[发明专利]一种带冷却喷嘴的超高速注塑机

说明书

本发明公开一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分。注射喷嘴的连接方式与常规喷嘴相同，即喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的位置通过螺纹连接。其注射喷嘴内部冷却部分主要由喷嘴头、喷嘴壳体、前密封环、隔热内筒体、后密封环、隔热外筒体、密封圈、镀有石墨烯的注塑喷管、液氮室、真空腔、真空阀等组成。其注射喷嘴外部循环部分主要包括液氮循环管路、出口单向阀、循环压缩泵、低温制冷机、流量调节阀、入口单向阀等。其温度补偿部分主要包括温度补偿筒体、加热棒、高精密温度传感器等。本发明对喷嘴处高温的超高速注塑熔体进行有效的冷却，防止出现喷嘴处物料烧焦、过热分解的情况。

技术领域

本发明涉及一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，属于注射成型机械领域。

背景技术

一直以来，随着制造业的不断发展，塑料制品在各行各业都得到了广泛的应用，而注射成型作为塑料制品的主要成型方式，也始终占据着重要的地位。因此，注塑机在整个塑料加工领域得到不断发展。一般来说，注塑机主要分为注射、合模、液压、电气等部件，塑料原料由加料口进入，经塑化系统加热熔融后由螺杆将物料推送至模具内，经一段时间冷却、保压后开启模具，完成制品。

近年来，以电子产品为代表，超轻、超薄、超精密的方向发展，传统注塑机渐渐无法满足成型要求，而超高速注射系统以其在此方面的优势得到了迅速发展。一般来说，注射螺杆前进速度达到800mm/s以上的称之为超高速注射。但由于注射速度较快，熔体在注塑喷管中受到高剪切作用产生大量的热量，使得温度急剧升高导致物料产生烧焦现象，严重时则会导致物料分解。常用注塑制品的物料在注塑时的加工温度大约在200℃~250℃，超高速注射由于高剪切生热作用，导致其物料在注塑时温度可达400℃以上，使得注塑制品在模腔的冷却温度梯度过高，产生内应力，影响产品质量。

在四川大学的顾学军的硕士论文《注射过程中熔体剪切发热的理论模拟及试验研究》中提到，非牛顿流体在注塑过程中喷嘴处存在粘性发热，而熔体温度及其分布的变化对聚合物的某些物性、充模过程以及最终制品会产生影响。因此，通过改进喷嘴实现对熔体温度的有效控制是很有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，以解决现有超高速注塑机注射速度过快导致喷嘴处物料过热烧焦、分解的问题，降低注塑熔体的温度，得到高质量的超高速注塑成型制品。

为实现上述目的技术方案是：一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，主要由液压部分、合模部分、注射喷嘴、注射部分、电气部分等组成。其中注射喷嘴主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分。注射喷嘴的连接方式与常规喷嘴相同，即注射喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的端部位置通过螺纹连接。

本发明一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴内部冷却部分主要由喷嘴头、喷嘴壳体、前密封环、隔热内筒体、后密封环、隔热外筒体、密封圈、镀有石墨烯的注塑喷管、液氮室、真空腔和真空阀等组成。镀有石墨烯的注塑喷管与隔热内筒体、前密封环围成液氮室，注塑熔体与液氮通过注塑喷管壁进行热量交换，而注塑喷管表面镀有石墨烯，可增大其导热系数，提高传热效率；隔热内筒体与隔热外筒体、密封圈围成真空腔，通过安装在外筒体的真空阀，对其进行抽气操作建立真空环境，从而避免液氮与外部进行热量交换。

本发明一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴外部循环部分主要包括液氮循环管路、出口单向阀、循环压缩泵、低温制冷机、流量调节阀和入口单向阀等。液氮吸收热量汽化后通过出口单向阀由喷嘴进入外部，通过循环压缩泵对其进行压缩，然后通过低温制冷机对其进行冷却液化，最后通过入口单向泵回到注塑喷嘴内的液氮室，完成循环过程。其中，循环压缩泵为其循环过程提供动力，出口单向阀、入口单向阀保证循环方向。流量调节阀根据喷嘴处熔体的温度等情况，调节液氮的流量大小以控制对熔体的冷却程度。