模具工业2009年第35卷第1期 45 型腔模技术 高光无痕注射成型工艺与装置 丁磊,伍晓宇,李伟荣,梁雄,赵航 (深圳大学机电与控制工程学院,广东深圳518060 摘要:介绍了硏制的高光无痕注射成型系统及具有随形介质通路的模具结构、快速加热与冷却装置和 温度测控装置的工作原理,重点分析了定模模芯中高光面壳与背板的结构、加热与冷却装置中热冷介 质的4种循环路线及切换方法。通过试验,证明了该系统能够有效消除塑件表面熔接痕和流痕等缺陷 大大提高表面质量,并可使塑件免去后续喷涂工艺,是一种环保型注射成型新技术 关键词:高光无痕注射成型;随形介质通道;温度控制 中图分类号:T320.662文献标识码B文章编号:1001-2168(2009)01-0045-04 High fineness injection moulding tec hnology and dev ice DING Lei, WU Xiao-yu, LI Wei- rong, LIANG Xiong, ZHAO Hang (School of Mechanical and Control Engineering, Shenzhen University, Shenzhen Abstract: A high fineness and m-weldlines injection moulding System was developed. The ould structure with followng media path, the work pnnciple of rapid heating and cooling device and temperature control device were presented. Analysis was mde mainly on the constitution of high fineness panel shell and backboard of cores in fixed of media circulation paths and its switching ways. Expeniments show that the system can effectively diminish surface defects like weld lines and flow mark and therefore Key words: high fineness and m-weldines injection moulding; following media path; temperature control 目前,CAE技术还不能完全取代实际冲压试模 过程,随着计算机技术和有限元理论的进一步发展, CAE技术将能够更真实地模拟冲压成形过程,从而 能够更好地指导生产实践的。 参考文献 []崔令江.汽车覆盖件冲压成形技术[M]北京:机械工业 [2]刘艳芳,施法中,冯天飞.等效拉深筋模型在板料成形 数值模拟中的具体实现[].机械工程学报,2005,45(1) 图11产品实物图 [3 MEINDERS T, CARLEER B D, GEISLAERS H J M,et al. 5结束语 The implementation of an equivalent drawbead mdel in a 通过 Autoform软件对汽车后轮罩拉深成形过 finite-element code for sheet metal forming[J] Journal of 程进行数值模拟,可以根据模拟结果预测零件拉 Matenal Processing Technology, 1998, 83: 234-244 裂、起皱等缺陷的部位,分析引起缺陷的原因,及时[4史刚.拉深筋技术卩]模具技术,204(3):31·59 修改工艺方案,减少实际试模次数,缩短模具开发[5]苗红顺,王高潮,李宁.基于 Dynaform的汽车覆盖件拉 周期。 深成形仿真技术研究卩]模具工业,2007,3(7):9-13 2o1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHousedllnehtsreservedhup/www.cnki.net
