一種塑料檢查井超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及塑料件注塑成型加工領(lǐng)域，具體為一種塑料檢查井超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料檢查井是市政管網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，近幾年，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量越來(lái)越大，發(fā)展前景廣闊。塑料檢查井的質(zhì)量通常是幾十千克甚至上百千克，外形復(fù)雜，尺寸大，大型塑料檢查井一般采用傳統(tǒng)的注塑成型方法，而傳統(tǒng)注塑成型需要高速高壓才能滿(mǎn)足大流量的塑料熔體快速充填模具型腔，因而，塑料檢查井常規(guī)注塑成型一直存在的問(wèn)題是:塑料原材料消耗大、能耗高、工藝復(fù)雜和成型質(zhì)量控制困難。
[0003]由于市政管網(wǎng)建設(shè)施工和長(zhǎng)期各類(lèi)載重車(chē)輛碾壓通過(guò)的路況工作環(huán)境，都需要塑料檢查井具有較高的成型質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度，為了提高機(jī)械強(qiáng)度，生產(chǎn)企業(yè)一般通過(guò)增加塑料檢查井壁厚和添加數(shù)量眾多的加強(qiáng)筋板，因而，大型塑料檢查井不僅需要增加原材料消耗，而且由于尺寸大和形狀復(fù)雜，充填不足和制品表面較多的熔接線(xiàn)一直是塑料檢查井注塑成型難以解決的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，雖然生產(chǎn)企業(yè)已在注塑模具澆注系統(tǒng)和注塑工藝等方面進(jìn)行了較多的技術(shù)改進(jìn)，但如何降低大型塑料檢查井原材料消耗，降低能源消耗，提高制品表面質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度，還有待于進(jìn)一步探索新方法新工藝。
[0004]近年來(lái)，發(fā)泡注塑是塑料成型加工的新方向，發(fā)泡注塑具有尺寸精度好和材料消耗低等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外科研工作者和技術(shù)人員在發(fā)泡注塑成型設(shè)備和工藝等方面進(jìn)行了大量的創(chuàng)新研究和應(yīng)用，例如，專(zhuān)利號(hào):201010595524.1公開(kāi)了一種用超臨界流體控制系統(tǒng)進(jìn)行熱塑性微細(xì)發(fā)泡注塑管件的制備方法，但是這種發(fā)泡注塑需要復(fù)雜的超臨界流體控制系統(tǒng);專(zhuān)利號(hào):200710026663.0公開(kāi)了一種用種預(yù)壓法化學(xué)發(fā)泡高速注塑成型方法，這種化學(xué)方法雖然發(fā)泡簡(jiǎn)單，但是發(fā)泡的空穴大小不容易控制，制品強(qiáng)度較低；專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01110356065.6采用高分子復(fù)合材料，通過(guò)塑料原料中添加發(fā)泡劑、助發(fā)泡劑等材料，這是在螺桿剪切塑化過(guò)程中產(chǎn)生發(fā)泡并完成注塑，發(fā)泡效率低。目前，發(fā)泡注塑已大量應(yīng)用在多種工程領(lǐng)域的塑料制品上，但各自有其適用范圍和條件限制，由于塑料檢查井的成型工藝特殊性，發(fā)泡注塑還尚未應(yīng)用于大型塑料檢查井注塑成型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種塑料檢查井超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型裝置，在塑料檢查井注塑成型過(guò)程中，通過(guò)模具超聲振動(dòng)裝置的超聲振動(dòng)空化作用，將模具型腔中的塑料熔體進(jìn)行微發(fā)泡，提高塑料熔體溫度增大體積，促使塑料熔體在模具型腔內(nèi)流動(dòng)并快速充填模具型腔，節(jié)約了塑料原材料，降低注塑壓力，節(jié)約能源，避免或減少熔接線(xiàn)發(fā)生，提尚制品機(jī)械強(qiáng)度。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案為:
