[发明专利]用于控制注射模制机的系统和方法

说明书

用于控制具有形成模腔的模具且根据注射周期控制的注射模制机的系统和方法包含：获得所述注射周期的模式；操作所述注射模制机以将熔融材料注射到所述模腔中；并且在模制周期期间测量所述模腔的空腔压力值。在测量标称空腔压力值之后，开始至少部分取决于所获得的模式的所述注射周期的模式识别部分，其中调整对所述熔融材料施加的驱动力，使得所测得的空腔压力与所获得的所述注射周期的模式相匹配。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月22日提交的第62/688,482号美国临时申请的权利，所述临时申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及注射模制，且更具体地说，涉及用于使用特定压力特征曲线来控制注射模制机的方法。

背景技术

注射模制是一种常用于大量制造由热塑性材料构成的零件的技术。在重复注射模制过程期间，将通常呈小球粒或珠粒形式的热塑性树脂引入注射模制机中，所述注射模制机在热和压力下使所述球粒熔化。在注射周期中，将熔融材料强力注射到具有特定期望空腔形状的模腔中。注射的塑料在压力下保持在模腔中且随后被冷却，并作为固化零件被移除，所述固化零件的形状非常类似于模具的空腔形状。单个模具可具有任何数量的单个空腔，所述空腔可以通过将熔融树脂流引导到所述空腔中的浇口连接到流动通道。典型的注射模制过程通常包含四个基本操作：(1)在注射模制机中将塑料加热以使所述塑料在压力下流动；(2)将熔融塑料注射到已闭合的两个半模之间限定的一个或多个模腔中；(3)使所述塑料在压力下在一个或多个空腔中冷却并硬化；并且(4)打开所述半模并从模具中弹出零件。

在这些系统中，控制系统根据注射周期控制注射模制过程，所述注射周期限定注射模制机的各个组件的一系列控制值。例如，注射周期可以由固定和/或可变的熔体压力特征曲线来驱动，由此控制器使用在喷嘴处感测到的压力作为确定对材料施加的驱动力的输入。注射周期还可由固定或可变的螺杆速率特征曲线来控制，由此控制器感测注射螺杆的速率作为确定对材料施加的驱动速度的输入。

模制条件的变化会对熔融塑胶材料的属性造成显著影响。作为实例，树脂批次之间的材料规格的差异和环境条件(例如周围温度或湿度的改变)的改变可提高或降低熔融塑胶材料的黏度。当熔融塑胶材料的黏度改变时，模制零件的质量会受到影响。例如，如果熔融塑胶材料的黏度增大，那么在填充后，由于需要较大的压力，模制零件可能会“封装不足”或密度较低，以达到最佳零件质量。相反，如果熔融塑胶材料的黏度减小，那么当将较薄的熔融塑胶材料压入模腔的接缝中时，模制零件可能会飞边。此外，与原材料混合的再生塑胶材料可能会影响组合塑胶材料的熔体流动指数(MFI)。两种材料的不相容混合还可在周期之间引起MFI的变化。

一些常规注射模制机并不调整模制周期以解决黏度、MFI或其它材料属性改变的问题。因此，这些注射模制机可能生产出质量较低的零件，而所述质量较低的零件必须在质量控制检查期间移除，由此导致操作效率低下。此外，由于注射模制运行可包含数百个(如果不是数千个)模制周期，所以注射模制机的环境条件在运行的每个模制周期中都不是恒定的。因此，即使模制周期适于在运行开始时考虑环境因素，但不断变化的环境条件仍可导致在所述运行后期执行的模制周期期间生产出质量较低的零件。

另外，依赖于感测到的熔体压力值可导致模制零件不一致。例如，在注射周期基于固定的熔体压力设定点曲线的环境中，所述注射周期可能无法正确地注射具有变化特性的材料(例如，再研磨、可生物降解和/或可再生材料)。另外，尽管一些系统可使用可调节的熔体压力设定点曲线，但当材料规格(例如，黏度和零件密度)确实发生变化时，这些系统通常不能维持材料公差。因此，这些系统可能会生产出尺寸不一致的零件，由此使操作效率更低。这些问题在常规的注射模制过程中进一步实现，所述注射模制过程通过螺杆速率控制到转移位置，将周期从注射移动到保持。例如，随着黏度减小，材料更易于移动。注射部分将以与标称过程相同的速率移动材料，但将控制到同一保持压力，从而使零件密度更高。相反，黏度较大的材料在以标称速率填充后，会产生密度较小的零件，可能封装不足或生产出尺寸超出规格的零件。