一种复杂曲面高压注塑模具的制作方法

本发明涉及高压注塑，特别涉及一种复杂曲面高压注塑模具。

背景技术：

1、注塑技术可分为先加热塑胶原料然后注射入模具中冷却成形，或先将塑胶原料加入模具中然后加热模具并选择模具塑料在涂满模腔后再冷却成形等多种方式。由于汽车行业的发展，其外观、内饰和灯壳组件等，这些零件大批量生产时都需要使用模具和注塑机配合，实现批量注塑生产；但这些零部件的造型越发复杂，在形状设计上有很多曲面，这使得对于生产这种具备很多曲面的零件的注塑模具和注塑机带来工艺挑战；由于这具备复杂曲面的零件，多应用在外观，要求具备复杂的曲面结构、很高的表面光洁度和一般的力学性能。

2、零件具有非常复杂的曲面，相对应的模具模腔也会有很复杂的成形腔，而复杂的成形腔对注塑的工艺要求很高，否则注塑出来的零件会出现缩孔、缩水、不饱模、毛边、熔接痕、银丝、烧焦、翘曲变形、开裂/破裂、尺寸超差等注塑问题；要避免出现这些问题，需要对温度、压力、速度与冷却进行控制，影响塑料在模腔内的流向、排向、粘接度和分子/纤维的连接，从而控制工艺品质，成形零件的品质。

3、现有技术中，在注塑具备复杂曲面时，通常会将模具制造成具备温控的功能，从控制温度上控制成形零件的品质。通常会在模具的注塑前加热、在注塑后进行快速冷却，从而减少塑料零件在成形时的塑料液体流动性，成形内应力所出现的问题。通常是使用钻孔的加工方法，在模具的凸模或凹模上钻出加热孔，然后在加热孔中塞入加热棒，从而实现模具预热功能；而快速冷却，通常是连接更强的快速冷却系统，在保证温度释放均匀且快速冷却；在注塑前和注塑后进行控温使得模具在获取热量和散发热量都能均匀，从而获得高品质的注塑零件。

4、对于现在的汽车外观零件，在局部复杂曲面形状更好的观赏性外，应用在座舱外的外观件，还需要具备良好的力学性能，从而给汽车带来缓震、缓冲或抵抗形变的性能；在制造此类零件时需要用于高密度材料。在注塑生产中，其注塑材料多为普通材料，遇到高密度材料时，高密度材料意味着更重，在模具模腔内的流动性会比普通材料更差，若依然使用上述普通的注塑方法和注塑模具，注塑材料在成型腔内部不能很好的成型，以至于产品的不良率大大提升，注塑零件的品质也会下降，其注塑效果不理想。

5、因此，使用高密度材料注塑制造复杂曲面零件时，可从注塑温度和压力两个方向进行控制。

6、综上所述，本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：

7、现有的复杂曲面注塑模具，使用高密度材料注塑时存在注塑零件成形品质下降和产品良率下降的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复杂曲面高压注塑模具，以解决现有的复杂曲面注塑模具，使用高密度材料注塑时存在注塑零件成形品质下降和产品良率下降的问题。

2、本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

4、本发明提供了一种复杂曲面高压注塑模具，包括凹模、凹模盖板、凸模、凸模盖板、微波震荡盘、注塑喷嘴和高温液体加压泵；所述凹模的模板的相对两面分别附着有凹模成形面和凹模控温面，所述凹模成形面和所述凹模控温面形状相同；所述凸模的模板的相对两面分别附着有凸模成形面和凸模控温面，所述凸模成形面和所述凸模控温面形状相同；所述凹模盖板与所述凹模的背面可拆卸连接覆盖所述凹模控温面，所述凸模盖板与所述凸模的背面可拆卸连接覆盖所述凸模控温面，分别形成各自的控温腔；所述控温腔的相对两端设有进气道和出气道，所述进气道和所述出气道循环通入过热蒸汽、或低温冷却气体用于加热、或冷却所述控温腔；所述凹模和所述凸模合模形成成形腔，所述成形腔内包含所述凹模成形面和所述凸模成形面；所述凹模的模板的厚度大于所述凸模的模板的厚度；在所述凹模成形面和所述凸模成形面曲面变化剧烈的位置设有，从所述控温腔抵近所述凹模成形面、或所述凸模成形面的冷却腔；所述凹模盖板和所述凸模盖板上均设有进气喷嘴，所述冷却腔围蔽于所述控温腔内，并与所述进气喷嘴连通；所述凸模盖板叠合连接至所述微波震荡盘上；所述注塑喷嘴的一端穿过所述凹模盖板与所述凹模的注塑道连通，所述注塑喷嘴的另一端与所述高温液体加压泵连通。

