CN105345997A - 一种光固化注射成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光固化注射成型模具，主要包括紫外光光源、可调节光源支架、玻璃固定架、石英玻璃、模具台支撑座、施力支架、模具台、模具支撑架、注射管路、侧支撑板、顶模螺套、底板和气缸，模具台放置在模具台支撑座上，四个模具台支承座用螺栓固定在两个侧支撑板上，侧支撑板与底板用螺栓固定，可调节光源支架分三段，玻璃固定架的上固定环与两个下固定半环之间靠螺栓把石英玻璃紧固，上固定环内附有缓冲垫；模具台包括注射管路、模具座、模芯台、顶模杆、顶模板、复位弹簧、带有微结构的模芯和热电偶。本发明采用气缸施力合模，注射管路通过电磁阀关、开实现注射，可调节光源支架可以独立伸缩和转动，该结构的设计为可视化研究提供了便利。

Description

一种光固化注射成型模具

技术领域

本发明涉及一种光固化注塑成型模具，属于聚合物复合材料加工成型技术领域。

背景技术

近年来光固化技术因其节能、环保、高效、成本低、适应性广等特点得到广泛的应用，例如在光固化涂料、胶粘剂、光刻胶、牙科、三维造型、光固化3D打印等领域均得到快速发展。

目前光固化树脂成型主要应用在木器涂层方面，薄膜、涂层方面技术及设备相对成熟；在使用光固化树脂直接成型的方法中以3D打印方法为主，在中国专利CN104149241中提到了以光固化3D打印成型为核心的方法；而国内光固化模塑成型的应用较少，中国专利CN101231463提出了利用UV光固化压印技术成型光学元件，为光固化制品的工业化生产打下了基础。

然而目前的光固化成型技术均存在一定缺陷，如光固化3D打印技术成型层间易出现表观缺陷，压印成型方法需要二次加工进行修边工序；然而在中国专利CN103203837中提出的光固化注射成型模具的开锁模的实现方式依托于传统注塑机开锁模机构，属于注塑机一种模块，成本高，同时在充模性能方面仍有很大提升空间。

发明内容

本发明针对目前光固化成型设备和技术的不足，提出了一种光固化注射成型模具，该装置不再依赖传统注塑机合模***，可以单独运行，在掌握光固化注射成型的具体工艺后，采用气缸锁模，在保证成型精度的同时大大降低了成本，并可实现制品表观的高质量和自动化批量生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种光固化注射成型模具，主要包括紫外光光源、可调节光源支架、玻璃固定架、石英玻璃、模具台支撑座、施力支架、模具台、模具支撑架、注射管路、侧支撑板、顶模螺套、底板和气缸，模具台放置在模具台支撑座上，在更换不同形状的带有微结构的模芯时，可以打开一个模具支撑架，将模具台连同注射管路整体移出；四个模具台支承座用螺栓固定在两个侧支撑板上，侧支撑板与底板用螺栓固定；紫外光光源固定在可调节光源支架一端，可调节光源支架另一端固定在模具台支承座上，可调节光源支架分三段，可以独立的伸缩和转动，以此调节光源照射位置，该结构的设计为可视化研究提供了便利；气缸与底板用螺栓固定，施力支架底部依靠螺母和顶模螺套固定在气缸活塞杆上，施力支架的另一端与玻璃固定架通过螺栓紧固，玻璃固定架分三部分，分别为上固定环与两个下固定半环，上固定环与两个下固定半环之间靠螺栓把石英玻璃紧固，上固定环内附有缓冲垫；锁模时石英玻璃与模具台表面直接接触锁模，锁模力全部施加在该接触面上；开模时，气缸向上移动，固定在气缸活塞杆上的施力支架向上抬起，玻璃固定架被抬起，从而使得石英玻璃与模具台表面分开，气缸上升到一定距离时，固定在气缸活塞杆上的顶模螺套接触到顶模板，带动顶模杆向上移动，从而实现制品的顶出过程；锁模时，气缸向下运动，直到石英玻璃与模具台表面贴合，实现锁模，同时顶模螺套逐渐离开顶模板，而顶模杆依靠复位弹簧复位。

