以便打開和關閉澆口的沖頭(9A、9B)。
全文摘要
本發明的目的是提供一種注塑模壓的方法和一種按照這種方法工作的設備,它能快速而高效地實施高精度模制品的多模腔模制。按照本發明,這種方法的特征在于,它包括下列步驟:提供一種模具,這種模具包括一個可移動模具和一個固定的模具,并且設有許多模腔,每一個模腔都有一個可移動的芯子和一條熱流道,熔融的樹脂流通過這條流道供入上述模腔內;閉合上述模具(2、3);然后,供應上述熔融的樹脂,以充滿設置在上述模具中的許多模腔(1A、1B),同時分配上述熔融的樹脂,使其流過上述各條為相應的模腔設置的熱流道(10A、10B);逐個檢測每一個模腔中的樹脂充滿狀態;當所檢測的模腔中的樹脂充滿狀態達到規定的狀態時,逐個完全關閉上述模腔的澆口;逐個將上述可移動的芯子(5A、5B)的頂端推進到上述模腔內,以便逐個將上述模腔內的壓力提高到規定的值;以及在規定的冷卻時間之后彈出模制品。
文檔編號B29C45/56GK1297399SQ00800469
公開日2001年5月30日 申請日期2000年3月29日 優先權日1999年4月1日
發明者宮本玲, 山喜政彥, 桑畑研二, 善光洋文, 盛田勝幸, 小笠原英人 申請人:三井化學株式會社