一種高分子材料管路注塑成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高分子材料管路注塑成型工藝，主要包括步驟a、原料處理，步驟b、粒子熔融，步驟c、高壓注水，步驟d、保壓及冷卻，步驟e、室溫冷卻。通過上述方式，本發(fā)明注塑工藝簡單便捷，高效，且產品成型率高，產品性能好；能達到壁厚更薄更光滑的產品，并且通過該工藝能夠注塑管徑較大的中空管路。
【專利說明】
一種高分子材料管路注塑成型工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料注塑成型領域，具體涉及一種高分子材料管路注塑成型工〇【背景技術】
[0002]高分子成型目前主要有兩種技術:擠出成型、注塑成型。擠出成型是高分子材料加工領域中變化眾多，生產率高、適應性強、用途廣泛的成型加工方法，擠出成型是使高聚物的熔體(或粘性流體)在擠出機的螺桿或柱塞的擠壓作用下通過一定形狀的口模而連續(xù)成型，所得的制品為具有恒定斷向形狀的連續(xù)型材。注塑成型又稱注射成型，是熱塑性高分子材料成型的主要方法。具體是:將粒狀或粉狀的材料加入到注塑機的料斗中，在注塑機內材料受熱熔融并使之保持流動狀態(tài)，然后再一定壓力下，經注塑機噴嘴，模具的澆注系統(tǒng)，注入閉合的模具中，經冷卻定型后，熔融的高分子材料就固化成為所需的形狀、結構。
[0003]在汽車領域，為了實現(xiàn)汽車的油路傳輸、冷卻及傳動、制動各類功能，汽車內設有管路系統(tǒng)，主要分為:進氣系統(tǒng)管道、冷卻系統(tǒng)管道、燃油系統(tǒng)管道、傳動系統(tǒng)管道、轉向系統(tǒng)管道、制動系統(tǒng)管道、傳動系統(tǒng)管道等7種汽車管道類型，而這7種汽車管道中多數(shù)是采用金屬或高分子材料制成。
[0004]以汽車中的冷卻系統(tǒng)管道為例，現(xiàn)在為減輕車身重量，傳統(tǒng)的金屬冷卻系統(tǒng)管道已升級為高分子材料管道，對于這種汽車用冷卻系統(tǒng)的高分子管路的加工目前行業(yè)內采用擠出成型或注塑成型:擠出成型的方式主要是使用模頭或者模塊制造出直管，再通過成型設備將直管加工至要求的形狀，然后在管子上裝配一些零部件形成管路系統(tǒng)。而有些車型由于內部結構的原因，冷卻管路需設計成三通的管路，則必須在擠出成型后的管路之間裝配一個三通接頭(或三通閥)，才能滿足使用要求;除此之外，若要將該冷卻管路系統(tǒng)固定在車身或者車內，還需要在冷卻管路的指定位置上裝配管夾等固定件來固定管路。這樣的話， 整個冷卻管路的加工包括:擠出成型、三通裝配、固定件裝配等至少三個環(huán)節(jié)，工序較多，工作效率低下，且裝配的三通和固定件由于是后續(xù)裝配在擠出成型的管路上的，兩者的連接可能會發(fā)生松動等情況，從而影響使用性能。
[0005]注塑成型加工冷卻管路時，則是直接通過注塑模具將管子一次成型，一步到位，做成一體式的，三通結構以及所需的固定架也一并與管體注塑成型。與擠出方式相比，注塑成型不但節(jié)省了時間，而且省去了幾道工序，同時也降低了很大成本。
[0006]在實際生產中，為更好的進行高分子材料冷卻管路的注塑成型，一般是采用氣體輔助注塑成型，氣體輔助注塑成型(GAIM)是一種將惰性氣體注入制件特定的熔融區(qū)域以形成空心制品的技術。該技術始于20世紀80年代，具有可減小翹曲變形、凹痕，提高表面質量，減輕制品質量，縮短成型周期，可成型壁厚差較大的制品等優(yōu)點。目前GAIM技術已經廣泛應用于汽車、家電、家具、日常用品等的制造領域。
[0007]但是GAIM技術不能生產大直徑制品的缺點，限制了它的應用。另外對于直徑相對較大的介質導管的生產，GAM工藝仍存在相對較大的制品壁厚，又由于氣體從內部傳遞熱量，導致冷卻時間增加，因而熔體發(fā)泡的危險增加，為了避免發(fā)泡，氣體的保壓時間或者氣體的壓力釋放時間被延長，當然，這樣也增加了循環(huán)時間。當制件的直徑超過40mm時，在氣道形成后，還會存在熔體沿著模壁向下流動的危險。因此，GA頂難以應用于直徑較大的中空制品的成型。
[0008]而在實際汽車生產制造過程中，由于車型的結構設計，有些管路系統(tǒng)要求直徑較大，在這種情況下，GA頂工藝就很難實現(xiàn)。因此，在管路系統(tǒng)加工領域中急需一種能夠更好的實現(xiàn)薄壁型的且直徑較大的中空管路系統(tǒng)的加工工藝。
【發(fā)明內容】