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 模具工业 2009 年第 35 卷第 1 期 45 型 腔 模 技 术 高 光 无 痕 注 射 成 型 工 艺 与 装 置 丁 磊 , 伍晓宇 , 李伟荣 , 梁 雄 , 赵 航 (深圳大学 机电与控制工程学院 , 广东 深圳 518060) 摘要 : 介绍了研制的高光无痕注射成型系统及具有随形介质通路的模具结构、快速加热与冷却装置和 温度测控装置的工作原理 , 重点分析了定模模芯中高光面壳与背板的结构、加热与冷却装置中热冷介 质的 4 种循环路线及切换方法。通过试验 ,证明了该系统能够有效消除塑件表面熔接痕和流痕等缺陷 , 大大提高表面质量 ,并可使塑件免去后续喷涂工艺 ,是一种环保型注射成型新技术。 关键词 :高光无痕注射成型 ;随形介质通道 ;温度控制 中图分类号 : TQ320. 662 文献标识码 :B 文章编号 :1001 - 2168(2009) 01 - 0045 - 04 High fineness injection moulding technology and device DING Lei , WU Xiao - yu , LI Wei - rong , LIANG Xiong , ZHAO Hang (School of Mechanical and Control Engineering , Shenzhen University , Shenzhen , Guangdong 518060 , China) Abstract : A high fineness and no-weldlines injection moulding system was developed. The mould structure with following media path , the work principle of rapid heating and cooling device and temperature control device were presented. Analysis was made mainly on the constitution of high fineness panel shell and backboard of cores in fixed half , four types of media circulation paths and its switching ways. Experiments show that the system can effectively diminish surface defects like weld lines and flow mark and therefore improve the surface quality. The following spray painting process of products is no longer needed. Key words: high fineness and no-weldlines injection moulding; following media path ; temperature control 图 11 产品实物图 5 结束语 通过 Autoform 软件对汽车后轮罩拉深成形过 程进行数值模拟 , 可以根据模拟结果预测零件拉 裂、起皱等缺陷的部位 ,分析引起缺陷的原因 ,及时 修改工艺方案 , 减少实际试模次数 , 缩短模具开发 周期。 目前 , CAE技术还不能完全取代实际冲压试模 过程 ,随着计算机技术和有限元理论的进一步发展 , CAE技术将能够更真实地模拟冲压成形过程 , 从而 能够更好地指导生产实践 [5 ]。 参考文献 : [ 1]崔令江. 汽车覆盖件冲压成形技术[ M]. 北京 :机械工业 出版社 ,2003. [ 2]刘艳芳 ,施法中 ,冯天飞 . 等效拉深筋模型在板料成形 数值模拟中的具体实现[J ]. 机械工程学报 ,2005 ,45(1) : 114 - 118. [ 3]MEINDERS T,CARLEER B D , GEIJSLAERS H J M,et al. The implementation of an equivalent drawbead model in a finite - element code for sheet metal forming[J ].Journal of Material Processing Technology ,1998 ,83 :234 - 244. [ 4]史 刚. 拉深筋技术[J ]. 模具技术 ,2004(3) :31 - 59. [ 5]苗红顺 ,王高潮 ,李 宁. 基于 Dynaform的汽车覆盖件拉 深成形仿真技术研究[J ]. 模具工业 ,2007 ,33(7) :9 - 13
