一种PFA医疗器械的高温注塑成型设备及高温注塑工艺的制作方法

一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备及高温注塑工艺
技术领域
1.本发明涉及高温注塑技术领域，尤其涉及一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备。本发明还涉及一种pfa医疗器械的高温注塑工艺。


背景技术：

2.pfa塑料为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物，因其具有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响，适于制作耐腐蚀件、减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件等。
3.在医疗流体处理系统中，pfa常用来制作接头，此pfa医疗用接头通常由金属的产品镶件及包裹在产品镶件内外侧的pfa塑胶件组成。目前，此类pfa医疗器械一般通过压铸的方法制造生产，但是由于pfa的熔指为2g/10min，分子量比较高，粘度大，流动性差，熔融温度大于350℃，导致压铸模具生产的产品成型周期长，产能低，且良品率很低。此外，pfa产品的成型温度要达到360～400℃，并需要在压力下缓慢从360～400℃冷却至脱模温度，而常规的注塑模具采用模温机加热，其加热介质为高温水或油，油作为加热介质有污染医疗器械的风险，水超过100℃会气化，高温水或油加热最多只能加热模温到180℃，且通常的水冷降温时间长，满足不了要求；其次，水或者油需要密封圈密封，而密封圈不耐高温，其一般在低于200℃的环境使用，满足不了高温注塑的要求。因此需要研发一种能高温注塑且周期短、品质高、效率高的pfa医疗器械的高温注塑成型设备及注塑工艺。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备，以克服现有技术中存在的不足。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备，包括注塑模具，所述注塑模具包括前模、后模、顶出机构、加热系统、冷却系统，合模的所述前模与后模之间设有与注塑口连通的注塑型腔，所述顶出机构包括司筒及设于司筒内部的司筒内针，司筒与注塑模具的顶针板连接能顶出注塑成型产品，所述司筒内针下端与注塑模具的底板连接，上端插入前模的注塑型腔内；所述加热系统为电加热系统，包括对注塑型腔顶面加热的加热组件一、对注塑型腔外周侧加热的加热组件二、对注塑型腔底面加热的加热组件三、对注塑型腔内周侧加热的加热组件四；所述冷却系统为风冷冷却系统，包括对注塑型腔外周侧冷却的冷却组件一和冷区组件二、对注塑型腔底面冷却的冷却组件三、对注塑型腔内周侧冷却的冷却组件四；所述加热组件一、加热组件二、冷却组件一、冷却组件二设于前模上，所述加热组件三、冷却组件三设于后模上，所述加热组件四、冷却组件四设于顶出机构上。
6.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述前模包括前模仁及设于前模仁内部从外到内依次设置的前镶件一、前镶件二、前镶件三；所述后模包括后模仁、后镶件、设于后模仁下方的后模垫板、设于后模仁上方的后模加热板，所述后镶件从后模仁底
部向上延伸至后模加热板顶面；所述司筒内针为分体式结构，包括位于司筒内针上部的内针镶件及与内针镶件螺纹连接的内针基体，所述司筒内针通过底部设置的压板与底板连接，所述内针镶件插入前镶件三内部空腔内，产品镶件套设在内针镶件上，前镶件三、内针镶件、司筒、产品镶件之间的间隙为注塑型腔；所述司筒内针内部设有喷管，所述喷管底部与压板固定连接。
7.优选的，所述注塑模具还包括隔热模块，所述隔热模块包括外隔热组件、内隔热组件，所述外隔热组件包括设于注塑模具六个侧面的外隔热板；所述内隔热组件包括设于前模顶面及四周侧侧面的内隔热板一、设于后模四周侧侧面的内隔热板二及设于后模加热板与后模仁之间的内隔热板三。
