專利名稱：一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于高分子成形技術領域，涉及到一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置。所謂全域實時觀測是指可對材料熔體自進入澆口到充滿型腔的動態充型過程進行直接觀測，觀測范圍涵蓋了包括澆口及型腔在內的與成形有關的各個部位。
背景技術：
高分子材料的澆注成形是從金屬的澆鑄成形技術演變而來的一種成形方法，目前被廣泛用于酚醛樹脂、聚氨酯、聚乙烯醇、硅樹脂以及熱塑性橡膠等多種材料的成形。與注塑成形和模壓成形相比，澆注成形一般無需加壓，對模具的強度要求較低。所得制品大分子取向低，內應力小，質量均勻，且對成形制品尺寸的限制也較少。如今澆注成形技術已在國民經濟的多個領域中得到了廣泛應用，但是成形周期長及制品成形精度差等缺點仍嚴重制約澆注成形技術的發展。由于監測分析手段的缺乏，針對精密澆注成形尤其是尺寸接近或超過一米的大尺寸模塑制品的精密澆注成形技術的研究還非常欠缺。高分子材料成形加工是一門復雜的科學，長期以來大量學者利用數值模擬方法進行相關理論的研究，取得了豐富的學術成果。但是，由于數值模擬過程中對于高分子材料的物理、熱學以及其他性質的簡化，使得相關研究成果與實際結果存在一定的出入。可視化技術因其能如實反映材料熔體的動態充型過程而成為研究高分子材料成形加工技術的重要手段。可視化方法在發現成形過程中的某些未知現象，揭示成形缺陷的產生過程等方面有著不可替代的作用，近年來受到學術界的高度重視。目前，可視化技術已經在諸多高分子材料成形領域得到了廣泛的應用。按照其可視化窗口范圍的大小可以分為微尺度、常規尺度兩種。微尺度可視化方面，注塑成形中利用高速攝像機微距鏡頭對熔體流動前沿進行觀測， 發泡成形中則采用體式顯微鏡研究升溫速度對發泡過程的影響，這種方式結構較為復雜， 設備昂貴，成本較高。常規尺度可視化方面，以透明玻璃作為可視化窗口，對注塑、滾塑動態成形過程進行研究，該方法結構相對簡單，但成形過程壓力較大，玻璃必須選用較厚的石英玻璃或者鋼化玻璃；吹脹成形以全透明的玻璃模具為可視化手段，易于觀測，但高精度、復雜型面的玻璃制品加工成形較為困難。隨著國民經濟的快速發展，尤其是在軍事、航空航天、交通運輸等方面，對大尺寸精密模塑制品的應用以及相關的分析研究手段提出了越來越高的要求。但當前高分子材料可視化分析手段僅限于微尺度和常規尺度的注塑、滾塑、發泡等方面的分析和觀測，關于大尺度高分子材料澆注成形以及型腔尺度變化對高分子材料澆注成形特性的影響方面的觀測裝置和方法卻未見到報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置， 以填補目前大尺度澆注成形過程觀測分析手段的不足，促進澆注成形技術的發展。本發明的技術方案如下
—種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置，包括澆口板、前型腔擋板、底座、后型腔擋板、滑動擋塊、擋塊頂桿、玻璃板、玻璃壓塊、聚四氟墊塊和圓柱銷，采用凹槽式結構，將澆口板、前型腔擋板、后型腔擋板固定在底座上，與玻璃板、滑動擋塊構成型腔；玻璃板作為模具上蓋，形成可視化窗口，可視化范圍涵蓋了整個型腔，與可直接觀測的澆口及其他與成型有關部分構成了全域觀測窗口。將玻璃板安裝到由澆口板、前型腔擋板、 后型腔擋板和滑動擋塊構成的型腔板的內凹支撐面上，并保證玻璃厚度與臺階高度一致， 通過玻璃壓塊進行固定。為防止玻璃高溫受熱膨脹碎裂，水平方向上玻璃板與型腔板之間單側留有2mm的邊距；垂直方向上在玻璃壓塊和玻璃板之間放置聚四氟墊片，以緩沖壓力。該裝置的型腔長度通過滑動擋塊的位置變化進行調整，并采用相應規格的擋塊頂桿進行定位；先使用圓柱銷對擋塊頂桿進行定位，再用螺釘進行固定；該裝置型腔長度可以在 200-1000mm范圍內進行調整。本發明的效果和益處是在澆注成形方面，提供了一種大尺度的全域實時觀測裝置，以研究各種尺度下高分子材料的澆注成形過程。由于成形過程壓力較小，故該可視化窗口選用普通玻璃板，不僅通光性較好，且取材廣泛，成本較低。采用該裝置可以對不同長度模塑制品的澆注成形過程進行全域實時觀測，發現各種未知的成形現象，分析其產生機理； 探討工藝參數、制品長度、熔體流動過程等對制品收縮率的影響。綜上所述，本發明將進一步提高高分子材料澆注成形技術的研究水平，促進高分子澆注制品在軍事、航空航天、交通運輸等領域的應用和發展。
