注射裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制成型不良的注射裝置。本發(fā)明的注射裝置具備：缸體，對(duì)向模具裝置內(nèi)供給的成型材料進(jìn)行加熱；及氣體供給機(jī)構(gòu)，將選自惰性氣體和二氧化碳?xì)怏w中的至少一種氣體向所述缸體的內(nèi)部供給，所述氣體供給機(jī)構(gòu)預(yù)先對(duì)所述氣體進(jìn)行加熱。
【專利說(shuō)明】
注射裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請(qǐng)主張基于2015年2月26日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2015-036782號(hào)的優(yōu)先權(quán)。該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本說(shuō)明書(shū)中。
[0002]本發(fā)明涉及一種注射裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]注射成型機(jī)具有向模具裝置內(nèi)供給成型材料的注射裝置。注射裝置具有對(duì)成型材料進(jìn)行加熱的缸體及配設(shè)成在缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如的螺桿等(例如參考專利文獻(xiàn)
Do
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-183705號(hào)公報(bào)
[0005]成型材料在缸體內(nèi)被加熱，并產(chǎn)生氣體。產(chǎn)生的氣體可能會(huì)成為燒傷等成型不良的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其主要目的在于提供一種抑制成型不良的注射
目.ο
[0007]為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種注射裝置，其具備:
[0008]缸體，對(duì)向模具裝置內(nèi)供給的成型材料進(jìn)行加熱;及
[0009]氣體供給機(jī)構(gòu)，將選自惰性氣體和二氧化碳?xì)怏w中的至少一種氣體向所述缸體的內(nèi)部供給，
[0010]所述氣體供給機(jī)構(gòu)預(yù)先對(duì)所述氣體進(jìn)行加熱。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方式，可提供一種抑制成型不良的注射裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的注射裝置的圖。
[0014]圖中:40-注射裝置，41-缸體，411 -材料供給口，412_材料供給部，413-主體部，51 -冷卻器，52-加熱器，53-缸體溫度計(jì)，60-氣體供給機(jī)構(gòu)，61-氣體供給源，62-氣體管，62_1_主管，62-2、62-3-分支管，63-流量控制閥，64-氣體加熱器，65-測(cè)量?jī)x組，90-控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參考附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明，在各附圖中，對(duì)于相同或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或相應(yīng)的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0016]圖1是表示搭載有本發(fā)明的一實(shí)施方式的注射裝置的注射成型機(jī)的圖。如圖1所示，注射成型機(jī)具有注射裝置40及控制器90等。
[0017]控制器90由存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)92及CPU(Central Processing Unit)91等構(gòu)成，使CPU91執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)92中的程序，由此控制注射裝置40。
[0018]注射裝置40接觸模具裝置，并向模具裝置內(nèi)供給成型材料。注射裝置40例如具有缸體41、噴嘴42、螺桿43、計(jì)量馬達(dá)45、注射馬達(dá)46、壓力檢測(cè)器47、冷卻器51及加熱器52。以下，將進(jìn)行填充時(shí)的螺桿43的移動(dòng)方向(圖1中為左方向)作為前方，而將進(jìn)行計(jì)量時(shí)的螺桿43的移動(dòng)方向(圖1中為右方向)作為后方進(jìn)行說(shuō)明。
[0019]缸體41對(duì)向模具裝置內(nèi)供給的成型材料進(jìn)行加熱。缸體41具有形成材料供給口411的材料供給部412及比材料供給部412更靠前方的主體部413。
