4以間隙“C"隔開時,使注塑螺桿32通過點滴注射器50將混合物接收部36的混合物30移到界定于第一和第二半模42,44之間的空腔64。
[0027]第一,第二和第三蓄能器54,56,58各自的液壓液通過蓄能器總管66轉移。第一,第二和第三蓄能器54,56,58各自的液壓液以及由液壓栗62排出的液壓液通過液壓注射總管68,使注塑螺桿32旋轉和/或控制注塑螺桿32的軸向位置。值得注意的是蓄能器的數量可以不同于本文所示的三個。蓄能器的數量至少部分地由模塑成形機12的大小、模38的容積及液壓栗62的容量所預定。在某些情況下,蓄能器54,56,58可被完全廢除,不過一個或以上的蓄能器使注塑螺桿32更快速地移動。優選地,液壓栗62和蓄能器54,56,58的大小能在注射步驟期間以約0.2至0.7秒的最佳漿狀注料注射時間注射漿狀注料52,而根據其他方面是以少于或等于約3.0秒。
[0028]第一和第二半模42,44最初以間隙“C"隔開,以在注射漿狀注料52的過程中減少注射壓力,間隙是預定的,其允許所有需要的塑性樹脂混合物30在約0.2至0.7秒的最佳漿狀注料注射時間內進入空腔64,而根據其他方面是在約3.0秒內。漿狀注料52因此不填充空腔64,但在模壓步驟中第二半模44移動后提供了足夠體積的塑料樹脂混合物30造出成品部件。
[0029]參照圖2并再次參照圖1,無論是漿狀注料52被注入后或是根據幾方面在漿狀注料52注射期間,都會進行快速的模壓步驟,朝閉合方向“D”移動第二半模44,直至介乎大約1.0毫米至2.5毫米的預定間隙?”在第一和第二空腔半部42,44之間產生。預定間隙“E”相當于并因此界定了成品部件70的壁厚。根據幾方面,模壓步驟最佳是在0.7秒或更短時間內執行,而根據其他方面是在約2.0秒或更短時間內執行。朝閉合方向“D”移動第二模腔半部44的時間界定模壓步驟。為了實現這一快速的模壓時間,會使用到高速的可變位置控制夾組件72。可變位置控制夾組件72連接到第二模腔半部44和使第二模腔半部44首先移動到形成間隙“C”的漿狀注料注射位置,然后在同一注射/模壓過程移動到由間隙“E”界定的模壓位置。如前面提到,注射熔化塑料的漿狀注料52的時間最佳為0.2至0.7秒和最長至約3.0秒。因此,漿狀注料的注射加模壓總共需要的時間最佳為大約1.0秒或更短,而根據其他方面最長可至約5.0秒或更短。
[0030]高速模壓步驟利用通常與注射成型有關的模具噸位一小部分造出最終的薄壁部件70。例如,不使用對模38施加每平方英寸1-3噸壓力的壓機將第一和第二半模42,44保持在成品部件的間距,而是可以使用利用大約每平方英寸0.5噸或更少噸位(傳統注射成型噸位的50%或以下)的壓機。這是因為高速模壓步驟在漿狀注料52仍處于被加熱和熔化狀態時進行,并且當模38含熔化塑料在內時設有多個排氣通路74,76讓空氣/氣體溢出。部件70在高速模壓步驟中被“壓造”或成形為模38的最終幾何形狀。維持了一段冷卻時間之后,部件70連接第二半模44的模38打開,除去部件70,準備裝運。無需進一步的生產步驟例如最后的尺寸加工、增設加強區域等等。
[0031]應注意的是溫度控制條46,48使模具的溫度可被控制在10°C_50°C之間,在某些情況下,10 °C -80 °C O通過將第一和第二半模42,44保持在10 °C -50 °C之間,可實現由注射過程開始到從模38除去部件70的模具成型總周期時間不到I分鐘。能實現10°C _50°C模具溫度是由于高速注射時間(0.2至0.7秒)(最長3.0秒)防止了塑料樹脂混合物30在壓縮前固化,并進一步因為模壓步驟的總時間保持在0.7秒或更短和根據幾方面最長至2.0秒。已知的注射壓縮成型方法對半模采用較高溫度,以防止樹脂混合物在模造過程中冷卻,和/或讓半模隔溫,以防止樹脂混合物冷卻。
[0032]繼續參考圖2,發泡劑22在注射壓縮成型系統10的使用改良了已知的注射成型和/或注射壓縮成型步驟,原因如下。發泡劑22允許塑料樹脂混合物30填充成品部件70的一個或更多個增加壁厚區域77。增加壁厚區域77可具有壁厚“F”,其比界定成品部件70標稱壁厚的預定間隙“E”大。增加壁厚區域77可以用于例如提供加固用的額外厚度,其供緊固件容置在成品部件70中,其位于例如可能出現較高壓的彎位,和/或加強脊或肋定位之處。標準注射成型和注射壓縮成型方法不適合設有增加壁厚區域77,因為沒有發泡劑22的幫助,在固化發生前流出塑性樹脂混合物所需要的時間未必足夠。發泡劑22的使用連同過程中采用的快速注射和模壓步驟,再加上壓縮成型系統10的部件,可在成品部件70產生不同壁厚的區域,而無需在過程中增加任何進一步的時間或步驟。
