[发明专利]注射组件

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及到(例如，但不限于)一种注射装置、一种注射组件和/或一种注射成型系统。

背景技术

1851年，亚历山大·帕克斯(Alexander Parkes)在英国发明了第一颗人造塑料。1862年，他在英国举办的国际展览会上展示了这种材料，并称之为硝化纤维素塑料(Parkesine)。采用纤维素制备的硝化纤维素塑料可被加热和模制，而且在冷却时能保持其形状。然而，这种材料的生产成本太高，而且容易破裂和易燃。1868年，美国发明家约翰·韦斯利·海厄特(John Wesley Hyatt)发明了一种塑性材料并称之为赛璐珞(Celluloid)，这种材料改善了帕克斯的发明，可被加工为成品形状。1872年，海厄特取得第一个注射成型机的专利权。该注射成型机仿佛就像一个巨大的皮下注射器针头，通过使用一柱塞将塑性材料经由一加热的圆筒注入到一模具中。20世纪40年代，此产业获得迅速的发展，因为第二次世界大战的缘故，需要大批量生产廉价的产品。1946年，美国发明家詹姆斯·沃森·亨德利(James Watson Hendry)建造了世界上第一台螺杆式注射机，该机允许注射工序之前的物料混合，这样就可以将彩色或再生塑料加入到纯净物料中以及在注射之前进行彻底的物料混合。20世纪70年代，亨德利进一步发明了世界上第一个气辅注射成型工序。

注射成型机由一料斗、一注射活塞或螺旋式柱塞以及一加热装置组成。它们亦被称为压力机或冲床，在固定的模具中形成各种模制品。压力机按吨位进行分类，其中吨位表示该机器可施加的合模力的数值。此合模力在注射过程中可保持模具的关闭。吨位的范围较大，可小于5吨，亦可高达6000吨；在一些生产制造工序中，所需的吨位可能更高。所需的总合模力由模制品的投影面积所决定，等于投影面积中每平方英寸所需的合模力(2-8吨)乘以该投影面积。根据经验，每平方英寸4-5吨的合模力适合大部分模制品。如果塑性材料太硬，需要更大的注射压力来填满模具，从而需要更高的合模吨位使模具保持关闭。所需的合模力亦可以由所用的材料和模制品的尺寸决定，模制品的尺寸越大，所需的合模力越大。在注射成型工序中，粒状塑料在重力的作用下从一料斗加入到一加热的机筒中。随着颗粒被一螺旋式柱塞慢慢地向前推进，塑料被压迫进入一加热的腔，然后在该腔中熔融。随着该柱塞进一步向前推进，熔融的塑料被压迫通过一个紧靠模具的喷嘴，使熔融的塑料经由一浇口和流道系统进入模腔。因为模具保持冷却，所以塑料几乎在被注入的同时开始固化。模具组件是一种术语，用来描述生产塑料件的成型工具。模具组件可用于批量生产成千上万个模制品。模具通常用硬化钢等材料制成。热流道系统和模具组件皆用于成型系统，生产塑料制品。作为成型系统的工具，热流道系统和模具组件可单独出售和提供。

成型是一个使用成型系统将造型材料[例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚丙烯(PP)]制成模制品的过程。成型工序(例如注射成型工序)可用于生产各种模制品。例如，可以用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料制造模制品，这种模制品属于预成型件，可进一步吹制成饮料瓶等容器。

典型的注射成型系统包括一注射装置、一合模组件以及一模具组件。这种注射装置可以是往复式螺杆注射机或二级式注射机。在往复式螺杆注射机中，原材料(例如PET粒料)通过一料斗注入，该料斗同时为一塑化螺杆的输入端供料。该塑化螺杆被密封在一机筒里面，该机筒通过机筒加热器进行加热。螺杆的螺旋形行程(或其它方式的行程)使原材料沿着该螺杆的一操纵轴进行传输。通常，随着螺杆的操纵轴朝输入端的反方向运动，该螺杆的齿根直径会相应地递加。

当原材料沿着螺杆被传输时，原材料在螺杆、螺杆中心轴和机筒的内表面之间被剪切。原材料同时经受上述机筒加热器发出的和通过上述该机筒传导的热量。当剪切水平随着齿根直径的增加而增加，原材料逐渐地变为大致均质的熔料。当熔料在螺杆的一出料端累积到所需的量，该螺杆将被压迫朝着远离其输入端的方向前进，以至使所需量的熔料注入到一个或多个模腔。因此，可以说螺杆在这种往复式注射装置中具有两个功能，即：(i)将原材料塑化成大致为均质的熔料；以及(ii)将该大致为均质的熔料注入到一个或多个模腔。

除了塑化和注射工序分开，二级式注射装置大致类似于上述往复式注射装置。更具体地说，设在压出机机筒中的一压出机螺杆负责塑化功能。当熔料累积到所需的量时，熔料被传送到一喷注坩埚，该一注射柱塞带有一注射柱塞，负责注射功能。