專利名稱：光盤注塑模具脈沖式冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光盤注塑機模具的冷卻技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PC塑料在注塑機料桶中由加熱圈和注射螺桿產(chǎn)生的剪切熱加熱至350攝氏度左右，以達到注射成型所需的良好的流動性。保壓壓力是注射壓力的延續(xù)，為了防止熱熔料回流及向模腔內(nèi)補料，保壓壓力起始于注塑壓力結(jié)束的時候，并分段逐步降低和釋放壓力。保壓過后射嘴關(guān)閉，澆道封鎖，碟片從300多度的高溫持續(xù)冷卻到110度左右，完全定型后，冷卻結(jié)束，打開模具由高速機械手將盤片取出，然后合模進入下一個循環(huán)。高溫熔融的塑料通過較冷的模具內(nèi)表面時，接觸的表面會比較快速的被冷卻固化，稱為“固化層”，而在模具空腔內(nèi)繼續(xù)以熔融狀態(tài)推進的塑料層，叫做“流動層”。在較晚 凝固的區(qū)域和較先凝固的區(qū)域之間，塑料的大分子鏈的排列會產(chǎn)生一定的取向性，實際上也就是殘留有一定的內(nèi)應(yīng)力積聚下來，在光盤的品質(zhì)控制中稱之為“雙折射”。因此一般來說，注塑要達到高的品質(zhì)(坑點復(fù)制率高)要依賴較高的模具表面溫度，以減少塑料流動的阻力，并減少表面不均勻的冷卻而造成的雙折射內(nèi)應(yīng)力、或是坑點復(fù)制精度的降低。但是模溫越高則把300多度高溫的熔融塑料冷卻定型到110度左右所需的冷卻時間也相應(yīng)的增加。在傳統(tǒng)的方式下，模溫是由專門的模溫機提供持續(xù)的恒定溫度的水流分別控制兩個半模以及澆道、切刀。半模溫度在生產(chǎn)⑶時一般控制在60度左右，而在生產(chǎn)DVD時需要控制到100度左右。60度的冷卻水將300多度的塑料穩(wěn)定的固化到塑料的玻璃化溫度以下約HO度所需要的時間，在現(xiàn)有的模具換熱條件下至少需要2秒鐘的冷卻時間。傳統(tǒng)的模溫機雖然可以提供相對比較靜態(tài)的模具溫度控制水流，容易調(diào)節(jié)，外界因素影響小。但是存在以下缺點無法動態(tài)控制模具溫度，模具溫度越高冷卻時間越長，價格昂貴，故障率高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是在保證工藝條件和冷卻水品質(zhì)的情況下，在注塑過程中對模具的溫度進行動態(tài)的控制。本實用新型采用的技術(shù)方案是，光盤注塑模具脈沖式冷卻系統(tǒng)，包括對光盤注塑模具進行冷卻的管路以及快速響應(yīng)的控制器件，由可編程邏輯控制器進行精確控制，同時可編程邏輯控制器連接于注塑機的控制裝置獲得相應(yīng)的控制信號?？删幊踢壿嬁刂破髋c進出水電磁閥信號連接，可編程邏輯控制器取得注塑動作的信號，并通過可編程邏輯控制器內(nèi)預(yù)先編制好的順序控制程序來控制模具進出水電磁閥?？删幊踢壿嬁刂茝淖⑺軝C的控制裝置取得注塑動作的各種信號，在每個成型周期內(nèi)脈沖式的控制冷卻時間，從而獲得動態(tài)的模溫控制。[0012]進水電磁閥前設(shè)置有增壓泵，增壓泵前連通有水箱。本實用新型的有益效果是，本實用新型就是改變光盤注塑機的傳統(tǒng)模具冷卻方式，在優(yōu)化品質(zhì)的情況下進一步提高注塑速度、縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。利用光盤注塑機上增加PLC等控制元件，以脈沖的方式控制模具冷卻水，獲得更好的成型質(zhì)量和更快的成型周期，復(fù)制的基片具有低的翹曲、凹陷，成型周期從3. 8秒減少到3. 15秒，相當(dāng)于提高15%以上的產(chǎn)能。采用脈沖冷卻進行工藝優(yōu)化之后，將模具溫度減少40C使冷卻最小化，循環(huán)時間為3. 15秒鐘。徑向和切向翹曲完全達到并超過傳統(tǒng)工藝的水平，tan. dev.徑向、切向翹曲<0.4°，最外圈的雙折射在不同的模具上的表現(xiàn)有所不同，尤其是在外沿位置，半徑> 55mm,但最高點也是完全控制在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為1-水箱，2-增壓泵，3-進水電磁閥，4-回水電磁閥，5-注塑模具?！?b>具體實施方式