8.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述加热组件一为设于前镶件三顶面的加热丝，以注塑口为中心圆周螺旋布置；所述加热组件二设于前镶件一外周侧，包括两组加热丝，分别为设于前镶件一上端圆周面的上加热丝、设于前镶件一下端圆周面的下加热丝，所述上加热丝在上端圆周面上沿轴向螺旋设置，所述下加热丝包括两个对称设置的加热丝，且两个所述所述加热丝分别在一个下端的半圆周面上沿径向螺旋设置。
9.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述加热组件三包括设于后模加热板顶面及设于后模加热板底面的两个加热丝，两个加热丝上下对应设置，且均沿后镶件外周侧均匀绕设，使得加热均匀即可；所述加热组件四为设于喷管上部并沿喷管外周侧螺旋设置的加热丝，所述加热组件四位于内针镶件的内部空腔中。
10.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述冷却系统与设于注塑模具外部的空压机组成冷却循环气路，所述空压机为冷却系统提供压缩的制冷空气；外部空气进入所述空压机形成压缩的制冷空气，压缩的制冷空气进入冷却系统为模具降温形成高温空气，高温空气大部分再进入空压机制冷形成压缩的制冷空气，小部分分散到模具外部，以此循环组成冷却循环气路。
11.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述冷却组件一设于前镶件三与前镶件二之间，包括进风道一、出风道一，所述进风道一与出风道一为设于前镶件三外周侧的两条平行设置的螺旋槽，所述前镶件三顶面设有与进风道一连通的进风口、与出风道一连通的出风口，所述进风道一的进风口、出风道一的出风口均位于加热组件一外侧，并通过管道、接头与空压机连接；所述冷却组件二包括进风道二、出风道二，所述进风道二与出风道二对称设于前镶件一两侧，所述进风道二设有两个吹向产品镶件的吹风口，所述出风道二设有两个与吹风口对应设置的吸风口，所述前镶件一与产品镶件之间设有与两个吹风口对应设置的环形槽，所述吹风口与吸风口均位于冷却组件一下方，且进风道二的进风口、出风道二的出风口均通过管道、接头与空压机连接。
12.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述冷却组件三设于司筒上，包括进风道三、出风道三、冷却槽，所述冷却槽设于司筒靠近顶面的上端，为断开的环形槽，所述司筒包括筒体及设于筒体上方的筒盖，所述筒体顶面与筒盖底面均设有对应设置的断开的环形槽，两个所述环形槽组成冷却槽，所述冷却槽的断开的两个端部分别与进风道三、出风道三连通，所述进风道三从筒体底部延伸至冷却槽，所述进风道三的进风口设于筒体底部并通过管道、接头与空压机连接；所述出风道三从冷却槽延伸至筒体中部，且所述出风道三的出风口为通孔，连通了筒体内部与外部，其连通外部的出风口通过管道、接头与
空压机连接，其连通内部的出风口与司筒和司筒内针之间的间隙连通，小部分空气从间隙中分散到注塑模具外部。
13.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，所述冷却组件四设于司筒内针内部，包括进风道四、出风道四，所述进风道四从底板、压板延伸至喷管内部，所述进风道四的进风口通过接头、管道与空压机连接；所述出风道四设于司筒内针内壁与喷管外壁之间，所述出风道四的出风口设于司筒内针底部并从压板、底板分散到模具外部。
14.进一步的，上述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，还包括螺杆送料模块，所述螺杆送料模块包括螺杆与炮筒，所述螺杆与炮筒采用镍基合金制作，具体的，炮筒采用进口jxcr2合金粉末，高温离心浇铸，hrc52-54度。螺杆选用进口jxcr2全合金专用材质，hrc30；且所述螺杆为无螺杆头组的螺杆，具体为止逆环、止退环、螺杆头均无的螺杆，根据pfa原料特性，料温高、流动性差及高腐蚀性等特点，传统带螺杆头的设计，容易在螺杆头里面藏料，因温度过高而造成沾料，碳化等情况，无螺杆头组设计的螺杆能防止这种情况的出现，且可有效熔胶同时降低剪切。