模具工业2009年第35卷第1期 1引言 高光无痕注射成型是近年来快速发展起来的 种新的注射成型技术,它能够根据塑料特性和注 射成型过程工艺要求的差别,实现动态的温度控 制,使熔融塑料在模腔中的流动达到最佳状态。该 技术能有效消除塑件表面熔接痕、流痕等缺陷,提 高塑件表面粗糙度至镜面效果,由此还可免去注射 成型塑件后续的喷涂工艺,在为企业降低成本的同 时大大缩短了生产周期 目前,国内大型注射生产企业所使用的高光无 痕注射成型系统及其关键设备均由国外进口,国内 仅有部分高校和少数企业在做该方面的研发,相关 文献还少见报道。 (a)定模模芯高光面壳 2模具结构及快速加热与冷却装置 2.1含随形介质通道的模具结构 将高光无痕注射成型技术应用于工业现场后 所形成的注射成型新工艺可简要概括为:注塑机合 模之前,将高压热水通入定模模芯,合模后首先把 定模模腔表面温度提高到一个较高的设定值,通常 要达到塑料的热变形温度。然后,注塑机开始向模 腔中注射熔料,在注塑机完成保压转入冷却后,定 模模芯通入高压冷水,待模具温度快速下降到一个 设定值后开模,完成整个注射过程"2 图1所示为某车载蓝牙外壳的定模模芯组件 结构。塑件的表面质量由定模型腔所决定,为实现 高光无痕注射成型,对传统注射模的定模模芯水道 进行了改造。将定模模芯分为高光面壳与背板两部 (b)定模模芯背板 分。高光面壳的正面与注射成型塑件的表面相接 图1定模模芯组件 触,反面与背板相接触。在背板上加工与型腔表面 形状一致的随形槽,将高光面壳和背板两部分配合升降速度缓慢,将随形介质通道管螺纹接头孔加工 起来即形成随形介质通道,可以迅速传递加热或冷在定模模芯的背板上,使热冷介质直接进入定模模 却用介质,短时间内提高或降低模具型腔的表面温芯而不再流经定模板。此外,在背板的侧面与底面 度叭。此外,该介质通道配合塑件的形状,使热传递开有隔热槽,减少了背板与定模板的接触面积,可进 均匀,熔融塑料成型温度也更均匀,有利于提高塑一步防止背板与定模板之间的热交换。该结枃可以 件外观质量的一致性和避免翘曲。 尽量使热量均匀分布在高光面壳上,并且使之快速 定模结构三维示意图如图2所示,为防止热量加热和冷却。 由定模模芯传递给定模板,导致模具型腔表面温度 在定模模芯侧面开设有4个热电偶安装孔,孔 的末端(温度测量点)距型腔表面3mm,其具体位置 收稿日期:2008 基金项目:广东省工业攻关项目(2008B01040000)。 如图1所示,距垂直中心线 这4个温度测量 作者简介:丁磊(198!-),男,河南鹿邑人,硕士研究生,主要点所采集的温度信号,经转换后与设定的成型温度 从事注射模cACM的研究,地址:广东省深圳市深圳大学机或开模温度进行比较,用来控制加热电磁阀及制冷 电与控制工程学院科技楼515室,(电话)13590285612,(电子信电磁阀的开启或关闭,从而实现高温介质与冷却介 箱)dinger66(@126.com。 o1994-2009ChinaAcademicournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.ner
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 46 模具工业 2009 年第 35 卷第 1 期 ——————————————— 收稿日期:2008 - 08 - 08。 基金项目:广东省工业攻关项目(2008B010400001) 。 作者简介: 丁 磊 (1981 - ) , 男 , 河南鹿邑人 , 硕士研究生 , 主要 从事注射模 CAD/ CAM的研究 , 地址: 广东省深圳市深圳大学机 电与控制工程学院科技楼 515 室 , (电话) 13590285612 , (电子信 箱) dinglei6666 @126. com。 1 引 言 高光无痕注射成型是近年来快速发展起来的 一种新的注射成型技术 , 它能够根据塑料特性和注 射成型过程工艺要求的差别 , 实现动态的温度控 制 , 使熔融塑料在模腔中的流动达到最佳状态。