CN111231209A - 一种空心塑料板成型装置及其空心板成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业生产领域，公开一种空心塑料板成型装置及其空心板成型工艺，成型装置包括模具组件，模具组件包括单元模具、电热元件，电热元件设置于单元模具上并对单元模具加热；单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；或/和单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。本发明的塑料板成型装置模具自行加热的方式可以应用于不同体积大小、不同形状模具，只要设定加热程序对应固定电热元件和模具，就能完成不同大小、厚度的塑料板的成型，节约能源、减少加热时间从而降低了成本，也更环保。

Description

一种空心塑料板成型装置及其空心板成型工艺

技术领域

本发明涉及工业生产领域，尤其涉及一种空心塑料板成型装置及其空心板成型工艺。

背景技术

塑料中板采用现代化工HDPE和HDPP材料，是一种重量轻、无毒、无污染、防水、防震、抗老化、耐腐蚀、颜色丰富的新型材料，对加工过的整块塑料板材加热→通过树脂模具压模形成可对应拼合的两部分型材→通过树脂和玻璃纤维对两部分型材的内壁进行加强处理→将两块对应的型材进行粘接拼合，并在粘合后的洁具部件内腔填充树脂混合物等填充材料。这种工艺步骤较多，且只能使用加工过的整块塑料板材，生产效率较低，人力和材料成本较高，这些都有待改进。

但是传统注塑成型存在缺陷，影响和制约了其大规模生产，主要原因是投资门槛高，3000T注塑机连同附属设施超过600万元/台，而且对厂房亦有较高要求，一般企业难以承受。且生产工艺的缺陷使得生产效率低，一次只能生产一块，周期时间长，花费大量时间在模具的预热和冷却上，使产量低。因此需要一种解决这两种缺陷的设备及其工艺。

发明内容

本发明针对现有技术中工艺附加、设备预热时间长的缺点，提供一种空心塑料板成型装置及其空心板成型工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种空心塑料板成型装置，包括模具组件，模具组件包括单元模具，单元模具组合并在其内形成用于塑料板成型的模具腔；模具组件还包括电热元件，电热元件设置于单元模具上并对单元模具加热；单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；或/和单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。单元模具厚度越厚的地方加热功率越大，或者/和越厚的地方加热时间长于相对较薄的地方，采用厚的地方的电热丝加热温度更加高、电热丝更多的方式改变加热功率，采用厚的地方的电热丝先开始加热的方式实现加热时间更长，这样的设置可以避免加热浪费的能源，加热的针对性更好，节约加热成本， 减少加热时间。

作为优选，成型装置还包括控制器，控制器包括控制单元，控制单元与电热元件电连接并控制电热元件的加热启停和加热时间。控制单元主要控制电热丝加热，随时可以停止、开始电热丝的加热，也可以起到控制电热丝的加热功率的作用。

作为优选，电热元件固定覆盖在单元模具的外表面，单元模具不同厚度的部位表面覆盖电热元件的密度不同。电热元件固定覆盖在单元模具外表面时，成型箱要充分做好绝缘件防护，成型箱内还要填充有惰性气体避免触电事故的发生，但是电热元件可以拆卸，冷却时将惰性气体吹向模具，进一步加快模具冷却时间，从而缩短工艺完成时间。

作为优选，单元模具上设有用于容置电热元件的型腔，电热元件分布在型腔内，单元模具区域内布置电热元件的密度随着该区域厚度的增加而增加。设置型腔的模具更加保护使用者，避免电热元件因为意外外漏造成的事故。

作为优选，电热元件形成加热回路，单元模具的厚度越厚，设置的电热元件越粗，单元模具的厚度越薄，设置的电热元件越细。可以根据需求选择电热元件内嵌还是外置，通过程序控温的方式进行使模具内塑料均匀且温度稳定均匀，不会有局部过热的情况发生。电热元件按回路安装的方式使得电热元件拆装更加方便快捷。