[0007]一種塑料檢查井超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型裝置，包括定模板、動(dòng)模板、模具型芯和熱流道系統(tǒng)，模具型芯包括模具主型芯、側(cè)抽型芯，模具型芯位于定模板與動(dòng)模板之間，側(cè)抽型芯與模具主型芯相鄰，模具型芯與定模板、動(dòng)模板之間設(shè)有模具型腔，熱流道系統(tǒng)設(shè)置于定模板上，還包括超聲振動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)，熱流道系統(tǒng)包括主流道、設(shè)置于主流道上的可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，在轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)上設(shè)有可連通主流道的通孔，在主流道的上端設(shè)有流道上端口，在主流道的下端設(shè)有流道下端口，流道上端口連接注塑機(jī)噴嘴，流道下端口連接模具型腔，在動(dòng)模板上設(shè)有貫通動(dòng)模板上下端面的階梯通孔，模具主型芯的下端間隙配合于動(dòng)模板的階梯通孔內(nèi)，在動(dòng)模板的下端設(shè)有超聲振動(dòng)裝置，模具主型芯的下端面與超聲振動(dòng)裝置相接觸，控制系統(tǒng)與超聲振動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)分別控制連接。
[0008]在側(cè)抽型芯的一側(cè)設(shè)有弧狀凸起，在模具主型芯的一側(cè)設(shè)有與弧狀凸起相配合的弧狀凹槽，弧狀凸起與弧狀凹槽的配合間隙為0.03mm至0.05mm，模具主型芯的下端與動(dòng)模板階梯通孔的配合間隙為0.02mm至0.03_。
[0009]在定模板上設(shè)有通腔，熱流道系統(tǒng)還包括嵌在定模板通腔內(nèi)的澆口套、設(shè)置在澆口套的外側(cè)邊緣的加熱器，主流道設(shè)置在澆口套的中心，主流道為錐形圓孔。
[0010]階梯通孔包括孔徑由上至下依次減小的第一通孔、第二通孔，模具主型芯的下端間隙配合于第二通孔。
[0011]轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)為球形閥門(mén)或圓柱體閥門(mén)。
[0012]采用塑料檢查井超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型裝置的注塑成型方法，包括注塑和微發(fā)泡兩個(gè)階段，首先是注塑，注塑包括以下步驟:
[0013]( I)、首先進(jìn)行注塑前準(zhǔn)備，進(jìn)行注塑機(jī)塑化，根據(jù)塑料檢查井注塑成型工藝要求，塑料原材料在注塑機(jī)塑化過(guò)程中或塑化前，均勻混合一定比例的發(fā)泡型核，按比例0.1?1%配比混合發(fā)泡型核材料和塑料原材料，塑化后，塑料原材料和發(fā)泡型核材料塑化為塑料熔體。
[0014](2)、計(jì)算和設(shè)置塑料熔體充填模具型腔體積85%?90%的注塑時(shí)間和注塑壓力;依據(jù)超聲振動(dòng)微發(fā)泡注塑成型工藝要求，由控制系統(tǒng)設(shè)定轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)和超聲振動(dòng)裝置的具體工作參數(shù)。
[0015](3)、在注塑機(jī)完成塑化后，注塑機(jī)開(kāi)始注塑，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)工作位置設(shè)定為打開(kāi)主流道，塑料熔體充填模具型腔，直至熔體充填至模具型腔體積的85?90%，注塑機(jī)停止給料，將轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)工作位置設(shè)定為關(guān)閉主流道。
[0016]然后是微發(fā)泡，微發(fā)泡包括以下步驟:
[0017](1)、啟動(dòng)超聲振動(dòng)裝置，超聲振動(dòng)裝置發(fā)出縱向和橫向振動(dòng)的超聲波，超聲波作用于模具主型芯，模具主型芯振動(dòng)，模具主型芯將超聲波作用于模具型腔中的塑料熔體使其微發(fā)泡，當(dāng)微發(fā)泡的塑料熔體體積膨脹并完全充填滿(mǎn)模具型腔后，超聲振動(dòng)裝置停止工作。
[0018](2)、待注塑成型裝置冷卻后，開(kāi)模取下塑料制件。
[0019]發(fā)泡型核為粉末，粉末顆粒直徑為I微米至100微米，粉末材料為碳酸鈣或石英。
[0020]微發(fā)泡的塑料熔體的微孔氣泡直徑大小為I微米至500微米。
[0021]超聲振動(dòng)裝置由模具主型芯施加塑料熔體的超聲波參數(shù)是:振幅為10微米至20微米，振動(dòng)頻率20?30KHz，聲壓幅值1.0?2.0MPa，振動(dòng)時(shí)間I至10分鐘。
[0022]弧狀凸起與弧狀凹槽的配合間隙小于塑料檢查井的塑料溢邊值，大于模具主型芯的振動(dòng)幅值，即大于超聲波振幅。
