本發(fā)明屬于精密制造技術(shù)，尤其涉及一種柱塞式精密注射裝置。

背景技術(shù)：

隨著高精尖技術(shù)的快速發(fā)展，在光通訊、計算機數(shù)據(jù)存儲、醫(yī)療與生物技術(shù)、微光學(xué)器件、電子和消費類產(chǎn)品等領(lǐng)域中，塑料微注射成型制品展現(xiàn)出快速增長的需求。塑料微注射成型用于生產(chǎn)總體尺寸或特征功能區(qū)尺寸要求以毫米甚至微米計量的制品，由于注射技術(shù)的多種優(yōu)勢及聚合物材料較其它材料的耐氧化、耐腐蝕、易成型、比強度高的優(yōu)點，使以高分子材料為主的塑料微注射成型技術(shù)得到迅猛發(fā)展。

在上述領(lǐng)域里精微塑料制品與傳統(tǒng)塑料制品在整體或者局部尺寸上存在巨大差異，導(dǎo)致影響注塑過程的主要因素發(fā)生很大的變化，使用傳統(tǒng)注射技術(shù)將困難重重。采用傳統(tǒng)注射技術(shù)對精微制品進行注射時，由于塑件高分子材料熔體粘度高，即使在高的壓力下也很難平順的注滿模具型腔，塑化不均勻，塑件容易形成氣孔，彈性湍流和熔體破裂產(chǎn)生殘余應(yīng)力易導(dǎo)致制品表面翹曲，無法達到較高的精度要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種塑化均勻，能避免產(chǎn)生氣孔和翹曲，提高產(chǎn)品的注射精度和效率，同時達到降低能耗節(jié)約成本的柱塞式精密注射裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種柱塞式精密注射裝置，包括料筒、加熱圈、柱塞桿、第一壓電陶瓷、第二壓電陶瓷、第一電極、第三壓電陶瓷、第四壓電陶瓷和第二電極；所述料筒內(nèi)設(shè)有能往復(fù)運動的柱塞桿；所述料筒由依次相連設(shè)置的料筒前端、料筒中端和料筒后端組成；所述料筒前端、料筒中端和料筒后端外還設(shè)有加熱圈；所述料筒后端設(shè)有進料口；所述料筒前端和料筒中端之間設(shè)有通過第一電極相連的第一壓電陶瓷和第二壓電陶瓷；所述第一壓電陶瓷由兩個壓電分區(qū)構(gòu)成，且兩者極化方向相反；所述第二壓電陶瓷的極性與第一壓電陶瓷的極性相反；所述料筒中端和料筒后端之間設(shè)有通過第二電極相連的第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷；所述第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷的極化方向相反。

優(yōu)選的，所述柱塞桿尾部設(shè)有通過螺栓與其相連的后蓋；所述后蓋和柱塞桿尾部之間設(shè)有相連設(shè)置的第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷；所述第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷之間設(shè)有第三電極；所述第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)分別與第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷相同。

優(yōu)選的，所述料筒前端和料筒中端以及料筒中端和料筒后端之間為螺紋連接。

由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

本發(fā)明方案的柱塞式精密注射裝置，能實現(xiàn)在較低的壓力和溫度下平順均勻地注滿模具型腔，使得塑化均勻，避免產(chǎn)生氣孔和翹曲，提高產(chǎn)品的注射精度和效率，同時達到降低能耗節(jié)約成本的要求，符合綠色制造技術(shù)的方向，具有較高的推廣價值。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為附圖1中的局部放大圖；