15.本发明还提供一种pfa医疗器械的高温注塑工艺，包括以下步骤：
16.s1、烘料，将塑胶原材料粒子烘干，烘干温度设定在120-140℃，烘干时间为8-10h；
17.s2、模具加热，通过加热系统将模具温度加热到210-230℃，加热时间为30-60min。
18.s3、熔融，通过螺杆送料模块的螺杆剪切热和炮筒的电加热，将温度升至385-430℃，加热时间30-60min，将塑胶颗粒加热至熔融状态；其中，熔融状态的温度80％来自于螺杆的剪切，20％来自于炮筒的电加热；
19.s4、产品镶件加热，将产品镶件放置在加热治具中，通过缠绕在加热治具上的加热丝加热，将产品镶件加热至200-230℃，加热时间2-3min；
20.s5、注塑，模具上机后开模，将预热后的产品镶件放入模具中，合模开始注塑，注塑时间30-35s，此时模具因熔融料的高温导热升高，然后开始保压，保压压力120-140mpa，保压时间26-28s；
21.s6、冷却，保压结束后，通过冷却系统来持续对前模、后模及熔体冷却降温，空气冷却时间130-150s，当熔体温度降到200-220℃时，产品冷却成型顶出机构顶出产品；
22.s7、取出产品，并将取出的产品放入烘箱烘烤，烘烤温度230-260℃，烘烤时间1h，1h后停止烘烤让产品自然冷却到常温；
23.s8、在产品完全冷却后进行车床2次加工，得到成品。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了pfa医疗器械的高温注塑，且注塑周期短、注塑品质和注塑效率高。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的结构示意图
27.图2为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的剖面结构示意图一；
28.图3为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的剖面结构示意图二；
29.图4为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的筒体的结构示意图；
30.图5为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的司筒的剖面结构示意图；
31.图6为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的前镶件一的结构示意图；
32.图7为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的前镶件三的结构示意图；
33.图8为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的后模加热板的结构示意图；
34.图9为本发明pfa医疗器械的高温注塑成型设备的螺杆送料模块的结构示意图；
35.图中：100、注塑模具；101、产品镶件
36.1、前模；11、前模仁；12、前镶件一；13、前镶件二；14、前镶件三；
37.2、后模；21、后模仁；22、后镶件；23、后模垫板；24、后模加热板；
38.3、顶出机构；31、司筒；311、筒体；312、筒盖；32、司筒内针；321、内针镶件；322、内针基体；33、底板；34、压板；35、喷管；
39.4、加热系统；41、加热组件一；42、加热组件二；421、上加热丝；422、下加热丝；43、加热组件三；44、加热组件四；
40.5、冷却系统；51、冷却组件一；511、进风道一；512、出风道一；52、冷区组件二；521、进风道二；522、出风道二；523、吹风口；524、吸风口；53、冷却组件三；531、进风道三；532、出风道三；533、冷却槽；54、冷却组件四；541、进风道四；542、出风道四；
41.6、注塑型腔；7、隔热模块；71、外隔热板；72、内隔热板一；73、内隔热板二；74、内隔热板三；
42.200、螺杆送料模块；8、螺杆；9、炮筒。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.实施例1
