一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具及工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具及工藝方法。疊層模具至少包括兩個不同體積的型腔，較小者為預制坯成型型腔，較大者為最終產(chǎn)品成型型腔；參與預制坯成型的模板內設置了用于控制型腔壓力的氣體進出管道，參與最終產(chǎn)品成型型腔的模板內設置了用于控制模具溫度的加熱/冷卻部件。本發(fā)明首先成型含有發(fā)泡劑但沒有泡孔結構的預制坯，然后將預制坯轉移至最終產(chǎn)品成型型腔內，通過加熱模具使預制坯發(fā)泡膨脹，直到充滿整個型腔。本發(fā)明所涉及的疊層模具及其工藝技術可獲得表面無泡痕、內部泡孔致密、高發(fā)泡倍率的塑料制件，且不延長注塑生產(chǎn)周期。
【專利說明】
一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具及工藝方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具結構及其工藝方法，特別涉及一種利用疊層模具生產(chǎn)表面質量高、內部泡孔致密的外觀注塑件的工藝技術。
【背景技術】
[0002]外觀制件一直是微孔發(fā)泡注塑工藝難以生產(chǎn)的產(chǎn)品。既要保證高品質的外觀質量，又要求產(chǎn)品內部均勻分布致密的泡孔結構，這是傳統(tǒng)微孔發(fā)泡注塑工藝難以實現(xiàn)的技術要求。目前，高品質的塑件外觀質量可以通過反壓、快速熱循環(huán)、型腔表面覆膜技術來實現(xiàn)，但這些技術與微孔發(fā)泡技術的結合都帶來了不利影響。例如，反壓技術通過型腔內高壓氣體防止聚合物熔體流動過程中發(fā)泡解決表面泡痕問題，但是也嚴重阻礙了后期冷卻過程中產(chǎn)品內部泡孔的長大;快速熱循環(huán)技術通過高模溫修復產(chǎn)品破裂的泡坑，但是產(chǎn)品內部往往呈現(xiàn)少而大的泡孔質量。型腔表面覆膜技術通過特制隔膜可防止冷模表面將產(chǎn)品表面泡痕凍結，但是薄膜覆蓋以及注射后冷卻需要較長的時間，生產(chǎn)效率較低。
[0003]在傳統(tǒng)的微孔發(fā)泡注塑工藝中，發(fā)泡過程分為注塑充填過程中動態(tài)發(fā)泡和充填結束后的靜態(tài)發(fā)泡。由于這兩個發(fā)泡過程是連續(xù)進行的，甚至動態(tài)發(fā)泡過程夾雜著靜態(tài)發(fā)泡過程，在通過輔助技術影響動態(tài)發(fā)泡時，難免也會影響到靜態(tài)發(fā)泡過程。因此，唯有將兩個過程徹底分離開，才能同時實現(xiàn)微發(fā)泡產(chǎn)品表面質量和內部泡孔結構的有效控制。
[0004]生物聚合物網(wǎng)絡有限公司在2008年在中國公開了一種名為“聚乳酸泡沫體的制造方法”(公開號:CN 200880009491.9)的專利技術。該技術首先在一定壓力和溫度環(huán)境中用二氧化碳浸泡聚乳酸珠粒，然后調節(jié)溫度使珠粒預膨脹，將預膨脹后的珠粒引入到模具中并通過施加高于預膨脹的溫度使所述珠粒進一步膨脹并熔合。該方法雖然將產(chǎn)品成型過程分為兩步，提高了生產(chǎn)效率，但在珠粒間存在溶解面，影響了產(chǎn)品的力學性能。
