本發(fā)明涉及注塑領域，尤其涉及一種基于急冷急熱高光無痕注塑的微發(fā)泡工藝。
背景技術：
相對于普通注塑而言，微發(fā)泡注塑技術在成型相同類型制品時，能大大降低成型所需的合模力，降低生產(chǎn)成本，降低成型能耗，因而，在現(xiàn)有技術中使用越來越廣泛。
如申請?zhí)枮閏n101746014a的中國發(fā)明專利《一種微發(fā)泡注射成型機及其成型工藝》公開的微發(fā)泡工藝，該工藝先將塑料原材料通過螺桿旋轉輸送到儲料區(qū)，輸送過程中原材料被熔融，在熔融的塑料進入儲料區(qū)后，向儲料區(qū)注入氣體，以形成均相溶液，然后將均相溶液注射冷卻定型，完成模具制作。
該微發(fā)泡工藝解決了以往普通注塑周期長、成型的制品尺寸穩(wěn)定性差、制品不夠輕質等問題，但該方法不適用于透明部件，因為外觀的局限，只能常常用于非外觀件上。
急冷急熱高光無痕注塑成型技術采用特殊的速冷速熱溫控設備，能在減輕翹曲和縮痕、縮短成型周期的同時，有效消除產(chǎn)品表面溶接線、溶接痕、波紋及銀絲紋，徹底解決塑料產(chǎn)品的表面縮水現(xiàn)象，并使產(chǎn)品表面光潔度達到鏡面水平，幾乎完全再現(xiàn)模具的表面狀態(tài)，達到無痕的效果。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述技術現(xiàn)狀而提供一種既能有效減小能耗，加快成型周期，保證制品尺寸穩(wěn)定性，又能適用于透明部件等要求的微發(fā)泡工藝。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于急冷急熱高光無痕注塑的微發(fā)泡工藝，其特征在于：該工藝包括如下步驟，
步驟s1，據(jù)工藝需求時機對模具升溫，利用模具溫控系統(tǒng)對模具進行快速加溫，使所述模具溫度迅速上升到高分子材料玻璃化轉變溫度tg以上；
步驟s2，熔融，將原材料送入注塑機筒中加熱熔融，形成熱熔膠；
步驟s3，溶解，通入超臨界流體并攪拌，使所述熱熔膠與超臨界流體均勻混合，形成單相熔體；
步驟s4，注塑，將所述單相熔體注入快速升溫后的模具中進行注塑成型；
步驟s5，冷卻，利用所述模具溫控系統(tǒng)對模具進行快速冷卻，使模具溫度迅速下降到樹脂變形的溫度以下，以冷卻成型制品；
步驟s6，開模頂出制品。
進一步的，所述步驟s1的升溫是通過向模具通入高溫水或蒸汽來完成；所述步驟s5的冷卻是通過向模具打入高壓冷卻水來完成。模具升溫到接近樹脂熔融狀態(tài)溫度，能夠保持注射進來的熔體處于粘流狀態(tài)，成型時沒有匯線，表面品質良好，而注塑完成后再對模具進行急速冷卻，能加快樹脂的固化速度，縮短成型周期，解決翹曲、下陷問題；若是模具表面是蝕紋處理，則會因為模具的高溫使得注塑時在塑膠表面形成一層高密度的薄膜，進而使得產(chǎn)品表面紋理更加清晰美觀。
進一步的，在進行步驟s3之前，還進行了步驟s30，將所需氣體通入超臨界流體控制系統(tǒng)處理，得到超臨界流體，并將所述超臨界流體輸入到超臨界流體射入界面。
進一步的，所述步驟s3的溶解包括所述超臨界流體射入界面將超臨界流體注入機筒內，機筒內的螺桿將超臨界流體切碎，在螺桿的攪拌下與所述熱熔膠充分溶解，形成單相熔體。
進一步的，所述步驟s2的熔融包括將原材料經(jīng)注塑機筒上的輸入口輸入，在機筒內的螺桿帶動下送入機筒下游，輸送過程中對機筒進行加熱，以將原材料熔融。
進一步的，所述步驟s4的注塑包括通過所述注塑機上的封閉式噴嘴將單相熔體射入模具內，超臨界流體在模具內的低壓環(huán)境下持續(xù)產(chǎn)生細胞，直至步驟s5冷卻成型。
基于急冷急熱高光無痕注塑的微發(fā)泡工藝的系統(tǒng)，包括注塑系統(tǒng)、與注塑系統(tǒng)后端相連的微發(fā)泡系統(tǒng)、與所述注塑系統(tǒng)前端相連的合模系統(tǒng)，其特征在于：還包括模具溫控系統(tǒng)，與所述合模系統(tǒng)相連，用于對合模系統(tǒng)進行快速升溫和急速降溫。
