一種化學注塑微發泡系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種化學注塑微發泡系統，包括注射系統、發泡裝置和控制系統，注射系統包括料筒、設置于料筒上的料斗、設置于料筒內的螺桿、驅動螺桿轉動的馬達和用于加熱料筒內原料的加熱系統，所述注射系統還包括驅動馬達沿料筒的軸向運動的驅動機構和設置于料筒內的壓力傳感器，所述發泡裝置包括定模、對應定模設置的動模、設置于動模內的運動型芯和驅動運動型芯移動的型芯驅動機構，所述驅動機構、壓力傳感器和型芯驅動機構均分別與控制系統相連。以解決現有化學發泡注塑工藝中發泡過程和泡孔結構難以控制，發泡效果不理想等問題。本實用新型屬于塑料化學發泡領域。
【專利說明】
-種化學注塑微發泡系統
技術領域
[0001 ]本發明設及一種發泡系統，屬于塑料化學發泡領域。
【背景技術】
[0002] 發泡塑料與未發泡材料相比，密度可W降低5%~95%，從而降低原材料消耗和成 本，同時具有隔音隔熱性能好、吸收沖擊載荷、緩沖性能好、價格低廉等優點。運其中微孔發 泡塑料與普通發泡材料相比具有更加致密和均勻的泡孔結構，泡孔密度更高，所得制品的 綜合性能更加優異，表面質量更好，制品的收縮和翅曲更低，可W加工成薄壁制品，因此微 孔發泡材料是近期泡沫材料研究領域的熱點之一。目前微孔發泡的工藝主要集中于間歇蓋 壓發泡、模壓發泡、物理發泡注塑工藝和化學注塑發泡。間歇蓋壓法和模壓法雖然控制參數 少，比較容易控制泡孔尺寸，易于分析加工過程對結構與性能的影響，但其制備周期長，效 率低，僅適用于理論研究。物理發泡注塑工藝的設備復雜，投資較大，制造成本高，操作工藝 復雜，且所得制品的表面質量較差，同時相關核屯、技術已被國外專利所覆蓋。化學發泡注塑 工藝不僅成型周期短，生產效率高，能一次成型外形復雜和尺寸精確高的微孔發泡制品，而 且設備簡單，操作簡易，能直接采用常規注塑機進行生產。同時在化學發泡注塑工藝領域具 有廣泛的發展空間，獲得具有知識產權的核屯、技術對于打破國外技術的封鎖具有重要意 義。但化學發泡注塑工藝也具有發泡過程和泡孔結構難W控制等問題，現有化學發泡設備 和發泡方法的發泡效果不夠理想，因此開發一種新的化學發泡注塑系統就顯得比較重要。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于:提供一種化學注塑微發泡系統，W解決現有化學發泡注塑工 藝中發泡過程和泡孔結構難W控制，發泡效果不理想等問題。
[0004] 本發明擬采用運樣一種化學注塑微發泡系統，包括注射系統、發泡裝置和控制系 統，注射系統包括料筒、設置于料筒上的料斗、設置于料筒內的螺桿、驅動螺桿轉動的馬達 和用于加熱料筒內原料的加熱系統，所述注射系統還包括驅動馬達沿料筒的軸向運動的驅 動機構和設置于料筒內的壓力傳感器，所述發泡裝置包括定模、對應定模設置的動模、設置 于動模內的運動型忍、驅動運動型忍移動的型忍驅動機構和設置于定模或者動模內的溫度 傳感器，所述驅動機構、壓力傳感器和型忍驅動機構、溫度傳感器均分別與控制系統相連。
[0005] 作為一種優選結構，所述驅動機構包括沿料筒軸向設置的導軌和雙向液壓缸，馬 達設置于導軌上，雙向液壓缸用于驅動馬達沿導軌運動。
[0006] 由于運動型忍的移動距離非常短，一般只有幾個毫米，對運動精度的要求非常高， 為提高運動型忍的運動精度，所述型忍驅動機構包括連接桿、偏屯、輪、齒輪、齒條和液壓缸， 液壓缸用于驅動齒條沿其長度方向運動，齒輪設置于偏屯、輪的轉軸上，齒輪與齒條相曬合， 偏屯、輪上沿其圓周方向設置有導軌槽，連接桿的一端固定于運動型忍上，連接桿的另一端 設置有定位銷，定位銷滑動設置于偏屯、輪上的導軌槽內，采用該種結構能夠明顯提高運動 型忍的運動精度，效果相比現有的斜桿式控制機構有明顯提升。
[0007]型忍驅動機構還可采用如下結構，該結構原理與前述結構相同，屬于前述結構的 一種變形，所述型忍驅動機構包括連接桿、曲軸、齒輪、齒條和液壓缸，液壓缸用于驅動齒條 沿其長度方向運動，齒輪設置于曲軸上，齒輪與齒條相曬合，連接桿的一端固定于運動型忍 上，連接桿的另一端固定于曲軸中的軸徑上。
[000引壓缸還對應設置有電子尺，用于監測液壓缸移動距離，電子尺也與控制系統相連。
[0009] 料筒的前端設置有開關射嘴，開關射嘴與控制系統相連。
[0010] 上述化學注塑微發泡系統的發泡方法如下：
