一种基于激光塑化和冲击技术的微注塑方法及装置

摘要

一种基于激光塑化和冲击技术的微注塑方法和装置，涉及塑料微成型领域，特指基于激光塑化和冲击作用的塑料微注塑，适用于塑料微注塑成型加工。其装置主要包括：塑料塑化系统，由激光器和激光束控制器、塑化筒、阀门、加热和温控器等组成；冲击推进注射系统，由激光发生器、约束层、激光吸收剂、冲击注射推杆、加热和温控器等组成；模具；计算机控制系统，其控制塑化系统、冲击推进注射系统以及阀门和温度控制等工作。本发明提供了新的微注塑成型方法及装置，解决现有微注塑的塑料塑化和熔体注射推进方式中存在的问题，实现节能环保、高效的微注塑成型。

主权项

一种基于激光塑化和冲击技术的微注塑装置，是由激光塑化系统、激光冲击注射系统、注塑模具和控制系统组成，其特征在于，激光塑化系统由连续波激光器（14）、激光（15）、光路反射镜组（16）、塑化筒（1）、塑化杆（2）、阀门（10）、加热和温控器A（4）组成；激光冲击注射系统，由注射推杆（12）、约束层（13）、激光吸收剂(18)、脉冲波激光器（20）、注射筒（21）、喷嘴（7）、阀门（10）、注塑机机体（8）、加热和温控器B（11）组成；控制系统控制激光塑化系统、激光冲击注射系统以及阀门和温度控制工作；塑化杆（2）是由杆体、反射镜（3）和透光玻璃（17）组成；塑化筒（1）安装在注塑机机体（8）上，塑化筒（1）底部有孔连通注塑机机体（8）和注射筒（21），塑化筒（1）筒外四周设置加热和温控器A（4），塑化筒（1）筒中的塑化室连接塑化杆（2），塑化杆（2）连接反射镜（3）和透光玻璃（17）成为一个组合整体，透光玻璃（17）底端连接试样（5），试样（5）融化后成为塑料熔体（9），塑化筒（1）上有通光孔，通光孔正对光路反射镜组（16）的出光口，反射镜组（16）连接连续波激光器（14）；注射筒（21）安装在注塑机机体（8）内，注射筒（21）的注射通孔和塑化筒（1）的通道孔连接注塑机机体（8）内的阀门（10），阀门（10）和喷嘴（7）的喷嘴孔连接，喷嘴（7）外连接成型模具（6）；注射推杆（12）连接在注射筒（21）内，注射推杆（12）的左端面和塑料熔体（9）连接，注射推杆（12）的左端面和注射筒（21）的塑料熔体（9）通道孔构成注射室，激光吸收剂（18）附在注射推杆（12）的右端面，约束层（13）覆盖吸收剂（18）并连接注射筒（21）和注塑机机体（8），注射推杆（12）的右端和约束层（13）及注射筒（21）构成激光爆炸冲击室；注射推杆（12）右端面正对脉冲波激光器（20）的出光口，脉冲波激光器（20）、连续波激光器（14）和注塑机机体（8）通过连接附件和控制系统连接，注塑机机体（8）内设有加热和温控器B（11）；在塑化时，连续波激光器（14）产生的激光（15）经过光路反射镜组（16）传输投射到塑化杆（2）上的反射镜（3），再透过透光玻璃（17）照射到塑料固体试样（5）上，固体塑料熔化后，在塑化杆（2）推动下通过阀门（10）输入注射单元的注射室；在注塑时，脉冲波激光器（20）产生的脉冲激光（19）透过约束层（13），诱导激光吸收剂（18）产生等离子高压冲击波，在激光爆炸冲击室，高压冲击波推动注射推杆（12），高速推动塑料熔体经过喷嘴（7）注入模具（6）的型腔，完成微注塑成型；工作周期内，在注塑机机体（8）中的加热和温控器B（11）控制下，喷嘴（7）和阀门（10）以及激光冲击注射系统注射腔中的塑料一直保持为熔体；阀门（10）为球形或圆柱体，具有“T”型孔，其连接激光塑化系统和激光冲击注射系统的通道，在控制系统控制下起到塑料熔体流动与阻断的作用。