[0020]材料供給部412的外周設(shè)有水冷缸體等冷卻器51ο冷卻器51具有水等制冷劑流動(dòng)的流路511。冷卻器51抑制材料供給部412的溫度上升，并抑制在材料供給口 411附近產(chǎn)生橋接。橋接是指構(gòu)成成型材料的顆粒彼此溶化而粘合在一起的現(xiàn)象?？刂破?0控制冷卻器51，以使材料供給部412的實(shí)際測(cè)量溫度成為設(shè)定溫度。
[0021]在主體部413的外周設(shè)有帶式加熱器等加熱器52。加熱器52沿缸體41的軸向隔著間隔設(shè)有多個(gè)。通過(guò)加熱器52對(duì)主體部413進(jìn)行加熱，從而對(duì)成型材料進(jìn)行加熱?？刂破?0獨(dú)立地控制各加熱器52，以使主體部413的實(shí)際測(cè)量溫度成為設(shè)定溫度。
[0022]在缸體41上設(shè)有熱電偶等缸體溫度計(jì)53。缸體溫度計(jì)53測(cè)量缸體41的溫度。缸體溫度計(jì)53沿缸體41的軸向隔著間隔設(shè)有多個(gè)，并測(cè)量缸體41的軸向的溫度分布。
[0023]噴嘴42設(shè)置于缸體41的前端部，且按壓于模具裝置。噴嘴42從缸體41向模具裝置注射成型材料。
[0024]螺桿43配設(shè)成在缸體41內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如。從材料供給口411向形成于螺桿43的螺旋狀的槽供給成型材料。螺桿43朝向前方依次具有供給部43Z1、壓縮部43Z2及計(jì)量部43Z3。供給部43Z1是將供給的成型材料輸送至前方的部分。壓縮部43Z2是一邊壓縮被供給的成型材料一邊使其熔融的部分。計(jì)量部43Z3是按定量計(jì)量熔融的成型材料的部分。關(guān)于形成于螺桿43的螺旋狀的槽的深度，在供給部43Z1中較深，在計(jì)量部43Z3中較淺，在壓縮部43Z2中越朝向前方越淺。另外，形成于螺桿43的螺旋狀的槽的深度可以為恒定。
[0025]計(jì)量馬達(dá)45通過(guò)使螺桿43旋轉(zhuǎn)，從而沿著螺桿43的螺旋狀的槽將成型材料送至前方。成型材料一邊被送至前方，一邊被來(lái)自缸體41的熱量逐漸熔融。隨著液態(tài)成型材料被送至螺桿43的前方并蓄積在缸體41的前部，螺桿43后退。
[0026]注射馬達(dá)46使螺桿43進(jìn)退。注射馬達(dá)46通過(guò)使螺桿43前進(jìn)，而將蓄積在螺桿43的前方的液態(tài)成型材料填充到模具裝置的型腔空間內(nèi)。之后，注射馬達(dá)46向前方按壓螺桿43，而向型腔空間內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補(bǔ)充不足部分的成型材料。在注射馬達(dá)46與螺桿43之間設(shè)有將注射馬達(dá)46的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成螺桿43的直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
[0027]壓力檢測(cè)器47例如配設(shè)于注射馬達(dá)46與螺桿43之間，并檢測(cè)螺桿43所受到的來(lái)自成型材料的壓力及對(duì)于螺桿43的背壓等。螺桿43所受到的來(lái)自成型材料的壓力與從螺桿43作用于成型材料的壓力相對(duì)應(yīng)。
[0028]注射裝置40的動(dòng)作通過(guò)控制器90來(lái)控制?？刂破?0通過(guò)使CPU91執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)92中的程序，來(lái)進(jìn)行填充工序、保壓工序及計(jì)量工序等。
[0029]填充工序中，驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46使螺桿43以設(shè)定速度前進(jìn)，并將蓄積在螺桿43的前方的液態(tài)成型材料填充到模具裝置內(nèi)。螺桿43的位置和速度例如通過(guò)注射馬達(dá)46的編碼器46a來(lái)檢測(cè)。螺桿43的位置到達(dá)規(guī)定位置時(shí)，填充工序向保壓工序切換(所謂V/P切換)。
[0030]另外，在填充工序中，螺桿43的位置到達(dá)規(guī)定位置之后，也可以在該規(guī)定位置使螺桿43暫時(shí)停止，之后進(jìn)行V/P切換。也可以在將要進(jìn)行V/P切換之前，進(jìn)行螺桿43的微速前進(jìn)或微速后退，來(lái)代替螺桿43的停止。
[0031]保壓工序中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46而以設(shè)定壓力向前方按壓螺桿43，并向模具裝置內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補(bǔ)充不足部分的成型材料。成型材料的壓力例如通過(guò)壓力檢測(cè)器47來(lái)檢測(cè)。保壓工序之后，開(kāi)始進(jìn)行冷卻工序。冷卻工序中，型腔空間內(nèi)的成型材料被固化。也可以在進(jìn)行冷卻工序的過(guò)程中進(jìn)行計(jì)量工序。
