專利名稱：液態硅橡膠及熱塑性塑膠二次覆蓋成型系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及模具及注塑成型技術領域，尤其涉及一種二次覆蓋成型系統，特別是液態硅橡膠及熱塑性塑膠二次覆蓋成型系統。
背景技術：
二次覆蓋成型是指兩種塑膠材料在注塑機上注塑并分兩次成型，產品從一套模具中出模取出后，再放入另外一套模具中進行第二次注塑成型的技術。通常，兩種塑膠材料在兩臺注塑機上注塑,所以,一般這種模塑工藝通常由2套模具完成。由此帶來成本高及產率低的問題。并且，對于特定兩種材料進行二次覆蓋成型，則往往存在困難。例如，對于液體硅橡膠(Liquid Silicone Rubber,LSR)與熱塑性塑料(Thermoplastic),由于這兩種材料存 在物理及化學性能的差異，對它們進行二次覆蓋成型所使用的機器和工具非常復雜。對于熱塑性塑料，其原始形態是固態。在加工過程中，熱塑性塑料被注入料筒并設置在高于其熔點的溫度(例如，200-300°C)進行塑化和計量。然后，將熔化的熱塑性塑料注入處于較低溫度(例如，50-100°C)的模腔，熔化的塑料熔體逐漸固化形成產品。對于LSR，其原始形態是液態。LSR包括兩種成分，此處稱為成分A和成分B。為了凝固，必須將成分A和成分B在特定較高溫度(例如，140°C)進行混合。在加工過程中，將成分A和成分B在冷卻料筒內混合，并在一定溫度(例如，20°C)下計量和注入。然后，將LSR轉至熱模腔中使其凝固，LSR逐漸固化形成產品。也就是說，對于熱塑性塑料的加工過程，模具和機器之間通道的溫度較高而模腔的溫度較低；但是對于LSR的加工過程，正好與熱塑性塑料相反，即模具和機器之間通道的溫度較高而模腔的溫度較低。可見，為了對這樣兩種類型的材料進行二次覆蓋成型，需要特殊的硬件配置以及特定的設計，從而減小它們在模制過程中的熱量傳遞。因此，在同一個模具中對這樣的兩種材料進行二次成型是一項技術挑戰。
實用新型內容本實用新型提出了二次覆蓋成型系統，采用一個步驟即可實現二次成型，并減小兩種材料在模制過程中的熱量傳遞。為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的一種二次覆蓋成型系統，包括模具、轉臺、附加注入單元及第二材料處理單元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入單元將基礎材料注入所述第一型腔形成預成型件，所述轉臺將所述預成型件從第一型腔轉移至第二型腔，所述第二材料處理單元將第二材料注入第二型腔。其中，所述基礎材料初始為固態、所述第二材料初始為液態；所述第一型腔和所述第二型腔分別為溫度相對低和高的型腔。優選地，所述系統還包括水冷料筒和水流道系統，所述水冷料筒對送入第二型腔前的第二材料進行冷卻，所述水流道系統將冷卻后的第二材料提供給所述第二型腔。優選地，所述水冷料筒上設有冷卻套，所述冷卻套在內部包括螺旋水通道。優選地，在第一型腔和第二型腔之間設有絕熱盤。其中，所述基礎材料為熱塑性塑料，所述第二材料為液體硅橡膠LSR。優選地，所述系統還包括硅樹脂測量控制設備，用于對LSR兩種成分進行計量和抽取，并提供給所述第二材料處理單元，所述第二材料處理單元對LSR進行混合處理后，將混合的LSR注入所述第二型腔。本實用新型具有以下優點(I)高質量傳統上，在單個產品上實現兩種不同材料的組合是通過在由預模制基礎部件(預成型件)上再二次成型第二材料實現的，其中預模制基礎部件是在單獨的機器上預先加工而成的。通常，粘合性能并不理想。