该 技术能有效消除塑件表面熔接痕、流痕等缺陷 , 提 高塑件表面粗糙度至镜面效果 , 由此还可免去注射 成型塑件后续的喷涂工艺 , 在为企业降低成本的同 时大大缩短了生产周期。 目前 , 国内大型注射生产企业所使用的高光无 痕注射成型系统及其关键设备均由国外进口 , 国内 仅有部分高校和少数企业在做该方面的研发 , 相关 文献还少见报道。 2 模具结构及快速加热与冷却装置 2. 1 含随形介质通道的模具结构 将高光无痕注射成型技术应用于工业现场后 所形成的注射成型新工艺可简要概括为 : 注塑机合 模之前 , 将高压热水通入定模模芯 , 合模后首先把 定模模腔表面温度提高到一个较高的设定值 , 通常 要达到塑料的热变形温度。然后 , 注塑机开始向模 腔中注射熔料 , 在注塑机完成保压转入冷却后 , 定 模模芯通入高压冷水 , 待模具温度快速下降到一个 设定值后开模 ,完成整个注射过程[1 ,2 ]。 图 1 所示为某车载蓝牙外壳的定模模芯组件 结构。塑件的表面质量由定模型腔所决定 , 为实现 高光无痕注射成型 , 对传统注射模的定模模芯水道 进行了改造。将定模模芯分为高光面壳与背板两部 分。高光面壳的正面与注射成型塑件的表面相接 触 , 反面与背板相接触。在背板上加工与型腔表面 形状一致的随形槽 , 将高光面壳和背板两部分配合 起来即形成随形介质通道 , 可以迅速传递加热或冷 却用介质 , 短时间内提高或降低模具型腔的表面温 度 [3 ]。此外 ,该介质通道配合塑件的形状 ,使热传递 均匀 , 熔融塑料成型温度也更均匀 , 有利于提高塑 件外观质量的一致性和避免翘曲。 定模结构三维示意图如图 2 所示 , 为防止热量 由定模模芯传递给定模板 , 导致模具型腔表面温度 (a) 定模模芯高光面壳 (b) 定模模芯背板 图 1 定模模芯组件 升降速度缓慢 , 将随形介质通道管螺纹接头孔加工 在定模模芯的背板上 , 使热冷介质直接进入定模模 芯而不再流经定模板。此外 , 在背板的侧面与底面 开有隔热槽 ,减少了背板与定模板的接触面积 ,可进 一步防止背板与定模板之间的热交换。该结构可以 尽量使热量均匀分布在高光面壳上 , 并且使之快速 加热和冷却。 在定模模芯侧面开设有 4 个热电偶安装孔 , 孔 的末端 (温度测量点) 距型腔表面 3 mm,其具体位置 如图 1 所示 ,距垂直中心线 12 mm。这 4 个温度测量 点所采集的温度信号 , 经转换后与设定的成型温度 或开模温度进行比较 , 用来控制加热电磁阀及制冷 电磁阀的开启或关闭 , 从而实现高温介质与冷却介
模具工业2009年第35卷第1期 47 其最大优点是传热效率高,响应速度快,易精确控 温 为了实时给模具提供温度可调、压力恒定的高 B温水和冷却水,经对模具型腔体积计算后,采用4组 9kW电热丝为加热源,可在600kP压力下提供160 ℃热水,用冷却塔提供25℃冷令却水。开发的加热与 冷却装置工作原理框图如图3所示 当模具需要加热时,开启加热气动电磁阀H HV2,关闭加热内循环电磁阀SHⅣ,使高温水流经模 具,再返回增压筒待加热后循环使用,避免热能浪 费。同时,开启制冷内循环电磁阀SFV,关闭制冷电 图2定模结构 磁阀FV1、FV2,使从增压泵加压后的冷水不再经过 1.定模座板2.定模板3.定模模芯背板4.高光面壳模具,直接经过制冷内循环电磁阀SF返回水塔 A.隔热槽B.热电偶安装孔C.随形介质通道 当模具需要制冷时,开启制冷电磁阀Ⅳ、FV2,关闭 制冷内循环电磁阀SFV,使冷却水流经模具再返回 质在模具中的快速转换 水塔冷却后循环使用。同时,开启加热内循环电磁阀 SⅣ,关闭加热气动电磁阀HⅣ1、HV2,使高温水经热 2.2模具加热与冷却装置 循环泵、加热电阻丝和加热内循环电磁阀SHV作内 模具加热方法主要有电阻加热、热油加热、蒸循环。该装置通过启闭冷却电磁阀CV和排气电磁 汽加热与高温水加热等。电阻加热应用广泛,设备阀Ⅳ,还具有温度与压力自动调节功能 简单,加热速度快,但热滞后效应较大,不利于控 温。对于图2所示的模具,环绕电阻丝会增加开模3温度测控系统 与合模的复杂性,也不易于进行绝缘处理。热油加 整个温度测控系统的硬件包括数据采集模块 热适用于批量大、质量大的零件,缺点是体积大、设输出控制模块、热电偶组、继电器、电磁阀及计算机 备投资高,油压系统较复杂。蒸汽加热虽传热效率等。温度测量使用4个直径为中mm的K型热电 较高,但设备昂贵,且需要高压容器,安全隐患较偶,具体安装位置如图1所示,测量的最高温度可达 大。经比较,最后采用高温水加热和冷却水降温,1300℃,可用于各种塑料注射成型时的温度测量 排气电磁阀PV 螺旋管 Y型过滤器 冷却电磁 增压筒 单向阀2 手动调 一冷却器如热内 水 加热电 增压泵 单向阀1“热循环泵一阻丝 加热气动电 高压安全 制冷电 制冷内循 单向阀3 FVI 环电磁阀 SFV 电磁 图3加热与冷却装置工作原理框图 2 0/994-2009 China Academic Journal electronic Publishing House all rights reserved hum /np cnkinet