[0011] 控制系統通過對型忍驅動機構的控制W調整運動型忍至初始位置，控制動模向定 模移動至二者鎖緊為止，定模、動模及動模內的運動型忍之間形成型腔；
[0012] 關閉開關射嘴，由料斗向料筒內加入含有發泡劑的發泡原料，在加熱系統和螺桿 作用下烙融塑化，通過壓力傳感器監測料筒內螺桿頭部與開關射嘴之間的烙體壓力，并通 過控制系統控制驅動機構使馬達帶動螺桿沿料筒的軸向移動，為料筒前端的烙體提供壓 力，W調節料筒內的烙體壓力，使料筒內的烙體壓力保持在所需的壓力范圍內；
[0013] 打開開關射嘴，料筒內的烙體注入型腔內，使烙體充滿型腔，本發明采用的是滿注 的方式，現有工業化發泡材料注塑工藝均采用的是欠注方式，即型腔內并不注滿烙體，留有 一定的空間，發泡后烙體會自動填滿型腔，欠注方式所制得的制件發泡均勻度低，質量較 差，同時通過溫度傳感器監測型腔內的烙體溫度，然后，關閉料筒前端的開關射嘴W停止注 入，當型腔內的烙體溫度達到設定值時，通過控制系統控制型忍驅動機構使運動型忍瞬間 后移，此時，型腔內壓力瞬間降低，烙體發泡，最后冷卻成型，制得發泡成品。一方面由于釋 壓速度快烙體表面來不及發泡，另一方面由于模具表面溫度低于烙體內部溫度，導致靠近 模具表面的烙體的烙體強度較高，阻止了烙體表面的發泡，進而形成=明治結構的發泡樣 品，保證了良好的表面質量。最后動模向后運動，開模，將表面光滑、內部泡孔細小均勻的成 品取出。
[0014] 經測試，采用本發明化學發泡注塑系統制備的微發泡聚丙締 T30S標準樣條與前期 制備的對比樣條(采用申請號為201320876321.9的現有模具所制備的樣條)相比泡孔更細 小、泡孔密度更高、分布更均勻，泡孔結構參數測試結果如表1所示，泡孔形態如圖5和圖6所 /J、- 〇
[0015] 表1
[0016]
[0017]本發明與現有技術相比，主要優點是通過統一的控制系統集成化控制，使系統的 使用更為方便，能夠控制發泡空間和制件尺寸精度，且工藝簡單，對設備要求低，采用常規 注塑機進行簡單改裝即可進行生產，生產效率高，適宜用于標準樣條和薄壁制品的生產，該 方法制得的發泡制件的表面質量明顯優于現有化學發泡工藝制件、泡孔結構更加均勻致 密，適于推廣應用。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明的主視結構示意圖(料筒、定模及動模部分為剖視圖，下同）；
[0019] 圖2是發泡時本發明的主視結構示意圖；
[0020] 圖3是發泡結束后，退出動模時，本發明的主視結構示意圖；
[0021] 圖4是型忍驅動機構中采用曲軸替代偏屯、輪后的主視結構示意圖；
[0022] 圖5是采用本發明所述發泡系統所制備的微孔發泡聚丙締的泡孔形態圖；
[0023] 圖6是采用申請號為201320876321.9的現有模具所制備的微發泡聚丙締的泡孔形 態圖；
[0024] 其中，附圖標記5為發泡成型后的制件。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將參照附圖對本發明作進一 步地詳細描述，
[0026] 實施例：
[0027] 參照圖1、圖2和圖3,本實施例提供一種化學注塑微發泡系統，發泡系統包括注射 系統1、發泡裝置2(微發泡裝置)和控制系統3,注射系統1包括料筒11、設置于料筒11上的料 斗12、設置于料筒11內的螺桿13、驅動螺桿13轉動的馬達14和用于加熱料筒11內原料的加 熱系統18,所述注射系統1還包括驅動馬達14沿料筒11的軸向運動的驅動機構15和設置于 料筒11內的壓力傳感器16,所述發泡裝置2包括定模21、對應定模21設置的動模22、設置于 動模22內的運動型忍23、驅動運動型忍23移動的型忍驅動機構24和設置于定模21內的溫度 傳感器26,液壓缸245還對應設置有電子尺4,且料筒11的前端設置有開關射嘴17,所述驅動 機構15、壓力傳感器16、型忍驅動機構24、溫度傳感器26、電子尺4和開關射嘴17均分別與控 制系統3相連。
[00%]驅動機構15包括沿料筒11軸向設置的導軌151和雙向液壓缸152,馬達14設置于導 軌151上，雙向液壓缸152用于驅動馬達14沿導軌151運動。
[00巧]型忍驅動機構24包括連接桿241、偏屯、輪242、齒輪243、齒條244和液壓缸245,液壓 缸245用于驅動齒條244沿其長度方向運動，齒輪243設置于偏屯、輪242的轉軸上，齒輪243與 齒條244相曬合，偏屯、輪242上沿其圓周方向設置有導軌槽246,連接桿241的一端固定于運 動型忍23上，連接桿241的另一端設置有定位銷247,定位銷247滑動設置于偏屯、輪242上的 導軌槽246內，采用該種結構能夠明顯提高運動型忍23的運動精度，效果相比現有的斜桿式 控制機構有明顯提升。
