注射成型装置和用于在注射成型期间减小流动前沿的速度增加的方法与流程

1.本公开内容涉及注射成型装置和用于在注射成型期间减小流动前沿的速度增加的方法。


背景技术：

2.注射成型是公知的塑料成型技术，其用于成型许多形状和尺寸的塑料部件。当注射成型大的零件时，当今的注射成型装置使用按顺序打开的若干入口，液体塑料的注射通常在零件的中间开始。
3.当在填充阶段期间第二入口打开时，与第二入口相关联的注射的液体塑料的流动前沿处经历速度增加。这种速度增加是不期望的，因为它影响注射成型的零件的最终质量。在流动前沿上的过高的速度变化将导致喷漆后零件上的可见的表面变形。
4.解决这个问题的一种方法是使用逐步打开的入口(参见链接https//www.synventive.com/products/active-gate-control.aspx)。然而，这些入口既昂贵又需要花费大量时间来安装。
5.因此，需要改进先前已知的、解决注射成型期间流动前沿的速度增加的方法。


技术实现要素：

6.本公开内容的一个目的是提供能够解决所提到的问题的注射成型装置和方法。该目的通过权利要求1的注射成型装置和权利要求8的方法来实现。从属权利要求提供了有利的示例性实施方式。
7.本公开内容涉及一种包括至少第一模板的注射成型装置。第一模板包括第一注射入口和第二注射入口，第一注射入口布置成与通入型腔的第一浇口流体连接，第二注射入口布置成与通入型腔的第二浇口流体连接。第一注射入口和第二注射入口布置成按顺序打开，而且第一注射入口在第二注射入口之前打开。第二浇口包括通入型腔的第一浇口容积。第二浇口还设有第二浇口容积以允许注射材料在流入第一浇口容积的同时流入第二浇口容积，并且之后流入型腔，从而减小型腔中的来自第二浇口的注射流的速度。
8.通过向第二浇口增加除了已经存在的通入型腔中的第一浇口容积之外的第二浇口容积，增加的容积能用作用于所注射的液体塑料的减震器(缓冲装置)。来自第二浇口的注射材料的流动前沿上的速度增加被减小，并且在一些情况下一直减小到零。
9.尽管根据本公开内容的注射成型装置在填充阶段期间是最有益的，但是已经表明在保压阶段也提供了改进。
10.根据本公开内容的注射成型装置的另一个优点在于，可以将第二浇口容积增加到现有的注射成型装置上。即使与如果在注射成型装置的设计期间就增加第二浇口容积相比增加了成本，但是成本仍将显著低于使用逐步打开的入口的成本。
11.可以通过自第二注射入口沿第一方向延伸的第一增加容积提供第二浇口容积。第
二浇口容积可以采用多种形式，并且在采用最不复杂的形式的情形下沿第一方向延伸，例如沿朝向远离第二浇口通入型腔的方向的方向延伸。
12.还可以通过自第二注射入口沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二增加容积提供第二浇口容积。如果以仅在第一方向上的延伸增加第二浇口容积的方式无法产生足够大的第二浇口容积以满足需要的话，则第二浇口容积可以沿不同于第一方向的第二方向延伸。第二方向可以垂直于第一方向并且沿相对于第一方向的延伸成水平或垂直的方向延伸。可选地，第二方向可以沿与第一方向成小于或大于90
°
角的方向延伸。第二浇口容积还可以沿正的和负的第二方向延伸；一个例子可以是第二浇口容积基本上为t形。
13.第一增加容积和/或第二增加容积可以呈长方体、椭球体、平行六面体、圆柱体中的一种或多种的形状。根据第一模板中可用的空间量，第一增加容积和/或第二增加容积可采用不同的形状，从而使得可实现期望的第二浇口容积。可以使用各种形状的组合来实现期望的第二浇口容积。
14.第二浇口包括通入第一增加容积的节流阀。节流阀将导致液体塑料流入第二浇口容积的流速减小，使得第二浇口容积不会被过快地填充。如果第二浇口容积被太快填充，则第二浇口容积的效果降低。