進一步的，所述模具溫控系統(tǒng)為高光無痕機，包括冷卻水部分、水質調節(jié)部分、空壓機部分；
所述冷卻水部分提供供所述合模系統(tǒng)快速升溫或急速降溫的水源；
所述水質調節(jié)部分用于將硬水轉成軟水；
所述空壓機部分提供向所述合模系統(tǒng)輸入水源的動力。
進一步的，所述微發(fā)泡系統(tǒng)包括氣體供應系統(tǒng)、超臨界流體控制系統(tǒng)、超臨界流體射入界面；
所述氣體供應系統(tǒng)提供所需氣體，并輸送至超臨界流體控制系統(tǒng)；
所述超臨界流體控制系統(tǒng)對輸入的氣體進行處理，產(chǎn)生超臨界流體，并輸送至超臨界流體射入界面；
所述超臨界流體射入界面與所述注塑系統(tǒng)前端的注入裝置相連，提供超臨界流體至所述注塑系統(tǒng)內。
進一步的，所述注塑系統(tǒng)為普通注塑機，包括入料部、攪拌部、射膠部；
所述入料部為位于所述注塑機簡體上的輸入口，供原材料輸入；
所述攪拌部位于機筒內部，用于將所述超臨界流體切碎，并與經(jīng)熔融的原材料攪拌混合均勻，形成單相熔體；
所述射膠部位于機體末端，并伸入所述合模系統(tǒng)內，用于射出單相熔體。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：將mucell微發(fā)泡技術與急冷急熱高光無痕注塑技術結合，能充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，使得在設計塑件壁厚時，只需考慮發(fā)揮材料的最大功能，而無用擔心注塑成型的工藝問題。利用mucell微發(fā)泡的泡孔成長代替注塑機保壓階段，制作出的零件尺寸穩(wěn)定性強，成型周期更短，翹曲變形更?。怀尚蜁r模具接近樹脂熔融的溫度使得塑膠表面形成一層致密的塑膠模，并在成型后對模具進行迅速降溫，使產(chǎn)品冷卻，能進一步減小成品的翹曲變形，這樣就會形成沒有結合線且表面高光亮的產(chǎn)品，解決微發(fā)泡無法用于透明部件的難題。
具體實施方式
以下對本發(fā)明作進一步詳細描述。
本發(fā)明將微發(fā)泡技術同急冷急熱高光無痕技術結合，用于注塑，以提高產(chǎn)品的成品率、尺寸穩(wěn)定性、降低原料消耗，并解決塑膠成型件的外觀質量問題，達到產(chǎn)品的高質量的外觀。其具體工藝方式如下：
步驟s1，據(jù)工藝需求時機對模具升溫，利用模具溫控系統(tǒng)對模具進行快速加溫，使所述模具溫度迅速上升到高分子材料玻璃化轉變溫度tg以上；
步驟s2，熔融，將原材料送入注塑機筒中加熱熔融，形成熱熔膠；
步驟s3，溶解，通入超臨界流體并攪拌，使所述熱熔膠與超臨界流體均勻混合，形成單相熔體；
步驟s4，注塑，將所述單相熔體注入快速升溫的模具中進行注塑成型；
步驟s5，冷卻，利用所述模具溫控系統(tǒng)對模具進行快速冷卻，使模具溫度迅速下降到樹脂變形的溫度以下，以冷卻成型制品；
步驟s6，開模頂出制品。
在步驟s1中，通過高光無痕機向模具內通入高溫水或蒸汽來快速提高模具的溫度；在步驟s5中，通過高光無痕機向模具內打入高壓冷卻水來實現(xiàn)急速降溫。模具升溫到接近樹脂熔融狀態(tài)溫度，能夠保持注射進來的熔體處于粘流狀態(tài)，保證成型時沒有匯線，表面品質良好，而注塑完成后再對模具進行急速冷卻，能加快樹脂的固化速度，縮短成型周期，解決翹曲、下陷問題；若是模具表面是蝕紋處理，則會因為模具的高溫使得注塑時在塑膠表面形成一層高密度的薄膜，進而使得產(chǎn)品表面紋理更加清晰美觀。
微發(fā)泡的工藝主要體現(xiàn)在，在進行步驟s3之前，還進行了步驟s30，將所需氣體通入超臨界流體控制系統(tǒng)處理，得到超臨界流體，并將所述超臨界流體輸入到超臨界流體射入界面。該所需氣體可以是n2，也可以是co2。
