專利名稱：射出成型機加熱及冷卻系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種射出成型機加熱及冷卻系統，特別是指一種能對模具迅速加熱及冷卻的系統。
背景技術：
按，塑料成型的方法分成射出成型、吹塑成型、真空熱成型、壓縮成型、抽出成型......等等。其中，射出成型所能產出的塑料成品在形狀上，從單純的杯子到復雜的汽車儀表板，而大小則從0.01g的鐘表小齒輪到超過20Kg的浴缸等大型成品都能夠制造，具有結構復雜、尺寸精確以及質量安定的優點，是各種塑料成型方法之中，最重要、也是最普遍使用的技術。其常用的材料則包括有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和ABS等。
所謂塑料射出成型技術主要是利用射出成型機，把融化的塑料原料(下稱熔膠)射入金屬模具的密閉空間之中，俟熔膠在金屬模具內冷卻凝固后，即可獲得與此金屬模具的密閉空間相等形狀之塑料成品。
而射出成型機除了射出單元(壓出機)、電控及油壓系統外，在熔膠冷卻成型時，主要是以鎖模單元(亦稱夾模單元)為主要成型系統。該鎖模單元是由可相互閉合鎖固或開啟的第一夾模座及第二夾模座(亦稱頭板及尾板)所構成，在第一夾模座及第二夾模座上分別設置俗稱公、母模的模塊后，令第一夾模座及第二夾模座相互閉合鎖固(合模)后，即可進行射出充填及冷卻成型的程序。
在前述射出成型的過程中，由于熔膠注入公、母模塊的模穴時，高溫熔膠與冷的模穴腔壁接觸會形成薄的凝固層，而且靠近壁面上的熔膠溫度亦會降低，使得熔膠的流動速度在中心位置為最大，靠近腔壁的流速則幾近于零。
這種熔膠在公、母模塊的模穴內流速不一致的情形，如果在結構比較復雜的公、母模塊內就會形成亂流，使塑料件成品上容易出現水波紋以及結合線，再加上部份模穴內的空氣因來不及排出所形成的氣泡，使得成品上的外觀瑕疵更顯嚴重。
上述塑料成品上的外觀瑕疵對于許多廠商而言，是無可避免的缺陷，也因此許多廠商都會花費較高的二次加工費用，以噴漆或者是電鍍等種種方法將之去除。
但這種二次加工的方法除了增加制造成本之外，對于某些在外觀及尺寸要求甚為嚴格的產業亦無法適用。因此，如何能在塑料件由射出充填到冷卻成型的過程中，盡量避免上述水波紋、氣泡、以及結合線等外觀瑕疵的產生，就成為本案發明人研究的目標。
綜觀先前技術中，有一種利用增加模具溫度來消除結合線的方法被產業所運用。這種方法是在第一夾模座或第二夾模座上設置一電熱棒，并且利用高壓交流電來驅動電熱棒產生高熱，俾能對射出充填于模具內的熔膠施加高溫，使熔膠在公、母模塊的模穴內流速能夠盡量一致，避免產生亂流。
理論上，這種利用電熱棒加熱的方法固然可行，但其缺點是加熱速度非常慢(一般加熱到大200℃約需要一小時)，而且加熱時是對整個模具加熱，無法針對模具上的某些部位局部加熱，在實務上的效果非常有限；再加上射出完成后后至少要待模具冷卻到80℃左右時(一般也需要一小時)方能開模，使得這種加熱方法只用在某些特殊產品上，并未被普遍運用。
發明內容本發明之目的在于提供一種射出成型機加熱及冷卻系統，其是一種能對模具迅速加熱及冷卻的系統，主要是在射出成型機的鎖模單元內，設置加熱器及流體管道，讓固定在鎖模單元上的第一、二模塊(公、母模)在射出成型的過程中，能被迅速的加熱及冷卻，藉此以達到消除成品上的水波紋、氣泡、以及結合線等外觀瑕疵。
本發明是這樣實現的，該系統之鎖模單元是由可相互閉合鎖固或開啟的第一夾模座及第二夾模座所構成，其中第一夾模座內側面可供第一模塊固定，第二夾模座與第一夾模座的對應面設有第二模塊，第一、二夾模座相互鎖固時，令第一、二模塊閉合，使第一、二模塊之間的模穴空間供熔膠射入，其特征在于第二夾模座與第二模塊之間設有至少一加熱器，該加熱器在熔膠射入第一、二模塊之間的模穴空間時可產生高熱而透過第二模塊對熔膠加熱，以防止流動熔膠形成亂流，該加熱器在溶膠完成時停止加熱；第一夾模座內部設有流體管道，在加熱器停止加熱后可供冷卻流體輸入，使射出成型完成后的熔膠被快速冷卻定型。
上述第一夾模座實施時，外部設有管接頭連通于流體管道。第二夾模座內側面設有一嵌設固定第二模塊用的凹槽，背部則設有貫孔連通于凹槽。該加熱器概呈片狀設置于第二模塊的容置槽內，其兩側各設置有電源線，且電源線穿出第二夾模座之貫孔連接電源。除此，第二夾模座的凹槽與加熱器之間設置有一隔板，使加熱器產生的高溫能單向傳導至第二模塊。