15.节流阀可以具有第二浇口容积的横截面面积的大约1/4至3/4之间的横截面面积，其中，节流阀连接第一浇口容积和第二浇口容积。已经示出了该尺寸的横截面面积以提供第二浇口容积的期望填充速度。还期望的是，一旦第二浇口容积被填充，节流阀中的材料硬化，这样在填充阶段期间第二浇口容积不被填满。
16.第二浇口容积的尺寸是第一注射入口和第二注射入口之间的距离的函数。根据待成型的零件的尺寸和形状，必须以它们(第一注射入口和第二注射入口)之间的不同距离布置注射入口，以便实现所期望的填充和保压特性。当设计根据本公开内容的包括第二浇口容积的注射成型装置时，第一注射入口和第二注射入口之间的距离将确定尺寸，即第二浇口容积的最终容积。
17.本公开内容还涉及一种用于在注射成型期间减小流动前沿的速度增加的方法，其中注射成型装置至少包括第一模板，第一模板包括第一注射入口和第二注射入口，第一注射入口布置成与通入型腔的第一浇口流体连接，第二注射入口布置成与通入型腔的第二浇口流体连接，其中，第一注射入口和第二注射入口布置成按顺序打开，而且第一注射入口在第二注射入口之前打开，其中，第二浇口包括通入型腔的第一浇口容积，其中，方法包括：
[0018]-为第二浇口提供第二浇口容积，以允许注射材料在流入第一浇口容积的同时流入第二浇口容积中，并且之后流入型腔中，从而减小型腔中的来自第二浇口的注射流的速度。
[0019]
该方法还可包括：
[0020]-通过提供自第二注射入口沿第一方向延伸的第一增加容积提供第二浇口容积。
[0021]
该方法还可包括：
[0022]-还通过提供自第二注射入口沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二增加容积提供第二浇口容积。
[0023]
该方法还可包括：
[0024]-提供具有长方体、椭球体、平行六面体、圆柱体中的一种或多种形状的第一增加
容积和/或第二增加容积。
[0025]
该方法还可包括：
[0026]-为第二浇口提供通入第一增加容积的节流阀。
[0027]
该方法的优点与上述注射成型装置的优点相同。
附图说明
[0028]
图1示意性地示出了在型腔的填充期间的现有技术的注射成型装置，
[0029]
图2示意性地示出了在型腔的填充期间的根据本公开内容的注射成型装置，
[0030]
图3a至3c示意性地示出了根据本公开内容的实施例的第二浇口容积的特写视图，
[0031]
图4a至4b示意性地示出了在型腔的填充期间的各种注射成型装置的浇口，以及
[0032]
图5a至5b示意性地示出了具有根据图1的现有技术浇口的注射成型装置与根据本公开内容的具有浇口的注射成型装置之间的比较。
具体实施方式
[0033]
图1示意性地示出了在型腔2的填充期间的现有技术的注射成型装置1。注射成型装置1包括第一模板和第二模板(未示出)。第一模板包括第一注射入口3和第二注射入口5，第一注射入口3布置成与通入型腔2的第一浇口4流体连接，第二注射入口5布置成与通入型腔2的第二浇口6流体连接。第一注射入口3和第二注射入口5布置成按顺序打开，而且第一注射入口3在第二注射入口5之前打开。
[0034]
在图1中，型腔2具有对应于简化的车辆保险杠的示例性形状。保险杠的宽度大约为1000mm。注射成型装置1还包括第三注射入口7，第三注射入口7布置成与通入型腔2的第三浇口8流体连接。第三注射入口7布置成在第一入口3和第二入口5之后按顺序打开。
[0035]
第一注射入口3、第二注射入口5和第三注射入口7设有通过流道8的液体塑料，流道8又自喷嘴9供应，如本领域中先前已知的。
[0036]
在图中，第一注射入口3已经打开一段时间并且第二注射入口5刚完成打开。流动前沿10在图1中清楚可见。在型腔2的壁处测量的第一速度v1和在距型腔2的壁一定距离处测量的第二速度v2表示注射的液体塑料的流动前沿速度，并示出可能引起产品上的表面缺陷或流动痕迹的局部速度差。