[0030] 上述化學注塑微發泡系統的發泡方法如下：
[0031] 控制系統3通過對型忍驅動機構24的控制W調整運動型忍23至初始位置，控制動 模22向定模21移動至二者鎖緊為止，定模21、動模22及動模22內的運動型忍23之間形成型 腔25;
[0032] 關閉開關射嘴17,由料斗12向料筒11內加入含有發泡劑的發泡原料，在加熱系統 18和螺桿13作用下烙融塑化，，通過壓力傳感器16監測料筒11內螺桿13頭部與開關射嘴17 之間的烙體壓力，并通過控制系統3控制驅動機構15使馬達14帶動螺桿13沿料筒11的軸向 移動，為料筒11前端的烙體提供壓力，w調節料筒11內的烙體壓力，使料筒11內的烙體壓力 保持在所需的壓力范圍內；
[0033]打開開關射嘴17,料筒11內的烙體注入型腔25內，使烙體充滿型腔25,然后，關閉 開關射嘴17W停止注入，當型腔25內的烙體溫度達到設定值時，通過控制系統3控制型忍驅 動機構24使運動型忍23瞬間后移，此時，型腔25內壓力瞬間降低，烙體開始發泡，冷卻成型， 即制得發泡成品，最后動模22向后運動，開模，將表面光滑、內部泡孔細小均勻的成品取出。
【主權項】
1. 一種化學注塑微發泡系統，包括注射系統（1)、發泡裝置(2)和控制系統（3)，注射系 統（1)包括料筒（11)、設置于料筒（11)上的料斗（12)、設置于料筒（11)內的螺桿（13)、驅動 螺桿（13)轉動的馬達（14)和用于加熱料筒（11)內原料的加熱系統（18)，其特征在于:所述 注射系統（1)還包括驅動馬達（14)沿料筒（11)的軸向運動的驅動機構（15)和設置于料筒 (11)內的壓力傳感器（16)，所述發泡裝置（2)包括定模（21)、對應定模（21)設置的動模 (22 )、設置于動模(22 )內的運動型芯（23 )、驅動運動型芯（23 )移動的型芯驅動機構（24 )和 設置于定模(21)或者動模(22)內的溫度傳感器(26)，所述驅動機構（15)、壓力傳感器（16) 和型芯驅動機構(24)、溫度傳感器(26)均分別與控制系統(3)相連。2. 根據權利要求1所述一種化學注塑微發泡系統，其特征在于:驅動機構（15)包括沿料 筒（11)軸向設置的導軌（151)和雙向液壓缸(152)，馬達(14)設置于導軌（151)上，雙向液壓 缸(152)用于驅動馬達(14)沿導軌（151)運動。3. 根據權利要求1或2所述一種化學注塑微發泡系統，其特征在于:所述型芯驅動機構 (24)包括連接桿（241)、偏心輪（242)、齒輪（243)、齒條（244)和液壓缸（245)，液壓缸（245) 用于驅動齒條（244)沿其長度方向運動，齒輪（243)設置于偏心輪（242)的轉軸上，齒輪 (243) 與齒條(244)相嚙合，偏心輪(242)上沿其圓周方向設置有導軌槽(246)，連接桿(241) 的一端固定于運動型芯(23)上，連接桿(241)的另一端設置有定位銷(247)，定位銷(247)滑 動設置于偏心輪(242)上的導軌槽(246)內。4. 根據權利要求1或2所述一種化學注塑微發泡系統，其特征在于:所述型芯驅動機構 (24)包括連接桿（241)、曲軸（248)、齒輪(243)、齒條(244)和液壓缸(245)，液壓缸(245)用 于驅動齒條（244)沿其長度方向運動，齒輪（243)設置于曲軸（248)上，齒輪（243)與齒條 (244) 相嚙合，連接桿(241)的一端固定于運動型芯(23)上，連接桿(241)的另一端固定于曲 軸(248)中的軸徑(249)上。5. 根據權利要求4所述一種化學注塑微發泡系統，其特征在于:所述液壓缸(245)還對 應設置有電子尺(4)，電子尺(4)也與控制系統(3)相連。6. 根據權利要求1所述一種化學注塑微發泡系統，其特征在于:所述料筒（11)的前端設 置有開關射嘴(17)，開關射嘴(17)與控制系統(3)相連。
【文檔編號】B29C44/60GK205572855SQ201620052272
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月20日
【發明人】張翔, 蔣團輝, 龔維, 張純, 朱建華, 王醴均, 何力
【申請人】貴州省材料產業技術研究院