热变温双层通道模具、注塑/模压设备及控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种热变温双层通道模具、注塑/模压设备及控制系统，属于注塑/模压领域。

背景技术：

在目前模具变温的注塑及模压工艺中，尤其是家电及汽车行业中，产品尺寸越来越大，相应的模具也越来越大，模具中模芯体积也在变大。如果采用现有的模具变温工艺及模具设计，则产品能耗很大，导致现有的变温设备功率不足而无法使用，同时工厂用电负载加大，甚至超过工厂用电容量，以致工艺无法实现。

在注塑及模压成型工艺中，现有模具变温工艺大部分采用靠近模具产品表面加工水道，通过往水道中切换注入加热介质及冷却介质，从而实现模具变温效果。由于模具钢的导热性较好，所以在变温过程中热量会向整个模芯及模架传导，导致加热及冷却效率下降，能耗较大。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种热变温双层通道模具，该模具通过热变温双层通道设计，能有效提升效率和降低能耗，适用于各种注塑/模压设备。

本实用新型的第二个目的在于提供一种注塑/模压设备。

本实用新型的第三个目的在于提供一种注塑/模压控制系统。

本实用新型的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种热变温双层通道模具，包括模架和模芯，所述模芯设置在模架内，所述模芯在靠近产品表面的位置上设有若干个上层变温通道，模芯在上层变温通道的下方位置上设有若干个下层高温通道。

进一步的，每个上层变温通道的内径、每个下层高温通道的内径、每个上层变温通道与产品表面之间的隔壁长度、相邻两个上层变温通道之间的隔壁长度、相邻两个下层高温通道之间的隔壁长度以及每个上层变温通道与对应的下层高温通道之间的隔壁长度相同或相近。

进一步的，每个上层变温通道的内径、每个下层高温通道的内径、每个上层变温通道与产品表面之间的隔壁长度、相邻两个上层变温通道之间的隔壁长度、相邻两个下层高温通道之间的隔壁长度以及每个上层变温通道与对应的下层高温通道之间的隔壁长度的参考尺寸范围是5mm～15mm。

进一步的，所述模架与模芯之间设有隔热层。

本实用新型的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种注塑/模压设备，包括上述的热变温双层通道模具。

本实用新型的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种注塑/模压控制系统，包括模具温度控制设备、变温设备以及上述的注塑/模压设备，所述模具温度控制设备、变温设备分别与注塑/模压设备相连，且模具温度控制设备与变温设备相连。

进一步的，所述模具温度控制设备为油温控制设备和水温控制设备的其中之一。

进一步的，所述变温设备为蒸汽变温设备和过热水设备的其中之一。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

本实用新型在注塑或模压工艺的变温加热时，向下层高温通道内通入高温介质(高温油、过热水等)，该高温介质的温度高于上层变温通道内的加热介质最高温度点，而且高温介质的导热系数比模具钢的导热系数小得多，所以下层高温通道内的高温介质会形成热墙效应，阻断上层变温通道内的加热介质热量向模芯底部传导，从而集中在模具表层附近加热，提升加热效率；此外，本实用新型的注塑或模压工艺在冷却时，同体积同温差条件下，高温介质或空气的热量比钢的热量要小，所以冷却时需带走的热量小于传统的单一上层变温通道的模具设计，而且高温介质或空气的导热系数远远小于钢的导热系数，下层高温通道会形成阻隔层，减缓模芯底部热量向表层传导，从而提升冷却效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的热变温双层通道模具(一体式设计)的正视局部截面图。

图2为本实用新型实施例1的热变温双层通道模具(分层模具设计)的正视局部截面图。

图3为本实用新型实施例1的注塑/模压控制系统的结构框图。

图4为本实用新型实施例1的注塑/模压方法的流程图。

其中，1-模架，2-模芯，3-产品，4-上层变温通道，5-下层高温通道，6-隔热层，7-模具温度控制设备，8-变温设备，9-注塑/模压设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种热变温双层通道模具，该模具包括模架1和模芯2，模芯2设置在模架1内，其中图1是一体式设计，图2是分层模具设计。

