[发明专利]一种用于模内层压成型工艺的数控装备

说明书

技术领域

本发明属于先进制造技术设备领域，具体涉及一种用于模内层压成型工艺的数控装备。

背景技术

为了增强和/或改变产品的外观，提高柔软触感和质地，通常需要在坚硬形态的塑料制品外表面添加一覆盖薄层，如织物、毯层、布、人造革、真皮等。这对于提高车内的居室化设计、改善乘坐的舒适性、提高汽车档次具有明显效果，已被中高挡汽车广为采用。

传统的添加外覆盖层的工艺是先通过模具成型塑料件，再采用粘接剂将覆盖层黏附在塑料件的表面上。这种方法存在粘接剂的空气污染问题，由于粘接溶剂挥发严重，再加上汽车车内空间狭小，导致空气中的污染和异味严重。此外，这种成型后再黏附的方法还存在工序多、成本高、黏附不紧密等不足。

新近发展起来的模内层压成型技术是解决上述问题的有效途径。在模内层压成型工艺中，首先在模具型腔内嵌入织物、皮革等层压材料(覆盖层)，随后在嵌件的内侧注入塑料熔体，熔体在成型中与层压材料接触并熔合在一起，这样层压材料便牢固地附着在成型制品的表面，可以生产出由层压材料做表面装饰的塑料制品。

模内层压的概念及原型产品最先出现在1986年的德国国际塑胶展销会 上，20世纪90年代中期开始在欧洲取得工业应用，起初主要是以人造革为层压材料的一些简单汽车装饰件。目前模内层压技术在欧洲的应用已经比较普遍，层压材料也扩展到真皮、色彩鲜艳的布、个性化的地毯条等，产品已包括门内板、方向盘、仪表板、套形箱膝垫、后架、车顶盖和车箱衬垫等，并已不仅仅局限于汽车，开始拓宽到塑料家具、电器等领域。与常规模具相比，模内层压模具结构更加复杂，主要表现在：多级阀式热流道系统、倒装结构、多回路多方式冷却、复杂液压油路等。

模内层压工艺与传统的注射成型工艺有很大的不同，由于型腔表面覆盖了PVC皮、真皮、布或地毯条等，需要考虑更为复杂的因素，对注射压力、注射速率、注射料温等工艺参数的要求更加严格，也十分关键。主要体现在如下几个方面：

1)注射压力和注射速率控制：模内层压需要采用低压注射成型。注射中必须以较低的压力、较慢的速度稳定地注入模具(尤其是熔体开始进入模腔时)，以避免层压材料的损坏或滑移，而速度又不能过慢，以免熔体温度过低而不能顺利充填。

2)注射料温控制：在模内层压工艺中由于采用了较慢的注射速率和较大的浇口尺寸，充模所需要的热量几乎全部来自于塑化阶段。这与传统的注射成型工艺不同，在传统工艺中，有相当一部分的熔体热量来自于熔体的高速剪切生热。在模内层压中，料温过高，容易烫伤层压材料，料温过低，熔体流动性差，不利于充填。

3)顺序阀式浇口控制：常规模具在注射过程中所有的浇口都是全部打开的。模内层压则不同，由于层压材料表面粗糙，对熔体的流动产生很大的阻力，又是低压成型，因此很难象常规模具一样借助注射压力使熔体通过浇口迅速充 满模腔。所以模内层压通常需要设计多点热流道进料，以缩短流程和降低注射压力。若各浇口同时进料，两股熔体汇合会产生明显的熔接痕，影响产品强度和外观。因此，模内层压采用了顺序阀式浇口控制。顺序阀式浇口控制通过顺序地开关设在关键位置的阀式浇口来优化充模过程，通过浇口的顺序开关避免了熔体汇合，也就消除了熔接痕的形成。

正是基于模内层压模具及工艺的复杂性和特殊性，以及在成型过程中为了避免层压材料的损坏，需要采用专用的模内层压注射成型机。

但是现有的专用模内层压注射成型机存在两个缺点：一是专用的模内层压工艺注塑机成本昂贵，通常是普通注塑机的5～6倍甚至更高；二是对于模内层压成型模具大多数采用热流道技术，需要另外配有热流道加热装置才能实现这类模内层压模具的注塑生产。

而对于外表面添加一覆盖薄层的中高档的汽车塑料制品，如果采用现有的的专用模内层压注塑机，设备成本很高，不利于实际生产的需要。但是如果采用传统的加外覆盖层的工艺，生产出的制品不利于环保，而且还存在工序多、成本高、黏附不紧密等不足问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的专用模内层压注塑机成本高、需要另外配备热流道加热系统的缺陷，提供一种低成本、应用性更强的用于模内层压成型工艺的数控装备，使得结合该数控装备的应用能够在普通的注塑机上实现模内层压成型模具的注塑生产。