45.如图1-9所示，一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备，包括注塑模具100，所述注塑模具100包括前模1、后模2、顶出机构3、加热系统4、冷却系统5，合模的所述前模1与后模2之间设有与注塑口连通的注塑型腔6，所述前模1包括前模仁11及设于前模仁11内部从外到内依次设置的前镶件一12、前镶件二13、前镶件三14；所述后模2包括后模仁21、后镶件22、设于后模仁21下方的后模垫板23、设于后模仁21上方的后模加热板24，所述后镶件22从后模仁21底部向上延伸至后模加热板24顶面；所述顶出机构3包括司筒31及设于司筒31内部的司筒内针32，司筒31与注塑模具100的顶针板连接能顶出注塑成型产品，所述司筒内针32下端与注塑模具100的底板33连接，上端插入前模1的注塑型腔内；所述司筒内针32为分体式结构，包括位于司筒内针32上部的内针镶件321及与内针镶件321螺纹连接的内针基体322，此设置可便于司筒内针32的内孔加工，所述司筒内针32通过底部设置的压板34与底板33连接，所述内针镶件321插入前镶件三14内部空腔内，产品镶件101套设在内针镶件321上，前镶件三14、内针镶件321、司筒31、产品镶件101之间的间隙为注塑型腔6；所述司筒内
针32内部设有喷管35，所述喷管35底部与压板34固定连接。
46.如图2-3所示，所述加热系统4为电加热系统，包括对注塑型腔6顶面加热的加热组件一41、对注塑型腔6外周侧加热的加热组件二42、对注塑型腔6底面加热的加热组件三43、对注塑型腔6内周侧加热的加热组件四44；所述冷却系统5为风冷冷却系统，包括对注塑型腔6外周侧冷却的冷却组件一51和冷区组件二52、对注塑型腔6底面冷却的冷却组件三53、对注塑型腔6内周侧冷却的冷却组件四54；所述加热组件一41、加热组件二42、冷却组件一51、冷却组件二52设于前模上1，所述加热组件三43、冷却组件三53设于后模2上，所述加热组件四44、冷却组件四54设于顶出机构3上。
47.加热系统4与冷却系统5能对注塑型腔6的外部各个部位进行加热和冷却，全面覆盖，能快速加热和冷却，缩短周期，并保证注塑品质；其次，电加热系统可快速对模具加热，缩短生产周期，且其加热温度可控，能即时显示实时温度，可精确控温保障注塑生产；风冷冷却系统也能快速对模具降温，缩短生产周期，且风冷冷却不需要密封圈密封，其产生的少量泄露不造成安全隐患也不影响使用，并不对成品造成污染。传统压铸加工方式成型周期长，产能低，且良品率很低，具体成型周期为20-30min，生产良率为50％，生产效率为20个/天；本发明所述高温注塑成型的加工方式成型周期为3min，生产良率为80％，生产效率为400个/天，缩短了成型周期，大大提高了良品率及生产效率。
48.此外，如图9所示，本发明所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备还包括螺杆送料模块200，所述螺杆送料模块200包括螺杆8与炮筒9，所述螺杆8与炮筒9均采用镍基合金制作，pfa能对绝大对数金属产生腐蚀，镍基合金材质能防止金属腐蚀物对熔融物料的污染，并防止对设备的损坏，具体的，炮筒9采用进口jxcr2合金粉末，高温离心浇铸，hrc52-54度。螺杆8选用进口jxcr2合金专用材质，hrc30，jxcr2合金为c-276哈氏合金，属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金，是材料中最耐蚀的一种；且所述螺杆8为无螺杆头组的螺杆，具体为止逆环、止退环、螺杆头均无的螺杆，根据pfa原料特性，料温高、流动性差及高腐蚀性等特点，传统带螺杆头的设计，容易在螺杆头里面藏料，因温度过高而造成沾料，碳化等情况，无螺杆头组设计的螺杆能防止这种情况的出现，且可有效熔胶同时降低剪切，保证熔融塑化均匀。
49.实施例2