模芯2在靠近产品3表面的位置上设有若干个上层变温通道4，其中产品3在注塑工艺中可以为塑料产品，在模压工艺中可以为塑料产品，也可以为玻纤或碳纤类产品；模芯2在上层变温通道4的下方位置上设有若干个下层高温通道5，上层变温通道4与下层高温通道5对应或相似，在注塑/模压时，下层高温通道5中可以通入高温介质，高温介质的温度高于上层变温通道4内的加热介质最高温度点，下层高温通道5可以实现通断控制并接入吹气控制接口。根据产品3的要求不同，可以在模具前、后模(上、下模)同时开设包含下层高温通道5及上层变温通道4的双层通道设计方案，或在模具前、后模(上、下模)中任一模具单独开设包含下层高温通道5及上层变温通道4的双层通道设计方案。

每个上层变温通道4的内径d1一般为5mm～15mm，其尺寸由产品3尺寸决定，原则是在保证模具强度的前提下，尽可能加大上层变温通道4的总表面积，提升加热冷却效率；进一步地，每个上层变温通道的内径d1、每个下层高温通道的内径d2、每个上层变温通道与产品表面之间的隔壁长度c、相邻两个上层变温通道之间的隔壁长度a、相邻两个下层高温通道之间的隔壁长度b以及每个上层变温通道与对应的下层高温通道之间的隔壁长度e大约相同(相同或相近)，即d1≈d2≈a≈b≈c≈e。

本实施例的热变温双层通道模具还可以在模架1与模芯2之间设置隔热层6，该隔热层6可以防止模芯2的热量传递给模架1，也可以保护模架1不受损。

为了实现注塑或模压，本实施例还提供了一种注塑/模压控制系统，如图3所示，该系统包括模具温度控制设备7、变温设备8和注塑/模压设备9，模具温度控制设备7、变温设备8分别与注塑/模压设备9相连，且模具温度控制设备7与变温设备8相连，模具温度控制设备7受到变温设备8的控制，注塑/模压设备9包括上述的热变温双层通道模具。

进一步地，所述模具温度控制设备7(又称模温机)可以为油温控制设备(又称油温机)、水温控制设备(又称水温机)等，对应高温介质为高温油、过热水等；所述变温设备8可以为蒸汽变温设备(又称蒸汽机)、过热水设备等，对应的加热介质可以为饱和蒸汽、过热水、汽水混合物等，对应的冷却介质可以为冷却水。

如图1～图4所示，本实施例以油温控制设备提供高温介质，变温设备选用蒸汽变温设备为例，提供一种注塑/模压方法，在前后模/上下模同时开设双层通道，与在前后模/上下模中任一模具开设双层通道的注塑/模压方法相同或相近，该方法主要包括以下步骤：

s1、油温控制设备将高温油注入下层高温通道，当高温油达到第一预设条件时，启动蒸汽变温设备。

在本步骤中，高温油符合第一预设条件是指：高温油的温度达到第一预设温度，或高温油的注入时间达到第一预设时间。

s2、蒸汽变温设备内控制蒸汽第2、第4电磁阀开启，向上层变温通道注入蒸汽，对热变温双层通道模具实现快速加热。

s3、当蒸汽达到第二预设条件时，控制蒸汽第2、第4电磁阀关闭，停止加热，输出射胶允许/模压允许信号给注塑/模压设备，同时输出切断信号给油温控制设备，切断下层高温通道内的高温油流动，此切断信号输出时间点可调。

在本步骤中，蒸汽达到第二预设条件是指：模具内模芯表面的温度达到第二预设温度，或蒸汽的注入时间达到第二预设时间；切断下层高温通道内的高温油流动可以采用两位三通电磁阀切断高温通道或用信号控制油温控制设备内泵停止工作等方法实现，此信号输出时间点可调。

s4、注塑/模压设备接收到射胶允许/模压允许信号后开始进行射胶/模压动作，并向蒸汽变温设备提供射胶/模压开始信号。

s5、蒸汽变温设备接收射胶/模压开始信号后，在可调时间内，蒸汽变温设备输出信号给油温控制设备打开高温通道，向下层高温通道注入压缩空气将下层高温通道内的高温油吹扫回油温控制设备内的高温油储罐，吹扫至设定时间时停止；同时在可调时间内蒸汽变温设备进入冷却模式，控制冷却第3、第4电磁阀开启，蒸汽变温设备将冷却水注入上层变温通道，当冷却水达到第三预设条件时，控制冷却第3、第4电磁阀关闭，停止冷却。