[0037]
在图1中，v1约等于57.1cm/s，v2约等于45.8cm/s。
[0038]
图2示意性地示出了在型腔2的填充期间的根据本公开内容的注射成型装置1。在图2中，与图1中的注射成型装置1的不同之处在于，第二浇口6包括通入型腔2中的第一浇口容积11，并且第二浇口6还设有第二浇口容积12以允许注射材料在流入第一浇口容积11中的同时流入第二浇口容积12中，并且之后流入型腔2中。这降低了型腔2中的来自第二浇口6的注射流的速度。
[0039]
在图2中，第一注射入口3和第二注射入口5以与图1中相同的顺序打开并且打开相同长的时间。如图1所示，在型腔2的壁处测量的第一速度v1和在距型腔2的壁一定距离处测量的第二速度v2表示注射的液体塑料的流动前沿速度。
[0040]
在图2中，v1约等于23.3cm/s，并且v2约等于21.7cm/s。这清楚地显示出第二浇口容积12减小了液体塑料的注射流从第二浇口6注入型腔2的速度以及局部速度差。在流动前
沿10处的较低速度降低了注射成型产品(例如根据图1和2的示例的保险杠)产生以下风险，即，获得不符合产品的期望视觉外观的表面或由于液体塑料以过高的速度进入型腔2而变形的表面。
[0041]
第二浇口容积的最终容积是第一注射入口3和第二注射入口5之间的距离的函数。如果第一和第二注射入口3、5不位于同一平面内，则距离被测量为椭球体的半径，其中第一注射入口3位于椭球体的中心，第二注射入口5位于椭球体的表面上。
[0042]
图3a至3c示意性地示出了根据本公开内容的实施例的第二浇口容积12的特写视图。在图3a中，示出了如图2所示的包括节流阀13和第二浇口容积12的第二浇口6。第二浇口容积12通过主要自第二注射入口5沿第一方向延伸的第一增加容积14提供，其中，第一方向基本上沿与第二浇口6的延伸方向相同的方向延伸。
[0043]
在图3b中，通过第一增加容积14提供第二浇口容积12，第一增加容积14主要自第二注射入口5沿第一方向延伸，其中，第一方向垂直于第二浇口6的延伸部。
[0044]
在图3c中，通过沿第一方向和第二方向延伸的第一增加容积14提供第二浇口容积12，其中，第一方向基本上沿与第二浇口6的延伸相同的方向延伸，并且其中，第二方向垂直于第二浇口6的延伸部。
[0045]
除了第一增加浇口容积外，还可以通过第二增加容积提供第二浇口容积12，第二增加容积沿不同于第一方向的第二方向自第二注射入口5延伸。例如，结合图3a和3b的第一增加容积14的形状可以产生具有t形的第二浇口容积12。根据第一注射模板中的空间量或其它合适的地方，第二浇口容积12的形状呈长方体、椭球体、平行六面体、圆柱体中的一种或多种。
[0046]
图3a至3c中的节流阀13将使得液体塑料进入第二浇口容积12的流速减小，使得第二浇口容积12不会被过快地填充。如果第二浇口容积12填充得太快，则第二浇口容积12的效果下降。
[0047]
节流阀13可以具有第二浇口容积12的横截面面积的约25％与75％之间的横截面面积，其中，节流阀13连接第一浇口容积11和第二浇口容积12。示出了该尺寸的横截面面积以提供第二浇口容积12的期望的填充速度。还期望的是，一旦第二浇口容积12被填充，节流阀13中的材料就硬化，这样在填充阶段期间第二浇口容积不被填满。
[0048]
在图3a至3b的实施例中，第一浇口容积11和第二浇口容积12在形状上基本上为长方体并且具有约3mm的高度。节流阀13具有大约1mm的高度，形成在节流阀13连接第一浇口容积11和第二浇口容积12处的第二浇口容积12的横截面面积的33％的横截面面积。如果节流阀13的宽度不宽于第一浇口容积11的宽度，则节流阀13的效果得到改善。第二浇口6和型腔2之间的界面不改变。
