发明名称 用于连续塑化之射出成型方法及设备
摘要 在一往复式螺杆(RS)注射装置之环境中,如图1所示者,该注射装置之一控制器被配置成可在传统之塑化作业及射出注射两者进行期间连续地转动该螺杆。依此方式,该RS装置更具效率,且使用更少的能源,并产生更大之树脂产出。该注射装置包括一邻近一喷嘴之止回阀,该止回阀系被构形成可与该螺杆一起转动以减少磨损,抑或可被呈现成一球止回型式之止回阀。在一射出成型之环境中,该旋转螺杆包括若干翼板,而该等翼板允许树脂粒在相邻翼板间之空隙中熔化并混合,但该等翼板被配置成大体上可阻止树脂在该等翼板之周围有过度之移位。
申请公布号 TWI275472 申请公布日期 2007.03.11
申请号 TW093139181 申请日期 2004.12.16
申请人 好斯基射出成型系统公司 发明人 道格拉斯 詹姆士 惠勒尔;亚莉珊卓 派瑞斯
分类号 B29C45/03(2006.01) 主分类号 B29C45/03(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种往复式螺杆注射装置,其具有一循环操作周 期并包括: 一轴向平移螺杆,其被装设于一筒体内,该螺杆具 有一与其相关联之止回阀,使用时,在该阀之下游 处将聚积一熔化物之量; 一第一致动器,其被配置以使该螺杆可相对于该筒 体作轴向移动,并在使用中可产生背压; 一第二致动器,其被耦接至该螺杆以便在使用中可 控制该螺杆之旋转速率; 一控制器,其用于控制该螺杆及该第一致动器之操 作,该控制器被配置以设定该螺杆之一轴向位置, 其藉由在使用中达成该背压之增加以禁止任何更 进一步在熔化物聚积量上之增加及使该螺杆之回 复速率大致上为零而界定将聚积于该止回阀下游 处之熔化物的量,且其中该控制器被配置以确保该 螺杆在使用期间于整个循环操作周期中大致连续 地转动。 2.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其中该控制器 在每一注射循环期间将导致下列两项中之至少一 者的选择性变化: (a)该背压;及 (b)该螺杆之旋转速率; 藉以控制该螺杆之轴向平移,并在该注射循环期间 选择地且动态地改变该注射装置之回复速率。 3.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其另包括一被 耦接至该控制器之压力转换器。 4.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其另包括一被 耦接至该控制器并回应该螺杆之螺杆位置转换器, 该螺杆位置转换器将螺杆位置资讯转达至该控制 器,以便达到下列各项目的中之至少一者: 背压控制;及 回复速率控制。 5.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其另包括一被 耦接至该控制器及该第二致动器之螺杆速率感测 器,该螺杆速率感测器将螺杆速率资讯转达至该控 制器,以供达成在每一注射循环期间控制动态回复 速率之目的。 6.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其中该螺杆具 有一位于该止回阀下游并邻近该止回阀之尖端,且 该筒体另具有一在该尖端前方之室,而熔化物聚积 于该室内,该室具有一最终容积,其被界定成一射 出尺寸及一足以在注射期间补偿从该室越过该止 回阀之潜在性逆流的注射缓冲量之总和。 7.如请求项6之往复式螺杆注射装置,其中该螺杆在 使用中之旋转速率系恒定的。 8.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其中该螺杆在 使用中之旋转速率在该螺杆之一回复阶段期间系 处于一第一速率,且在一注射阶段之至少一部分可 暂时地变化至一第二速率,该第二速率较低于该第 一速率。 9.如请求项1之往复式螺杆注射装置,其中在生产使 用时螺杆旋转永远高于每分钟零转数。 10.