在本實用新型中，模具具有兩個型腔，在將基礎材料的預成型件從第一型腔轉移至地第二型腔后，將第二材料冷卻后注入第二型腔，使第二材料凝固包覆在預成型件上，形成最終的二次成型產品。通過本實用新型提供的一步二次覆蓋成型技術，粘合性能得到了改善。并且，通過模具絕熱配置的創新性設計，減小了在模具內部的加熱區域和冷卻區域之間的熱量傳遞，因此，加工過程變得更加穩定，且能生產出質量更高的產品。(2)低成本通過使用一步二次成型系統，可簡化產品加工過程，因此用于預成型件的運輸和存儲費用降低。另外，僅需一個二次覆蓋成型系統，而非需要兩個標準的注塑機。投資費用可進一步降低。(3)高產率采用該一步二次成型系統，LSR-熱塑性塑料二次覆蓋成型產品的加工過程可實現全自動。因此，提供了生產力。(4)潔凈制造健康保健和化學產品嚴格要求潔凈制造。由于一步二次覆蓋成型過程僅在單獨的生產區完成，可容易地控制生產環境，從而實現無污染生產。由此保證了醫學級別產品的生產。
圖I是本實用新型二次覆蓋成型系統示意圖；圖2a_2f是圖I所示二次覆蓋成型系統的操作過程示意圖；圖3a_3b是本實用新型二次覆蓋成型系統中模具的配置示意圖；圖4是本實用新型冷卻套示意圖。
具體實施方式
本實用新型以LSR和熱塑性塑料為例，提出了對兩種材料進行二次覆蓋成型的方案。不同于現有技術中的二次成型必須使用兩套模具采用兩個步驟完成，本實用新型僅需一套模具并采用一個步驟即可實現二次覆蓋成型，并且實現過程是全自動的。[0031]在本實用新型一個實施例中，模基礎設計可保證加工過程的適應性，從而系統既可用于生產LSR-熱塑性塑料二次覆蓋成型產品，也可用于生產純LSR產品。并且，二次覆蓋成型的創新性設計以及絕熱配置，可保證在模具內傳遞最小熱量。因而，采用本實用新型，可生產出具有優良二次覆蓋成型性能和良好表面質量的產品。LSR-熱塑性塑料二次成型系統包括用于處理LSR的LSR處理單元、用于處理熱塑性塑料的附加注入單元、用于二次成型制的轉臺以及用于將LSR注入二次成型系統的硅樹脂測量控制設備。參見圖1，為本實用新型一個實施例中的二次覆蓋成型系統示意圖。二次覆蓋成型系統主要包括硅樹脂測量控制設備I、混合閥2、靜態混合器3、水岐管4、夾送設備5、自動脫模設備6、模制加熱系統7、真空系統8、水冷料筒9、轉臺10以及附加注入單元11。其中，硅樹脂測量控制設備I主要用于對LSR的兩種成分(例如成分A和B)進行測量和抽取控制，并將抽取的LSR注入二次覆蓋成型系統。混合閥2、靜態混合器3和水岐管4 一并實現上述的LSR處理單元，主要用于將硅樹脂測量控制系統I注入二次成型系統的LSR進行 混合處理并注入二次成型模具內。附加熱塑性塑料注入單元11用于將熱塑性材料注入二次覆蓋成型模具內。圖I中的虛線表示信號線。下面對本實用新型提供的二次成型系統的工作過程進行詳細闡述。首先，通過附加注入單元11將基礎材料(例如，熱塑性塑料)注入二次成型模具的第一型腔。然后，基礎材料凝固成為預成型件。接著，打開模具并利用轉移機構(例如，轉臺10)將預成型件轉移至LSR 二次成型模具的第二型腔。關閉模具，等待從LSR處理單元注入LSR材料。與熱塑性塑料不同，LSR材料的原始形態為液態且包括兩種成分，例如表示為成分A和成分B。因此，需要使用硅樹脂測量控制設備I抽取液態硅樹脂。通過靜態混合器3將兩種成分混合在一起。將混合的LSR提供給水冷料筒9，然后，通過冷流道系統將混合的LSR提供給模具。通常，采用水岐管4實現冷卻料筒和冷流道系統。在此階段，LSR仍然處于液態，直至當LSR到達加熱模具型腔使其固化。通常，通過模制加熱系統7實現模具型腔的加熱。