[0032]計(jì)量工序中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)計(jì)量馬達(dá)45來(lái)使螺桿43以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并沿著螺桿43的螺旋狀的槽將成型材料送至前方。隨此，成型材料逐漸熔融。螺桿43隨著液態(tài)成型材料被送至螺桿43的前方并蓄積在缸體41的前部而后退。螺桿43的轉(zhuǎn)速例如通過(guò)計(jì)量馬達(dá)45的編碼器45a來(lái)檢測(cè)。
[0033]計(jì)量工序中，為了限制螺桿43急速后退，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46來(lái)向螺桿43施加設(shè)定背壓。對(duì)螺桿43施加的背壓例如通過(guò)壓力檢測(cè)器47來(lái)檢測(cè)。螺桿43后退至規(guī)定位置，且規(guī)定量的成型材料蓄積在螺桿43的前方時(shí)，結(jié)束計(jì)量工序。
[0034]另外，本實(shí)施方式的注射裝置40為同軸螺桿方式，但也可以是螺桿預(yù)塑方式。螺桿預(yù)塑方式的注射裝置中，將在塑化缸體內(nèi)熔融的成型材料供給到注射缸體，從注射缸體向模具裝置內(nèi)注射成型材料。螺桿以旋轉(zhuǎn)自如或旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如的方式配設(shè)于塑化缸體內(nèi)，柱塞以進(jìn)退自如的方式配設(shè)于注射缸體內(nèi)。在螺桿預(yù)塑方式的情況下，塑化缸體與權(quán)利要求書(shū)中所記載的缸體相對(duì)應(yīng)。
[0035]但是，成型材料在缸體41內(nèi)被加熱而產(chǎn)生氣體。由于將該氣體強(qiáng)制排出到缸體41的外部，因此注射裝置40具有氣體供給機(jī)構(gòu)60。
[0036]氣體供給機(jī)構(gòu)60將選自惰性氣體和二氧化碳?xì)怏w中的至少一種氣體向缸體41內(nèi)供給。惰性氣體可以為氮?dú)?、稀有氣體(例如氬氣)的任一個(gè)。以下，將惰性氣體及二氧化碳?xì)怏w統(tǒng)稱為穩(wěn)定氣體。
[0037]氣體供給機(jī)構(gòu)60具有氣體供給源61、氣體管62、流量控制閥63、氣體加熱器64及測(cè)量?jī)x組65等。測(cè)量?jī)x組65包含氣體溫度計(jì)、氣體流量計(jì)及氣體流速計(jì)。另外，測(cè)量?jī)x組65可以由氣體流量計(jì)和氣體流速計(jì)中的一者及氣體溫度計(jì)構(gòu)成。
[0038]氣體供給源61經(jīng)由氣體管62向缸體41的內(nèi)部供給穩(wěn)定氣體。在缸體41的氣體供給位置形成有氣體供給口。氣體供給口并不特別限定，可以設(shè)置于缸體41的下部。
[0039]氣體供給源61例如由氣瓶等構(gòu)成。另外，氣體供給源61可以與氣體供給源60分開(kāi)設(shè)置，也可以由儲(chǔ)氣罐等構(gòu)成。
[0040]氣體管62連接氣體供給源61與缸體41。氣體管62可在從氣體供給源61朝向缸體41的中途分支，例如由主管62-1與多個(gè)(圖1中為2個(gè))分支管62-2、62-3構(gòu)成。另外，分支管的數(shù)量可以為3個(gè)以上。
[0041 ]主管62-1連接氣體供給源61與分支點(diǎn)。一個(gè)分支管62-2連接分支點(diǎn)與缸體41的一個(gè)氣體供給口。另一個(gè)分支管62-3連接分支點(diǎn)與缸體41的另一個(gè)氣體供給口。
[0042 ]通過(guò)使氣體管62在從氣體供給源61朝向缸體41的中途分支，從而能夠減少氣體供給源61的數(shù)量。
[0043]另外，氣體管62可以不分支。在該情況下，可使用與缸體41的氣體供給口的數(shù)量相同的氣體供給源61。
[0044]流量控制閥63設(shè)置于氣體管62的中途，控制供給到缸體41的穩(wěn)定氣體的流量。由于可以控制流量，因此也能夠控制流速。在流路的截面積相同的情況下，流量越大則流速越快。
[0045]流量控制閥63可以設(shè)置于多個(gè)分支管62-2、62_3各自的中途。能夠獨(dú)立地調(diào)整供給到缸體41的多個(gè)氣體供給口的穩(wěn)定氣體的流量或流速。在向缸體41的多個(gè)氣體供給口同時(shí)供給穩(wěn)定氣體時(shí)尤其有效。
[0046]流量控制閥63可以控制成測(cè)量?jī)x組65中包含的氣體流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量值成為設(shè)定值。氣體流量計(jì)可以設(shè)置于多個(gè)分支管62-2、62-3各自的中途，也可設(shè)置于各自的缸體41側(cè)的端部附近。