5、在其中一个实施例中，所述微波震荡盘对所述成形腔内的塑料流体发出震动用于去除所述成形腔内的塑料流体包裹的气泡。

6、在其中一个实施例中，所述高温液体加压泵为双螺杆流体加压泵，用于塑料流体的加压输出。

7、在其中一个实施例中，所述进气道和所述出气道上均连接有三通接头；所述进气道的三通接头的一个接口为热流进口，另一个接口为冷流进口；所述出气道的三通接头的一个接口为热流出口，另一个接口为冷流出口；所述进气喷嘴设有上设有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管用于循环交换通入所述冷却腔内的冷流气体。

8、在其中一个实施例中，所述成形腔内设有模腔温度传感器，所述模腔温度传感器设于所述凹模、或所述凸模的一侧，用于探测所述成形腔内的温度；所述凹模的一侧的控温腔和所述凸模的一侧的控温腔均设有控温传感器，用于探测所述控温腔内的温度。

9、在其中一个实施例中，所述凹模的注塑道内设有压力传感器，用于探测流入所述成形腔内的塑料流体的压力。

10、在其中一个实施例中，所述成形腔内设有压力传感器，所述压力传感器设于所述凹模、或所述凸模的一侧，用于探测流入所述成形腔内的塑料流体的压力。

11、在其中一个实施例中，在所述凸模的一侧的外周嵌有耐高温的密封条，所述密封条随所述凸模移动；所述密封条连接有排气管；所述密封条在合模时用于包围所述凹模与凸模的合模界线；所述密封条包围所述凸模和所述凹模外壁形成气腔，所述排气管接通所述气腔。

12、本发明还提供了一种自动控制设备，包括注塑机、热流发生器、进水器、制冷器、抽气机和工控机；注塑机的塑料流体出料口连通高温液体加压泵；热流进口与热流发生器的出气口接通；热流出口与热流发生器的热量回收单元接通，用于热量回收利用；热流发生器的进水口与进水器出水口接通；冷流进口和进气管与制冷器的出气口接通；冷流出口和出气管与制冷器的冷量回收单元接通，用于冷量回收利用；抽气机的进气口与排气管接通，用于抽出成形腔溢出的空气；工控机与抽气机、注塑机、热流发生器、制冷器、压力传感器、模腔温度传感器、控温传感器和微波震荡盘电性连接；高温液体加压泵与注塑机电性连接，用于控制高温液体加压泵加压送料。

13、在其中一个实施例中，所述热流发生器为电热式蒸汽发生器，输出过热蒸汽形成热流。

14、本发明的有益效果如下：

15、复杂曲面高压注塑模具设置有凹、凸模成形面和凹、凸模控温面都形状相同的模板，两侧分别设置控温腔和成形腔。

16、(1)通过进气道和出气道连接控温腔，循环通入过热蒸汽、或低温冷却气体用于加热、或冷却控温腔；以及在凹模成形面和凸模成形面曲面变化剧烈的位置设有独立的冷却腔；利用独立的冷却腔具有的从控温腔抵近凹模成形面、或凸模成形面的结构，首先通入冷却气流快速冷却注塑件中曲面变化剧烈的位置，在微观结构中形成在厚度方向上的竖向连结点或连接柱，后续在控温腔通过冷却气流，利用控温腔持续冷却竖向连结点周围的塑料流体，塑料流体均匀冷却叠加覆盖于竖向连结点周围，形成互相粘连的横向层叠结构，类似于碳纤维板的层压结构；使得具有复杂曲面的注塑件在成形过程中，减少曲面变化剧烈的位置的成形内应力，注塑件整体层叠粘连塑料粒子排列有序，复杂曲面的注塑件成形后具备更高的力学性能，得益于塑料粒子排列有序，注塑件分子结构更紧密，具备更强的韧性；从而减少注塑件的开裂几率，提高复杂曲面注塑件的良品率。

17、(2)注塑件位于凹模的面通常为外观面要求高光洁度和细腻的结构，位于凸模的面为内里面表面精度要求低；得益于凹模的模板的厚度大于凸模的模板的厚度，在通过控温腔冷却时，凹模侧的冷却速度相比凸模侧慢一些，注塑件位于凹模侧的成形结构更细腻和内应力更小，结构强度更高；注塑件位于凸模侧的成形结构较粗糙，结构支撑性更好；使得在注塑件获得更快的冷却速度的同时保证了注塑件的整体强度和成形精度。

18、(3)得益于凸模盖板叠合连接至微波震荡盘上，使得塑料流体进入成形腔后，能够在充分注入结构复杂处，提高高密度材料的流动性，同时能将塑料流体内的气泡震出，减少注塑件因气泡而开裂和结构强度的下降。

19、(4)得益于注塑喷嘴高温液体加压泵连通，能够提高塑料流体进入成形腔的压力，进一步提高高密度材料的流动性，使塑料流体更好的充盈成形腔。