CN106426875B - 一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法，属于高分子材料加工成型领域。所述装置主要由智能气囊、集成传感器、气囊储存腔、双向变量马达、溢流阀、计算机、闭合开关、压力计、气体通道、挤出机、熔融物料流道、型坯模头、熔融切断装置、吹塑模具、连接气管、通放气开关组成，利用上述装置的方法中使用挤出吹塑技术作为基本成型方式，克服现有基于注塑成型技术成本高、不易一次成型的缺点；使用智能气囊作为内腔及引导，精确控制内腔尺寸及表面质量，克服充水橡胶套不易控制、精度低的缺点；成型时间短、原理简单；多腔室智能气囊结构，可实施调控气囊结构形状，保证制品内部表面精度、精确控制制件外形，保证尺寸均匀一致。

Description

一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法

技术领域

本发明涉及一种塑料中空异型制品的制造方法，属于高分子材料加工成型领域。

背景技术

塑料中空异型制品常具有复杂的三维结构，例如汽车发动机进气歧管、增压柴油机的导气管、特种冷却介质导管、燃料补充管等部件，其立体扭转的结构特点使得其生产制造困难，以汽车发动机塑料进气歧管为例，进气歧管中旁支路众多，与气缸盖法兰盘、混合室、燃油喷射阀、空气旁通阀等均连接，起伏曲面多样，目前，其主要生产方式是基于注塑成型的熔模型芯法、焊接法。由于进气歧管为复杂中空结构，熔模型芯法主要原理为用低熔点的金属制作注塑模具的型芯，作为嵌件安装在模腔中，经注塑成型、脱模后，利用电磁感应产生能量或用热浴将型芯熔化后导出；焊接法主要原理为分别注塑成型进气歧管的部件，使部件接触部分受热熔化焊接成一个整体。

上述注塑成型主要方法中，熔模型芯法可实现一次性成型、力学性能好、精度高，但使用的低熔点金属成本高、易残留、易堵塞、污染高；焊接法制造成本低于熔模型芯法，污染少，然而焊缝却成为制品易爆易破损点，生产周期长、精度不足。

专利CN103991164A提出一种在注塑进气歧管模具中添加橡胶套的制造方法，利用充水橡胶套的水压使橡胶套膨胀到与进气歧管内径相同的尺寸，制品冷却定型后将橡胶套从歧管中抽出，即获得一次成型制件，即利用可收缩橡胶套替代熔模型芯注塑成型法中的金属型芯，这样的方法可以避免环境污染、降低成本，但是注塑方法带来的熔体不易充满、熔接痕、成本高等问题却不可避免，。

挤出吹塑成型方式是制造大型中空制件的主要方式，是借助气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀成所需形状中空制件的方法，相对于注塑成型具有制造成本低、适应性强、可成型性能好等优点。

三维(3D)吹塑成型工艺是吹塑工艺应用于复杂弯曲管件的新发展，其主要成型过程是在模具的两半闭合之后，吹塑型坯被挤压进入模腔中，再引入型坯的另一端，同时产生一个“真空流”使熔体沿着模腔的整个长度走到要求的位置后，型坯两端闭合，穿孔进行型坯的吹胀成型，另一种方式是通过机械手将挤出的型坯沿制件所需形状环绕放置于卧式模具中，再吹塑成最终制品，这两种三维吹塑成型新工艺不但可以减少飞边，而且可以使物料无合模线沿挤出顺序成型成最终制品，但熔体流动自由度高，缺乏引导，仍不能保证制品精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，该方法使用挤出吹塑技术作为基本成型方式，克服现有基于注塑成型技术成本高、不易一次成型的缺点；使用智能气囊作为内腔及引导，精确控制内腔尺寸及表面质量，克服充水橡胶套不易控制、精度低的缺点；成型时间短、原理简单。

本发明为了实现以上目的，提出以下技术方案：一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置，主要由智能气囊、集成传感器、气囊储存腔、双向变量马达、溢流阀、计算机、闭合开关、压力计、气体通道、挤出机、熔融物料流道、型坯模头、熔融切断装置、吹塑模具、连接气管、通放气开关组成；挤出机与型坯模头相连接，型坯模头内含有熔融物料流道以及气体通道，气体通道下端连接气囊储存腔，气囊储存腔下端安装有智能气囊；智能气囊为多腔室结构，每个腔室均分别安装有集成传感器及通放气开关，集成传感器与通放气开关安装在一起，各腔室的通放气开关之间由连接气管连接，连接气管与气体通道相连接，实现气体的流通，集成传感器与外部计算机相连；气体通道外部依次连接有双向变量马达、溢流阀、闭合开关、压力计、溢流阀，溢流阀也与外部计算机相连接，用以泄压排气。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其步骤包括：