本发明一种光固化注射成型模具，所述的模具台包括注射管路、模具座、模芯台、顶模杆、顶模板、复位弹簧、带有微结构的模芯和热电偶。所述的模具座带有可以放置加热棒的通孔，热电偶固定在模芯台上，一方面可以测量常温固化反应放热后模具温度的变化，另一方面可以根据所需模具温度与加热棒、温控表组成模具温度的反馈调节***；带有微结构的模芯用螺栓固定在模芯台上；模芯台用螺栓固定在模具座上；台阶状的顶模杆一端为螺栓复位弹簧结构，弹簧处于压缩状态，螺栓可调节顶模力，顶模杆另一端依靠自身台阶结构卡在带有微结构的模芯上的台阶孔里，顶模杆带有密封结构防止注射时溢料并确保实现保压；顶模板用螺母固定在顶模杆外端；模具座在工作面边缘开设溢流槽，当有物料进入溢流槽后通过溢流槽出口排出，防止因其他操作使物料溢出后难以清理的问题；注射口在模具座下方，一端通过快接接头连接注射管路，另一端连接注射流道，物料从注射管路经注射流道进入制品型腔并完成注射充填过程。

本发明一种光固化注射成型模具，所述的注射管路包括四个电磁阀、管路出口、管路入口、泵入口、抽真空压缩机入口、真空表和液体压力表，四个电磁阀分别为管路入口电磁阀a、管路出口电磁阀b、抽真空入口电磁阀c和泵入口电磁阀d。

本发明一种光固化注射成型模具，所述的注射方法如下，气缸向下移动，带动石英玻璃锁模，此时顶模杆回弹，外接的注射缸中的物料保持加压或调整注射压力；保持管路入口电磁阀a关闭，保持管路出口电磁阀b、抽真空入口电磁阀c打开，关闭泵入口电磁阀d，打开抽真空压缩机，对制品型腔进行抽真空；保持管路出口电磁阀b打开，保持泵入口电磁阀d关闭，关闭抽真空入口电磁阀c，打开管路入口电磁阀a，进行注射；物料充入制品型腔，打开紫外光光源按照一定的光照方式进行固化；制品完全固化后，保持泵入口电磁阀d、抽真空入口电磁阀c关闭，保持管路入口电磁阀a打开，关闭管路出口电磁阀b，气缸向上移动，带动石英玻璃开模，气缸移动到一定位置时，顶模螺套接触到顶模板，顶模杆开始顶起制品；保持管路出口电磁阀b、抽真空入口电磁阀c关闭，关闭管路入口电磁阀a，打开泵入口电磁阀d，开启泵吸收余料，之后打开管路出口电磁阀b，再打开抽真空入口电磁阀c，此过程清除了抽真空管路和芯腔入口管路中残余物料，目的是防止抽真空过程余料进入真空压缩机；重复上述过程。

本发明一种光固化注射成型模采用气缸施力合模，注射管路通过电磁阀的关、开实现注射，控制方便，上固定环与两个下固定半环之间靠螺栓把石英玻璃紧固，可调节光源支架可以独立的伸缩和转动，以此调节光源照射位置，该结构的设计为可视化研究提供了便利，开合模具也较为方便。

附图说明

图1是本发明一种光固化注射成型模具的示意图。

图2是本发明一种光固化注射成型模具中模具台的示意图。

图3是本发明一种光固化注射成型模具中注射管路的示意图。

图中：1-紫外光光源，2-可调节光源支架，3-玻璃固定架，4-石英玻璃，5-模具台支撑座，6-施力支架，7-模具台，71-注射流道，72-溢流槽，74-模具座，75-溢流槽出口，76-注射口，77-模芯台，78-顶模板，79-顶模杆，710-热电偶，711-复位弹簧，712-带有微结构的模芯，713-制品型腔，8-模具支撑架，9-注射管路，91-管路入口电磁阀a，92-管路出口电磁阀b，93-管路出口，94-抽真空入口电磁阀c，95-抽真空压缩机入口，96-真空表，97-泵入口，98-泵入口电磁阀d，99-液体压力表，910-管路入口，10-侧支撑板，11-顶模螺套，12-底板，13-气缸。

