[发明专利]用于挤出注射成型的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于挤出注射成型的方法和设备，并且具体地但并非排他地涉及这样的用于成型陶瓷制品的方法和设备。

背景技术

室温单/双螺杆挤出是用于制造陶瓷管和其它较大的中空部件的连续的、商业化制造工艺。起始原料是陶瓷粉末和水基粘合剂的混合物。该混合物随后通过挤出被形成为所需的形状。然后，挤出的部件被烘箱或者空气干燥，之后在900℃到1000℃下热去粘合剂。然后，经去粘合剂的部件在1400℃到1700℃的高温下烧结。

室温柱塞挤出仅仅用于批量的陶瓷管和其它较大的部件。该工艺除了成型过程之外与单/双螺杆挤出相同。在此工艺中，混合物首先被添加到挤出腔，然后排空空气。在排空之后，柱塞将材料从口模推挤出，以形成所需的形状。

但是，对于高精度、较大的并且复杂的构件，成品收率总是很低。因此，需要复杂和昂贵的二次加工。所有这些使得该工艺成为昂贵的制造工艺，尽管挤出被认为是就“生”(在干燥之前)部件成型而言是最廉价的制造工艺之一。

还没有商业化的使用粉末和聚合物粘合剂的混合物的高温陶瓷挤出工艺。

最新的商业化的高温陶瓷挤出是使用半固体高温陶瓷挤出工艺。在此工艺中，起始原料是低熔点玻璃与陶瓷粉末的混合物，并且挤出在高于600℃的温度下进行。

高温挤出可用于铝和其它金属以及合金。该方法是间歇方法，并且挤出力来自液压柱塞。温度高于500℃。

粉末注射成型利用给料的流动经由注射成型形成复杂形状。然后，将生部件去粘合剂，并且在高温下通过粒子扩散工艺烧结。

该工艺适于制造大量的具有复杂几何形状的小的金属、陶瓷和碳化物材料。

但是，对于诸如细陶瓷管之类的产品，该制造工艺既不能以低成本高成品率生产，也不能生产该特定的陶瓷管产品。

发明内容

根据本发明的第一优选方面，提供了一种用于利用材料在模具的腔中挤出注射成型制品的设备，所述设备包括能够有效连接到所述模具的挤出头，所述挤出头包括入口、有效连接到所述入口的出口通道和出口开口，所述出口开口处于所述出口通道的端部并且远离所述入口，所述出口通道的长度和横截面积使得所述材料在所述材料流动是单向的情况下沿其流过，并且使得所述材料在所述横截面积上具有基本均匀的压力的情况下通过所述出口开口流出。

所述出口开口的横截面积、尺寸和形状与所述腔的横截面积、尺寸和形状基本一致。

根据本发明的第二优选方面，提供了一种用于利用材料在模具的腔中挤出注射成型制品的设备，所述设备包括能够有效连接到所述模具的挤出头，所述挤出头包括入口、有效连接到所述入口的出口通道和出口开口，所述出口通道用于所述材料沿其通过的通道，所述出口开口的横截面积、尺寸和形状与所述腔的横截面积、尺寸和形状基本一致。

根据本发明的优选第三方面，提供了一种用于利用材料在模具的腔中挤出注射成型制品的方法，所述方法包括：

(a)将所述材料供料到有效连接到所述模具的挤出头，所述挤出头包括入口、有效连接到所述入口的出口通道和出口开口，所述出口开口处于所述出口通道的端部并且远离所述入口；

(b)利用致动器将所述材料推挤到所述出口通道中，以使得所述材料在所述材料流动是单向的情况下沿其流过，并且使得所述材料在所述出口通道的所述横截面积上具有基本均匀的压力的情况下通过所述出口开口流出。

对于上述所有方面，所述出口通道的横截面积、尺寸和形状可以与所述出口开口的相同。所述挤出头可以还包括中空内部，所述中空内部包括在所述材料进入所述出口通道之前用于所述材料的压力存储器。所述挤出头可以用于将所述材料注射到所述模腔中，以成型所述制品。在所述出口开口处可以没有喷嘴。所述制品的厚长比在1∶500的范围内，优选在1∶300(厚度比长度)的范围内。所述制品可以是陶瓷材料，所述材料包括至少一种聚合物粘合剂以及用于形成陶瓷材料的粉末，从而形成粘度范围在50-100Pa·s的糊料。所述挤出头可以还包括致动器，所述致动器是选自由螺杆致动器和凸轮构成的组的至少之一。所述模具可以利用夹板夹紧。所述夹板与所述模具可以是独立的，或者所述夹板与所述模具可以是一体的。所述夹板能够沿选自如下的方向的移动：平行于所述腔的纵轴，垂直于所述腔的纵轴，以及平行于所述腔的纵轴和垂直于所述腔的纵轴两者。

附图说明

为了使本发明可以得到充分的理解并易于实施，现在将以非示例性示例的方式仅仅描述本发明的优选实施例，描述是参照附图来进行的。

在附图中：

图1是第一优选实施例的透视图；