作为优选，每个模具组件包括多根电热元件，单元模具的厚度越厚，设置电热元件越密集，单元模具的厚度越薄，设置电热元件越稀疏。 设置多根电热元件可以及时调整该部位的电热元件的加热温度，使该处熔融状态的塑料颗粒在理想温度下进行成型加工，提高整体的温度调节能力。

作为优选，成型装置还包括用于转动模具组件的旋转组件，模具组件与旋转组件可拆卸安装。无需传统成型箱的加热功能，也降低了密封性的需求，只需要满足转动模具的需求，转动模具也不受安装位置、安装方式的限制，因此整体成产成本降低。

作为优选，控制器还包括测定加热时间计时单元、感应单元模具温度的测温单元、接收信号的并与控制单元电连接的处理单元，测温单元进行温度检测，并发出温度信号；处理单元接收温度信号和计时单元的时间信号，并与储存的对应预设程序的温度、时间进行对比、分析，并发出相应控制信号至控制单元控制电热元件加热。用使用红外测温的方式进行，准确测定各个部位的温度，通过控制器调整安装夹具的成型的转动，可以使某部局部过热的时，动过转动时内部温度均匀。避免了模温不均温差大造成塑件收缩不均、内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定的现象。保证其中熔融状态的塑料颗粒的流动性和后续的固化进程，保证塑料板的性能。

传统的加工塑料板的方法为用加热箱箱体，而加热箱体因为需要对箱体的整体加热，通过气体介质热传导至模具，待一段时间的预热后，模具才能进一步对模具内的塑料颗粒加热，其中加热设备先加温预热，然后将模具固定安装，温度到达型胚要求后，再加料闭合模具进行工艺成型，使凹槽口部合拢，模具内的型胚紧贴模具的内腔壁成型后冷却开模，程序过程中不能调整加热程序的温度，就算可以，也是通过外加加热设备进行，具有很大的滞后性。本发明的塑料板成型装置模具自行加热的方式可以应用于不同体积大小、不同形状模具，只要设定加热程序对应固定电热元件和模具，就能完成不同大小、厚度的塑料板的成型，塑料板立面加强，模具可以更换灵活适配不同空心率的中空塑料板，节省材料的同时保证塑料板的强度，且可采用多种不同材料混合成型，使用灵活，通用性强；外置设备无需带有加热功能，整体的生产成本降低，自带加热功能的模具制造灵活且生产效率高，能够适应不同场合。旋转组组件可以安装在任何地方，没有条件的限制，无需要局限于成型箱，可以多处加热设备共同进行，降低设备成本的同时提高了工作效率。

本发明电热元件可以为电热丝，或者其他电热元件，理论上可以为任何可控制且区域化的加热方式进行。

一种空心塑料板制造工艺，包括以下步骤：

A. 将塑料颗粒加入模具组件中，将模具组件与旋转组件安装，根据预设程序控制电热元件对模具组件厚度较厚处先开始预热至设定的温度，再对模具组件厚度较薄处与较厚处同时预热至最终的预设温度；

B. 程序继续运行并调加热整温度至塑料颗粒达到熔点，旋转组件转动模具组件；

C. 加热至塑料颗粒呈熔融状态后持续运行程序保持旋转组件转动至塑料颗粒均匀分布在成型腔内，停止加热，旋转组件停止转动；

D. 冷却、分离单元模具，取下成型的空心塑料板。

塑料板成型工艺省去了加热过程中对模具进行预热的程序，大大节约了加工成型的时间，且传统成型机需要通过热辐射的方式加热模具，对整体的密封性能要求较高，耗能也较大。步骤A先对厚处加热，再对薄处加热的预热方式可以分为两步，针对不同布局的模具也可以扩展为更多层，从厚到薄部位的电热丝依次开始加热。这样的工艺可以节约加热模具薄处的能源，更加节能环保，进一步降低了生产成本，也避免薄处过热影响产品的质量。

工艺通过一次注塑成型，完成中空塑料板的制作，节约了传统工艺多套加工设备的成本，同时传统模具在外置加热设备内加热，模具需要一定的的预热时间，而预热耗费大量的时间，加上冷却脱模也需要花费大量时间，加工相同的塑料板，传统工艺总体耗时是本工艺的3—10倍。

