快速熱循環(huán)技術(shù)注塑模中的應(yīng)用探討

貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 許傲

本文介紹了快速熱循環(huán)技術(shù)的工藝原理，并指出了其技術(shù)優(yōu)勢，隨后就快速熱循環(huán)技術(shù)中的模具溫度控制系統(tǒng)與軟件應(yīng)用進(jìn)行了探討。

快速熱循環(huán)技術(shù)；注塑模；模具溫度控制系統(tǒng)

快速熱循環(huán)技術(shù)注塑模中的應(yīng)用探討

貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 許傲

當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)中大量的塑料制品均采用注塑方式完成生產(chǎn)?，F(xiàn)階段看，噴涂工序往往不利于環(huán)境更不利于人員健康，同時(shí)還容易造成成本提升與資源浪費(fèi)，與社會發(fā)展不相吻合。為了達(dá)到人們的更高要求，快速熱循環(huán)注塑技術(shù)得到了更多人的關(guān)注?？焖贌嵫h(huán)注塑技術(shù)（RHCM）在廣泛應(yīng)用中體現(xiàn)出了技術(shù)優(yōu)勢，大幅縮短了塑件的全過程加工流程，與當(dāng)前的綠色發(fā)展理念緊密切合。

1 快速熱循環(huán)注塑技術(shù)的工藝原理

傳統(tǒng)注塑成型工藝中，不同的熔融態(tài)物質(zhì)在定型及冷卻的過程中，模具會長時(shí)間處于一個(gè)穩(wěn)定的溫度。對快速熱循環(huán)注塑技術(shù)而言，模具的穩(wěn)定并不要求恒定，而是處于一個(gè)相對平衡的動態(tài)溫控模式中。該模式下，溫控分加熱、保高溫、冷卻、保低溫四大階段，而且溫控時(shí)間較短，經(jīng)常會在極短時(shí)間段內(nèi)完成溫控變化。快速熱循環(huán)注塑技術(shù)中的模具溫控方式理念，能夠讓熔融態(tài)的物料迅速在高溫狀態(tài)下在模具型腔中充盈，有效減少傳統(tǒng)注塑工藝中因熔體與模具溫差巨大而出現(xiàn)的諸多缺陷。

快速熱循環(huán)注塑技術(shù)，是先將注塑模具在最短時(shí)間加熱至預(yù)定溫度后，可以催化聚合物發(fā)生熱變形，后將各熔融態(tài)物質(zhì)高壓注射進(jìn)入模具型腔，特別要注意的是，注射及保壓過程的模具高溫狀態(tài)不能隨意蓋面。進(jìn)入保壓后期就需要快速冷卻模具，等待塑件溫度低于頂出溫度可開模取件，形成一個(gè)循環(huán)。

2 快速熱循環(huán)注塑的技術(shù)優(yōu)勢

快速熱循環(huán)注塑技術(shù)與傳統(tǒng)注塑工藝技術(shù)相比，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：

（1）可對各類塑料制件產(chǎn)品表面容易出現(xiàn)的熔接線、熔接痕、波絲紋、氣孔氣泡以及縮水現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)避。

（2）進(jìn)一步對不同塑料制品的表面光澤度與整潔度進(jìn)行改善，從而實(shí)現(xiàn)了制件表面的光潔度上升到鏡面效果。這樣就不會如傳統(tǒng)注塑工藝那樣，還需要通過噴涂工藝來提高光潔度，完全做到了節(jié)能、減排、降耗、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)各項(xiàng)生產(chǎn)制造成本也得到有效控制。

（3）快速熱循環(huán)注塑技術(shù)對于厚壁制件的注塑成型周期控制有效，可合理降低時(shí)間需求。在模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對澆口的選擇更為自由靈活，使得內(nèi)壓穩(wěn)定無翹曲變形或應(yīng)力不均勻情況出現(xiàn)。