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 模具工业 2009 年第 35 卷第 1 期 47 图 3 加热与冷却装置工作原理框图 图 2 定模结构 1. 定模座板 2. 定模板 3. 定模模芯背板 4. 高光面壳 A. 隔热槽 B. 热电偶安装孔 C. 随形介质通道 质在模具中的快速转换。 2. 2 模具加热与冷却装置 模具加热方法主要有电阻加热、热油加热、蒸 汽加热与高温水加热等。电阻加热应用广泛 , 设备 简单 , 加热速度快 , 但热滞后效应较大 , 不利于控 温。对于图 2 所示的模具 , 环绕电阻丝会增加开模 与合模的复杂性 , 也不易于进行绝缘处理。热油加 热适用于批量大、质量大的零件 ,缺点是体积大、设 备投资高 , 油压系统较复杂。蒸汽加热虽传热效率 较高 , 但设备昂贵 , 且需要高压容器 , 安全隐患较 大 [4 ]。经比较 ,最后采用高温水加热和冷却水降温 , 其最大优点是传热效率高 , 响应速度快 , 易精确控 温。 为了实时给模具提供温度可调、压力恒定的高 温水和冷却水 ,经对模具型腔体积计算后 ,采用 4 组 9 kW电热丝为加热源 ,可在 600 kPa 压力下提供 160 ℃热水 ,用冷却塔提供 25 ℃冷却水。开发的加热与 冷却装置工作原理框图如图 3 所示。 当模具需要加热时 ,开启加热气动电磁阀 HV1、 HV2 ,关闭加热内循环电磁阀 SHV ,使高温水流经模 具 , 再返回增压筒待加热后循环使用 , 避免热能浪 费。同时 ,开启制冷内循环电磁阀 SFV ,关闭制冷电 磁阀 FV1、FV2 , 使从增压泵加压后的冷水不再经过 模具 , 直接经过制冷内循环电磁阀 SFV 返回水塔 ; 当模具需要制冷时 ,开启制冷电磁阀 FV1、FV2 ,关闭 制冷内循环电磁阀 SFV , 使冷却水流经模具再返回 水塔冷却后循环使用。同时 ,开启加热内循环电磁阀 SHV ,关闭加热气动电磁阀 HV1、HV2 ,使高温水经热 循环泵、加热电阻丝和加热内循环电磁阀 SHV作内 循环。该装置通过启闭冷却电磁阀 CV 和排气电磁 阀 PV ,还具有温度与压力自动调节功能。 3 温度测控系统 整个温度测控系统的硬件包括数据采集模块、 输出控制模块、热电偶组、继电器、电磁阀及计算机 等 [5 ]。温度测量使用 4 个直径为 <2 mm的 K型热电 偶 ,具体安装位置如图 1 所示 ,测量的最高温度可达 1 300 ℃,可用于各种塑料注射成型时的温度测量
模具工业209年第35卷第1期 采用αo⑨l公司(4^SG控制器将温度测控交试验表,并以信噪比(SN作为分析依据,以正 系统的数据采集模块和输出控制模块集成于一体,交多项式和方差分析为分析手段,对影响塑件表面 该控制器提供16路ⅣO输出,可以通过继电器控制粗糙度和熔接痕长度的各种因素及不同水平进行试 加热与制冷装置中各电磁阀的启闭,并且其内置的验结果表明:在熔体温度、型腔表面温度、注射压 AD78%0数模转换器提供8通道模拟量输入,能够通力及保压时间4个因素中,熔体温度和型腔表面温 过热电偶实时采集到型腔表面的温度,经转换后传度对塑件表面粗糙度和熔接痕长度影响最大,且在 送给计算机。 上述4个因素的水平分别为210℃95℃70MPa和 温度测控系统的软件部分基于vC++6.0开1s时制品表面粗糙度值最小,且表面熔接痕消失 发,通过调用og公司所提供的动态链接库中的 函数,完成数据的采集和指令的输出。根据不同的5结束语 注射成型条件和工艺要求,软件部分设计了温度控 试验表明,高光无痕注射成型系统能有效消除 制模式、时间控制模式以及适应于注塑机半自动生塑件表面熔接痕、流痕等缺陷,提高塑件表面粗糙度 产的触发控制模式。此外该软件还具有模具实时温至镜面效果,可使塑件免去后续喷涂工艺,是一种环 度显示、温度报警及高压报警等功能 保型注射成型新技术。