[0033]參照圖3并再次參照圖1-2,漿狀注料52具有非固定形狀的外觀。漿狀注料52具有需要根據成品部件70所需壁厚填充在模38內的塑料總體積。如前所述,漿狀注料52的注射在大約0.2至0.7秒的時間內發生和最長可至3.0秒。
[0034]參照圖4,成品部件70(可以是約1500平方厘米或更大的面積,具有1.5毫米或更小的標稱壁厚)可使用少至兩個注入熔化塑料注射混合物30的注射位置或滴液80,82造出。本注射壓縮成型方法的優點之一是滴液80或82和成品部件70邊緣84之間的流經距離“G”可以顯著增加。例如,由本方法實現的流經距離“G”對于具有1.5毫米(0.06英寸)壁厚的部件而言,大約是38.1厘米(15英寸),充分地大于傳統注射成型或已知的注射壓縮成型步驟可以實現的18.0厘米(7英寸)最長距離。距離“G”因此是一種可測量指標,顯示存在有本發明的注射壓縮成型方法。在成品部件70的最終成形狀態,距離“G”將標志著模壓步驟完成后漿狀注料52的熔化注塑料在滴液80,82之一和成品部件70外邊緣84之間所經過的距離。
[0035]在傳統的注射成型部件,所述注射點或滴液和外部邊緣之間的總移距通常限于大約18.0厘米(7英寸)或更少。本注射壓縮成型方法基本上可以與任何熱塑性樹脂材料類一起使用,包括聚乙烯和聚丙烯。發泡劑22也可以加到塑料樹脂30,以提高材料在模38的流動。傳統的注射成型方法通常采用約10.16至15.24厘米/秒(4至6英寸/秒)的注射速度,而本注射壓縮成型方法通過使用液壓系統60則采用介乎大約10.16厘米/秒(4英寸/秒)至約86.36厘米/秒(34英寸/秒)之間的注射速度。有利地,此注射速度使厚度為1.5毫米(0.06英寸)的部件70流經距離“G”超過18厘米(7英寸)。
[0036]本發明的注射壓縮成型系統10還允許局部的壁厚變化,如增加凸出部件86、結合增加壁厚部件如凸出按鈕88,和/或基本上在部件70任何位置結合直立肋90。在初始使用片材成形體的塑料零件的成型狀態下,并不設有這些附加部件,所述片材成形體被修整和成形,用于類似的應用例子,如汽車車底板。
[0037]本發明的注射成型方法提供設有薄壁(由小于或等于1.0毫米,1.5mm,大至2.0毫米厚)和約1500平方厘米或更大的表面積的部件70。根據幾方面,示例性成品部件70可以包括:大于1500平方厘米的表面積;標稱或平均厚度小于1.5毫米的成品部件;及一個或多個大于1.5毫米厚的局部壁厚區域。本注射壓縮成型方法在連續的單一制造步驟僅使用單一的兩件式模38。半模42,44包括固定半模42、可動半模44,并沒有進一步的獨立可動部件。
[0038]本發明的注射壓縮成型方法和注射壓縮成型系統10具有若干優點:I)所述方法和系統在可形成大面積(大于1500平方厘米)部件的注射成型成品部件上產生長度為7英寸或以上的流道(距離“G”);2)所述方法和系統提供注射和壓縮的總時間大約為1.0秒或更短,其中包括起始時注射漿狀注料(0.2至0.7秒)的注射材料步驟以及模壓步驟(0.7秒或更短);3)所述方法和系統使用的注塑半模最初從成品部件的最終壁厚尺寸互相隔開,隨后于
0.7秒或更短時間內注射漿狀注料期間或之后閉合;4)所述方法和系統包括一個模壓步驟,連同可在單一制造步驟的相同成型部件中產生不同壁厚區域的發泡劑;5)所述方法和系統采用10°C-80°C的冷卻溫度,優選10°C-50°C,為大部分樹脂提供每部分I分鐘或更短的總周期時間;及6)相對于標準注射成型方法,所述方法和系統以成品部件每單位面積計算,可使用顯著減小的壓機體積。
[0039]在本注射壓縮過程中使用發泡熔體相比非發泡熔體有兩大優點。發泡熔體的第一個優點是,相比非發泡熔體的方法,減少了冷卻時間,因此縮短了長達20%的周期時間(由非發泡部件所需的約50秒減到本發明發泡部件所需的約40秒)。發泡熔體一旦被注入模具,會使熔體壓向模的冷卻壁,因此增強了模具壁和熔化塑料之間的傳熱。
[0040]在本注射壓縮過程中使用發泡熔體的第二個優點是其在模具型腔內“填滿”熔化塑料的能力,其中材料膨脹以填充模具的所有區域。此充填