[0005]David E.Thomas等人在2004年在美國公開了一種名為“Microcellular Foaming”(公開號:US 6723761B1)的專利技術。該技術首先將聚合物板放在高壓流體環(huán)境中，稱為飽含發(fā)泡劑的聚合物，降低壓力使得該聚合物板達到過飽和狀態(tài)，然后加熱聚合物板使其接近玻璃態(tài)，聚合物板內部發(fā)泡，最后降溫冷卻。該技術是一種間歇式制備聚合物發(fā)泡板的方法，可以避免聚合物板表面不必要的泡痕，保證內部充分發(fā)泡。但是該方法與公開號為CN200880009491.9的專利技術一樣，通過擴散法將發(fā)泡劑混入聚合物中，這是一種耗時的工藝步驟，生產(chǎn)效率較低。
[0006]塑料技術公司在2005年公開了一種名為“具有發(fā)泡器壁的容器”(公開號:CN200580005092.1)的專利技術。該技術通過注塑成型含非活性氣體的聚合物預成型體，冷卻該預成型體至該聚合物軟化溫度以下的溫度，再加熱該預成型體至比該聚合物軟化溫度更高的預設溫度，吹塑該再加熱預成型體，以制備基本由微孔發(fā)泡聚合物組成的容器。該技術將也將產(chǎn)品的成型過程分為兩部分，通過螺桿攪拌加速發(fā)泡劑進入聚合物體系，僅適用于吹塑成型的中空容器類塑料件。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明根據(jù)上述現(xiàn)有技術的不足，提出了一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具結構及工藝方法。通過疊層模具的兩個型腔，分別成型含發(fā)泡劑的預制坯和含致密泡孔結構的最終產(chǎn)品。其中預制坯制備過程中采用高壓注射工藝，防止預制坯發(fā)泡;預制坯在最終產(chǎn)品成型型腔內不能接觸成型產(chǎn)品外觀面的模具壁面。其中預制坯成型型腔A的體積可控制在最終產(chǎn)品成型型腔B體積的40-99%范圍內。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。
[0009]—種用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，包括依次相連的動模組件、中間組件和定模組件;在定模組件上設有與預制坯成型型腔相連通的熱流道系統(tǒng)和氣體進出預制坯成型型腔的管道，所述的管道包括主氣道和支氣道，所述的支氣道通過分型面縫隙和制件筋柱結構處的鑲塊縫隙與預制坯成型型腔內部聯(lián)通，主氣道將支氣道與模具外部氣壓控制裝置相連;所述的動模組件和中間組件內設置有對最終產(chǎn)品成型型腔壁進行加熱和冷卻的部件，所述的加熱部件為電加熱棒或蒸汽管道，所述冷卻部件為冷卻水管道或熱導率較高的金屬塊，且加熱和冷卻部件的數(shù)量和布局以高效加熱或冷卻最終產(chǎn)品成型型腔為原則，根據(jù)產(chǎn)品具體形狀確定
[0010]進一步的，所述的動模組件，包括動模座板、動模側墊塊和動模型芯板;所述的模座板、動模側墊塊和動模型芯板依次通過導套和導柱相連，在動模側墊塊內有空腔，在所述的空腔內設有推板和推板固定板，所述的頂桿一端插在推板固定板上，另一端穿過芯板，到達最終產(chǎn)品成型型腔。
[0011]進一步的，所述的定模組件，包括定模型芯板、定模側墊塊、熱流道板、定模座板和頂桿;所述的定模座板、熱流道板、定模側墊塊和定模型芯板依次通過導套和導柱相連，在定模側墊塊內有空腔，在所述的空腔內設有推板和推板固定板，所述的頂桿一端插在推板固定板上，另一端穿過定模型芯板，到達預制坯成型型腔；
[0012]進一步的，在所述的定模型芯板上設有氣體進出預制坯成型型腔的管道，所述的管道包括主氣道和支氣道，支氣道通過分型面縫隙和制件筋柱結構處的鑲塊縫隙與預制坯成型型腔內部聯(lián)通，主氣道將支氣道與模具外部氣壓控制裝置相連。
[0013]進一步的，所述的熱流道系統(tǒng)依次穿過定模座板、熱流道板、推板、推板固定板和芯板到達預制坯成型型腔。