该系统的研制有助于打破国 对模具型腔进行加热或冷却的循环控制过程外公司在高光无痕技术方面的垄断,使高光无痕注 如下 射成型技术能尽早在更多的中小注塑企业中得到推 首先设置模具的成型温度与开模温度,启动加广和应用。 热后,输出控制模块给出信号,继电器接通,加热电 磁阀打开,随形介质通道中通入高温水。同时数据参考文献 采集模块通过热电偶实时采集温度信号,当型腔表 DONGGANG YAC. Development of rapid heating and coo 面的实测温度值达到设定温度时,相应的继电器断 ling systems for injection olding applications J]. Lyme 开,停止加热。模具的保温通过加热电磁阀的开关 Eng neering and Science 2002(12): 2471- 2481 实现,先在软件中设置上、下偏差报警程序,当测量[2 PANSEN KMB, FLAMAN A M. Construction of fast- resp 温度值达到下偏差报警时启动加热,而达到上偏差 onse heating elemets for injection olding applications[J] 报警时停止加热,这样可使型腔表面温度保持在 blymer Engi neening and Science, 1994(11): 894-897 定的范围内。在注射模转入冷却时段后,型腔表面[3]史玉升,伍志刚,魏青松等,随形冷却对注塑成型和生 的实测温度高于开模温度时,输出控制模块给出信 产效率的影响[].华中科技大学学报,2007,35(3):60·62 号,继电器接通,冷却电磁阀开启,随形介质通道中[4李元元,徐峥,倪东惠,产业化温压设备中的加热系 通入冷却水 统[J].粉末冶金工业,200,10(6):14·18 [5]程韬波,曾敏,吕小青.模具多路温度控制器的研制 4成型试验 与分析[]机电产品开发与创新,2004,17(5):81·82 为测试该高光无痕注射成型系统的效果,并确[6]杨风霞,王爱荣,许光日,等.工艺参数对ABS、P注塑 定针对该塑件的最佳注射成型参数,以ABS树脂为 件翘曲变形影响的对比研究[]塑料工业,2008,36 试验材料,运用 Taguchi试验设计理论设计L(3)正 (3):43-46 专利名称:薄壁管变曲率推弯工艺所用模具专利申请号:CN200420103435.0公开号:CN2762912 申请日:2004.12.31公开日:2006.03.08申请人:广东工业大学 本实用新型是一种薄壁管变曲率推弯工艺所用模具。包括有推弯凸模、弯曲模、下模板、凸模固定 板、上模板,推弯凸模装设在凸模固定板上,凸模固定板通过连接件与上模板连接,弯曲模置于推弯凸 模的下方,且装设在下模板上,其中弯曲模内设有变曲率型槽,管坯放置在弯曲模的变曲率型槽中的直 线部分。本实用新型由于采用变曲率型槽替代传统的恒曲率型槽,本实用新型在工作过程中,将大的集 中变形分散在不同的阶段完成,在一次推弯过程相对恒曲率弯曲而言,可以获得较大的变形,可以得到 大的弯曲角和较小的弯曲半径。本实用新型结构简单、方便实用,既可提高管材弯曲的变形程度,又能 提高弯管的生产效 201994-2009ChinaaCademicJOurnalElectronicPublishinghOuseAllrightsreservedhttp://www.cnkinet
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 48 模具工业 2009 年第 35 卷第 1 期 专利名称 :薄壁管变曲率推弯工艺所用模具 专利申请号 :CN200420103435. 0 公开号 :CN2762912 申请日 :2004. 12. 31 公开日 :2006. 03. 08 申请人 :广东工业大学 本实用新型是一种薄壁管变曲率推弯工艺所用模具。包括有推弯凸模、弯曲模、下模板、凸模固定 板、上模板 , 推弯凸模装设在凸模固定板上 , 凸模固定板通过连接件与上模板连接 , 弯曲模置于推弯凸 模的下方 ,且装设在下模板上 ,其中弯曲模内设有变曲率型槽 ,管坯放置在弯曲模的变曲率型槽中的直 线部分。本实用新型由于采用变曲率型槽替代传统的恒曲率型槽 ,本实用新型在工作过程中 ,将大的集 中变形分散在不同的阶段完成 ,在一次推弯过程相对恒曲率弯曲而言 ,可以获得较大的变形 ,可以得到 大的弯曲角和较小的弯曲半径。