作为优选，还包括步骤E，对步骤D得到的空心塑料板的表面和边缘进一步处理。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明的塑料板成型装置模具自行加热的方式可以应用于不同体积大小、不同形状模具，只要设定加热程序对应固定电热元件和模具，就能完成不同大小、厚度的塑料板的成型，塑料板立面加强，模具可以更换灵活适配不同空心率的中空塑料板，节省材料的同时保证塑料板的强度，且可采用多种不同材料混合成型，使用灵活，通用性强；外置设备无需带有加热功能，整体的生产成本降低，自带加热功能的模具制造灵活且生产效率高，能够适应不同场合。本发明工艺通过一次注塑成型，完成中空塑料板的制作，节约了传统工艺多套加工设备的成本，加工相同的塑料板，减少加热时间从而进一步降低了成本，也更环保。传统工艺总体耗时是本工艺的3—10倍。

本发明的装置能适用于不同大型生产、小型生产的要求，灵活多变且空心率可根据承重要求适配，从而节约大量材料，设备投资也更加低。工艺不仅能实现单一材质的成型，也可以实现多种材质混合成型，因此也无法满足不同耐磨、抗冲击、高硬度、高刚性、抗UV等要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种空心塑料板成型装置，包括模具组件，模具组件包括单元模具，单元模具组合并在其内形成用于塑料板成型的模具腔；模具组件还包括电热元件，电热元件设置于单元模具上并对单元模具加热，单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。

成型装置还包括控制器，控制器包括控制单元，控制单元与电热元件电连接并控制电热元件的加热启停和加热时间。电热元件固定覆盖在单元模具的外表面，单元模具不同厚度的部位表面覆盖电热元件的密度不同。

每个模具组件包括多根电热元件，单元模具的厚度越厚，设置电热元件越密集，单元模具的厚度越薄，设置电热元件越稀疏。

成型装置还包括用于转动模具组件的旋转组件，模具组件与旋转组件可拆卸安装。

控制器还包括测定加热时间计时单元、感应单元模具温度的测温单元、接收信号的并与控制单元电连接的处理单元，测温单元进行温度检测，并发出温度信号；处理单元接收温度信号和计时单元的时间信号，并与储存的对应预设程序的温度、时间进行对比、分析，并发出相应控制信号至控制单元控制电热元件加热。程序设定对厚度较厚区域先行加热一定时间或者加热至一定的温度后再对较薄区域加热，可以节约加热成本，也可以防止局部过热的影响塑料板质量。

一种空心塑料板制造工艺，包括以下步骤：

A. 将塑料颗粒加入模具组件中，将模具组件与旋转组件安装，根据预设程序控制电热元件对模具组件厚度较厚处先开始预热至设定的温度，再对模具组件厚度较薄处与较厚处同时预热至最终的预设温度；

B. 程序继续运行并调整加热温度至塑料颗粒达到熔点，旋转组件转动模具组件；

C. 加热至塑料颗粒呈熔融状态后持续运行程序保持旋转组件转动至塑料颗粒均匀分布在成型腔内，停止加热，旋转组件停止转动；

D. 冷却、分离单元模具，取下成型的空心塑料板。

还包括步骤E，对步骤D得到的空心塑料板的表面和边缘进一步处理。

实施例2

同实施例1，其区别在于，电热元件的加热时间相同，单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；电热元件固定覆盖在单元模具的外表面，每个模具组件包括多根电热元件，单元模具的厚度越厚，设置电热元件越密集，单元模具的厚度越薄，设置电热元件越稀疏。此中电热元件设置的为电热丝，当然也可以为电热板或者其他加热方式来实现电热效果。

实施例3

一种空心塑料板成型装置，包括模具组件，模具组件包括单元模具，单元模具组合并在其内形成用于塑料板成型的模具腔；模具组件还包括电热元件，电热元件设置于单元模具上并对单元模具加热，单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。

