專利名稱：一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于塑料擠出成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種塑料多腔管微擠出流 動(dòng)平衡檢測裝置的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前，塑料多腔管尤其是醫(yī)用多腔介入導(dǎo)管具有尺寸微小、截面形狀復(fù)雜、 幾何精度高、衛(wèi)生指標(biāo)高、生化穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，是一種高技術(shù)含量、高附加 值的塑料微擠出成型制品。由于受擠出設(shè)備、擠出模具和配套生產(chǎn)工藝技術(shù)的 制約，塑料多腔介入導(dǎo)管價(jià)格昂貴，每支從幾十至幾百或上千美元，嚴(yán)重制約 了介入醫(yī)學(xué)技術(shù)的研究和臨床應(yīng)用。擠出模具是塑料多腔管微擠出成型的關(guān)鍵 設(shè)備，直接決定著成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。擠出模具設(shè)計(jì)要求塑料熔體在擠出流 道內(nèi)流動(dòng)必須平衡，否則導(dǎo)管將會(huì)出現(xiàn)內(nèi)筋開裂、壁厚不均、截面扭曲等缺陷。 因此，如何快速準(zhǔn)確地獲得流動(dòng)平衡的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，成為塑料多腔管微擠出 模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。
通常塑料多腔管微擠出模具設(shè)計(jì)主要采用以下兩種方法 一種方法是數(shù)值 模擬法，采用有限元分析軟件對(duì)塑料熔體擠出流動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)模 擬結(jié)果不斷修改流道結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于塑料熔體在微小流道內(nèi)的微尺度粘度特性、 壁面滑移邊界條件已不同于傳統(tǒng)宏觀擠出流動(dòng)過程，加之高聚物熔體的微流變 學(xué)、微流體力學(xué)、微傳熱學(xué)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的理論與技術(shù)本身的研究還不夠成 熟，再加上目前尚無微擠出流動(dòng)分析軟件而采用傳統(tǒng)宏觀擠出流動(dòng)分析軟件， 因此數(shù)值模擬結(jié)果是不準(zhǔn)確和不可靠的。另一種方法是試錯(cuò)法，就是依靠傳統(tǒng)
3宏觀擠出模具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)制造出微擠出模具，然后通過不斷的修模、試 模和反復(fù)調(diào)整，直到滿足要求為止。該方法設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率低下，浪費(fèi)大 量人力和物力，延長模具生產(chǎn)周期。所以，如果能夠快速準(zhǔn)確地獲得塑料多腔 管微擠出流動(dòng)平衡的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，將直接解決微擠出模具的設(shè)計(jì)難題，對(duì)推 動(dòng)塑料多腔管在介入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用都具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置，用于檢 測塑料多腔管擠出流動(dòng)狀態(tài)，獲得流動(dòng)平衡的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，測量結(jié)果可以直 接指導(dǎo)塑料多腔管微擠出模具的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置，包括連 接底座、分流錐、分流支架板、型芯、口模墊板、口模鑲塊、對(duì)中調(diào)整螺栓、 控溫儀、熱電偶和加熱圈。該檢測裝置采用組合鑲塊式結(jié)構(gòu)，連接底座和口模 墊板分別安裝在分流支架板的上面和下面，它們之間采用階梯式密封結(jié)構(gòu)。分 流錐安裝在分流支架板的上面；型芯安裝在分流支架板的下面，通過緊固螺釘 固定；口模鑲塊安裝在口模墊板的上面，口模鑲塊與型芯之間的同軸度通過對(duì) 中調(diào)整螺栓調(diào)節(jié)。熔融塑料熔體在壓力的作用下通過連接底座進(jìn)入分流支架板 和口模墊板形成的內(nèi)部型腔，然后通過分流和壓縮后，從口模鑲塊和型芯形成 的狹縫中擠出?？販貎x、熱電偶和加熱圈用于控制塑料熔體擠出過程中保持恒 定的溫度。該檢測裝置通過連接底座上的螺紋不僅可以安裝擠出機(jī)上，也可以 直接安裝在毛細(xì)管流變儀上。
