一種TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具的制作方法

本實用新型涉及鞋底模具領域，具體是涉及一種TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具。

背景技術：

TPU—是熱塑性聚氨酯彈性體的簡稱，是PU家族中的一種。由甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)等二異氰酸酯類分子和大分子多元醇、低分子多元醇(擴鏈劑)共同反應聚合而成的高分子材料。其顆粒外觀為本色(透明黃與不透明之間)和透明粒料兩大類。按化學組成可分為聚醚型和聚酯型兩大類。TPU具有各種優異的性能，如：綜合機械性能良好、抗微生物侵蝕性能優異、抗水解、耐油脂、耐低溫、耐熱、耐化學藥品性能良好，尤其耐磨性能十分突出，硬度范圍寬，撓曲性好。既有高硬度又有高彈性，是其它塑料與橡膠所沒有的[1]。同時其具有可再生等特性。

TPU發泡顆粒是將TPU原料通過物理或化學方法發泡而得到的具有穩定結構微孔材料，其直徑一般在5mm至7mm之間，泡沫材料具有其獨有的優勢:

1)耐沖擊載荷性能優良，泡沫塑料受到沖擊壓縮時，內部泡孔起到壓縮回彈的作用，消耗沖擊能量，因此有較好的緩沖減震功能；

2)密度小，比同種聚合物的密度小十多倍甚至幾十倍；

3)優良的隔熱性能，聚合物內部的泡孔內部為氣體，然而氣體的傳熱系數一般比聚合物的傳熱系數低，同時氣孔可防止空氣的對流，因此泡沫塑料有隔熱功能，但是泡沫塑料由于內部泡孔的存在，聚合物的壁會變得較薄，因此溫度過高有可能會使泡沫材料軟化；

4)優良的隔音效果，聚合物內部泡孔既能吸收聲波能量，又能消除聲波共振，因此能起到降低聲波共振的功能；

5)比強度較高，材料強度與材料相對密度的比值稱比強度，泡沫塑料的強度比原材料略微降低而密度卻大幅下降，因此通常泡沫塑料的比強度較大。

使用TPU制造鞋底，由于鞋底所需的厚度較大，一般對其的成型方式主要是注塑成型。注塑的功能是將TPU加工成所要求的制件，分成預塑、注射和機出三個階段的不連續過程。注射機分螺桿式和柱塞式兩種。一般用螺桿式注射機，因為它能夠提供均勻的速度、塑化和熔融。注塑的原理是TPU顆粒在塑料機的料筒中經過外部的加熱和螺桿的旋轉的剪切熱對其進行塑化成熔體后通過施加一定壓力，把熔體注射到具有一定形狀的型腔中經過冷卻得到想要的物品。注塑成型對溫度的要求很高，經常會出現局部紋裂等情況，并且成型時間較慢。同時注塑成型生產出的鞋底往往會產生大量的殘次品，主要是生產出的鞋底品色不足，不能達到原本想要的效果。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具。

(二)技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供了一種TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具，包括凹模、模蓋和頂出桿，所述凹模設有模腔，所述模腔底部設有兩個頂出孔和若干個氣眼，所述氣眼的直徑為0.8-1.2mm，所述兩個氣眼間距離不小于3mm，所述頂出桿插在所述頂出孔內，所述模蓋蓋在所述凹模上。

進一步，所述凹模上還設有氣室，所述氣室位于所述模腔下端，所述氣眼與所述氣室相連通，所述氣室上設有進氣孔和排水孔。

進一步，所述模蓋上設有若干個冷卻孔，所述冷卻孔的直徑為1.8-2.2mm，所述兩個冷卻孔間的距離為10-15mm。

進一步，所述頂出桿包括桿體和設置在桿體上端的圓臺。

(三)有益效果

本實用新型TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具塑化時間短、冷卻定型快、發泡材料內珠粒熔接良好、質量穩定、生產效率高，能夠實現機械化自動生產。

附圖說明

圖1為本實用新型TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具的結構示意圖；

圖2為本實用新型TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具中凹模的結構示意圖；

圖3為本實用新型TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具中頂出桿的結構示意圖。

其中，1為凹模，2為模蓋，3為頂出桿，4為氣室，5為鞋底，6為模蓋，7為模腔，8為頂出孔，9為氣眼，10為進氣孔，11為排水孔，12為桿體，13為圓臺。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