[0049]
节流阀的高度的示例是在大约0.5mm－2mm之间。节流阀还具有沿与第一浇口容积11相同的方向的延伸部。节流阀的延伸部范围的示例是在大约2mm－5mm之间。图3a中的第二浇口容积的示例长度为在50mm－70mm之间，其中，大约60mm的长度是用于找到适当设计长度的良好起点。
[0050]
在设计和制造方面，节流阀尽可能靠近第二注射入口。
[0051]
图4a至4b示意性地示出了在型腔2的填充期间图1和2的注射成型装置1的流动速度的更详细的视图。
[0052]
图4a示意性地示出了图1的注射成型装置1的流动速度的更详细的视图。在型腔2中的三个位置处指示速度，在速度最高的第二浇口6附近的流动前沿10处的第一速度v1，在距流动前沿10第一距离处的第二速度v2和在距流动前沿10第二距离处的第三速度v3。在图4a中，第一速度v1约为47.3m/s，第二速度v2约为22.4m/s，第三速度v3约为13.2m/s。
[0053]
图4b示意性地示出了图2的注射成型装置1的流速的更详细的视图，注射成型装置包括设有第二浇口容积12的第二浇口6。在型腔2中的三个位置处测量速度，在靠近第二浇口6的流动前沿处测量第一速度v1，在离流动前沿10第一距离处测量第二速度v2，在离流动前沿10第二距离处测量第三速度v3。在图4a中，第一速度v1约为23.0m/s，第二速度v2约为21.1m/s，并且第三速度v3约为13.1m/s。这清楚地示出了第二浇口容积12提供了减小流动前沿速度同时不降低注射质量的期望效果。
[0054]
图5a和5b示意性地示出了根据图1的具有现有技术的第二浇口6的注射成型装置1与根据本公开的具有第二浇口6的注射成型装置1之间的对比。该对比涉及实现预期(目标)填充时间所需的喷嘴9处的压力。
[0055]
图5a中的图表示出了用于现有技术的第二浇口6(例如图1中的浇口)的喷嘴9处的压力。对于这种浇口，大的压降通常被解释为变化的流动前沿速度，这是人们试图避免的事情。
[0056]
图5b中的图表示出了用于根据本发明的第二浇口6(例如图2中的浇口)的喷嘴9处的压力。对于这种浇口，大的压降并不表示例如图2和4b所示的这种变化的流动前沿速度。
[0057]
第二浇口容积的最终容积还取决于待注射成形的产品的尺寸。仿真软件可以有利地用于找到最优的第二浇口容积。在这种情况下，上述尺寸将为仿真提供良好的起始值。也可以优化流道的尺寸，例如横截面面积或容积，以增加第二浇口容积的效果。
[0058]
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本公开内容，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的，并且本公开内容不限于所公开的示例性实施例。

技术特征：
1.一种注射成型装置(1)，所述注射成型装置(1)包括至少第一模板，所述第一模板包括第一注射入口(3)和第二注射入口(5)，所述第一注射入口(3)布置成与通入型腔(2)的第一浇口(4)流体连接，所述第二注射入口(5)布置成与通入所述型腔(2)的第二浇口(6)流体连接，其中，所述第一注射入口(3)和所述第二注射入口(5)布置成按顺序打开，而且所述第一注射入口(3)在所述第二注射入口(5)之前打开，其中，所述第二浇口(6)包括通入所述型腔(2)的第一浇口容积(11)，其特征在于，所述第二浇口(6)还设有第二浇口容积(12)以允许注射材料在流入所述第一浇口容积(11)的同时流入所述第二浇口容积(12)，并且之后流入所述型腔(2)中，由此减小所述型腔(2)中来自所述第二浇口(6)的注射流的速度。2.根据权利要求1所述的注射成型装置(1)，其中，通过自所述第二注射入口(5)沿第一方向延伸的第一增加容积(14)提供所述第二浇口容积(12)。