本發明所能達成之功效如下1.當第一、二夾模座相互鎖固使第一、二模塊形成閉合狀態，且熔膠射入第一、二模塊之間的模穴空間時，透過電源線所提供之電源令加熱器瞬間產生高熱，可經過第二模塊的傳導而對模穴空間內的熔膠加熱，使進入第一、二模塊之模穴空間中的熔膠流速能夠盡量一致，以避免產生亂流，并藉此達到消除成品上的水波紋、氣泡、以及結合線等外觀瑕疵之目的。
2當射出成型完成并停止加熱器加熱后，藉由管接頭輸入冷卻流體進入第一夾模座內的流體管道，可使冷卻流體對第一夾模座上的第一模塊進行熱交換，以令第一、二模塊之模穴空間內的熔膠被迅速冷卻定型，藉此可大幅節省等待降溫的開模時間，以達到增加產能之目的。
3.加熱器可利用高電流低電壓的直流電來產生高熱，不但具有高安全性以及快速加熱的優點，還能針對模具的需求在不同部位多點加熱并控制溫度，以達到前述之目的。
4.流體管道內注入的冷卻流體可以為冷卻液，以達到快速冷卻之功能；而為了避免加熱時冷卻液造成漏電的危險，在開模時可輸入空氣將冷卻液排出，直到下一次加熱完成并停止電源供應后，再輸入冷卻液，以提高安全性。
圖1為本發明第一實施例之立體分解圖。
圖2為本發明第一實施例之結構示意圖。
圖3為本發明第一實施例合模時的示意圖。
圖4為本發明第二實施例之結構示意圖。
主要元件符號說明10........第一夾模座11........凹部 12........流體管道13........管接頭20........第一模塊 21........模穴空間30........第二夾模座31........凹槽 32........貫孔40........第二模塊 41........容置槽 50........加熱器51........電源線60........隔板 61........缺口具體實施方式如圖1、圖2所示，本發明射出成型機加熱及冷卻系統包括有一第一夾模座10、一第一模塊20、一第二夾模座30、一第二模塊40、一加熱器50以及一隔板60，其中該第一夾模座10內側面設有凹部11以供第一模塊20固定，內部設有圍繞在凹部11周圍的流體管道12，外部設有管接頭13連通于流體管道12，由管接頭13輸入冷卻流體進入流體管道12時，冷卻流體可對第一夾模座10上的第一模塊20進行熱交換。該第一模塊20外側面具有既定型狀之模穴空間21。實施時，流體管道12輸入的冷卻流體可以為冷卻液或高速氣流。
該第二夾模座30可相對于第一夾模座10位移，二者靠合時形成鎖固狀態(合模)，遠離時形成開啟狀態，第二夾模座30與第一夾模座10的相對應面設有一可容置第二模塊40的凹槽31，背部則設有貫孔32連通于凹槽31。
該第二模塊40嵌設固定在第二夾模座30的凹槽31內，當第一、二夾模座10、30相互靠合鎖固時，第二模塊40與第一模塊20形成閉合狀態，以封閉第一模塊20的模穴空間21；該第二模塊40之背部與第二夾模座30的相對應面設有容置槽41。
該加熱器50概呈片狀設置于第二模塊40的容置槽41內，其兩側各設置有電源線51，且電源線51穿出第二夾模座30之貫孔32連接電源，使加熱器50得以產生高熱而對第二模塊40加熱。實施時，加熱器50是以電阻抗原理產生高熱的加熱片，其電源則以高電流低電壓的直流電來使加熱器50瞬間產生高熱。
該隔板60設置于第二夾模座30的凹槽31與加熱器50之間，使加熱器50產生的高溫能單向傳導至第二模塊40。實施時，隔板60上相對于加熱器50的電源線51，設置有可供電源線51通過的缺口61。
如圖3所示，當第一、二夾模座10、30相互靠合鎖固，使第一、二模塊20、40形成閉合狀態，且熔膠(未顯示)射入第一、二模塊20、40之間成封閉狀態的模穴空間21時，加熱器50透過電源線51所提供之電源而瞬間產生高熱，可經過第二模塊40的傳導而對模穴空間21內的熔膠加熱，使進入第一、二模塊20、40之模穴空間21中的熔膠流速能夠盡量一致，以避免產生亂流，并藉此達到消除成品上的水波紋、氣泡、以及結合線等外觀瑕疵之目的。
當射出成型完成并停止加熱器50的電源供給后，藉由第一夾模座10上的管接頭13輸入冷卻流體進入流體管道12，可使冷卻流體對第一夾模座10上的第一模塊20進行熱交換；此時，由于第一夾模座10及第一模塊20均為導熱性良好的金屬所制，故可以快速將第一、二模塊20、40之模穴空間21內的熔膠迅速冷卻定型，藉此可大幅節省等待降溫的開模時間，以達到增加產能之目的。