50.基于实施例1结构的基础上，如图2-3、6-7所示，所述加热组件一41为设于前镶件三14顶面的加热丝，以注塑口为中心圆周螺旋布置，对注塑型腔6上端部位的熔融料加热保温；所述加热组件二42设于前镶件一12外周侧，包括两组加热丝，分别为设于前镶件一12上端圆周面的上加热丝421、设于前镶件一12下端圆周面的下加热丝422，所述上加热丝421在上端圆周面上沿轴向螺旋设置，所述下加热丝422包括两个对称设置的加热丝，且两个所述所述加热丝分别在一个下端的半圆周面上沿径向螺旋设置。通过上下两组加热丝的布置，使前镶件一12的热量传导到注塑型腔6外周侧，并对注塑型腔6外周侧均匀加热。
51.如图2-3、8所示，所述加热组件三43包括设于后模加热板24顶面及设于后模加热板底面的两个加热丝，两个加热丝上下对应设置，且均沿后镶件22外周侧均匀绕设，使得加热均匀，对注塑型腔6的下端部位的熔融料加热保温；如图2-3所示，所述加热组件四44为设于喷管35上部并沿喷管35外周侧螺旋设置的加热丝，所述加热组件四44位于内针镶件322的内部空腔中，即对注塑型腔6的内周侧部位的熔融料加热保温，保证内部熔融料加热均
匀。综上，通过加热系统的设置，能保证注塑型腔6内各部位加热均匀，提高注塑品质。
52.此外，所述冷却系统5与设于注塑模具100外部的空压机(图中未显示)组成冷却循环气路，所述空压机为冷却系统5提供压缩的制冷空气；外部空气进入所述空压机形成压缩的制冷空气，压缩的制冷空气进入冷却系统5为模具降温形成高温空气，高温空气大部分再进入空压机制冷形成压缩的制冷空气，组成冷却循环气路，小部分分散到模具外部。通过冷却系统5的设置，能保证注塑型腔6内各部位均匀冷却，提高注塑品质。
53.上述结构中，如图2-3、6所示，所述冷却组件一51设于前镶件三14与前镶件二13之间，包括进风道一511、出风道一512，所述进风道一511与出风道一512为设于前镶件三14外周侧的两条平行设置的螺旋槽，所述前镶件三14顶面设有与进风道一511连通的进风口、与出风道一512连通的出风口，所述进风道一511的进风口、出风道一512的出风口均位于加热组件一41外侧，并通过管道、接头与空压机连接；如图3所示，所述冷却组件二52包括进风道二521、出风道二522，所述进风道二521与出风道二522对称设于前镶件一12两侧，所述进风道二521设有两个吹向产品镶件101的吹风口523，所述出风道二522设有两个与吹风口523对应设置的吸风口524，所述前镶件一12与产品镶件101之间设有与两个吹风口523对应设置的环形槽，所述吹风口523与吸风口524均位于冷却组件一51下方，且进风道二521的进风口、出风道二522的出风口均通过管道、接头与空压机连接。冷却组件一51对注塑型腔6上端外周侧冷却，冷却组件二52对注塑型腔6下端外周侧冷却，两者结合快速对注塑型腔6外周侧冷却，并降低加热组件一41、加热组件二42的高温效果，加快冷却速度，并保证冷却均匀。
54.如图2-5所示，所述冷却组件三53设于司筒31上，包括进风道三531、出风道三532、冷却槽533，所述冷却槽533设于司筒31靠近顶面的上端，为断开的环形槽，所述司筒31包括筒体311及设于筒体311上方的筒盖312，所述筒体311顶面与筒盖312底面均设有对应设置的断开的环形槽，两个所述环形槽组成冷却槽533，冷却槽533正对注塑产品底部，能对注塑产品底部均匀、快速的冷却；所述冷却槽533的断开的两个端部分别与进风道三531、出风道三532连通，所述进风道三531从筒体311底部延伸至冷却槽533，所述进风道三531的进风口设于筒体311底部并通过管道、接头与空压机连接；所述出风道三532从冷却槽533延伸至筒体311中部，且所述出风道三532的出风口为通孔，连通了筒体311内部与外部，其连通外部的出风口通过管道、接头与空压机连接，其连通内部的出风口与司筒31和司筒内针32之间的间隙连通，小部分空气从间隙中分散到注塑模具外部，此小部分分散的空气能避免集中喷射的现象，降低危险。
55.如图2-3所示，所述冷却组件54设于司筒内针32内部，包括进风道四541、出风道四542，所述进风道四541从底板33、压板34延伸至喷管35内部，所述进风道四541的进风口通过接头、管道与空压机连接；所述出风道四542设于司筒内针32内壁与喷管35外壁之间，所述出风道四542的出风口设于司筒内针32底部并从压板34、底板33分散到模具外部。冷空气从喷管35顶部开口吹入出风道四544，对加热组件四44及司筒内针32内腔吹风冷却，并对注塑产品内周侧均匀、快速的冷却。