具体实施方式

本发明一种光固化注射成型模具，如图1所示，包括紫外光光源1、可调节光源支架2、玻璃固定架3、石英玻璃4、模具台支撑座5、施力支架6、模具台7、模具支撑架8、注射管路9、侧支撑板10、顶模螺套11、底板12、气缸13组成。模具台7放置在模具台支撑座5上，如图2所示，在更换不同形状的带有微结构的模芯712时，先取下顶模螺套11，气缸向上移动，进行开模过程，然后打开一个模具支撑架8，将模具台7连同注射管路9整体移出；四个模具台支承座5用螺栓固定在两个侧支撑板10上，上面位置的两个模具台支承座5带有锁紧螺丝，在开模及顶模过程时锁紧模具台7，侧支撑板10与底板12用螺栓固定；紫外光光源1固定在可调节光源支架2一端，可调节光源支架2另一端固定在模具台支承座5上，可调节光源支架2分三段，可以独立的伸缩和转动，以此调节光源照射位置；气缸13与底板12用螺栓固定，施力支架6底部依靠螺母和顶模螺套11固定在气缸活塞杆上，施力支架6的另一端与玻璃固定架3通过螺栓紧固，玻璃固定架3分三部分，分别为上固定环与两个下固定半环，上固定环与两个下固定半环之间靠螺栓把石英玻璃紧固，上固定环内附有缓冲垫；锁模时石英玻璃4与模具台7表面直接接触锁模，锁模力全部施加在该接触面上；开模时，气缸13向上移动，固定在气缸13活塞杆上的施力支架6向上抬起，玻璃固定架3被抬起，从而使得石英玻璃4与模具台7表面分开，气缸13上升到一定距离时，固定在气缸13活塞杆上的顶模螺套11接触到顶模板78，带动顶模杆79向上移动，从而实现制品的顶出过程；锁模时，气缸13向下运动，直到石英玻璃4与模具台7表面贴合，实现锁模，同时顶模螺套11逐渐离开顶模板78，而顶模杆79依靠复位弹簧711复位。

如图2所示，本发明一种光固化注射成型模具，所述的模具台7包括注射管路9、模具座74、模芯台77、顶模杆79、顶模板78、复位弹簧711、带有微结构的模芯712、热电偶710。所述的模具座74带有可以放置加热棒的通孔，热电偶710固定在模芯台77上，一方面可以测量常温固化反应放热后模具温度的变化，另一方面可以根据所需模具温度与加热棒、温控表组成模具温度的反馈调节***；带有微结构的模芯712用螺栓固定在模芯台77上；模芯台77用螺栓固定在模具座74上；台阶状的顶模杆79一端为螺栓复位弹簧711结构，复位弹簧711处于压缩状态，螺栓可调节顶模力，顶模杆79另一端依靠自身台阶结构卡在带有微结构的模芯712上的台阶孔里，顶模杆79带有密封结构防止注射时溢料并确保实现保压；顶模板78用螺母固定在顶模杆79外端；模具座74在工作面边缘开设溢流槽72，当有物料进入溢流槽72后通过溢流槽出口75排出，防止因其他操作使物料溢出后难以清理的问题；注射口76在模具座74下方，一端通过快接接头连接注射管路9，另一端连接注射流道71，物料从注射管路9经注射流道71进入制品型腔713并完成注射充填过程。

如图3所示，本发明一种光固化注射成型模具，所述的注射管路9包括管路入口电磁阀a91、管路出口电磁阀b92、抽真空入口电磁阀c94、泵入口电磁阀d98、管路出口93、管路入口910、泵入口97、抽真空压缩机入口95、真空表96、液体压力表99。

