[发明专利]共注成型中制品参数超声在线测量方法

说明书

本发明公开了一种共注成型中制品参数超声在线测量方法，包括：(1)在垂直于塑料熔体流动方向上，向成型过程中的制品发射超声波，采集该超声波同一次反射回波LB和反射回波LS：反射回波LB为该超声波在模塑界面发生反射回波；反射回波LS为该超声波在塑塑界面发生的反射回波；(2)计算接收反射回波LB与反射回波LS之间的时间间隔Δt，得到塑料制品的表层壁厚h：(3)根据表层壁厚h计算得到塑料制品芯层长度。本发明具有以下优点：塑料制品各层壁厚和长度的测量不需要破坏制品，具有无损测量的优点，通过超声波信号得到各层壁厚和长度，不需要等制品制成后离线操作，可以进行实时在线的无损测量，操作简单，精度高。

技术领域

本发明涉及塑料成形技术，具体涉及一种共注成型中制品参数超声在线测量方法。

背景技术

共注成型工艺，又称夹心注塑成型或多层共注成型，是使用两个或者两个以上注射系统把不同种类的塑料熔体同时或者顺序注射进同一模具内的成型方法。随着人们环保意识的增强，以及注塑机械工业和自动控制技术水平的发展，共注塑工艺收到越来越多的重视，应用也越来越广泛。

共注成型中，表层、中间层壁厚是共注成型制品的两个重要参数。表层、中间层壁厚的精度影响着制品的品质，是共注成型技术的关键指标之一，有效控制表层、中间层壁厚是共注成型成熟的重要标准。目前，国内外众多学者已经针对共注成型制品表层、中间层壁厚的形成机理及壁厚的控制进行了大量的研究分析，研究表明同表层、中间层壁厚主要与表层、中间层熔体预注射量、延迟时间和芯层熔体压力等工艺参数有关。

目前表层、中间层壁厚都是通过离线的方式测量，将制品切开得到横截面来机械测量。这种方法的缺点是：(1)这种方法需要破坏制品，具有破坏性的；(2)需要进行大量次数的试制实验来调整工艺参数，以获得相对精确的表层、中间层壁厚，该方法耗时费力；(3)一旦更改模具或者注塑材料发生变化，则需要重新通过大量试验来调整工艺参数，该方法灵活性差。

而共注成型中注塑件的中间层和芯层的长度影响它的机械和力学性能，然而中间层和芯层材料通常被不透明的表层材料覆盖，因此无法通过光学方法测量，除非将注塑件截断测量，否则测量中间层和芯层长度十分的困难。

当前，一些发达国家的专家学者都在寻找一种经济有效的表层和中间层壁厚以及中间层和芯层长度测量方法，在这种竞争形势下，急需一种经济有效的检测手段来实时在线测量皮层厚度，以便实时调整工艺参数以优化制品的成型效果。

发明内容

如上所述，对于共注成型，表层、中间层壁厚及中间层和芯层长度的测量具有重要意义。针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成本低廉、使用方便、精度易控制、无损的用于共注成型中制品表层、中间层壁厚及中间层和芯层长度实时在线测量的方法。

为实现以上发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种共注成型中层壁厚及层长度超声在线测量方法，对应的制品自表层、中间层至芯层依次定义为第1～n层，其中n为大于等于2的正整数，第1～n层对应的塑料熔体为第1～n层塑料熔体，对第i层壁厚进行检测，其中i为1～n-1的正整数，包括如下步骤：

(1)在垂直于塑料熔体流动方向上，向成型过程中的制品发射超声波，采集该超声波同一次反射回波LB和反射回波LS：

其中：

反射回波LB为该超声波在第i层外界面发生的反射回波，当i＝1时，所述第i层外界面为第1层塑料熔体与模具内壁的界面；当i大于1时，所述第i层外界面为第i-1层塑料熔体与第i层塑料熔体的界面；

反射回波LS为该超声波在第i层内界面发生的反射回波，所述第i层内界面为第i层塑料熔体与第i+1层塑料熔体的界面；

(2)计算接收反射回波LB与反射回波LS之间的时间间隔Δt,得到塑料制品的第i层壁厚h：