[发明专利]一种超声振动辅助注塑成型的方法与装置

说明书

本发明公开了一种超声振动辅助注塑成型的方法与装置，涉及注塑成型领域，包括成型机构，注射机构和超声振动机构；在柱塞和液压装置之间设置超声振动机构，变幅杆放大超声振动振幅并传递给柱塞，柱塞再将振动传递给熔料，通过改变超声振动的频率、振幅、振动模式来适用于不同条件下的注塑成型，该方法和装置适用性广，提高了塑件质量，提高了熔融塑料在料筒、喷嘴和型腔中的流动速度，减少了注射时间，缩短了注塑成型周期，提高了塑件的合格率。

技术领域

本发明涉及注塑成型领域，特别涉及超声振动辅助注塑成型的方法与装置。

背景技术

注塑成型是通过注塑机将受热融化的塑胶由高压射入到模腔内，经过冷却、固化后，得到成形品的一种方法。注塑成型生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能制作形状复杂的塑件，注塑成型适用于大批量生产与形状复杂产品等成型加工领域。

超声辅助注塑直接成型金属闪光产品的装置及其成型方法(专利公开号CN104999633A)提出了在动模与推板固定板之间设置超声辅助注射装置，变幅杆的上端端面与塑料共混物熔体直接接触，通过超声波的空化效应与机械搅拌作用，可以促进各种闪光金属粉在塑料基体中的相互扩散，使之均匀化。超声作用可以改善金属粉与塑料共混物的流动性，降低加工温度。但是该装置与方法并未改善在注射机一侧所产生的缺陷，没有解决熔料在喷嘴和浇口处堵塞、熔料在料筒中的流动阻力较大等问题。

在注塑成型过程中，容易出现欠注现象，无法实现设计目标形状，即注射完成，模腔未完全充满；成形不足是由于熔融注塑树脂尚未完全充满模腔时就已冷却硬化而形成的缺陷，可能是注射压力或注射速度太低、排气效果不好导致的。凹陷(缩坑)是在成形品表面缺陷中最为常见的，它是由成形品热收缩引起体积变化，在壁厚部位形成的缺陷，可能是保压充填过程中注入的熔融塑料不能满足塑件的收缩体积，可以通过提高保压压力来解决，但是当在冲填过程完成后加以很高的保压压力，会在成形品内部形成残余应力，并引起毛刺的发生。此外，在注塑过程中经常会出现熔料堵塞喷嘴和浇口的现象，而且熔料中的气体也会对塑件质量产生较大的影响，虽然目前注塑成型工艺已经比较成熟，但是这些问题仍然存在，没有较好的解决办法。

本发明通过在常规的注塑机上设置超声振动机构，将超声振动传递给熔料，通过改变超声振动的频率、振幅、振动模式来适用于不同条件下的注塑成型，该方法和装置适用性广，显著提高熔融塑料在料筒、喷嘴和型腔中的流动速度，减少了注射时间，减少欠注、堵塞、毛刺和凹陷等缺陷的产生，缩短注塑成型周期，提高塑件的合格率。

发明内容

根据上述问题，本发明在注塑过程中加入超声振动进行辅助注塑成型，使熔融塑料在超声振动和柱塞推力的共同作用下，以很大的流速注入模具型腔中；减小了熔料和料筒之间的摩擦力，显著提高了熔融塑料在料筒、喷嘴和型腔中的流动速度，减少了注射时间，缩短了注塑成型周期，并在保压过程中用超声振动进行辅助填充，提高了制件的成型轮廓精度，提高了塑件的合格率。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

超声振动辅助注塑成型的方法，在常规的注塑机上设置超声振动机构，使超声振动机构的变幅杆与柱塞固定连接，换能器将电信号转换成机械振动并传递给变幅杆，变幅杆将振幅放大，并将超声振动传递给料筒内的熔融塑料；

通过调节超声振动的振幅、频率和振动模式，适用于不同条件下的注塑成型，包括如下步骤：

步骤S1：根据塑件的材料种类、尺寸、形状、厚度等选择超声振动频率，调节超声振动功率即调节超声振动振幅，通过更换换能器或变幅杆来产生合适的超声振动模式；调整注射机的注射温度、注射压力、注射速度、注射时间；

步骤S2：加热器对料筒进行加热，将粒状或粉状塑料原料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成粘流态熔体；