[实用新型]一种无止逆环的多轴体积脉动注射成型装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种注射成型，特别是涉及一种塑料共混改性材料及长纤维在线配混材料注射成型装置，属于高分子材料成型加工设备领域。

背景技术

注射成型具有生产效率高、适应性强、用途广等优点，几乎适合于所有热塑性塑料及其复合体系的成型加工。根据注塑成型设备的组成及结构原理，目前的注射成型设备主要分为螺杆柱塞式与往复螺杆式两种类型。

往复螺杆式注射机采用单螺杆塑化系统，一般来说塑化系统的螺杆及料筒长径比相对挤出机的较小，而且往复螺杆式注射机塑化计量过程中螺杆边旋转边后退，螺杆有效长度缩短，因此往复螺杆式注射机的混合效果较差，难以实现塑料共混改性材料及长纤维在线配混物料的注射成型。因而为了满足功能化注塑制品的质量要求，通常需要采用“先配混造粒，再注射成型”的两步法成型方法与工艺，这种成型工艺造成物料经历的热机械历程长、能耗高、物料易降解及热分解、制品性能提高困难等问题。

螺杆柱塞式注射机的螺杆料筒塑化系统只需要负责物料的塑化，成型过程中螺杆的有效长度不变，在一定程度上提高了混合效果，改善了制品质量；采用双螺杆塑化系统可以进一步提高塑化混合效果，有利于通过“一步法”实现塑料共混改性材料及长纤维在线配混物料的注射成型。螺杆柱塞式注射机在一定程度上提高了混合效果，优化了制品的性能，但成型过程中塑化计量与注射充模阶段熔体的流动方向相反，这种物料流动方式会造成先塑化完成的物料被推往注射腔的后部，后塑化完成的物料位于注射腔的前部，从而造成成型过程中物料的“先进后出”，停留时间分布不均匀等不足。先进入注射腔的物料在注射腔的停留时间长，容易引起物料过度受热而造成物料的热降解及热分解，而后进入注射腔的物料有可能因为受热时间短、塑化不充分造成制品质量缺陷。

为了满足注塑制品高质量的要求，外场辅助动态塑化注射成型加工是提高注塑制品质量常用的方法。专利号为96108387.5的中国发明专利“电磁式聚合物动态注射成型方法及装置”采用电磁能量转换的方式实现了注射螺杆的轴向脉动，有效缩短了注射成型周期，提高了注塑制品质量；专利号为200510033386.7的中国发明专利“注射机螺杆轴向脉动位移方法及装置”采用液压激振为驱动动力的运动机构的方法实现注射螺杆的轴向脉动，从而产生脉动变化的注射压力提高了对物料的适应性及制品质量；专利号为200510032625.7的中国发明专利“多螺杆振动力场诱导塑化混炼挤出方法及设备”通过在一字型排列的三螺杆中央主螺杆上叠加机械振动，中央主螺杆在振动力的作用下做轴向脉动，实现中央主螺杆及两侧副螺杆轴向齿间啮合间隙周期性变化，实现强制塑化混炼，再结合柱塞式注射装置，实现动态塑化注射成型。

上述方法在一定程度上提高了制品性能与注射成型效率，但无论是往复螺杆式注射机采用的螺杆式注射装置还是螺杆柱塞式注射机采用的柱塞式注射装置，在熔融塑化、计量、充模及保压阶段由于流道的阻力等易引起熔体倒流，因而需要采用止逆螺杆头或其它止逆装置以防止熔体的倒流。止逆螺杆头或其它止逆装置一方面使得设备结构复杂，加工制造成本增加；另一方面止逆装置会导致流道中形成死角，压力损失及能耗增加，同时会因为强剪切而造成材料的降解及热分解，降低制品性能。同时由于注射装置中止逆环的存在，熔体通过止逆环与止逆环座所形成的微小间隙压力损耗严重。外场辅助注射成型所产生的振动能量通过止逆装置时将快速衰减，严重制约了脉动压力诱导注射成型加工工艺对注射制品性能的提高程度，限制了动态注射成型加工工艺的应用范围。

由此可见,针对目前塑料改性材料及长纤维增强材料注塑成型方法及设备存在的不足,开发一种具有能耗低、热机械历程短、对物料适应性广、分散混合效果好等特点的无止逆环的体积脉动注射成型方法与装置对聚合物成型加工具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服目前常用的注射机塑化混合效果差、物料停留时间分布不均匀、需要采用结构复杂的止逆装置等不足，提供一种加工制造成本低，塑料改性材料及长纤维在线配混效果好，能耗低的无止逆环的材料的体积脉动注射成型装置。

为实现本实用新型目的，采用如下技术方案：