本實用新型的關(guān)鍵點在于，在模腔的填充期間保持較高的模具表面溫度，利于獲得高的復(fù)制率，而在填充保壓完畢的冷卻定型期間保持較低的溫度以迅速冷卻至玻璃化溫度之下。本實用新型以動態(tài)的方式控制模具冷卻水從而控制注塑工藝過程。在開合模具期間和注射保壓期間關(guān)閉冷卻水，相當(dāng)于模具表面無法與冷卻水之間進行換熱，保持模具表面高溫度，注射期間實際上由高溫的塑料將模具表面溫度加熱到更高，這樣塑料的流動性好，降低雙折射。注射保壓以后的冷卻時間迅速打開低溫(20度左右)的冷卻水，將基片迅速冷卻定型，達到取出溫度，從而優(yōu)化注塑成型工藝，縮短成型周期。在高溫熔化的樹脂流入模具期間，模具需要保持較高溫度，但是在基片取出之前模具和基片都迅速的冷卻下來。為實現(xiàn)高精度的控制冷卻水的開啟與關(guān)閉，采用了 PLC可編程邏輯控制器從原注塑機提取相應(yīng)的開合模具、注射開始、保壓結(jié)束等過程信號，來精確的控制開閉冷卻水的時間點。注塑機成型周期分為合模一注射一保壓一冷卻一開模一機械手取出合模。脈沖式冷卻系統(tǒng)動作時序注射結(jié)束的瞬間打開冷卻水(20度)快速冷卻一冷卻結(jié)束的瞬間快速關(guān)閉冷卻水一保持模具表面高溫一進入下一循環(huán)。注塑機自動注塑成型模式下，在每次注塑成型周期內(nèi)注塑機設(shè)定的冷卻時間結(jié)束的瞬間(即模具將高溫的熔融塑料通過模具冷卻水將之冷卻至110度完全定型的時刻)由脈沖式冷卻系統(tǒng)控制將模具冷卻水關(guān)閉，然后開模，機械手取出，然后合模再次進入下一個成型周期。如此在不用進行冷卻的時刻迅速將冷卻水關(guān)掉，可以保持模具表面的高溫(遠高于傳統(tǒng)方式的60度溫度)。這將有利于在下一周期注射時獲得良好的表面流動性，提高復(fù)制精度，減少雙折射。模具閉合，注塑機注射裝置推動螺桿向注塑模具內(nèi)注射熔融的PC塑料填充模具，此時冷卻水處于關(guān)閉狀態(tài)，模具表面溫度較高可以獲得良好的成型條件。在注射結(jié)束的瞬間由脈沖式冷卻系統(tǒng)的PLC控制迅速將冷卻水電磁閥打開，此時20度左右的冷卻水進入模具水道對塑料進行冷卻降溫。由于比傳統(tǒng)方式的冷卻水溫度低40度左右，將大幅縮短冷卻時間，從而在提聞品質(zhì)的同時提聞生廣效率。在冷卻時間結(jié)束的瞬間快速關(guān)閉冷卻水，保持模具表面的高溫，然后進入下一循環(huán)。此系統(tǒng)由PLC控制可對冷卻水開閉的時間點與開啟時間進行微調(diào)，以滿足不同材 料或工藝的實際需要。同時在PLC的選型上，選擇響應(yīng)速度高的型號。電磁閥的選型上，由于需要高速的響應(yīng)，可以選擇220伏的高響應(yīng)電磁閥，并用進口的固態(tài)繼電器實現(xiàn)無觸點控制。
權(quán)利要求1.光盤注塑模具脈沖式冷卻系統(tǒng)，包括對光盤注塑模具進行冷卻的管路以及控制器件，控制器件包括對注塑模具進行精確控制的可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器連接于注塑機的控制裝置獲得相應(yīng)的控制信號；可編程邏輯控制器與進出水電磁閥信號連接，可編程邏輯控制器取得注塑動作的信號，并通過可編程邏輯控制器內(nèi)預(yù)先編制好的順序控制程序來控制模具進出水電磁閥。
2.如權(quán)利要求I所述的光盤注塑模具脈沖式冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述進水電磁閥前設(shè)置有增壓泵(2)，增壓泵前連通有水箱(I)。
專利摘要本實用新型公開了一種光盤注塑模具脈沖式冷卻系統(tǒng)，包括對光盤注塑模具進行冷卻的管路以及控制器件，控制器件包括對注塑磨具行精確控制的可編程邏輯控制器進，可編程邏輯控制器連接于注塑機的控制裝置獲得相應(yīng)的控制信號；可編程邏輯控制器與進出水電磁閥信號連接，可編程邏輯控制器取得注塑動作的信號，并通過可編程邏輯控制器內(nèi)預(yù)先編制好的順序控制程序來控制模具進出水電磁閥,改變了光盤注塑機的傳統(tǒng)模具冷卻方式，在優(yōu)化品質(zhì)的情況下大幅提高注塑速度、縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B29C45/78GK202572906SQ201220067110
公開日2012年12月5日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者焦路軍, 傅景世, 張全, 王黎明, 秦旭明, 高旭 申請人:大連華錄影音實業(yè)有限公司