本实用新型结构简单、方便实用 ,既可提高管材弯曲的变形程度 ,又能 提高弯管的生产效率。 采用 Googol 公司 GE-400-SG控制器将温度测控 系统的数据采集模块和输出控制模块集成于一体 , 该控制器提供 16 路 I/ O 输出 ,可以通过继电器控制 加热与制冷装置中各电磁阀的启闭 , 并且其内置的 AD7890 数模转换器提供 8 通道模拟量输入 ,能够通 过热电偶实时采集到型腔表面的温度 , 经转换后传 送给计算机。 温度测控系统的软件部分基于 VC + + 6. 0 开 发 , 通过调用 Googol 公司所提供的动态链接库中的 函数 , 完成数据的采集和指令的输出。根据不同的 注射成型条件和工艺要求 , 软件部分设计了温度控 制模式、时间控制模式以及适应于注塑机半自动生 产的触发控制模式。此外该软件还具有模具实时温 度显示、温度报警及高压报警等功能。 对模具型腔进行加热或冷却的循环控制过程 如下 : 首先设置模具的成型温度与开模温度 , 启动加 热后 ,输出控制模块给出信号 ,继电器接通 ,加热电 磁阀打开 , 随形介质通道中通入高温水。同时数据 采集模块通过热电偶实时采集温度信号 , 当型腔表 面的实测温度值达到设定温度时 , 相应的继电器断 开 , 停止加热。模具的保温通过加热电磁阀的开关 实现 ,先在软件中设置上、下偏差报警程序 ,当测量 温度值达到下偏差报警时启动加热 , 而达到上偏差 报警时停止加热 , 这样可使型腔表面温度保持在一 定的范围内。在注射模转入冷却时段后 , 型腔表面 的实测温度高于开模温度时 , 输出控制模块给出信 号 ,继电器接通 ,冷却电磁阀开启 ,随形介质通道中 通入冷却水。 4 成型试验 为测试该高光无痕注射成型系统的效果 , 并确 定针对该塑件的最佳注射成型参数 , 以 ABS树脂为 试验材料 ,运用 Taguchi 试验设计理论设计 L9(3 4 ) 正 交试验表 , 并以信噪比 (S/ N) 作为分析依据 , 以正 交多项式和方差分析为分析手段 , 对影响塑件表面 粗糙度和熔接痕长度的各种因素及不同水平进行试 验 [6 ]。结果表明 :在熔体温度、型腔表面温度、注射压 力及保压时间 4 个因素中 , 熔体温度和型腔表面温 度对塑件表面粗糙度和熔接痕长度影响最大 , 且在 上述 4 个因素的水平分别为 210 ℃、95 ℃、70 MPa 和 1 s 时制品表面粗糙度值最小 ,且表面熔接痕消失。 5 结束语 试验表明 , 高光无痕注射成型系统能有效消除 塑件表面熔接痕、流痕等缺陷 ,提高塑件表面粗糙度 至镜面效果 ,可使塑件免去后续喷涂工艺 ,是一种环 保型注射成型新技术。该系统的研制有助于打破国 外公司在高光无痕技术方面的垄断 , 使高光无痕注 射成型技术能尽早在更多的中小注塑企业中得到推 广和应用。 参考文献 : [ 1]DONGGANG YAO. Development of rapid heating and coo - ling systems for injection molding applications[J ]. Polymer Engineering and Science ,2002(12) :2471 - 2481. [ 2]JANSEN K M B ,FLAMAN A M. Construction of fast - resp - onse heating elemets for injection molding applications[J ]. Polymer Engineering and Science ,1994(11) :894 - 897. [ 3]史玉升 ,伍志刚 ,魏青松 ,等 . 随形冷却对注塑成型和生 产效率的影响[J ]. 华中科技大学学报 ,2007 ,35(3) :60 - 62. [ 4]李元元 ,徐 峥 ,倪东惠 . 产业化温压设备中的加热系 统[J ]. 粉末冶金工业 ,2000 ,10(6) :14 - 18. [ 5]程韬波 ,曾 敏 ,吕小青 . 模具多路温度控制器的研制 与分析[J ]. 机电产品开发与创新 ,2004 ,17(5) :81 - 82. [ 6]杨凤霞 ,王爱荣 ,许光日 ,等 . 工艺参数对 ABS、PP注塑 件翘曲变形影响的对比研究[J ]. 塑料工业 ,2008 ,36 (3) :43 - 46