3.根据权利要求2所述的注射成型装置(1)，其中，所述第二浇口容积(12)还通过自所述第二注射入口(5)沿不同于所述第一方向的第二方向延伸的第二增加容积来提供。4.根据权利要求1至3中任一项所述的注射成型装置(1)，其中，所述第一增加容积和/或所述第二增加容积呈以下中的一种或多种形状：长方体、椭球体、平行六面体、圆柱体。5.根据权利要求1至4中任一项所述的注射成型装置(1)，其中，所述第二浇口(6)包括通入所述第一增加容积(14)的节流阀(13)。6.根据权利要求5所述的注射成型装置(1)，其中，所述节流阀(13)具有在所述第二浇口容积(12)的横截面面积的约1/4至3/4之间的横截面面积，其中，所述节流阀(13)连接所述第一浇口容积(11)和所述第二浇口容积(12)。7.根据前述权利要求中的任一项所述的注射成型装置(1)，其中，所述第二浇口容积(12)的尺寸是所述第一注射入口(3)与所述第二注射入口(5)之间的距离的函数。8.一种用于在注射成型期间减小流动前沿(10)的速度增加的方法，其中，注射成型装置(1)包括至少第一模板，所述第一模板包括第一注射入口(3)和第二注射入口(5)，所述第一注射入口(3)布置成与通入型型腔(2)的第一浇口(4)流体连接，所述第二注射入口(5)布置成与通入型腔(2)的第二浇口(6)流体连接，其中，所述第一注射入口(3)和所述第二注射入口(5)布置成按顺序打开，而且所述第一注射入口(3)在所述第二注射入口(5)之前打开，其中，所述第二浇口(6)包括通入所述型腔(2)的第一浇口容积(11)，其中，所述方法包括：-为所述第二浇口(6)提供第二浇口容积(12)，以允许注射材料在流入所述第一浇口容积(11)的同时流入所述第二浇口容积(12)，并且之后流入所述型腔(2)中，由此减小所述型腔(2)中来自所述第二浇口(6)的注射流的速度。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法包括：-通过提供自所述第二注射入口(5)沿第一方向延伸的第一增加容积(14)，提供所述第二浇口容积(12)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法包括：-还通过提供自所述第二注射入口(5)沿不同于所述第一方向的第二方向延伸的第二增加容积，提供所述第二浇口容积(12)。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：-提供具有长方体、椭球体、平行六面体、圆柱体中的一种或多种的形状的所述第一增加容积和/或所述第二增加容积。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：-为所述第二浇口(6)提供通入所述第一增加容积(14)的节流阀(13)。

技术总结
本公开内容涉及一种注射成型装置(1)，注射成型装置(1)包括至少第一模板，第一模板包括第一注射入口(3)和第二注射入口(5)，第一注射入口(3)布置成与通入型腔(2)的第一浇口(4)流体连接，第二注射入口(5)布置成与通入型腔(2)的第二浇口(6)流体连接。第一和第二注射入口(3、5)布置成按顺序打开。第二浇口(6)包括通入型腔(2)的第一浇口容积(11)。第二浇口(6)还设有第二浇口容积(12)以允许注射材料在流入第一浇口容积(11)的同时流入第二浇口容积(12)，并且之后流入型腔(2)中。本公开内容还涉及一种用于在注射成型期间减小流动前沿(10)的速度增加的方法。的速度增加的方法。的速度增加的方法。


技术研发人员：E
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2023/8/24