第一步，由挤出机熔融塑化的物料流入型坯模头的物料流道，经模头挤出的同时，外部计算机通过控制双向变量马达以及各腔室的通放气开关向智能气囊缓慢充气；

第二步，智能气囊伴随着充气过程从气囊储存腔下落并逐渐膨胀，熔融物料挤出后半包裹智能气囊，计算器控制各腔室充气量使得智能气囊逐步调节形状，外部包裹的熔体也随着气囊形状的变化而变化；

第三步，随着物料逐渐下落，智能气囊及外部包裹熔体已形成初步形状，合模过程中以制件上下两端环形凸台作为定位，内部集成传感器收集气囊距离模具内壁的距离信号并反馈信号至计算机，通过控制各腔室通放气开关逐步调整气囊充气大小及气囊形状，当智能气囊与模具内壁距离即熔体壁厚达到要求范围时，计算机控制溢流阀停止充气保持压强；

第四步，吹塑模具合模保压状态，智能气囊再次根据通过传感器反馈的信号调整各腔室的充气量，自动调整气囊直径大小以及气囊形状，保证制件壁厚均匀；

第五步，待制件冷却完毕后，双向变量马达建立负压，通放气开关回收气体，智能气囊体积逐渐减小至收回气囊储存腔，型坯模头下熔体在熔融切断装置作用下融合封闭后裁断；

第六步，吹塑模具打开，制件下落。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其智能气囊可根据所需中空异型制件形状拆分为多主管和多分支管结构，以便于控制复杂形状，主管与支管均为多腔室结构，每个腔室内含有一个或多个集成传感器，用以采集距离、温度、压强等数据，数据反馈至计算机处理后，可控制不同腔室的气体充入量及充入速度，实现气囊尺寸的智能控制，保证之间的尺寸均一性。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其吹塑模具合模过程中，智能气囊与模具上下两端均设置有用以定位的环形凸台结构，保证熔体与智能气囊能准确放置于模具中，提高制件尺寸精度。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其智能气囊中充入的气体也可由冷却液体替换，利用冷却液体在腔室内不断流动带走热量，缩短冷却时间，提高生产效率。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，集成传感器与外部计算机之间的信号传递可采用无线或有线的方式，采用有线方式时线路需要足够柔软，以保证智能气囊可完整收回气囊储存腔。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，利用中空吹塑技术替代传统的注塑技术，可一次成型，降低生产成本、减少能量损失及环境污染。

(2)本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，多腔室智能气囊结构，可实施调控气囊结构形状，保证制品内部表面精度、精确控制制件外形，保证尺寸均匀一致。

(3)本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，保压冷却阶段，智能气囊内流动气体可不断带走熔体热量，缩短冷却时间，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中型坯挤出阶段示意图。

图2是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中合模保压阶段示意图。

图3是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中冷却气囊回收阶段示意图。

图4是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中开模制件下落阶段示意图。

图5是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中智能气囊内部结构图。

图6是本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法中智能气囊侧视图。

1-智能气囊、2-集成传感器、3-气囊储存腔、4-双向变量马达、5-溢流阀、6-计算机、7-闭合开关、8-压力计、9-气体通道、10-挤出机、11-熔融物料流道、12-型坯模头、13-熔融切断装置、14-吹塑模具、15-通放气开关、16-连接气管。

具体实施方式

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置及方法，装置以生产汽车塑料进气歧管为具体实施例，如图1所示，主要由智能气囊1、集成传感器2、气囊储存腔3、双向变量马达4、溢流阀5、计算机6、闭合开关7、压力计8、气体通道9、挤出机10、熔融物料流道11、型坯模头12、熔融切断装置13、吹塑模具14、通放气开关15、连接气管16组成；挤出机10与型坯模头12相连接，型坯模头12内含有熔融物料流道11以及气体通道9，气体通道9下端连接气囊储存腔3，气囊储存腔3下端安装有智能气囊1；智能气囊1为多腔室结构，每个腔室均分别安装有集成传感器2及通放气开关15，集成传感器2与通放气开关15安装在一起，各腔室的通放气开关15之间由连接气管16连接，连接气管16与气体通道9相连接，实现气体的流通，集成传感器2与外部计算机6相连，集成传感器2与外部计算机6相连；气体通道9外部依次连接有双向变量马达4、溢流阀5、闭合开关7、压力计8、溢流阀5，溢流阀5也与外部计算机6相连接，用以泄压排气。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其步骤包括：

1.由挤出机10熔融塑化的物料流入型坯模头12的物料流道，经模头12挤出的同时，外部计算机6控制双向变量马达4向智能气囊1缓慢充气；

2..能气囊1伴随着充气过程从气囊储存腔3下落并逐渐膨胀，熔融物料挤出后半包裹智能气囊1，智能气囊1逐步调节形状使得外部包裹的熔体随着气囊1形状的变化而变化；

3.随着物料逐渐下落，智能气囊1及外部包裹熔体已形成初步形状，合模过程中以制件上下两端环形凸台作为定位，内部集成传感器2收集气囊距离模具内壁的距离信号并反馈信号至计算机6，通过控制各腔室通放气开关15逐步调整气囊1充气大小及气囊1形状，当智能气囊1与模具14内壁距离即熔体壁厚达到要求范围时，计算机6控制溢流阀5停止充气保持压强；