圖1是澆注成形過程全域實時觀測裝置的結構示意圖。圖2是澆注成形過程全域實時觀測裝置型腔長度調整示意圖。圖中1澆口板；2玻璃板；3滑動擋塊；4擋塊頂桿；5后型腔板；6底座；7前型腔板；8玻璃壓塊；9聚四氟墊塊；10圓柱銷。
具體實施例方式以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的最佳實施例。本實例用于聚氨酯彈性體JP85平板件的動態充填過程的可視化分析，型腔結構如圖2所示。制件為長方體平板，尺寸為LX 100X IOmm(L取200—1000)。圖中，虛線框內分為型腔區域。實施例步驟如下步驟1 根據圖2所示，按實驗需要選擇相應規格的擋塊頂桿。步驟2 清理裝置相關零部件，對型腔部分相關各面涂抹適量脫模劑。步驟3 根據圖1所示，裝配型腔部分零部件。將澆口板、前型腔板、后型腔板固定到底座上，使用內六角螺釘進行初定位；安裝滑動擋塊，使用擋塊頂桿對其進行定位；對擋塊頂桿先采用圓柱銷進行長度方向定位，再使用內六角螺釘固定。擰緊澆口板與前型腔板和后型腔板之間的螺釘，進而加固其他螺釘。步驟4 將可視化窗口按圖1所示進行裝配。將玻璃板安裝到型腔板的支撐臺位置，使用內六角螺釘通過玻璃壓塊、聚四氟墊塊進行定位，調整玻璃板位置，保證其與型腔板各邊留有2mm左右間距，擰緊螺釘。步驟5 對模具進行預熱，以達到指定模溫。步驟6 根據實驗需要，按一定比例分別取適量聚氨酯預聚體和擴鏈劑，加熱到指定溫度，進行混合、攪拌、真空脫泡，勻速澆注到型腔中。步驟7 采用攝像機對澆注過程進行記錄。步驟8 使用視頻及圖像處理軟件對實驗視頻和圖像進行處理，分析結果。
權利要求
1.一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置，包括澆口板(1)、前型腔擋板(5)、底座(6)、后型腔擋板(7)、滑動擋塊(3)、擋塊頂桿0)、玻璃板O)、玻璃壓塊 (8)、聚四氟墊塊(9)和圓柱銷(10)，其特征在于采用凹槽式結構，將澆口板(1)、前型腔擋板(5)、后型腔擋板(7)固定在底座(6)上，與玻璃板O)、滑動擋塊C3)構成型腔；玻璃板( 作為模具上蓋，形成可視化窗口，可視化范圍覆蓋了整個型腔，與可直接觀測的澆口及其他與成型有關部分構成了全域觀測窗口 ；將玻璃板( 安裝到由澆口板(1)、前型腔擋板(5)、后型腔擋板(7)和滑動擋塊C3)構成的型腔板的內凹支撐面上，并保證玻璃厚度與臺階高度一致，通過玻璃壓塊(8)進行固定；水平方向上玻璃板與型腔板之間單側留有2mm 的邊距；垂直方向上在玻璃壓塊(8)和玻璃板( 之間放置聚四氟墊塊(9)；滑動擋塊(3) 通過擋塊頂桿固定，圓柱銷(10)對擋塊頂桿(4)進行定位，再用螺釘進行固定。
2.一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置，其特征還在于滑動擋塊 (3)的位置變化調整型腔長度，擋塊頂桿(4)進行定位；該裝置型腔長度在200-1000mm范圍內進行調整。
全文摘要
一種尺度可調的高分子澆注成形過程全域實時觀測裝置，屬于高分子成形技術領域。該裝置包括底座、澆口板、前型腔板、后型腔板、滑動擋塊、擋塊頂桿、玻璃板、玻璃壓塊、聚四氟墊塊和圓柱銷。玻璃板安裝到由澆口板、前型腔擋板、后型腔擋板和滑動擋塊構成的型腔板的內凹支撐面上，通過壓塊進行固定；為防止玻璃碎裂，玻璃壓塊和玻璃板之間放置聚四氟墊塊。模具型腔長度可以通過滑動擋塊的位置進行調整，采用相應規格的擋塊頂桿進行定位。該模具可以應用于高分子材料澆注成型方面，對不同長度模塑制品的成型過程進行全域實時觀測，發現各種未知的成型現象，探討工藝參數、制品長度、熔體流動過程對制品收縮率的影響，以進一步提高高分子材料澆注成形技術的研究水平。
文檔編號G01C11/00GK102564402SQ20111045682
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者余子開, 姜開宇, 段飛, 王敏杰 申請人:大連理工大學