[0009]針對上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的主要目的是提供一種高分子材料管路注塑成型工藝，該工藝通過對傳統(tǒng)高分子材料的注塑成型工藝的改進，創(chuàng)新的采用高壓水輔助注塑成型工藝，通過嚴格控制注塑過程中各工藝參數(shù)，從而能夠實現(xiàn)高分子中空管路的快速成型，不僅保證了管路的壁厚在一定范圍內，而且能夠適于較大直徑管路的加工。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開的技術方案是:一種高分子材料管路注塑成型工藝， 包括如下步驟:[〇〇11]步驟a、原料處理:將高分子材料粒子在80-100°C的溫度條件下烘干7-10小時；
[0012]步驟b、粒子熔融:將步驟a處理后的高分子材料粒子注入注塑機內，將高分子材料粒子從常溫加熱至280-305°C，得到熔體;將熔體注塑到設于注塑機內的模具內，注塑過程控制在0.05-1.5s之間；
[0013]步驟c、高壓注水:注塑完成后，向模具內注入高壓水，7JC溫控制在20_25°C之間；注水過程控制在0.5-2.5s;[〇〇14] 步驟d、保壓及冷卻:高壓注水后，在20-25MPa壓力情況下保壓2-4s，然后冷卻15-25s ；
[0015]步驟e、室溫冷卻:開模取出注塑成型的產品，室溫下冷卻1-2小時。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟c中的高壓注水時注水方向與步驟b中的熔體注入模具的方向是相反的。[〇〇17] 優(yōu)選的，所述步驟b中，注塑過程中壓力控制在10_50MPa之間。[〇〇18] 優(yōu)選的，所述步驟c中，高壓水的壓力在10_24MPa之間。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟沖，原料處理時烘干8小時。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟b完成后，延時0.2-0.6s再開始步驟c高壓注水。[0021 ]優(yōu)選的，所述步驟c中高壓注水控制在l-2s之間。
[0022]優(yōu)選的，所述高分子材料是尼龍、尼龍與碳纖維的混合材料、尼龍與玻璃纖維的混合材料中的一種。
[0023]在本發(fā)明的高分子材料管路注塑成型工藝中，
【申請人】創(chuàng)新的采用水輔助注塑工藝，并且注水的方向與熔體注入模具的方向相反，這樣多余的熔體回到注塑機內重復利用；
[0024]在采用本發(fā)明的水輔助注塑工藝時，首先模具型腔部分注入熔化的原材料，在原材料停止注射前，將水注入型腔，水的前沿像一個移動柱塞那樣作用在制件的熔融芯上，從水的前沿到熔體的過渡段，固化了一層很薄的高粘度固化膜，其像一個高粘度的型芯，進一步推動原材料熔體，從而將管路內部掏空。水壓推動熔體前進的同時，水還對熔體進行冷卻，并且這種冷卻是隨著管路形狀由內到外均勻冷卻的，冷卻效果好，大大縮短管路的成型周期。由于是在高達近l〇-24Mpa的水壓力作用下緊貼模腔壁流動與冷卻固化的，管路的整個成型收縮與冷卻定型始終受到來自管路芯部的水壓力作用，管路壁厚密度高，冷卻均勻， 收縮一致，管路表面平整無縮痕，沒有翹曲與扭曲變形，表面光滑外觀質量好。一分鐘左右的時間管路便制作而成。
[0025]由于本發(fā)明的水輔助成型比氣體輔助成型能達到壁厚更薄更光滑的管路產品，因而更節(jié)省材料，減輕產品重量，降低成本，測試表明水輔助成型可節(jié)省材料30-40%。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明注塑工藝簡單便捷，高效，且產品成型率高，產品性能好;能達到壁厚更薄更光滑的產品，并且通過該工藝能夠注塑管徑較大的中空管路?！揪唧w實施方式】
[0027]下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。[〇〇28]實施例1: 一種高分子材料管路注塑成型工藝，具體如下:將高分子材料粒子在80-100°C的溫度條件下烘干7-10小時，然后將其注入注塑機內，并從常溫加熱至280-305°C，得到熔體;將熔體注塑到設于注塑機內的模具內，注塑過程控制在〇.〇5-ls之間；注塑完成后，延時0.2-0.6s，向模具內注入高壓水，水溫控制在20-25°C之間；注水過程控制在0.5-2.58;高壓注水后，在20-251〇^壓力情況下保壓2-48，使得管路成型定型，然后停止注水，冷卻15-25s;開模取出注塑成型的產品，室溫下冷卻1-2小時。
[0029]本實施例中，高壓注水時注水方向與熔體注入模具的方向是相反的。