一种往复式螺杆注射装置,其为了注射之目的而 产生注射压力,该往复式螺杆注射装置包含一位于 一筒体内之螺杆,该筒体具有一其内聚积熔化物材 料之射出室,该注射装置具有一可调整之回复速率 ,该往复式螺杆注射装置包含: 用于动态地改变位于该筒体内之该螺杆的每分钟 转数之构件; 用于调整藉由该注射装置所产生之背压以控制该 螺杆相对于该筒体之位置及轴向移动的构件;及 用于在螺杆回复及注射阶段期间控制该回复速率 之构件;该用于控制之构件可操作以影响该用于动 态改变之构件及该用于调整背压之构件; 且其中该螺杆在塑化期间之旋转速率于该整个操 作循环之一实质期间系大于零。 11.一种射出成型机之控制器,该控制器在使用时被 配置以经由背压之选择性控制而控制一往复式及 连续旋转进给螺杆之轴向定位,该控制器进一步地 被配置可在使用于该射出成型机之中时用以支撑 及控制背压之产生,以供材料可直接地注射入一模 及一流道系统中之一者内。 12.如请求项11之控制器,其中该控制器进一步地被 配置以在使用时维持该螺杆在一注射阶段期间成 一实质上为零之回复速率,该回复速率系有关于该 螺杆之旋转速率及在使用时于该射出成型机之一 注射装置内所产生之背压。 13.如请求项12之控制器,其中该控制器在使用时将 导致下列两项中之至少一者的选择性变化: (a)该背压;及 (b)该螺杆之旋转速率; 藉以控制该螺杆之轴向平移,并在使用时于该注射 装置之一操作循环期间选择地且动态地改变回复 速率。 14.如请求项13之控制器,其中该控制器在使用时被 构形成可相对于该螺杆在该操作循环之一回复阶 段期间的一旋转速率而暂时地减低该螺杆在该操 作循环之一注射阶段期间的旋转速率。 15.如请求项14之控制器,其中该控制器在使用时将 回应经感测到之与一注射装置有关之压力、位置 及速率信号,且该控制器在使用中大体上可用以在 该操作循环之一注射阶段期间维持一零回复速率 。 16.一种操作一注射装置之一往复式进给螺杆的方 法,该装置具有一与其相关联之止回阀,该止回阀 允许该注射装置可在注射压力下操作;该方法包括 : 以一大于每分钟零转数之速率转动该往复式螺杆 于大致上整个射出成型循环中。 17.如请求项16之操作该往复式进给螺杆的方法,其 另包括: 在位于该进给螺杆之一止回阀之下游处的一室中, 将聚积熔化物直到已聚积了一所要的量为止;及 增加在该注射系统中之背压以同时建立该进给螺 杆之一实质为零之回复速率并禁止任何在熔化物 聚积量方面之增加。 18.如请求项17之方法,该方法包括: 进一步地增加该系统内之背压,以导致熔化物从该 室至一模内之注射。 19.如请求项18之方法,该方法包括: 感测该螺杆之一压力环境、螺杆位置及旋转速率 中之至少一者;及 藉由调整下列各项中之至少一者以回应该压力环 境、螺杆位置及旋转速率中之相对应者而控制该 螺杆之轴向平移并在该注射循环期间选择地且动 态地改变该注射装置之该回复速率: (a)该背压;及 (b)该螺杆之旋转速率。 20.如请求项17之方法,该方法包括: 聚积熔化物于该室中,直到该聚积熔化物之量相等 于模制一部件所需之射出尺寸与一足以在注射期 间补偿越过该室上游之一止回阀之潜在性逆流的 注射缓冲量之总和为止。 21.如请求项16之方法,该方法包括: 在该螺杆之一回复阶段期间操作该螺杆于一第一 速率,而熔化物聚积于其中;及 在一注射阶段之至少一部分暂时地操作该螺杆于 一第二速率,而该第二速率较低于该第一速率。 22.如请求项16之方法,其中处在一高于每分钟零转 数之速率之该往复式螺杆的旋转发生在该整个射 出成型循环期间。 23.如请求项16之方法,其中该往复式螺杆之旋转可 被减小至零,历经一小于一总循环时间之约30%,较 佳系小于该总循环时间之20%,且最佳系小于该总循 环时间之15%的时间。 24.一种电脑程式元件,其包括电脑程式编码构件以 制成该电脑之执行程序以使得: 以一高于每分钟零转数之速率转动一注射装置之 一往复式螺杆于大致上整个射出成型循环中,且较 佳地至少为该注射循环之60%中。 25.