[0014]進一步的，所述的中間模組件，包括依次相連的動模側型腔板、隔熱層和定模側型腔板;所述的動模側型腔板與動模型芯板形成了最終產(chǎn)品成型型腔;所述的定模側型腔板與定模型芯板形成了預制坯成型型腔。
[0015]進一步的，所述的預制坯成型型腔的體積比最終產(chǎn)品成型型腔的體積小。整套模具包含兩種不同體積的型腔，較小體積的型腔為預制坯成型型腔，設置在定模型芯和定模型腔之間，較大體積的型腔為最終產(chǎn)品成型型腔，設置在動模型芯和動模型腔之間。
[0016]進一步的，所述的預制坯成型型腔和最終產(chǎn)品成型型腔可以同時開模合模，也可以錯時開模合模。該套疊層模具的開模合模時間由預制坯、最終產(chǎn)品成型所需要的具體工藝時間決定，開模合模動作需要外加的開模合模機構控制。
[0017]進一步的，所述的開模合模機構可以是齒輪齒條式、機械連桿式、液壓輔助式。
[0018]進一步的，所述的頂出機構的驅動方式可是彈簧式、高壓空氣式、液壓輔助式。
[0019]進一步的，所述的主氣道和支氣道內的氣體可以是但不限于氮氣。
[0020]進一步的，所述的外部氣壓可以將型腔壓力控制在2?20MPa。
[0021]所述的動模型腔板和動模型芯板內設置了模具加熱/冷卻部件，加熱部件可以是電加熱棒也可以是蒸汽管道，冷卻部件可以是冷卻水管道也可以是熱導率較高的金屬塊。加熱/冷卻部件的數(shù)量和布局以高效加熱或冷卻最終產(chǎn)品成型型腔為目的，可根據(jù)產(chǎn)品具體形狀確定。
[0022]所述的加熱部件可以將模具型腔加熱至50?200°C，所述的冷卻部件可以將模具型腔冷卻至20?50 °C。
[0023]所述的隔熱層可以是但不限于玻璃氈。
[0024]本發(fā)明提供利用疊層模具的微孔發(fā)泡注塑成型工藝過程，包括如下具體步驟:
[0025]步驟I，合模前準備。通過注塑機螺桿攪拌功能將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，儲存在料筒中并保持高壓，防止提前發(fā)泡。將上一生產(chǎn)周期獲得的預制坯安放固定在最終產(chǎn)品成型型腔中，動模側型腔板通過加熱部件提前預熱。
[0026]步驟II，合模加壓/加熱。閉合預制坯成型型腔，開啟主氣管和支氣管，向預制坯成型型腔內加注高壓氣體，使型腔保持高壓環(huán)境。閉合最終產(chǎn)品成型型腔，通過動模側型芯板和動模側型腔板內的加熱部件加熱模具型腔表面。
[0027]步驟III，充填/發(fā)泡。開啟注塑機噴嘴和模具熱流道，向預制坯型腔內注入聚合物熔體和發(fā)泡劑的混合體系，采用較高的注射壓力，防止混合體系發(fā)泡。隨著模板溫度的上升，最終產(chǎn)品成型型腔內的預制坯軟化后開始發(fā)泡，并且通過體積膨脹填充最終產(chǎn)品成型型腔。
[0028]步驟IV，保壓/冷卻。預制坯成型型腔充填完畢，為防止混合體系發(fā)泡，需要注塑機施加較高保壓壓力和較長的保壓時間。保壓結束后，預制坯進入冷卻階段。等到混合體系冷卻至無法發(fā)泡，主氣管和支氣管內的氣體壓力卸去。最終產(chǎn)品成型型腔內充滿后，開啟動模側型腔板和動模側型芯板內的冷卻部件，快速冷卻模具，完成最終產(chǎn)品的定型。
[0029]步驟V，開模取件。打開最終產(chǎn)品成型模具型腔，獲得最終產(chǎn)品。打開預制坯模具型腔，取出預制坯，將其安放到動模側型芯板上并固定。進入下一生產(chǎn)周期。
[0030]上述工藝步驟中，預制坯型腔與最終產(chǎn)品成型型腔制件的體積差、注氣量的搭配直接決定了內部發(fā)泡形貌和產(chǎn)品尺寸精度;模具溫度值直接影響產(chǎn)品表面光澤度和發(fā)泡窗