4.吹塑模具14合模保压状态，智能气囊1再次根据通过传感器2反馈的信号调整各腔室的充气量，自动调整气囊1直径大小以及气囊1形状，保证制件壁厚均匀；

5.制件冷却完毕后，双向变量马达4建立负压，智能气囊1收回至气囊储存腔3，型坯模头12下熔体在熔融切断装置作用下融合封闭后裁断；

6.吹塑模具14打开，制件下落。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其智能气囊1按照汽车塑料进气歧管的结构分为主管1-1和多个分支管1-2，主管与支管均为多腔室结构，每个腔室内含有一个或多个集成传感器2，用以采集温度、压强等数据，数据反馈至计算机6处理后，可控制不同腔室的气体充入量及充入速度，实现气囊1尺寸的智能控制，保证之间的尺寸均一性。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其吹塑模具14合模过程中，智能气囊1与模具14上下两端均设置有用以定位的凸台结构，保证熔体与智能气囊1能准确放置于模具14中，提高制件尺寸精度。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其智能气囊1中充入的气体也可由冷却液体替换，利用冷却液体在腔室内不断流动带走热量，缩短冷却时间，提高生产效率。

本发明一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，集成传感器2与外部计算机6之间的信号传递可采用无线或有线的方式，采用有线方式时线路需要足够柔软，以保证智能气囊1可完整收回气囊储存腔3。

Claims (6)

1.一种智能气囊引导的中空异型制品制造装置，其特征在于：主要由智能气囊、集成传感器、气囊储存腔、双向变量马达、溢流阀、计算机、闭合开关、压力计、气体通道、挤出机、熔融物料流道、型坯模头、熔融切断装置、吹塑模具、连接气管和通放气开关组成；挤出机与型坯模头相连接，型坯模头内含有熔融物料流道以及气体通道，气体通道下端连接气囊储存腔，气囊储存腔下端安装有智能气囊；智能气囊为多腔室结构，每个腔室均分别安装有集成传感器及通放气开关，集成传感器与通放气开关安装在一起，各腔室的通放气开关之间由连接气管连接，连接气管与气体通道相连接，实现气体的流通，集成传感器与外部计算机相连；气体通道外部依次连接有双向变量马达、溢流阀、闭合开关、压力计、溢流阀，溢流阀也与外部计算机相连接，用以泄压排气。

2.一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其步骤包括：

第一步，由挤出机熔融塑化的物料流入型坯模头的物料流道，经模头挤出的同时，外部计算机通过控制双向变量马达以及各腔室的通放气开关向智能气囊缓慢充气；

第二步，智能气囊伴随着充气过程从气囊储存腔下落并逐渐膨胀，熔融物料挤出后半包裹智能气囊，计算器控制各腔室充气量使得智能气囊逐步调节形状，外部包裹的熔体也随着气囊形状的变化而变化；

第三步，随着物料逐渐下落，智能气囊及外部包裹熔体已形成初步形状，合模过程中以制件上下两端环形凸台作为定位，内部集成传感器收集气囊距离模具内壁的距离信号并反馈信号至计算机，通过控制各腔室通放气开关逐步调整气囊充气大小及气囊形状，当智能气囊与模具内壁距离即熔体壁厚达到要求范围时，计算机控制溢流阀停止充气保持压强；

第四步，吹塑模具合模保压状态，智能气囊再次根据通过传感器反馈的信号调整各腔室的充气量，自动调整气囊直径大小以及气囊形状，保证制件壁厚均匀；

第五步，待制件冷却完毕后，双向变量马达建立负压，通放气开关回收气体，智能气囊体积逐渐减小至收回气囊储存腔，型坯模头下熔体在熔融切断装置作用下融合封闭后裁断；

第六步，吹塑模具打开，制件下落。

3.根据权利要求2所述的一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其特征在于：所述的智能气囊可根据所需中空异型制件形状拆分为多主管和多分支管结构，以便于控制复杂形状，主管与支管均为多腔室结构，每个腔室内含有一个或多个集成传感器，用以采集距离、温度、压强数据，数据反馈至计算机处理后，可控制不同腔室的气体充入量及充入速度，实现气囊尺寸的智能控制。

4.根据权利要求2所述的一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其特征在于：所述的吹塑模具合模过程中，智能气囊与模具上下两端均设置有用以定位的环形凸台结构。

5.根据权利要求2所述的一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其特征在于：所述的智能气囊中充入的气体由冷却液体替换。

6.根据权利要求2所述的一种智能气囊引导的中空异型制品制造方法，其特征在于：集成传感器与外部计算机之间的信号传递可采用无线或有线的方式，采用有线方式时线路需要足够柔软，以保证智能气囊可完整收回气囊储存腔。