[0047]另外，流量控制閥63可以控制成測(cè)量?jī)x組65中包含的氣體流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量值成為設(shè)定值。氣體流速計(jì)可以設(shè)置于多個(gè)分支管62-2、62-3各自的中途，也可設(shè)置于各自的缸體41側(cè)的端部附近。
[0048]另外，不向缸體41的多個(gè)氣體供給口同時(shí)供給穩(wěn)定氣體的情況下，可以在分支點(diǎn)設(shè)置方向控制閥，并在主管62-1的中途設(shè)置流量控制閥63。方向控制閥在多個(gè)分支管62-2、62-3中，切換與氣體供給管61連通的分支管。使用方向控制閥與流量控制閥，能夠獨(dú)立地調(diào)整供給到缸體41的多個(gè)氣體供給口的穩(wěn)定氣體的流量或流速。
[0049]氣體加熱器64設(shè)置于氣體管62的中途，對(duì)供給到缸體41的穩(wěn)定氣體進(jìn)行加熱。氣體加熱器64例如可由帶式加熱器構(gòu)成，也可卷繞在氣體管62的外周。在該情況下，穩(wěn)定氣體一邊在氣體管62的內(nèi)部流動(dòng)，一邊逐漸被加熱。
[0050]氣體加熱器64可以設(shè)置于多個(gè)分支管62-2、62-3各自的中途。能夠獨(dú)立地調(diào)整供給到缸體41的多個(gè)氣體供給口的穩(wěn)定氣體的溫度。在向缸體41的多個(gè)氣體供給口同時(shí)供給穩(wěn)定氣體時(shí)尤其有效。
[0051]氣體加熱器64可以控制成測(cè)量?jī)x組65中包含的氣體流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量值成為設(shè)定值。氣體溫度計(jì)可以設(shè)置于多個(gè)分支管62-2、62-3各自的中途，也可設(shè)置于各自的缸體41側(cè)的端部附近。
[0052]另外，不向缸體41的多個(gè)氣體供給口同時(shí)供給穩(wěn)定氣體的情況下，可以在分支點(diǎn)設(shè)置方向控制閥，并在主管62-1的中途設(shè)置氣體加熱器64ο方向控制閥在多個(gè)分支管62-2、62-3中，切換與氣體供給源61連通的分支管。使用方向控制閥與氣體加熱器64，能夠獨(dú)立地調(diào)整供給到缸體41的多個(gè)氣體供給口的穩(wěn)定氣體的溫度。
[0053]上述結(jié)構(gòu)的氣體供給機(jī)構(gòu)60將穩(wěn)定氣體向缸體41內(nèi)供給。在該氣體供給位置形成有氣體供給口。氣體供給口形成于構(gòu)成成型材料的顆粒的至少一部分仍為固相狀態(tài)的區(qū)間。穩(wěn)定氣體通過(guò)固相的顆粒彼此之間，朝向未圖示的排氣部移動(dòng)，并將因加熱成型材料而產(chǎn)生的氣體進(jìn)行稀釋、置換。由此，能夠抑制燒傷等成型不良。
[0054]而且，氣體供給機(jī)構(gòu)60預(yù)先將穩(wěn)定氣體加熱至與缸體41的氣體供給位置的溫度相對(duì)應(yīng)的溫度。與向缸體41內(nèi)供給室溫的穩(wěn)定氣體的情況相比，能夠避免成型材料的迅速冷卻，且能夠抑制成型不良。
[0055]缸體41的氣體供給位置中的缸體41的溫度(Tl)與穩(wěn)定氣體的溫度(T2)之差(T1-TS) 根據(jù)缸體 41 的溫度 (Tl)、成型材料的種類等適當(dāng)設(shè)定。
[0056]在此，缸體41的溫度(Tl)可以為設(shè)定值、實(shí)際測(cè)量值中的任一個(gè)。實(shí)際測(cè)量值例如可以使用缸體溫度計(jì)53來(lái)測(cè)量。
[0057]并且，穩(wěn)定氣體的溫度(T2)可以為設(shè)定值、實(shí)際測(cè)量值中的任一個(gè)。實(shí)際測(cè)量值使用測(cè)量?jī)x組65中包含的氣體溫度計(jì)來(lái)測(cè)量。
[0058]氣體供給機(jī)構(gòu)60例如可以通過(guò)氣體管62等從沿缸體41的軸向隔著間隔配置的多個(gè)氣體供給位置向缸體41的內(nèi)部供給穩(wěn)定氣體。穩(wěn)定氣體可以從多個(gè)氣體供給位置同時(shí)供給，也可以從多個(gè)氣體供給位置依次供給?？梢詮呐c狀況對(duì)應(yīng)的氣體供給位置供給穩(wěn)定氣體。
[0059]氣體供給機(jī)構(gòu)60例如可以通過(guò)氣體加熱器64等將一個(gè)氣體供給位置的穩(wěn)定氣體的溫度調(diào)整為高于成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)氣體供給位置的穩(wěn)定氣體的溫度。成型材料一邊被送至前方，一邊逐漸被加熱，因此能夠向缸體41的內(nèi)部供給與成型材料的溫度梯度對(duì)應(yīng)的溫度的穩(wěn)定氣體。
[0060]成型材料一邊被送至前方，一邊逐漸被加熱，因此，越在前方，成型材料的溫度越高，因加熱成型材料而產(chǎn)生的氣體的量越多。并且，越在前方，固相的比例越小，氣體通路越窄。