上述加熱及冷卻時間經本案發明人試驗，將第二模塊40由室溫加熱至200℃僅需約10秒，而停止加熱后將第一模塊20降溫至可開模的80℃，亦只需約10秒的時間，相對于習知技術而言，可大幅縮短制程中所需的時間。
再者，第一夾模座10上的流體管道12內注入的冷卻流體如果是冷卻液時，為了避免加熱時冷卻液造成漏電的危險，在開模時可輸入高速氣流將冷卻液排出，直到下一次加熱完成并停止電源供應后，再輸入冷卻液，以提高安全性。
除此之外，前述利用高電流低電壓的直流電來產生高熱的加熱器50，不但具有高安全性以及快速加熱的優點，還能針對模具的需求在不同部位多點加熱并控制溫度，以達到前述之目的。例如圖4所示之實施例，第二模塊40上如果有不同區域需要局部加熱時，可將復數個加熱器50分別設置在第二模塊40的容置槽41內相對位置，令復數個加熱器50可以同時對第二模塊40上的不同區域予以局部加熱。本實施例中，復數個加熱器50上的電源線51、隔板60上供電源線51通過的缺口61、以及第二夾模座30上的貫孔32均為相同數量且位置相對應。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即局限本發明之專利范圍；舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含于本發明之專利范圍內，合予陳明。
權利要求
1.一種射出成型機加熱及冷卻系統，其鎖模單元是由可相互閉合鎖固或開啟的第一夾模座及第二夾模座所構成，其中第一夾模座內側面可供第一模塊固定，第二夾模座與第一夾模座的對應面設有第二模塊，第一、二夾模座相互鎖固時，令第一、二模塊閉合，使第一、二模塊之間的模穴空間供熔膠射入，其特征在于第二夾模座與第二模塊之間設有至少一加熱器，該加熱器在熔膠射入第一、二模塊之間的模穴空間時可產生高熱而透過第二模塊對熔膠加熱，以防止流動熔膠形成亂流，該加熱器在溶膠完成時停止加熱；第一夾模座內部設有流體管道，在加熱器停止加熱后可供冷卻流體輸入，使射出成型完成后的熔膠被快速冷卻定型。
2.根據權利要求1所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為第二夾模座內側面設有一凹槽以容置固定第二模塊。
3.根據權利要求2所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為第二夾模座之凹槽與加熱器之間設置有一隔板。
4.根據權利要求3所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為第二模塊之背部與第二夾模座的相對應面設有容置槽以容置加熱器及隔板。
5.根據權利要求4所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為加熱器上設有電源線，隔板上設置供電源線通過的缺口，且第二夾模座上具有貫孔供電源線穿出以連接電源。
6.根據權利要求1所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為加熱器為復數個分別設置在第二模塊背部的不同位置。
7.根據權利要求1所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為加熱器是以電阻抗原理產生高熱的加熱片。
8.根據權利要求7所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為加熱器之電源是以高電流低電壓的直流電來使加熱器瞬間產生高熱。
9.根據權利要求1所述之射出成型機加熱及冷卻系統，其特征為冷卻流體進一步包括有冷卻液及高速氣流，冷卻液將熔膠冷卻定型后，輸入高速氣流將冷卻液排出。
全文摘要
本發明涉及一種射出成型機加熱及冷卻系統，其鎖模單元是由可相互閉合鎖固或開啟的第一夾模座及第二夾模座所構成，第二夾模座與第二模塊之間設有至少一加熱器，第一夾模座內部設有流體管道。本發明是一種能對模具迅速加熱及冷卻的系統，藉此以達到消除成品上的水波紋、氣泡、翹曲以及結合線等外觀瑕疵之目的，并能節省開模時間以提高產能。
文檔編號B29C45/73GK101020355SQ20071002702
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月27日 優先權日2007年2月27日
發明者張智凱 申請人:張智凱