[发明专利]改进的保压室型注塑方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于塑料注塑的改进方法和设备，尤其是适用于要求每次注塑中平均重量偏差极小的高精密制品的注塑。

按照先有技术，用于塑料注塑的设备包括螺杆-射料杆式注塑机和决定形成模制品的模腔的模具装置。模具可以是用于模塑制品的简单模或由用于模塑制品的主模和用于流道的冷流道模所组成。代替冷流道模具，可以用在简单模与注塑机之间备有集料管的热流道模来装备装置。在大多数单一模腔或热流道模具和注嘴中，模具与注塑机体之间形成一个注塑口。

用此种设备，一般注塑过程包括以下几个阶段：

在每一注射循环中，塑料在机体中被加热而塑化并计量;

通过注射口将经热塑化的塑料在压力下注射到模腔中;

在压力下热的已注射入的塑料至少部分保持于整个模腔内，当模具被冷却时使其中的模塑制品冷固;

模具打开后已冷固的模塑制品从模腔中取出。

例如，注塑的具体步骤列于附在文后的表Ⅰ或表Ⅱ，其中包括上述基本步骤。

影响模塑制品质量的主要因素之中，都认为塑料保压阶段是最关键的，如这一阶段没有按合适的方法进行，那么制品会出现由于欠  造成不希望的收缩和/或由于过充模造成不希望的溢料。

塑料保压阶段的时间取决于冷却模腔中的模塑制品所需要的时间。

对于固定的模冷却量和固定的模腔体积，那么薄制品比厚制品达到冷固（足以从模腔中取出）时间要短。关于这一点，厚模塑制品要求有更长的保压时间，虽然注塑阶段和塑化、计量阶段与模塑薄制品都具有相同的时间。

按照先有技术，完成塑料保压阶段是用具有注料杆的注塑机产生一种外部保压压力，然后施加注塑压力于在模腔与注射口组合体中的注入的塑料上。传统的技术包括由注塑机产生的一种外部保压压力通过控制形成一种多级压力，而不是无级压力，它是根据预定的射料杆冲程而步进的。

虽然曾提出过某些理论，人们提出过种种改进塑化材料的保压步骤的尝试，此种塑化材料在多级外部压力方法中是粘稠而有弹性的，但以前对塑料保压的功能和作用一直未完全清楚。当然在一般方法中，以准确方法在精确预定的冲程位置来控制这种多级步进压力是非常困难的，因为相邻压力级之间的时间非常之短，仅为0.01秒数量级，而相邻压力级冲程之间的距离又很短，仅为0.1mm数量级，相对于如此小的冲程差来讲注塑机体的机筒内径是较大的。在这种情况下，多级压力控制不能依靠手工操作。因此，目前用于生产精密制品，特别是小尺寸制品的注塑机都安装上昂贵的计算机并同时装有控制参数用的昂贵的电子检测器。因此，这种电子计算机也用来控制塑化，计量和注塑过程，在注塑阶段，也有用采用多级注射法，在大多数情况下，使用多级注射速度。

只有当一个注射循环中完成物料保压步骤后，才能进行下一个循环的塑化和计量步骤。这是因为在上述塑料保压步骤中，注塑机的注塑射料杆本身基本上是被占用的。这就意味着塑化和计量阶段可以占用由完成塑料保压步骤到打开模具从模腔中取出制品这段时间。在注射循环周期时间中这时间是较短的，如4.6秒，约占注射循环时间14.50秒的34%，而塑料保压步骤的时间占5.09秒约合35%。

注射循环时间（14.50秒）是塑化和计量时间（4.6秒），塑料保压时间（5.09秒）和其他步骤（5.41秒）时间的总和。

当然，在塑料注塑工业中由于循环时间较短，强烈要求以高产率生产精密制品。因此，这种要求一方面迫使塑料保压步骤时间周期要缩短，而还要求确保此模塑的精密制品的良好质量。此种情况不仅要求改进模具冷却量，而且要求改进计算机控制的多级保压和与活塞冲程有关的注塑压力使它们具有更高精确性，从而与改进后的模冷却相协调，结果计算机本身不得不要更为先进或更复杂，从而增高了计算机设备的成本。目前，下述说法并不夸大，计算机成本占据了注塑机生产成本的很大部分，结果目前注塑机生产比以往用的简单注塑机成本变得更贵，原来的注塑机没有装计算机而操作简单，包括“无级压力和无级注射速度”，这种现象导致生产注塑制品的生产成本也提高。

另一方面，为降低生产成本，工业生产中已想了许多办法去缩短注射循环时间。这种缩短循环时间迫使在一般情况下要缩短塑化和计量阶段的时间。而缩短塑化和计量阶段的时间，需要用增加能量来提高塑化速度或提高塑化质量，这就会产生导致增加机器成本和操作成本等一系列问题。

再则，要注意到这种办法提高注塑化机的塑化能力会引起螺杆射料杆造成的塑料本身损坏，因为当聚合物材料被塑化时，高分子量聚合物的链会断裂。结果最终导致模塑制品变坏。