[0061]因此，氣體供給機(jī)構(gòu)60例如可以通過(guò)流量控制閥63等將一個(gè)氣體供給位置的穩(wěn)定氣體的流速調(diào)整為快于成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)氣體供給位置的穩(wěn)定氣體的流速。能夠使在較窄的部位中大量產(chǎn)生的氣體朝向排氣部有效地移動(dòng)。
[0062]并且，氣體供給機(jī)構(gòu)60例如可以通過(guò)流量控制閥63等將一個(gè)氣體供給位置的穩(wěn)定氣體的流量調(diào)整為大于成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)氣體供給位置中的穩(wěn)定氣體的流量。能夠使在較窄的部位大量產(chǎn)生的氣體朝向排氣部有效地移動(dòng)。
[0063]計(jì)量工序中，成型材料一邊被送至前方，一邊逐漸被加熱。因此，計(jì)量工序中，與其他工序相比，因加熱成型材料而產(chǎn)生的氣體的量較多。
[0064]因此，氣體供給機(jī)構(gòu)60至少在計(jì)量工序中，可將預(yù)先加熱的穩(wěn)定氣體向缸體41的內(nèi)部供給。
[0065]以上，對(duì)注射裝置的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在權(quán)利要求書(shū)中所記載的本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)可加以各種變形、改良。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種注射裝置，其具備: 缸體，對(duì)向模具裝置內(nèi)供給的成型材料進(jìn)行加熱;及 氣體供給機(jī)構(gòu)，將選自惰性氣體和二氧化碳?xì)怏w中的至少一種氣體向所述缸體的內(nèi)部供給， 所述缸體具備:材料供給口，供給所述成型材料;及氣體供給口，比所述材料供給口更靠前方形成，并且供給所述氣體， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)具備對(duì)所述氣體進(jìn)行加熱的氣體加熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射裝置，其中， 所述氣體加熱器將所述氣體加熱至與所述缸體的氣體供給位置的溫度相對(duì)應(yīng)的溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的注射裝置，其中， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)從沿所述缸體的軸向隔著間隔配置的多個(gè)所述氣體供給位置向所述缸體的內(nèi)部供給所述氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射裝置，其中， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)將一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的溫度調(diào)整為高于所述成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的注射裝置，其中， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)將一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的流速調(diào)整為快于所述成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的流速。6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的注射裝置，其中， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)將一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的流量調(diào)整為大于所述成型材料的移動(dòng)方向后方的另一個(gè)所述氣體供給位置的所述氣體的流量。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的注射裝置，其中， 所述氣體供給機(jī)構(gòu)至少在計(jì)量工序中將加熱的所述氣體向所述缸體的內(nèi)部供給。
【文檔編號(hào)】B29C45/58GK105922526SQ201610108361
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】生田目昂, 宍戸美子
【申請(qǐng)人】住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社