□ O
[0031]上述工藝步驟中，預制坯形狀設計是控制產(chǎn)品成型質量的關鍵:筋柱設計要便于預制坯在終成型型腔安放;為固定預制坯，需要預制坯上可以添加微小緊固結構;預制坯可以采用非等厚設計，壁面因混氣量不均造成的局部發(fā)泡不均;預制坯的形狀要保證預制坯發(fā)泡前不觸碰最終產(chǎn)品型腔壁面，防止表面泡坑的產(chǎn)生。
[0032]上述工藝步驟中，預制坯成型型腔注射前，型腔壓力要到達到2?20MPa，防止預制坯成型過程中發(fā)泡。
[0033]上述工藝步驟中，為縮短預制坯成型周期，可采用模具快速冷卻技術，加速預制坯制件的冷卻凝固，提高生產(chǎn)效率。
[0034]上述工藝步驟中，最終成型型腔的溫度要達到50?200°C，保證熔體進入高彈態(tài)發(fā)泡，高溫保持時間要保證型腔充分填充。
[0035]本發(fā)明的有益效果:相比間歇式發(fā)泡工藝，該發(fā)明采用螺桿攪拌加速超臨界流體在聚合物熔體中的溶解，生產(chǎn)效率更高;相比珠粒發(fā)泡工藝，該發(fā)明采用預制坯代替含發(fā)泡劑的塑料顆粒，避免顆粒粘結造成的力學性能下降；相比呼吸模發(fā)泡工藝，該發(fā)明的產(chǎn)品發(fā)泡空間不用考慮模具機構的干涉問題，避免了模板退讓造成的泡孔變形、破裂;本發(fā)明提供的疊層模具結構與相應工藝方法容易實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)周期與傳統(tǒng)微孔發(fā)泡注塑工藝相當。該工藝防止了動態(tài)發(fā)泡，為靜態(tài)發(fā)泡創(chuàng)造了空間，可用于成型外觀制件，且產(chǎn)品的發(fā)泡倍率和致密度均優(yōu)于傳統(tǒng)微孔發(fā)泡注塑工藝。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具結構示意圖。
[0037]圖中，1、動模座板;2、動模側墊塊;3、動模型芯板;4、動模型腔板;5、隔熱層;6、定模型腔板;7、定模型芯板;8、定模側墊塊;9、熱流道板;10、定模座板;11、定位圈；12、熱流道系；13、鑲塊；14、動模側推板固定板；15、動模側推板；16、動模側頂桿；17、定模側推板固定板;18、定模側推板;19、定模側頂桿;20、導套;21、導柱;22、主氣道;23、支氣道;24、水管;A、預制坯成型型腔;B、最終產(chǎn)品成型型腔。
[0038]圖2為本發(fā)明的利用疊層模具的微孔發(fā)泡注塑成型工藝過程示意圖。
[0039]圖中，25、預制坯;26、高壓氣體;27、最終產(chǎn)品；1、合模前準備；11、合模加壓/加熱；111、發(fā)泡/充填;IV、保壓/冷卻;V、開模取件。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0041]本發(fā)明提出了一種用于微孔發(fā)泡注塑的疊層模具結構及工藝方法。通過疊層模具的兩個型腔，分別成型含發(fā)泡劑的預制坯和含致密泡孔結構的最終產(chǎn)品。其中預制坯制備過程中采用高壓注射工藝，防止預制坯發(fā)泡;預制坯在最終產(chǎn)品成型型腔內不能接觸成型產(chǎn)品外觀面的模具壁面。其中預制坯成型型腔A的體積可控制在最終產(chǎn)品成型型腔B體積的40-99%范圍內，具體結構如圖1所示，用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，包括:動模座板1、動模側墊塊2、動模型芯板3、動模型腔板4、隔熱層5、定模型腔板6、定模型芯板7、定模側墊塊