在本步骤中，冷却水达到第三预设条件是指：模具内模芯表面的温度达到第三预设温度，或冷却水的注入时间达到第三预设时间。

s7、冷却停止后，蒸汽变温设备内控制压缩空气的第1、第4电磁阀开启，蒸汽变温设备将压缩空气注入上层变温通道，将上层变温通道内的冷却水进行吹扫，吹扫至设定时间时，控制压缩空气的第1、第4电磁阀关闭，停止吹扫，输出开模允许信号给注塑/模压设备。

在本步骤中，考虑到高温油的加热效率较慢，在此吹扫时间内，变温设备同时输出信号(切换电磁阀动作或油温控制设备启动泵)给油温控制设备，油温控制设备向下层高温通道重新注入高温油，此信号输出时间点可调。

s8、注塑/模压设备接收开模允许信号，通过模具开模，将产品顶出，向蒸汽变温设备提供开模信号。

s9、蒸汽变温设备接收到开模信号后，重复上述步骤s2～s8。

实施例2：

本实施例应用于55吋平板类产品注塑工艺，该平板类产品的材料为abs(acrylonitrilebutadienestyreneplastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)+pc(polycarbonate，聚碳酸酯)+gf(glassfiber，玻璃纤维)，下面将现有单层变温通道工艺和采用本实用新型的热变温双层通道工艺进行比较：

1)采用现有单层变温通道工艺，匹配一台10bar压力蒸汽机，加热时间为20s，冷却时间为23s，吹气时间为8s，产品工艺周期为62s，能耗为1.35kwh/个。

2)采用本实用新型的热变温双层通道工艺，匹配10bar压力蒸汽机，200℃高温油温机，加热时间为16s，冷却时间为19s，吹气时间为7s，产品工艺周期为55s，能耗为1.05kwh/个。

实施例3：

本实施例应用于上下模加热模压工艺(上下模都要变温控制)，材料为pc，尺寸为950mm*550mm*120mm，下面将现有单层变温通道工艺和采用本实用新型的热变温双层通道工艺进行比较：

1)上下模采用现有单层变温通道工艺，匹配两台10bar压力蒸汽机(上下模都要变温控制，匹配两台蒸汽机或一台双控控制的蒸汽机)，加热时间为33s，冷却时间为25s，吹气时间为10s，产品工艺周期为78s，能耗为3.85kwh/个。

2)上下模采用本实用新型的热变温双层通道工艺，匹配两台10bar压力蒸汽机，两台200℃高温油温机，加热时间为25s，冷却时间为21s，吹气时间为10s，产品工艺周期为70s，能耗为2.65kwh/个。

从上述实施例2和实施例3的比较可以看到，本实用新型的变温双层通道工艺相比于现有工艺，能有效提升效率和降低能耗。

综上所述，本实用新型在注塑或模压工艺的变温加热时，向下层高温通道内通入高温介质(高温油、过热水等)，该高温介质的温度高于上层变温通道内的加热介质最高温度点，而且高温介质的导热系数比模具钢的导热系数小得多，所以下层高温通道内的高温介质会形成热墙效应，阻断上层变温通道内的加热介质热量向模芯底部传导，从而集中在模具表层附近加热，提升加热效率；此外，本实用新型的注塑或模压工艺在冷却时，同体积同温差条件下，高温介质或空气的热量比钢的热量要小，所以冷却时需带走的热量小于传统的单一上层变温通道的模具设计，而且高温介质或空气的导热系数远远小于钢的导热系数，下层高温通道会形成阻隔层，减缓模芯底部热量向表层传导，从而提升冷却效率。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例效果，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。