（4）快速熱循環(huán)注塑技術(shù)對于部分有加纖需求的產(chǎn)品表面浮纖情況可進(jìn)行積極處理，其主因在于可在模具高溫條件下，待熔流體注入型腔后保持所有聚合物不降溫，始終保持良好的流動性，讓熔體可充分包覆纖維，不在注塑制品表面留有浮纖，提高光潔度。

3 快速熱循環(huán)技術(shù)中的模具溫度控制系統(tǒng)與軟件應(yīng)用

快速熱循環(huán)技術(shù)中模具溫度的控制系統(tǒng)與軟件是實(shí)現(xiàn)注塑生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。文中將主要對模具溫度控制系統(tǒng)研制及其軟件的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

3.1 溫度控制系統(tǒng)的工作原理

注塑成型工藝環(huán)節(jié)，模溫控制系統(tǒng)將直接管理不同管路閥門的啟閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)管道熱冷介質(zhì)的交換達(dá)到控制溫度實(shí)現(xiàn)模具溫度的動態(tài)控制。合模過程由溫控器控制通入高溫蒸汽實(shí)現(xiàn)快速加熱，溫度適度后停供蒸汽，啟動注射工藝直至充模，用蒸汽為模具恒溫。注射保壓后溫控器控制設(shè)備通入冷卻水降溫。降到要求后吹出殘留冷卻水，為下個(gè)注塑循環(huán)做好準(zhǔn)備。

3.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)用

（1）系統(tǒng)組成。主要由溫感、A/D模塊、PLC機(jī)、O/I模塊、人機(jī)界面等組成。

（2）軟件設(shè)計(jì)。PLC控制程序要體現(xiàn)控制功能，特別是模溫動態(tài)控制的高效性與穩(wěn)定性。溫控系統(tǒng)應(yīng)分手動/自動兩種模式，確保操作的安全性。

（3）人機(jī)界面設(shè)計(jì)。在溫控系統(tǒng)中將PLC與人機(jī)界面相互結(jié)合后，利用各種軟件進(jìn)行信號控制、處理，就可直接監(jiān)控不同樣值與信號，實(shí)現(xiàn)各種功能。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理為注塑工藝的參數(shù)分析提供了依據(jù)，可對各種溫度變化進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。

3.3 系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

通過文中所設(shè)計(jì)的溫控系統(tǒng)，能讓快速熱循環(huán)技術(shù)在注塑模應(yīng)用中得到全過程監(jiān)控。系統(tǒng)借助液晶顯示屏直接放大功能，通過人機(jī)交互界面的觸摸輸入，可在直觀界面上完成簡單操作，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確對模具、介質(zhì)的溫度進(jìn)行監(jiān)控，精度保持在±1℃。系統(tǒng)在自動/手動不同模式切換中，便于進(jìn)行參數(shù)調(diào)試；可以取得較高的注塑效率。如對平板電視機(jī)面板塑件進(jìn)行注塑成型制作，40英寸僅需65s左右；且整個(gè)塑件不存在熔痕、流痕與流線情況，鏡面效果突出，強(qiáng)硬度突出，可滿足不同用戶的產(chǎn)品需求。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)注塑模工藝中因技術(shù)工藝等缺陷可能導(dǎo)致制品表面有不少熔流痕問題，而且不少制品光澤度還需后期噴涂加工。采用快速熱循環(huán)技術(shù)后，其模具表面復(fù)制能力能有效解決此類問題，真正促進(jìn)注塑模工藝取得更高效的成果，在注塑生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]基娟.快速熱循環(huán)技術(shù)在注塑模中的應(yīng)用與優(yōu)化研究[D].蘇州大學(xué),2013.

[2]羅嗣勝.快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[J].工程技術(shù):文摘版,2017(04):268.

許傲，男，1978年出生，貴州畢節(jié)人，研究生，副教授，研究方向：機(jī)械工程。

貴州省信息產(chǎn)業(yè)廳科研項(xiàng)目（12jxw12336-04）。