在步驟s2中，原材料經(jīng)注塑機上的輸入口輸入后，在機體內特殊螺桿的旋轉帶動下向機體下游輸送，在輸送過程中，注塑機的機體被加熱，以將原材料熔融。
在步驟s3中，由超臨界流體射入界面將超臨界流體注入注塑機內，機體內的特殊螺桿將超臨界流體切碎，在螺桿的攪拌下將切碎的流體與熱熔膠充分混合溶解，形成單相熔體。
在步驟s4中，注塑包括通過注塑機上的封閉式噴嘴將單相熔體射入模具內，模具內的低壓環(huán)境使得超臨界流體持續(xù)產(chǎn)生細胞，直至步驟s5冷卻成型。
為了保持超臨界流體scf與單相熔體不離析，注塑機內的壓力保持一定的高壓狀態(tài)，在熔體經(jīng)噴嘴射入模具內后，模具內的壓力低于注塑機內壓力，使得scf開始發(fā)泡，直到模具被冷卻。
在本發(fā)明中，塑膠模具按照急冷急熱高光模具的工藝要求結合微發(fā)泡工藝要求制作，其中，注塑設備采用常用注塑機本體結合微發(fā)泡注射系統(tǒng)單元，模具控溫系統(tǒng)采用急冷急熱高光模溫機對注塑模具進行加熱和冷卻。這樣，產(chǎn)品注塑時模具表面溫度接近樹脂的熔融狀態(tài)溫度而在產(chǎn)品表面形成一層高密度的薄膜，微發(fā)泡系統(tǒng)提供的氣體物質使產(chǎn)品重量降低，同時微發(fā)泡工藝使注塑件的尺寸穩(wěn)定、變形減小，從而得到尺寸穩(wěn)定、重量輕、高質量外觀品質的塑膠制件，而若模具表面是蝕紋處理，則其產(chǎn)品紋理更加清晰美觀。
與該工藝相對應的是，本發(fā)明還公開了一種基于急冷急熱高光無痕注塑的微發(fā)泡工藝的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括注塑系統(tǒng)、與注塑系統(tǒng)后端相連的微發(fā)泡系統(tǒng)、與注塑系統(tǒng)前端相連的合模系統(tǒng)、模具溫控系統(tǒng)，模具溫控系統(tǒng)與合模系統(tǒng)相連，用于對合模系統(tǒng)進行快速升溫和急速降溫。
在本發(fā)明中，所述模具溫控系統(tǒng)為高光無痕機，該高光無痕機包括冷卻水部分、水質調節(jié)部分、空壓機部分；其中，冷卻水部分提供供合模系統(tǒng)快速升溫或急速降溫的水源；水質調節(jié)部分用于將硬水轉成軟水；空壓機部分則提供向合模系統(tǒng)輸入水源的動力。高光無痕機工作，注塑前，冷卻水部分經(jīng)空壓機部分的動力驅動而將水源輸送至水質調節(jié)部分，水質調節(jié)部分將硬質水過濾轉換成軟水后，在空壓機部分的繼續(xù)驅動下經(jīng)高溫高壓加熱后注入到合模系統(tǒng)中，使得合模系統(tǒng)的溫度快速升高到高分子材料玻璃化轉變溫度tg以上；注塑成型后，冷卻水由空壓機部分驅動、水質調節(jié)部分過濾轉換后經(jīng)高壓打入合模系統(tǒng)中，使合模系統(tǒng)的溫度又迅速下降到樹脂變形的溫度以下，從而完成成品的迅速凝固。
本發(fā)明中的微發(fā)泡系統(tǒng)采用常用的構成模塊，包括氣體供應系統(tǒng)、超臨界流體控制系統(tǒng)、超臨界流體射入界面；氣體供應系統(tǒng)提供氣體，并輸送至超臨界流體控制系統(tǒng)；超臨界流體控制系統(tǒng)對輸入的氣體進行處理，產(chǎn)生超臨界流體，并輸送至超臨界流體射入界面；超臨界流體射入界面與注塑系統(tǒng)前端的注入裝置相連，提供超臨界流體至所述注塑系統(tǒng)內。當然，不同的塑件有不同的要求，因此，微發(fā)泡系統(tǒng)在實際工藝操作中可根據(jù)需要調節(jié)scf的氣泡量和流速，且微發(fā)泡系統(tǒng)也會存在進一步的改進，在此不再贅述。
本發(fā)明中的注塑系統(tǒng)為普通注塑機，包括入料部、攪拌部、射膠部；該入料部供原材料輸入；攪拌部位于機體內部，用于將超臨界流體切碎，并與經(jīng)熔融的原材料攪拌混合均勻，形成單相熔體；射膠部位于機體末端，并伸入合模系統(tǒng)內，用于射出單相熔體。