[0023]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)設(shè)有通孔，在塑料熔體注塑充填模具型腔時(shí)，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)打開(kāi)，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)通孔連通熱流道系統(tǒng)主流道和模具型腔，在超聲振動(dòng)發(fā)泡時(shí)，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)關(guān)閉，阻斷注塑機(jī)噴嘴和模具型腔之間的主流道，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)由控制系統(tǒng)控制。模具主型芯下端面連接超聲振動(dòng)裝置。
[0024]發(fā)泡型核為粉末，顆粒直徑為I微米至100微米，材料可以為碳酸鈣、石英或其他粉末材料，發(fā)泡型核所占比重為0.1?I %。
[0025]在模具型腔中產(chǎn)生超聲波，即由超聲振動(dòng)裝置產(chǎn)生縱向和橫向振動(dòng)的超聲波，超聲振動(dòng)裝置通過(guò)模具主型芯將超聲波作用于塑料熔體，整個(gè)成型過(guò)程分為注塑和微發(fā)泡兩個(gè)階段。在注塑充填過(guò)程中，當(dāng)塑料熔體充填至模具型腔體積的85%?90%時(shí)，注塑機(jī)停止給料，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)關(guān)閉注塑機(jī)噴嘴和模具型腔之間的流道，超聲振動(dòng)裝置開(kāi)始工作，模具主型芯將超聲波作用于塑料熔體。超聲發(fā)泡原理是發(fā)泡型核顆粒在塑料熔體內(nèi)部振動(dòng)摩擦，發(fā)泡型核對(duì)熔體振動(dòng)摩擦產(chǎn)生微點(diǎn)極熱高溫，微點(diǎn)極熱高溫促使發(fā)泡型核周?chē)娜垠w快速形成微孔氣泡，微孔氣泡直徑大小為數(shù)十微米至數(shù)百微米。當(dāng)微發(fā)泡的塑料熔體體積膨脹并完全充填滿(mǎn)型腔后，超聲振動(dòng)裝置停止工作。待模具冷卻后，開(kāi)模取下塑料制件。轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)和超聲振動(dòng)裝置由控制系統(tǒng)控制工作。
[0026]本實(shí)用新型具有如下積極效果:
[0027]1.本實(shí)用新型通過(guò)模具主型芯的超聲振動(dòng)裝置對(duì)模具型腔中的塑料熔體進(jìn)行整體超聲振動(dòng)作用，超聲振動(dòng)可以快速提高塑料熔體溫度，并將模具型腔中的塑料熔體進(jìn)行快速整體微發(fā)泡，促使塑料熔體在微發(fā)泡自身膨脹壓力作用下快速充填模具型腔。
[0028]2.在塑料熔體進(jìn)行整體微發(fā)泡過(guò)程中，較高的熔體溫度可以減少熔體在型腔中匯合處的熔接線(xiàn)，而且，熔體中匯合處的微發(fā)泡進(jìn)一步消除了冷峰面的形成，因而，消除了熔接線(xiàn)，增強(qiáng)了制品機(jī)械強(qiáng)度，并且相比普通注塑成型件，制品內(nèi)部的微氣泡空穴結(jié)構(gòu)能夠提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0029]3.由于注塑過(guò)程中只需要熔體充填模具型腔體積的85%?90%，因而可以降低塑料原材料10%?15%。相比普通注塑，可以降低常規(guī)注塑壓力60?80%，且塑料熔體微發(fā)泡自身膨脹，不需要保壓壓力，節(jié)約了能源。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型在超聲振動(dòng)發(fā)泡成型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是本實(shí)用新型在注塑前轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)打開(kāi)主流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為塑料檢查井的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4為側(cè)抽型芯的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0034]圖5為模具主型芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:澆口套1、主流道1-1、流道上端口1-1-1、流道下端口 1-1-2、加熱器2、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)3、通孔3-1、塑料檢查井4、定模板5、通腔5-1、模具主型芯6、弧狀凹槽6-1、側(cè)抽型芯7、弧狀凸起7-1、動(dòng)模板8、階梯通孔8-1、第一通孔8-1-1