[0030]實施例2:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，注塑過程中壓力控制在10-50MPa之間。
[0031]實施例3:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，高壓水的壓力在10-24MPa之間。
[0032]實施例4:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，將高分子材料粒子在 80_100°C的溫度條件下烘干7-10小時。
[0033]實施例5:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，延時0.5s再開始高壓注水。
[0034]實施例6:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，高壓注水控制在l_2s 之間。
[0035]實施例7:本實施例與實施例1的不同之處在于，本實施例中，所述高分子材料是尼龍、尼龍與碳纖維的混合材料、尼龍與玻璃纖維的混合材料中的一種。[〇〇36] 實施例8: —種尼龍材料管路注塑成型工藝，具體如下:將尼龍粒子在80-90°C的溫度條件下烘干7-8小時，然后將其注入注塑機內，并從常溫加熱至290-305°C，得到熔體;將熔體注塑到設于注塑機內的模具內，注塑過程控制在0.8-1.2s之間；注塑完成后，延時 〇.5s，向模具內注入高壓水，水溫控制在20-25°C之間；注水過程控制在l_2s;高壓注水后， 在22-25MPa壓力情況下保壓2-4s，使得管路成型定型，然后停止注水，冷卻15-20S;開模取出注塑成型的產品，室溫下冷卻1-1.5小時。
[0037]實施例9: 一種尼龍與玻璃纖維的混合材料管路注塑成型工藝，具體如下:將尼龍與玻璃纖維混合材料的粒子在80°C的溫度條件下烘干7小時，然后將其注入注塑機內，并從常溫加熱至280°C，得到熔體;將熔體注塑到設于注塑機內的模具內，注塑過程控制在0.8; 注塑完成后，延時〇.5s，向模具內注入高壓水，水溫控制在20-25 °C之間；注水過程控制在1-2s;高壓注水后，在24MPa壓力情況下保壓2-3s，使得管路成型定型，然后停止注水，冷卻15-20s;開模取出注塑成型的產品，室溫下冷卻1-1.5小時。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，包括如下步驟:步驟a、原料處理:將高分子材料粒子在80-100 °C的溫度條件下烘干7-10小時；步驟b、粒子熔融:將步驟a處理后的高分子材料粒子注入注塑機內，將高分子材料粒子 從常溫加熱至280-305°C，得到熔體;將熔體注塑到設于注塑機內的模具內，注塑過程控制 在 0.05-1.5s 之間；步驟c、高壓注水:注塑完成后，向模具內注入高壓水，水溫控制在20-25°C之間；注水過 程控制在0.5-2.5s;步驟d、保壓及冷卻:高壓注水后，在20-25MPa壓力情況下保壓2-4s，然后停止注水，冷 卻15-25s;步驟e、室溫冷卻:開模取出注塑成型的產品，室溫下冷卻1-2小時。2.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟c中的 高壓注水時注水方向與步驟b中的熔體注入模具的方向是相反的。3.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟b中，注 塑過程中壓力控制在10_50MPa之間。4.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟c中，高 壓水的壓力在l〇-24MPa之間。5.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟a中，原 料處理時烘干8小時。6.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟b完成 后，延時0.2-0.6s再開始步驟c高壓注水。7.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述步驟c中高 壓注水控制在l-2s之間。8.根據(jù)權利要求1所述的高分子材料管路注塑成型工藝，其特征在于，所述高分子材料 是尼龍、尼龍與碳纖維的混合材料、尼龍與玻璃纖維的混合材料中的一種。
【文檔編號】B29L23/00GK105965771SQ201610284038
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】施明剛, 馬婷
【申請人】江陰標榜汽車部件有限公司