56.另外，如图1-3所示，注塑模具100还包括隔热模块7，所述隔热模块7包括外隔热组件、内隔热组件，所述外隔热组件包括设于注塑模具100外部六个侧面的外隔热板71；所述内隔热组件包括设于前模1顶面及四周侧侧面的内隔热板一72、设于后模2四周侧侧面的内隔热板二73及设于后模加热板24与后模仁21之间的内隔热板三74。所有隔热板采用纤维纸
+有机硅树脂材质，可在500℃以内模温下使用，且增加了真空硅隔热棉，且通过内外隔热组件，对模具双层保温隔热，具有良好的隔热保温效果，保证了模具的高温注塑需求，从而提高注塑品质。
57.实施例3
58.基于实施例1或者实施例2的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，本发明提供一种pfa医疗器械的高温注塑工艺，包括以下步骤：
59.s1、烘料，将塑胶原材料粒子烘干，烘干温度设定在120℃，烘干时间为8h；
60.s2、模具加热，通过加热系统4将模具温度加热到210℃，加热时间为30min。
61.s3、熔融，通过螺杆送料模块200的螺杆8剪切热和炮筒9的电加热，将塑胶颗粒加热至熔融状态，加热温度为385-430℃，螺杆8各段的温度不同，沿熔融料进料方向依次为：395℃、400℃、405℃、406℃、385℃，加热时间30min；其中，熔融状态的温度80％来自于螺杆8的剪切，20％来自于炮筒9的电加热；
62.s4、产品镶件101加热，将产品镶件101放置在加热治具中，加热治具为产品镶件101的专用加热治具，通过缠绕在加热治具上的加热丝加热，将产品镶件101加热至200℃，加热时间2min；
63.s5、注塑，模具上机后开模，将预热后的产品镶件101放入模具中，合模开始注塑，注塑时间30s，此时模具因熔融料的高温导热升高，然后开始保压，保压压力为120mpa，保压时间26s；
64.s6、冷却，保压结束后，通过冷却系统5来持续对前模1、后模2及熔体冷却降温，空气冷却时间130s，当熔体温度降到220℃时，产品冷却成型顶出机构顶出产品；
65.s7、取出产品，并将取出的产品放入烘箱烘烤，烘烤温度230℃，烘烤时间1h，1h后停止烘烤让产品自然冷却到常温；由于塑胶料在常温下冷却时收缩会偏大，会导致产品存在内应力开裂，通过烘烤的温度来让在高温注塑下已经断开的分子链重新结合，且有利于产品内应力的消散，从而防止产品开裂；
66.s8、在产品完全冷却后进行车床2次加工，得到成品。
67.实施例4
68.基于实施例1或者实施例2的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，本发明提供一种pfa医疗器械的高温注塑工艺，包括以下步骤：
69.s1、烘料，将塑胶原材料粒子烘干，烘干温度设定在140℃，烘干时间为10h；
70.s2、模具加热，通过加热系统4将模具温度加热到230℃，加热时间为60min。
71.s3、熔融，通过螺杆送料模块200的螺杆8剪切热和炮筒9的电加热，将塑胶颗粒加热至熔融状态，加热温度为385-430℃，螺杆各段的温度不同，沿熔融料进料方向依次为：415℃、420℃、425℃、426℃、402℃，加热时间60min；其中，熔融状态的温度80％来自于螺杆8的剪切，20％来自于炮筒9的电加热；
72.s4、产品镶件101加热，将产品镶件101放置在加热治具中，加热治具为产品镶件101的专用加热治具，通过缠绕在加热治具上的加热丝加热，将产品镶件加热至230℃，加热时间3min；
73.s5、注塑，模具上机后开模，将预热后的产品镶件101放入模具中，合模开始注塑，注塑时间35s，此时模具因熔融料的高温导热升高，然后开始保压，保压压力为140mpa，保压
时间28s；
74.s6、冷却，保压结束后，通过冷却系统5来持续对前模1、后模2及熔体冷却降温，空气冷却时间150s，当熔体温度降到200℃时，产品冷却成型顶出机构顶出产品；