當LSR到達模具的第二型腔時，觸發真空系統8在型腔內部產生負壓，從而推動模制進程。逐漸地，LSR在預成型件上凝固，形成最終的產品。然后，開啟模具，通過自動脫模設備6附連的夾送設備5實現脫模。參考圖2a_2f，為圖I所示二次成型系統的操作過程示意圖。在圖2a中，通過附加注入單元將熱塑性塑料注入二次成型模具的第一型腔；在圖2b中，通過轉臺將預成型件轉移至第二型腔；在圖2c中，將LSR和熱塑性塑料同時分別注入第一型腔和第二型腔；在圖2d中，開啟模具，LSR-熱塑性塑料的二次成型出模；在圖2e中，通過轉臺將預成型件轉移至第二型腔；在圖2f中，循環操作。由于二次覆蓋成型模具涉及在加工時需要完全不同熱量條件的兩類不同材料，因此，本實用新型的二次成型系統包含一些特殊的設計。以熱塑性塑料和LSR為例，前者初始為固態，在料筒內要求高于200°C的溫度，然后為了凝固需要在模具內冷卻至100°C以下，而后者初始為液態，在料筒內要求約20°C的低溫，然后為了凝固需要在模具中被加熱至100°C以上。因此，在系統設計時必須考慮系統中的熱量傳遞。由于LSR在高溫下容易固化，因此在LSR注入機上新增了一些措施，從而將LSR保持在相對低的溫度。參考圖3a和圖3b，為二次成型系統中的模具的配置示意圖，其中，圖3a是模具兩部分分尚時的不意圖，圖3b是模具兩部分閉合時的不意圖。二次成型的模具配置包括高溫模槽12和低溫模槽13，例如分別為140°C和100°C。模具還包括兩個型腔。第一型腔17用于第一預成型件(基礎材料，例如熱塑性塑料)。該型腔的特點在于一個低溫壓盤14，該低溫壓盤14由冷卻元件(例如，冷卻器)冷卻，從而凝固基礎材料。除了具有用于盛裝第二材料(例如LSR)的額外空間外，第二型腔18與第一型腔17相似。第二型腔18的特點在于它是一個較高溫度的型腔，它被加熱元件(例如，筒形加熱器)加熱，用于固化LSR。在加熱腔室和冷卻腔室之間引入絕熱層，用于減小熱量傳遞，例如由絕熱盤15和空氣間隙構成絕熱層。并且，還引入冷流道系統16，保證LSR的固化僅發生在指定的模具腔室區域。對于水冷料筒9和模具之間的區域，通過特殊設計的冷流道系統16實現低溫。該 冷流道系統16使得LSR保持在相對低的溫度，從而減小該區域的熱量傳遞。對于模具，通過絕熱盤15實現絕熱。參考附圖3，絕熱盤15將冷卻區域從加熱區域隔離開，從而減小區域之間的熱量傳遞。參考圖4，為水冷料筒的冷卻套的示意圖。對于水冷料筒9，通過特殊設計的冷卻套19實現低溫。冷卻套19在內部包括螺旋水通道。該螺旋設計減小了水和料筒之間的接觸面積，因而使套中的水可最大限度地將LSR保持在低溫。本實用新型具有以下優點(I)高質量傳統上，在單個產品上實現兩種不同材料的組合是通過在由預模制基礎部件(預成型件)上再二次成型第二材料實現的，其中預模制基礎部件是在單獨的機器上預先加工而成的。通常，粘合性能并不理想。在本實用新型中，模具具有兩個型腔，在將基礎材料的預成型件從第一型腔轉移至地第二型腔后，將第二材料冷卻后注入第二型腔，使第二材料凝固包覆在預成型件上，形成最終的二次成型產品。通過本實用新型提供的一步二次成型技術，粘合性能得到了改善。并且，通過模具絕熱配置的創新性設計，減小了在模具內部的加熱區域和冷卻區域之間的熱量傳遞，因此，加工過程變得更加穩定，且能生產出質量更高的產品。⑵低成本通過使用一步二次覆蓋成型系統，可簡化產品加工過程，因此用于預成型件的運輸和存儲費用降低。另外，僅需一個二次覆蓋成型系統，而非需要兩個標準的注塑機。投資費用可進一步降低。