附圖3為附圖1中的局部放大圖；

附圖4為實施例一中第一壓電陶瓷和第二壓電陶瓷的極化方向以及疊加方式；

附圖5為實施例一中第三壓電陶瓷和第四陶瓷的極化方向以及疊加方式；

其中：1、料筒；2、柱塞桿；3、第一壓電陶瓷；4、第二壓電陶瓷；5、第一電極；6、第三壓電陶瓷；7、第四壓電陶瓷；8、第二電極；9、螺栓；10、后蓋；11、第五壓電陶瓷；12、第六壓電陶瓷；13、第三電極；14、進料口；15、料筒前端；16、料筒中端；17、料筒后端；18、加熱圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如附圖1-3所示的本發(fā)明所述的一種柱塞式精密注射裝置，包括料筒1、加熱圈18、柱塞桿2、第一壓電陶瓷3、第二壓電陶瓷4、第一電極5、第三壓電陶瓷6、第四壓電陶瓷7和第二電極8；所述料筒1內(nèi)設(shè)有能往復(fù)運動的柱塞桿2；所述料筒1由依次相連設(shè)置的料筒前端15、料筒中端16和料筒后端17組成；所述料筒前端15、料筒中端16和料筒后端17外還設(shè)有加熱圈18；所述料筒后端17設(shè)有進料口14；所述料筒前端15和料筒中端16之間設(shè)有通過第一電極5相連的第一壓電陶瓷3和第二壓電陶瓷4；所述第一壓電陶瓷3由兩個壓電分區(qū)構(gòu)成，且兩者極化方向相反；所述第二壓電陶瓷4的極性與第一壓電陶瓷3的極性相反；所述料筒中端16和料筒后端17之間設(shè)有通過第二電極8相連的第三壓電陶瓷6和第四壓電陶瓷7；所述第三壓電陶瓷6和第四壓電陶瓷7的極化方向相反；所述柱塞桿2尾部設(shè)有通過螺栓9與其相連的后蓋10；所述后蓋10和柱塞桿2尾部之間設(shè)有相連設(shè)置的第五壓電陶瓷11和第六壓電陶瓷12；所述第五壓電陶瓷11和第六壓電陶瓷12之間設(shè)有第三電極13；所述第五壓電陶瓷11和第六壓電陶瓷12的結(jié)構(gòu)分別與第三壓電陶瓷6和第四壓電陶瓷7相同；所述料筒前端15和料筒中端16以及料筒中端16和料筒后端17之間為螺紋連接。

注射開始時，將粉狀塑料通過加料口加入到料筒中，柱塞桿2將由進料口進入料筒1的粉料向前推進，與此同時粉料在料筒前端、料筒中端和料筒后端外附著的加熱圈作用下逐漸熔融，成為粘性液體，在柱塞的高壓、高速推動下，通過料筒1前端的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)以較高的速度射入閉合的模具型腔中，柱塞桿2和料筒1的配合要求既不漏料，又能自由地往復(fù)運動。

實施例一：

第一壓電陶瓷和第二壓電陶瓷的極化方向以及疊加方式如附圖4所示，第一壓電陶瓷片和第二壓電陶瓷上相鄰兩個壓電分區(qū)的極化方向相反，分別以“＋”和“－”表示，第一電極放置在第一壓電陶瓷和第二壓電陶瓷之間，在第一電極上施加交變電壓信號，第一壓電陶瓷和第二壓電陶瓷發(fā)生彎曲變形，激發(fā)出料筒的彎曲振動；第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷的極化方向以及疊加方式如附圖5所示，第二電極放置在第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷之間，在第二電極上施加交變電壓信號，第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷同時發(fā)生軸向伸長和收縮變形，激發(fā)出料筒的軸向伸縮振動。

這樣當料筒同時發(fā)生軸向伸縮振動和彎曲振動時，料筒的內(nèi)表面各點產(chǎn)生超聲頻率以上類似橢圓形狀的高頻振動軌跡，振動幅度約為微米級，不會影響到柱塞桿和料筒的間隙配合，料筒內(nèi)表面各點的超聲頻率微米級振動有利于加速塑料熔體的流動以及熱傳導(dǎo)，使得塑化更加均勻。

另外，為進一步增強料筒內(nèi)塑料熔體的塑化效果，在柱塞桿的端部放置第五壓電陶瓷、第六壓電陶瓷、第三電極；第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷的極化方向以及疊加方式與第三壓電陶瓷和第四壓電陶瓷相同，第三電極放置在第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷之間，在第三電極上施加交變電壓信號，第五壓電陶瓷和第六壓電陶瓷同時發(fā)生軸向伸長和收縮變形，激發(fā)出柱塞桿的軸向伸縮振動，這樣，柱塞桿宏觀推進運動的同時，增加了軸向伸縮的超聲頻率的微振動，可以使料筒內(nèi)塑料熔體的塑化進一步均勻化。

本發(fā)明的柱塞式精密注射裝置，能實現(xiàn)在較低的壓力和溫度下平順均勻地注滿模具型腔，使得塑化均勻，避免產(chǎn)生氣孔和翹曲，提高產(chǎn)品的注射精度和效率，同時達到降低能耗節(jié)約成本的要求，符合綠色制造技術(shù)的方向，具有較高的推廣價值。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。