75.s7、取出产品，并将取出的产品放入烘箱烘烤，烘烤温度260℃，烘烤时间1h，1h后停止烘烤让产品自然冷却到常温；由于塑胶料在常温下冷却时收缩会偏大，会导致产品存在内应力开裂，通过烘烤的温度来让在高温注塑下已经断开的分子链重新结合，且有利于产品内应力的消散，从而防止产品开裂；
76.s8、在产品完全冷却后进行车床2次加工，得到成品。
77.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
78.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种pfa医疗器械的高温注塑成型设备，包括注塑模具，其特征在于：所述注塑模具包括前模、后模、顶出机构、加热系统、冷却系统，合模的所述前模与后模之间设有与注塑口连通的注塑型腔，所述顶出机构包括司筒及设于司筒内部的司筒内针，所述司筒内针下端与注塑模具的底板连接，上端插入前模的注塑型腔内；所述加热系统为电加热系统，包括对注塑型腔顶面加热的加热组件一、对注塑型腔外周侧加热的加热组件二、对注塑型腔底面加热的加热组件三、对注塑型腔内周侧加热的加热组件四；所述冷却系统为风冷冷却系统，包括对注塑型腔外周侧冷却的冷却组件一和冷区组件二、对注塑型腔底面冷却的冷却组件三、对注塑型腔内周侧冷却的冷却组件四；所述加热组件一、加热组件二、冷却组件一、冷却组件二设于前模上，所述加热组件三、冷却组件三设于后模上，所述加热组件四、冷却组件四设于顶出机构上。2.根据权利要求1所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述前模包括前模仁及设于前模仁内部从外到内依次设置的前镶件一、前镶件二、前镶件三；所述后模包括后模仁、后镶件、设于后模仁下方的后模垫板、设于后模仁上方的后模加热板，所述后镶件从后模仁底部向上延伸至后模加热板顶面；所述司筒内针为分体式结构，包括位于司筒内针上部的内针镶件及与内针镶件螺纹连接的内针基体，所述司筒内针通过底部设置的压板与底板连接，所述内针镶件插入前镶件三内部空腔内，产品镶件套设在内针镶件上；所述司筒内针内部设有喷管，所述喷管底部与压板固定连接。3.根据权利要求2所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述加热组件一为设于前镶件三顶面的加热丝，以注塑口为中心圆周螺旋布置；所述加热组件二设于前镶件一外周侧，包括两组加热丝，分别为设于前镶件一上端圆周面的上加热丝、设于前镶件一下端圆周面的下加热丝，所述上加热丝在上端圆周面上沿轴向螺旋设置，所述下加热丝包括两个对称设置的加热丝，且两个所述所述加热丝分别在一个下端的半圆周面上沿径向螺旋设置。4.根据权利要求2所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述加热组件三包括设于后模加热板顶面及设于后模加热板底面的两个加热丝，两个加热丝上下对应设置，且均沿后镶件外周侧均匀绕设，使得加热均匀即可；所述加热组件四为设于喷管上部并沿喷管外周侧螺旋设置的加热丝，所述加热组件四位于内针镶件的内部空腔中。5.根据权利要求2所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述冷却系统与设于注塑模具外部的空压机组成冷却循环气路，所述空压机为冷却系统提供压缩的制冷空气；外部空气进入所述空压机形成压缩的制冷空气，压缩的制冷空气进入冷却系统为模具降温形成高温空气，高温空气大部分再进入空压机制冷形成压缩的制冷空气，小部分分散到模具外部。6.根据权利要求5所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述冷却组件一设于前镶件三与前镶件二之间，包括进风道一、出风道一，所述进风道一与出风道一为设于前镶件三外周侧的两条平行设置的螺旋槽，所述前镶件三顶面设有与进风道一连通的进风口、与出风道一连通的出风口，所述进风道一的进风口、出风道一的出风口均位于加热组件一外侧，并通过管道、接头与空压机连接；所述冷却组件二包括进风道二、出风道二，所述进风道二与出风道二对称设于前镶件一两侧，所述进风道二设有两个吹向产品镶件的吹风口，所述出风道二设有两个与吹风口对应设置的吸风口，所述前镶件一与产品镶件之间