(3)高產率采用該一步二次覆蓋成型系統，LSR-熱塑性塑料二次覆蓋成型產品的加工過程可實現全自動。因此，提供了生產力。(4)潔凈制造健康保健和化學產品嚴格要求潔凈制造。由于一步二次成型過程僅在單獨的生產區完成，可容易地控制生產環境，從而實現無污染生產。由此保證了醫學級別產品的生產。[0057]為了說明上的方便，上面的實施例以熱塑性材料作為基礎材料、LSR作為第二材料對本實用新型進行了說明。本領域技術人員可以理解，除這兩種材料之外，本實用新型還可對其它材料進行二次成型。另外，針對LSR包含兩種成分A和B的特性，二次成型系統包括硅樹脂測量控制設備和LSR處理單元，分別實現LSR測量和抽取以及混合和注入等，也即，硅樹脂測量控制設備和LSR處理單元是針對LSR這種材料特殊定制的，那么本領域人員可以理解，對于其它沒有這種特性的材料，可以簡化上述這兩個單元的功能，比如，對于僅有一種成分的第二材料，可省略硅樹脂測量控制設備并簡化處理單元的功能。上文中提供了對本實用新型的具體描述以用于進行闡述和說明。但并非要窮舉或者將本實用新型限于所公開的精確形式。根據以上教導，可實現很多修改和變型。上述實 施例被選取用于最佳地解釋本實用新型的原理及其實際應用，從而使得本領域技術人員能夠以不同的實施例并利用適于特定預期用途的不同變型來最佳地利用本實用新型。本實用新型的范圍要由所附權利要求來定義。
權利要求1.ー種二次覆蓋成型系統，其特征在于，包括模具、轉臺、附加注入単元及第ニ材料處理單元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入単元將基礎材料注入所述第一型腔形成預成型件，所述轉臺將所述預成型件從第一型腔轉移至第二型腔，所述第二材料處理單元將第二材料注入第二型腔。
2.根據權利要求I所述的二次覆蓋成型系統，其特征在于，所述基礎材料初始為固態、所述第二材料初始為液態；所述第一型腔和所述第二型腔分別為溫度相對低和高的型腔。
3.根據權利要求2所述的二次覆蓋成型系統，其特征在干，所述系統還包括水冷料筒和水流道系統，所述水冷料筒對送入第二型腔前的第二材料進行冷卻，所述水流道系統將冷卻后的第二材料提供給所述第二型腔。
4.根據權利要求3所述的二次覆蓋成型系統，其特征在于，所述水冷料筒上設有冷卻套，所述冷卻套在內部包括螺旋水通道。
5.根據權利要求2所述的二次覆蓋成型系統，其特征在于，在第一型腔和第二型腔之間設有絕熱盤。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的二次覆蓋成型系統，其特征在于，所述基礎材料為熱塑性塑料，所述第二材料為液體硅橡膠LSR。
7.根據權利要求6所述的二次覆蓋成型系統，其特征在于，所述系統還包括硅樹脂測量控制設備，用于對LSR兩種成分進行測量和抽取，并提供給所述第二材料處理單元，所述第二材料處理單元對LSR進行混合處理后，將混合的LSR注入所述第二型腔。
專利摘要本實用新型提供一種二次覆蓋成型系統，該系統包括模具、轉臺、附加注入單元及第二材料處理單元，其中，所述模具包括第一型腔和第二型腔，所述附加注入單元將基礎材料注入第一型腔形成預成型件，所述轉臺將所述預成型件轉移至第二型腔，所述第二材料處理單元將第二材料注入第二型腔。本實用新型提供的二次成型系統具有高質量、低成本及高產率等優點。
文檔編號B29C45/06GK202556666SQ20122012005
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者李國強, 孫國偉, 高耀祖 申請人:香港生產力促進局