[实用新型]用于模制塑料部件的模塑系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及塑料部件的模制领域，特别是对机动车的大尺寸热塑性材料部件的模塑系统。

背景技术

在汽车制造业，为降低总体重量、节省油耗，越来越多的部件采用塑料材料制成，包括各种大尺寸外观部件和结构部件。塑料部件的另一个优势是它们通过模塑制成，尺寸精确，可以具有复杂的形状，成型工艺也较金属部件简单。

为了在模制过程中冷却模制部件使其成型，模具内部通常需要设置冷却装置，例如位于模制表面附近并通有冷却流体(如水)的热交换回路。热交换回路由模具内部设置的槽及槽端部或中部设置的塞子来限定。为了精确控制模具的温度，热交换回路还配备有热调控器，其包括向热交换回路供给冷却流体的泵以及调控温度所需的温度传感器、冷却系统和控制系统等装置。

而机动车部件的体积通常较大，模具的尺寸也相应较大，如果只设置一个热交换回路，则冷却流体在其中流动过程中将快速升温，对热交换回路的后半段的冷却效果大大降低。这样，模制过程中部件各处的温度就不是均一的，由此导致部件的局部变形或不均匀等成型问题。因此，在大尺寸模具中，通常设置多个热交换回路，每个热交换回路由一个独立的热调控器供给(泵送)和调控温度。

然而，热调控器的价格昂贵(几十到几百万元不等)，耗电量很大(通常在20到90千瓦)，且占地大，考虑到成本，经常不得已减少热交换回路和热调控器的数量，而选择牺牲模制部件的一部分精确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种性价比高且节能的模塑系统，同时尽可能的保证部件在模制期间的同步的温度变化以及由此带来的精确性。

为此，本实用新型的一个对象是一种用于模制塑料部件的模塑系统，包括模具和至少一个热调控器，至少一个热交换回路至少部分地集成在所述模具中，每个热调控器供给一个所述热交换回路，其特征在于，所述模塑系统还包括至少一个位于模具外部的热交换器，所述热交换器中设置有二级通路，所述二级通路构成所述热交换回路的一部分。

术语“热调控器”应理解为热交换回路的供给和调控设备，并为此包括泵、对热交换流体的温度调节装置、温度控制系统等装置，其能够将预定温度的热交换流体泵送到热交换回路的入口并使其在热交换回路中流通、接收从热交换回路的出口流出的温度已经改变的热交换流体，再将热交换流体冷却或加热至预定温度重新泵送入热交换回路，以完成热交换流体的循环。而所谓“热交换器”则不具备供给热交换回路的功能(即不能为热交换流体提供动力)，也不能精确控制热交换流体的温度。

术语“热交换回路”应理解为热交换流体的通道，一般位于模制表面附近并至少部分地由设置在模具内部的槽构成。热交换流体通常是液体，例如是水。模具可以包括多个热交换回路，每个热交换回路分别由一个独立的热调控器来供给和调控温度，即热交换回路与热调控器一一对应。当然，多个热调控器也可以集成为一个热调控系统，例如共用相同的温度控制系统。

根据本实用新型，每个热交换回路中还设置有一个或多个位于模具外部的热交换器，热交换器中的二级通路构成热交换回路的一部分。由此，热交换回路中的热交换流体沿着二级通路在模具外部绕行一段再回到模具内部，以热交换器用作冷却热交换流体为例，则模具外部的温度低于模具内部，热交换流体得以在二级通路中被冷却，使得回到模具内部的流体温度降低，而不至于过快地升高而导致模制部件的不均匀降温。同时，热交换器与热调控器不同，无需复杂的功能和装置，只包括最简单的通路即可达到降温目的，因而成本低廉许多。当然，热交换器也可以用于加热热交换流体，同理也能够以简单的方式实现对热交换流体的温度调节，延缓其冷却。

按本实用新型的模塑系统也可以单独或结合地包含下述技术特征中的一个或多个：

-所述热交换器由带褶裥的箱体构成。褶裥的作用是增加第二通路的壁与空气的接触面积，从而提高热交换效率。

-所述箱体的周围设有散热器。散热器由导热性良好的材料制成，导热性能要好于空气，因此更有利于提高热交换效率。

-所述热交换器由导热性良好的材料制成，例如铝或铜。所谓导热性良好，此处指材料的导热系数大于200W/m·K。

-所述热交换器通过3D打印工艺制成。实践中，热交换器中的二级通路经由热力学计算而设计，其形状较为精确和复杂。通过3D打印工艺(如DMLS，即激光直接结烧金属粉)，可以最大程度地实现复杂的二级通路、优化热交换流体的流量，且没有泄露的风险。当然，如果情况允许，也可以采用传统的金属锻造等工艺加工热交换器。