8、熱流道板9、定模座板10、定位圈11、熱流道系12、鑲塊13、動模側推板固定板14、動模側推板15、動模側頂桿16、定模側推板固定板17、定模側推板18、定模側頂桿19、導套20、導柱21、主氣道22、支氣道23、水管24、預制坯成型型腔A、最終產(chǎn)品成型型腔B。
[0042]其中，動模座板1、動模側墊塊2、動模型芯板3、動模型腔板4、隔熱層5、定模型腔板
6、定模型芯板7、定模側墊塊8、熱流道板9、定模座板10、定位圈11依次相連組成疊層模具的模架系統(tǒng)。模具打開時，模具將分成三部分:動模組件、中間模組件和定模組件。其中，動模組件由動模座板1、動模側墊塊2、動模型芯板3、動模側推板15、動模側推板固定板14、動模側頂桿16組成，中間模組件由動模側型腔板4、隔熱層5和定模側型腔板6組成，定模組件由定模型芯板7、定模側墊塊8、熱流道板9、定模座板11、定模側推板18、定模側推板固定板17、定模側頂桿19組成。
[0043]其中，整套模具包含兩種不同體積的型腔，較小體積的型腔為預制坯成型型腔A，設置在定模型芯板7和定模型腔板6之間，較大體積的型腔為最終產(chǎn)品成型型腔B，設置在動模型芯板3和動模型腔板4之間。熱流道系統(tǒng)12穿過定位圈11、定模座板10、熱流道板9、定模側推板18、定模側推板固定板17、定模型芯板7到達預制坯成型型腔A。兩套頂出機構分別安裝在動模側和定模側，每套機構包括推板、推板固定板、推桿，定模側的頂出機構位于熱流道板9和定模型芯板7之間，動模側的頂出機構位于動模座板I和動模型芯板3之間。
[0044]進一步的，導柱21和導套20保證中間模組件、動模組件和定模組件保持在同一水平，如果中間模組件重量較大，需要額外的承載機構保證中間模、動模組件和定模組件的合模開模順利。
[0045]進一步的，預制坯成型型腔A和最終產(chǎn)品成型型腔B開模合模動作同步，由外加的開模合模機構控制。
[0046]進一步的，開模合模機構可以是齒輪齒條式、機械連桿式、液壓輔助式。
[0047]進一步的，頂出機構的驅動方式可以是彈簧式、高壓空氣式、液壓輔助式。
[0048]進一步的，定模型芯板7內設置了氣體進出預制坯成型型腔A的管道，包括主氣道22和支氣道23，支氣道23通過分型面縫隙和制件筋柱結構處的鑲塊13縫隙與型腔內部聯(lián)通，主氣道22將支氣道23與模具外部氣壓控制裝置相連。
[0049]進一步的，主氣道22和支氣道23內的氣體采用氮氣或者其他氣體。
[0050]進一步的，外部氣壓控制裝置可以將型腔壓力控制在2?20MPa。
[0051 ]進一步的，動模型腔板4和動模型芯板3內設置了水管，加熱時流通高壓蒸汽管道，冷卻時流通冷卻水。
[0052]進一步的，加熱部件可以將模具型腔加熱至50?200°C，所述的冷卻部件可以將模具型腔冷卻至20?50°C。
[0053]進一步的，隔熱層采用玻璃氈。
[0054]本發(fā)明提供的疊層模具結構與相應工藝方法容易實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)周期與傳統(tǒng)微孔發(fā)泡注塑工藝相當。該工藝防止了動態(tài)發(fā)泡，為靜態(tài)發(fā)泡創(chuàng)造了空間，可用于成型外觀制件，且產(chǎn)品的發(fā)泡倍率和致密度均優(yōu)于傳統(tǒng)微孔發(fā)泡注塑工藝。
[0055]如圖2所示，本發(fā)明實施的工藝過程大致包括合模前準備1、合模加壓/加熱I1、發(fā)泡和充填III;保壓和冷卻IV;開模取件V。
[0056]具體的實施例的工藝過程如下:
[0057]步驟I，合模前準備。通過微孔發(fā)泡注塑機將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，儲存與料筒中并保持高壓，防止提前發(fā)泡。將上一生產(chǎn)周期獲得的預制坯25安放固定在最終產(chǎn)品成型模具型腔中，動模側型腔板4通過高壓蒸汽預熱。
[0058]步驟II，合模加壓/加熱。閉合預制坯成型型腔A，開通主氣管22和支氣管23，向預制坯成型型腔A內加注高壓氣體26，使型腔在注射前保持高壓環(huán)境。閉合最終產(chǎn)品成型型腔B，通過動模側型芯板3和動模側型腔板4內的蒸汽加熱型腔。
[0059]步驟III，充填/發(fā)泡。開啟微孔發(fā)泡注塑機噴嘴和熱流道系統(tǒng)12，向預制坯成型型腔內注入聚合物熔體和發(fā)泡劑的混合體系，采用較高的注射壓力，防止混合體系發(fā)泡。隨著模板溫度的上升，最終產(chǎn)品成型型腔B內的預制坯25軟化后開始發(fā)泡，并且通過體積膨脹填充最終產(chǎn)品成型型腔B。
[0060]步驟IV，保壓/冷卻。預制坯成型型腔A充填完畢，為防止混合體系發(fā)泡，需要注塑機施加較高保壓壓力和較長的保壓時間。保壓結束后，預制坯進入冷卻階段。等到混合體系冷卻至無法發(fā)泡，主氣管22和支氣管23內的氣體壓力卸去。最終產(chǎn)品成型型腔B內充滿后，開啟動模側型腔板3和動模側型芯板4內的冷卻部件，快速冷卻模具，完成最終產(chǎn)品27的定型。
[0061 ]步驟V，開模取件。打開最終產(chǎn)品成型型腔，獲得最終產(chǎn)品27 ο打開預制坯型腔，取出預制坯25，將其安放到動模側型芯板3上并固定。進入下一生產(chǎn)周期。
[0062]上述工藝步驟中，預制坯成型型腔A是最終產(chǎn)品成型型腔B的體積的60%、注氣質量百分比為2%;模具最高溫度值為150°C。
[0063]上述工藝步驟中，模具A的筋柱結構比模具B的筋柱結構尺寸略小，可控制在0.05-
0.1mm;預制坯25在發(fā)泡前不觸碰最終產(chǎn)品成型型腔B壁面。
[0064]上述工藝步驟中，預制坯成型型腔A在注射前，型腔壓力要達到4?1MPa之間，防止預制坯24成型過程中發(fā)泡。
[0065]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，包括依次相連的動模組件、中間組件和定模組件;在定模組件上設有與預制坯成型型腔相連通的熱流道系統(tǒng)和氣體進出預制坯成型型腔的管道，所述的管道包括主氣道和支氣道，所述的支氣道通過分型面縫隙和制件筋柱結構處的鑲塊縫隙與預制坯成型型腔內部聯(lián)通，主氣道將支氣道與模具外部氣壓控制裝置相連;所述的動模組件和中間組件內設置有對最終產(chǎn)品成型型腔壁進行加熱和冷卻的部件，所述的加熱部件為電加熱棒或蒸汽管道，所述冷卻部件為冷卻水管道或熱導率較尚的金屬塊。2.如權利要求1所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的動模組件，包括動模座板、動模側墊塊和動模型芯板;所述的模座板、動模側墊塊和動模型芯板依次通過導套和導柱相連，在動模側墊塊內有空腔，在所述的空腔內設有推板和推板固定板，所述的頂桿一端插在推板固定板上，另一端穿過芯板，到達最終產(chǎn)品成型型腔。3.如權利要求1所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的定模組件，包括定模型芯板、定模側墊塊、熱流道板、定模座板和頂桿;所述的定模座板、熱流道板、定模側墊塊和定模型芯板依次通過導套和導柱相連，在定模側墊塊內有空腔，在所述的空腔內設有推板和推板固定板，所述的頂桿一端插在推板固定板上，另一端穿過定模型芯板，到達預制坯成型型腔。