本发明一种光固化注射成型模具，所述的注射方法如下，图1气缸13向下移动，带动石英玻璃4锁模，此时顶模杆79回弹，外接的注射缸中的物料保持加压或调整注射压力；图3保持管路入口电磁阀a91关闭，保持管路出口电磁阀b92打开，关闭泵入口电磁阀d98，打开抽真空入口电磁阀c94，打开抽真空压缩机，对制品型腔进行抽真空；保持管路出口电磁阀b92打开，保持泵入口电磁阀d98关闭，关闭抽真空入口电磁阀c94，打开管路入口电磁阀a91，进行注射；物料充入制品型腔713如图2，打开紫外光光源1按照一定的光照方式进行固化；制品完全固化后，保持泵入口电磁阀d98、抽真空入口电磁阀c94关闭，保持管路入口电磁阀a91打开，关闭管路出口电磁阀b92，气缸13向上移动，带动石英玻璃4开模，气缸13移动到一定位置时，顶模螺套11接触到顶模板78，顶模杆79开始顶起制品；保持管路出口电磁阀b92、抽真空入口电磁阀c94关闭，关闭管路入口电磁阀a91，打开泵入口电磁阀d98，开启泵吸收余料，之后打开管路出口电磁阀b92，再打开抽真空入口电磁阀c94，此过程清除了抽真空管路和芯腔入口管路中残余物料，目的是防止抽真空过程余料进入真空压缩机；重复上述过程。

Claims (4)

1.一种光固化注射成型模具，其特征在于：主要包括紫外光光源、可调节光源支架、玻璃固定架、石英玻璃、模具台支撑座、施力支架、模具台、模具支撑架、注射管路、侧支撑板、顶模螺套、底板和气缸，模具台放置在模具台支撑座上，四个模具台支承座用螺栓固定在两个侧支撑板上，侧支撑板与底板用螺栓固定；紫外光光源固定在可调节光源支架一端，可调节光源支架另一端固定在模具台支承座上，可调节光源支架分三段，可以独立的伸缩和转动；气缸与底板用螺栓固定，施力支架底部依靠螺母和顶模螺套固定在气缸活塞杆上，施力支架的另一端与玻璃固定架通过螺栓紧固，玻璃固定架分三部分，分别为上固定环与两个下固定半环，上固定环与两个下固定半环之间靠螺栓把石英玻璃紧固，上固定环内附有缓冲垫；锁模时石英玻璃与模具台表面直接接触锁模，锁模力全部施加在该接触面上。

2.根据权利要求1所述的一种光固化注射成型模具，其特征在于：所述的模具台包括注射管路、模具座、模芯台、顶模杆、顶模板、复位弹簧、带有微结构的模芯和热电偶，所述的模具座带有可以放置加热棒的通孔，热电偶固定在模芯台上；带有微结构的模芯用螺栓固定在模芯台上；模芯台用螺栓固定在模具座上；台阶状的顶模杆一端为螺栓复位弹簧结构，弹簧处于压缩状态，螺栓可调节顶模力，顶模杆另一端依靠自身台阶结构卡在带有微结构的模芯上的台阶孔里，顶模杆带有密封结构防止注射时溢料并确保实现保压；顶模板用螺母固定在顶模杆外端；注射口在模具座下方，一端通过快接接头连接注射管路，另一端连接注射流道，物料从注射管路经注射流道进入制品型腔并完成注射充填过程。

3.根据权利要求2所述的一种光固化注射成型模具，其特征在于：模具座在工作面边缘开设溢流槽。

4.根据权利要求1所述的一种光固化注射成型模具，其特征在于：所述的注射管路包括四个电磁阀、管路出口、管路入口、泵入口、抽真空压缩机入口、真空表和液体压力表，四个电磁阀分别为管路入口电磁阀a、管路出口电磁阀b、抽真空入口电磁阀c和泵入口电磁阀d。