设有与两个吹风口对应设置的环形槽，所述吹风口与吸风口均位于冷却组件一下方，且进风道二的进风口、出风道二的出风口均通过管道、接头与空压机连接。7.根据权利要求5所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述冷却组件三设于司筒上，包括进风道三、出风道三、冷却槽，所述冷却槽设于司筒靠近顶面的上端，为断开的环形槽，所述司筒包括筒体及设于筒体上方的筒盖，所述筒体顶面与筒盖底面均设有对应设置的断开的环形槽，两个所述环形槽组成冷却槽，所述冷却槽的断开的两个端部分别与进风道三、出风道三连通，所述进风道三从筒体底部延伸至冷却槽，所述进风道三的进风口设于筒体底部并通过管道、接头与空压机连接；所述出风道三从冷却槽延伸至筒体中部，且所述出风道三的出风口为通孔，连通了筒体内部与外部，其连通外部的出风口通过管道、接头与空压机连接，其连通内部的出风口与司筒和司筒内针之间的间隙连通。8.根据权利要求5所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：所述冷却组件四设于司筒内针内部，包括进风道四、出风道四，所述进风道四从底板、压板延伸至喷管内部，所述进风道四的进风口通过接头、管道与空压机连接；所述出风道四设于司筒内针内壁与喷管外壁之间，所述出风道四的出风口设于司筒内针底部并从压板、底板分散到模具外部。9.根据权利要求1所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备，其特征在于：还包括螺杆送料模块，所述螺杆送料模块包括螺杆与炮筒，所述螺杆与炮筒采用镍基合金制作，且所述螺杆为无螺杆头组的螺杆。10.根据权利要求1至9中任一项所述的pfa医疗器械的高温注塑成型设备的高温注塑工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、烘料，将塑胶原材料粒子烘干，烘干温度设定在120-140℃，烘干时间为8-10h；s2、模具加热，通过加热系统将模具温度加热到210-230℃，加热时间为30-60min。s3、熔融，通过螺杆送料模块的螺杆剪切热和炮筒的电加热，将温度升至385-430℃，加热时间30-60min，将塑胶颗粒加热至熔融状态；其中，熔融状态的温度80％来自于螺杆的剪切，20％来自于炮筒的电加热；s4、产品镶件加热，将产品镶件放置在加热治具中，通过缠绕在加热治具上的加热丝加热，将产品镶件加热至200-230℃，加热时间2-3min；s5、注塑，模具上机后开模，将预热后的产品镶件放入模具中，合模开始注塑，注塑时间30-35s，然后开始保压，保压压力120-140mpa，保压时间26-28s；s6、冷却，保压结束后，通过冷却系统来持续对前模、后模及熔体冷却降温，空气冷却时间130-150s，当熔体温度降到200-220℃时，产品冷却成型顶出机构顶出产品；s7、取出产品，并将取出的产品放入烘箱烘烤，烘烤温度230-260℃，烘烤时间1h，1h后停止烘烤让产品自然冷却到常温；s8、在产品完全冷却后进行车床2次加工，得到成品。

技术总结
本发明提供一种PFA医疗器械的高温注塑成型设备及高温注塑工艺，该注塑成型设备包括注塑模具，注塑模具包括前模、后模、顶出机构、加热系统、冷却系统，前模与后模之间设有注塑型腔，所述顶出机构的司筒内针上端插入前模的注塑型腔内；所述加热系统为电加热系统，包括对注塑型腔顶面加热的加热组件一、对注塑型腔外周侧加热的加热组件二、对注塑型腔底面加热的加热组件三、对注塑型腔内周侧加热的加热组件四；所述冷却系统为风冷冷却系统，包括对注塑型腔外周侧冷却的冷却组件一和冷区组件二、对注塑型腔底面冷却的冷却组件三、对注塑型腔内周侧冷却的冷却组件四。本发明实现了PFA医疗器械的高温注塑，且注塑周期短、注塑品质和注塑效率高。塑效率高。塑效率高。


技术研发人员：徐家龙 吴春江 王培良 吴东宏 麻吉祥
受保护的技术使用者：凯普特精密工业（苏州）有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/8/9