4.如權利要求3所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的熱流道系統(tǒng)依次穿過定模座板、熱流道板、推板、推板固定板和芯板到達預制坯成型型腔。5.如權利要求1所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的中間組件，包括依次相連的動模側型腔板、隔熱層和定模側型腔板;所述的動模側型腔板與動模型芯板形成了最終產(chǎn)品成型型腔;所述的定模側型腔板與定模型芯板形成了預制坯成型型腔。6.如權利要求1所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的預制坯成型型腔數(shù)量與最終產(chǎn)品成型型腔數(shù)量相等，兩種型腔的總數(shù)量為大于2的偶數(shù);所述的預制坯成型型腔的體積是最終產(chǎn)品成型型腔的體積的40-99%。7.如權利要求1所述的用于微孔發(fā)泡工藝的疊層模具，其特征在于，所述的預制坯成型型腔和最終產(chǎn)品成型型腔能同時開模合模，或錯時開模合模;所述套疊層模具的開模合模動作需要外加的開模合模機構控制;所述的開模合模機構為齒輪齒條式、機械連桿式或液壓輔助式。8.利用權利要求1-7任一所述的疊層模具進行微孔發(fā)泡注塑成型工藝的方法，其特征在于，包括如下具體步驟: 步驟I，合模前準備;通過注塑機螺桿攪拌功能將發(fā)泡劑均勻混入聚合物熔體中，儲存在料筒中并保持高壓，將上一生產(chǎn)周期獲得的預制坯安放固定在最終產(chǎn)品成型型腔中，動模側型腔板通過加熱部件提前預熱； 步驟II，合模加壓和加熱；閉合預制坯成型型腔，開啟主氣管和支氣管，向預制坯成型型腔內加注高壓氣體，使型腔保持高壓環(huán)境，閉合最終產(chǎn)品成型型腔，通過動模側型芯板和動模側型腔板內的加熱部件加熱模具型腔表面； 步驟III，充填和發(fā)泡;開啟注塑機噴嘴和模具熱流道，向預制坯型腔內注入聚合物熔體和發(fā)泡劑的混合體系；隨著模板溫度的上升，最終產(chǎn)品成型型腔內的預制坯軟化后開始發(fā)泡，并且通過體積膨脹填充最終產(chǎn)品成型型腔。 步驟IV，保壓和冷卻;預制坯成型型腔充填完畢，注塑機施加設定的保壓壓力和設定的保壓時間；保壓結束后，預制坯進入冷卻階段;等到混合體系冷卻至無法發(fā)泡，主氣管和支氣管內的氣體壓力卸去;最終產(chǎn)品成型型腔內充滿后，開啟動模側型腔板和動模側型芯板內的冷卻部件，快速冷卻模具，完成最終產(chǎn)品的定型； 步驟V，開模取件；打開最終產(chǎn)品成型模具型腔，獲得最終產(chǎn)品；打開預制坯模具型腔，取出預制坯，將其安放到動模側型芯板上并固定;進入下一生產(chǎn)周期。9.如權利要求8所述的微孔發(fā)泡注塑成型工藝的方法，其特征在于，所述的預制坯采用非等厚結構，避免因混氣量不均造成的局部發(fā)泡不均，同時預制坯的形狀要保證預制坯發(fā)泡前不觸碰最終產(chǎn)品型腔壁面，防止表面泡坑的產(chǎn)生。10.如權利要求8所述的微孔發(fā)泡注塑成型工藝的方法，其特征在于，預制坯成型型腔注射前，型腔壓力要到達到2?20MPa，防止預制坯成型過程中發(fā)泡;最終產(chǎn)品成型型腔的溫度要達到50?200°C，保證熔體進入高彈態(tài)發(fā)泡，高溫保持時間要保證型腔充分填充。
【文檔編號】B29C44/34GK105835293SQ201610273486
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】趙國群, 張磊
【申請人】山東大學