成型装置还包括用于转动模具组件的旋转组件，模具组件与旋转组件可拆卸安装。

成型装置还包括控制器，控制器包括控制单元，控制单元与电热元件电连接并控制电热元件的加热启停和加热时间，电热元件固定覆盖在单元模具的外表面。

控制器还包括测定加热时间计时单元、感应单元模具温度的测温单元、接收信号的并与控制单元电连接的处理单元，测温单元进行温度检测，并发出温度信号；处理单元接收温度信号和计时单元的时间信号，并与储存的对应预设程序的温度、时间进行对比、分析，并发出相应控制信号至控制单元控制电热元件加热。程序设定对厚度较厚区域先行加热一定时间或者加热至一定的温度后再对较薄区域加热，可以节约加热成本，也可以防止局部过热的影响塑料板质量。

单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率相同，单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。

一种空心塑料板制造工艺，包括以下步骤：

A. 将塑料颗粒加入模具组件中，将模具组件与旋转组件安装，根据预设程序控制电热元件对模具组件厚度较厚处先开始预热至设定的温度，再对模具组件厚度较薄处与较厚处同时预热至最终的预设温度；

B. 程序继续运行并调整温度至塑料颗粒达到熔点，旋转组件转动模具组件；

C. 加热至塑料颗粒呈熔融状态后持续运行程序保持旋转组件转动至塑料颗粒均匀分布在成型腔内，停止加热，旋转组件停止转动；

D. 冷却、分离单元模具，取下成型的空心塑料板。

还包括步骤E，对步骤D得到的空心塑料板的表面和边缘进一步处理。

实施例4

同实施例3，其区别在于，单元模具上设有用于容置电热元件的型腔，电热元件分布在型腔内。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种空心塑料板成型装置，包括模具组件，模具组件包括单元模具，其特征在于：单元模具组合并在其内形成用于塑料板成型的模具腔；模具组件还包括电热元件，电热元件设置于单元模具上并对单元模具加热；单元模具区域内对应设置的电热元件对该区域的加热总功率随着该区域厚度的增加而增加；或/和单元模具区域内对应设置的电热元件的加热时间随着该区域厚度的增加而增加。

2.根据权利要求1所述一种空心塑料板成型装置，其特征在于：成型装置还包括控制器，控制器包括控制单元，控制单元与电热元件电连接并控制电热元件的加热启停和加热时间。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：电热元件固定覆盖在单元模具的外表面，单元模具不同厚度的部位表面覆盖电热元件的密度不同。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：单元模具上设有用于容置电热元件的型腔，电热元件分布在型腔内，单元模具区域内布置电热元件的密度随着该区域厚度的增加而增加。

5.根据权利要求3或4所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：每个模具组件包括多根电热元件，单元模具的厚度越厚，设置电热元件越密集，单元模具的厚度越薄，设置电热元件越稀疏。

6.根据权利要求1所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：成型装置还包括用于转动模具组件的旋转组件，模具组件与旋转组件可拆卸安装。

7.根据权利要求1所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：控制器还包括测定加热时间计时单元、感应单元模具温度的测温单元、接收信号的并与控制单元电连接的处理单元，测温单元进行温度检测，并发出温度信号；处理单元接收温度信号和计时单元的时间信号，并与储存的对应预设程序的温度、时间进行对比、分析，并发出相应控制信号至控制单元控制电热元件加热。

8.一种空心塑料板制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A. 将塑料颗粒加入模具组件中，将模具组件与旋转组件安装，根据预设程序控制电热元件对模具组件厚度较厚处先开始预热至设定的温度，再对模具组件厚度较薄处与较厚处同时预热至最终的预设温度；

B. 程序继续运行并调整加热温度至塑料颗粒达到熔点，旋转组件转动模具组件；

C. 加热至塑料颗粒呈熔融状态后持续运行程序保持旋转组件转动至塑料颗粒均匀分布在成型腔内，停止加热，旋转组件停止转动；

D. 冷却、分离单元模具，取下成型的空心塑料板。

9.根据权利要求8所述的一种空心塑料板成型装置，其特征在于：还包括步骤E，对步骤D得到的空心塑料板的表面和边缘进一步处理。