根據(jù)制品冷卻成型后截面形狀尺寸測量結(jié)果，可以更換不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的分 流錐、型芯和口模鑲塊，獲得塑料制品截面形狀尺寸與流道結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的匹 配關(guān)系與變化規(guī)律。本發(fā)明的效果和益處是采用該裝置可以獲得塑料多腔管的截面形狀尺寸與流道腔結(jié)構(gòu)參數(shù)以及擠出工藝參數(shù)之間的匹配關(guān)系與變化規(guī)律，建立基于流動(dòng)平衡的塑料多腔管微擠出模具流道結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，降低模具設(shè)計(jì)和制造成本，減少試模和修模次數(shù)，縮短模具生產(chǎn)周期。同時(shí)，該裝置也擴(kuò)展了目前傳統(tǒng)毛細(xì)管流變儀的功能，從單一的塑料熔體流變特性測試功能擴(kuò)展到具有模具多腔流道流動(dòng)平衡檢測功能。另外，對(duì)于批量較小的塑料多腔管制品，也可以通過本裝置進(jìn)行小批量的試制和生產(chǎn)。綜上所述，本發(fā)明將一步提高塑料多腔管微擠出模具設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)其在介入醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
圖1是塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)多腔管截面圖。
圖中1連接底座；2分流錐；3分流支架板；4型芯；5對(duì)中調(diào)整螺栓；6 口模鑲塊；7 口模墊板；8控溫儀；9熱電偶；10加熱圈。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
檢測熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)在19(TC溫度時(shí)，擠出成型多腔管流動(dòng)平衡時(shí)的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，多腔管截面如圖2所示，實(shí)施例步驟如下步驟l
根據(jù)多腔管截面尺寸選擇一定結(jié)構(gòu)參數(shù)的分流錐、型芯和口模鑲塊，按照?qǐng)Dl所示進(jìn)行裝配，分流錐安裝在分流支架板的上面；型芯安裝在分流支架板的下面，通過緊固螺釘來固定；口模鑲塊安裝在口模墊板的上面。步驟2測量口模鑲塊與型芯之間的縫隙，通過不斷調(diào)節(jié)對(duì)中調(diào)整螺栓使得它們之 間的縫隙達(dá)到均勻，保證它們之間的同軸度。
步驟3
將該裝置通過連接底座上的螺紋與毛細(xì)管流變儀的料筒相連接。 步驟4
將流變儀料筒和本裝置加熱到設(shè)定溫度，向流變儀料筒中加入TPU塑料。 步驟5
將柱塞慢速下降，當(dāng)與塑料接觸時(shí)，柱塞停止；待塑料熔化后柱塞慢速下 降，當(dāng)壓力傳感器的顯示讀數(shù)較小時(shí)，柱塞停止。 步驟6
柱塞以設(shè)定的速度下降，塑料熔體從口模鑲塊與型芯之間的縫隙擠出，形 成的塑料型坯經(jīng)冷卻定型后，切割形成多腔管制品。 步驟7
采用連續(xù)變倍體顯微鏡對(duì)多腔管進(jìn)行截面形狀和尺寸進(jìn)行測量，根據(jù)要求 判斷成型的多腔管是否合格；如果截面符合要求，則本裝置的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)即 為該多腔管在設(shè)定的擠出工藝參數(shù)下流動(dòng)平衡的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)。 步驟8
如果多腔管出現(xiàn)壁厚不均、內(nèi)筋開裂、扭曲等現(xiàn)象，則不符合要求，說明 塑料熔體流動(dòng)不平衡，應(yīng)更換其它系列結(jié)構(gòu)參數(shù)的分流錐、型芯和口模鑲塊， 然后重復(fù)步驟1 7，直到擠出成型的多腔管截面形狀尺寸測量結(jié)果符合要求為止。
權(quán)利要求
1. 一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置，包括連接底座(1)、分流錐(2)、分流支架板(3)、型芯(4)、對(duì)中調(diào)整螺栓(5)、口模鑲塊(6)、口模墊板(7)、控溫儀(8)、熱電偶(9)和加熱圈(10)，其特征在于連接底座(1)和口模墊板(7)分別安裝在分流支架板(3)的上面和下面，采用階梯式密封結(jié)構(gòu)；分流錐(2)和型芯(4)分別安裝在分流支架板(3)的上下兩側(cè)；口模鑲塊(6)與型芯(4)的同軸度通過對(duì)中調(diào)整螺栓(5)調(diào)節(jié)；塑料熔體在擠出成型過程中保持檢測所需的溫度通過控溫儀(8)、熱電偶(9)和加熱圈(10)控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置，其特征 在于根據(jù)塑料熔體冷卻成型后截面形狀尺寸測量結(jié)果，更換不同的分流錐(2)、 型芯(4)和口模鑲塊(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑料多腔管微擠出流動(dòng)平衡檢測裝置，屬于塑料擠出成型技術(shù)領(lǐng)域。其特征是該檢測裝置包括連接底座、分流錐、分流支架板、型芯、口模墊板、口模鑲塊、對(duì)中調(diào)整螺栓、控溫儀、熱電偶和加熱圈。檢測裝置上的分流錐、型芯和口模鑲塊，根據(jù)塑料熔體冷卻成型后截面形狀尺寸測量結(jié)果進(jìn)行更換；口模鑲塊與型芯的同軸度通過安裝在口模墊板上的對(duì)中調(diào)整螺栓調(diào)節(jié)；控溫儀、熱電偶和加熱圈用于控制塑料熔體擠出成型過程中保持檢測所需的溫度。通過本發(fā)明直接獲得塑料熔體微擠出流動(dòng)平衡時(shí)多腔管截面形狀尺寸與流道結(jié)構(gòu)參數(shù)以及擠出工藝參數(shù)之間的匹配關(guān)系與變化規(guī)律，建立塑料多腔管微擠出模具設(shè)計(jì)理論。
文檔編號(hào)B29C47/92GK101462354SQ20091001002
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者宋滿倉, 王敏杰, 趙丹陽 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)