本實用新型的一種TPU發泡顆粒注塑成型鞋底模具中凹模的結構如圖1、圖2和圖3所示，包括凹模1、模蓋2、氣室4和頂出桿3，所述凹模1設有模腔7，鞋底5由模腔7成型，所述模腔7底部設有兩個頂出孔8和若干個氣眼9，所述頂出桿3插在所述頂出孔8內，所述模蓋2蓋在所述凹模1上，所述氣室4位于所述模腔7下端，所述氣眼9與所述氣室4相連通。

根據鞋底的形狀設計出凹模1的模腔7，由于發泡顆粒在通入高溫蒸汽后會有一定的膨脹度所以根據鞋底形狀設計所述模腔7的高度為15mm，其長度大約為220mm，寬度為60mm。因為模具內腔成不規則狀，所以很難通過設計標準得出模具的壁厚。由此列出了幾個模具的壁厚選擇，分別為6mm，8mm，10mm，12mm，14mm等5個尺寸，再通過實驗方法確定最優的壁厚。下面給出的是當模具最窄壁厚為10mm時，凹模1的整體長度為250mm，寬度為80mm，高度為25mm。

氣眼9選擇直徑為1.8-1.2mm，每隔3mm均勻的分布在所述模腔7的底部上，選擇氣眼9為1.8-1.2mm的原因是TPU發泡顆粒的直徑大約在5至7mm之間，當氣眼9為1.8-1.2mm時，原材料不會因氣孔過大而堵住氣眼9，影響通氣和脫模。同時1.8-1.2mm的氣眼9能夠很好地將蒸汽通入到模腔7。選擇間隔為3mm的好處是原材料能夠均勻的受熱，不會因為氣眼9間距過大而受熱不均，同時3mm是原材料直徑大小，過小會導致加工模具難度加大，工作量提高。

氣室4設計在凹模1下方，氣室4與所述模腔7的壁厚為10mm。整個氣室4為封閉式長方形形狀，其長度為240mm，寬度為60mm，高度為10mm。在氣室4下方挖出兩個孔，這兩個孔的作用是穿過頂出機構，這兩個孔的直徑隨頂出桿3的直徑而設定。在氣室4的一側設計一個排水孔11，排水孔11的作用是將模腔7內流下來的冷卻水排出氣室4外。在氣室4另一側開一進氣孔10，該進氣孔10的作用是將加熱后的蒸汽通入到氣室4中，再由氣眼9通入至模腔7。

模蓋2由鑄鋁成型，模蓋2的長度為250mm，寬度為100mm，厚度為15mm，模蓋2兩側有兩個凹形槽，槽的深度為5mm，槽的寬度為25mm，能夠將凹模1兩側包圍。凹形槽貫穿整個兩側，可以讓模蓋2在凹模1上來回移動。在模蓋2上開直徑為1.8-2.2mm的冷卻孔6，冷卻孔6的距離保證在10至15mm，讓冷卻孔6均勻的分布在模蓋2模腔的部分，開冷卻孔6是為了能夠通入冷卻水。讓冷卻水能夠均勻的流進模腔7內，使得塑件達到快速降溫的目的。

由于鞋底是一個不規則的長曲面形狀，所以設置了兩個頂出桿3，設計兩個頂出桿3的原因是為更好地脫模，如果只設計一個的話，可能導致卡模的現象，致使塑件無法順利的取出，從而影響了脫模的效率。所述頂出桿3包括桿體12和設置在桿體上端的圓臺13，圓臺13的設計是為了能夠頂住塑件，保證在塑件的融化壓強下頂出機構能夠穩定。不會上下移動。影響模具的形狀和成型。桿體12設計是為了能夠在頂出模具時，靈活的上下移動。圓臺13的上表面直徑為15mm，下面圓臺的直徑為10mm。圓臺13與氣室4的配合為過渡配合，確定其配合為H7/k6。通過查表孔的尺寸為φ10，下極限偏差為0.015，上極限偏差為0.015。軸的尺寸為φ10，下極限偏差為0.001，上極限偏差為0.01。

本實用新型的有益效果：塑化時間短、冷卻定型快、發泡材料內珠粒熔接良好、質量穩定、生產效率高，能夠實現機械化自動生產。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。