如请求项24之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以使得: 聚积熔化物于一位于该进给螺杆之一止回阀之下 游处的一室中,直到已聚积了一所要的量为止;及 增加在该注射系统中之背压以同时建立该进给螺 杆之一实质为零之回复速率并禁止任何在熔化物 聚积量方面之增加。 26.如请求项25之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以使得: 进一步地增加该系统内之背压,以导致熔化物从该 室至一模内之注射。 27.如请求项26之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以使得: 分析该螺杆之一压力环境、螺杆位置及旋转速率 中之至少一者;及 藉由调整下列各项中之至少一者以回应该压力环 境、螺杆位置及旋转速率中之相对应者而控制该 螺杆之轴向平移并在该注射循环期间选择地且动 态地改变该注射装置之该回复速率: (a)该背压;及 (b)该螺杆之旋转速率。 28.如请求项25之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以使得: 允许熔化物聚积于该室中,直到该聚积熔化物之量 相等于模制一部件所需之射出尺寸与一足以在注 射期间补偿越过该室上游之一止回阀之潜在性逆 流的注射缓冲量之总和为止。 29.如请求项24之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以使得: 在该螺杆之一回复阶段期间操作该螺杆于一第一 速率,而熔化物聚积于其中;及 在一注射阶段之至少一部分暂时地操作该螺杆于 一第二速率,而该第二速率较低于该第一速率。 30.如请求项24之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以便在使用时 导致在一高于每分钟零转数之速率之该往复式螺 杆的旋转发生在该整个射出成型循环期间。 31.如请求项24之电脑程式元件,其另包括电脑程式 编码构件以制成该电脑之执行程序以允许该往复 式螺杆之旋转可被减小至零,历经一小于一总循环 时间之约30%,较佳系小于该总循环时间之20%,且最 佳系小于该总循环时间之15%的时间。 32.如请求项24之电脑程式元件,该电脑程式元件被 具体实施于一电脑可读取媒介上。 33.一种包含具有一往复式螺杆注射装置基部之射 出成型机,该基部包括: 一筒体,其具有一轴向平移且往复式之螺杆于其内 ,该筒体具有一喷嘴以在使用时支持该熔化物进入 一流道系统及一模中之一内的注射,该螺杆具有一 与其相关联之止回阀,使用时,在该阀之下游处将 聚积一熔化物之量; 一第一致动器,其被配置以使该螺杆可相对于该筒 体作轴向移动,并在使用中可产生背压; 一第二致动器,其被耦接至该螺杆以便在使用中可 控制该螺杆之旋转速率; 一控制器,其用于控制该螺杆及该第一致动器之操 作,该控制器被配置以设定该螺杆之一轴向位置, 其藉由在使用中达成该背压之增加以禁止任何更 进一步在熔化物聚积量上之增加及使该螺杆之回 复速率大致上为零而界定将聚积于该止回阀下游 处之熔化物的量,且其中该控制器被配置以确保该 螺杆在使用期间大致连续地转动。 34.如请求项33之射出成型机,其中该控制器在每一 注射循环期间将导致下列两项中之至少一者的选 择性变化: (a)该背压;及 (b)该螺杆之旋转速率; 藉以控制该螺杆之轴向平移,并在该注射循环期间 选择地且动态地改变该注射装置之回复速率。 35.如请求项34之射出成型机,其另包括一被耦接至 该控制器之压力转换器。 36.如请求项34之射出成型机,其另包括一被耦接至 该控制器并回应该螺杆之螺杆位置转换器,该螺杆 位置转换器将螺杆位置资讯转达至该控制器,以便 达到下列各项目的中之至少一者: 背压控制;及 回复速率控制。 37.如请求项36之射出成型机,其另包括一被耦接至 该控制器及该第二致动器之螺杆速率感测器,该螺 杆速率感测器将螺杆速率资讯转达至该控制器,以 供达成在每一注射循环期间控制动态回复速率之 目的。 38.如请求项33之射出成型机,其中该螺杆具有一位 于该止回阀下游并邻近该止回阀之尖端,且该筒体 另具有一在该尖端前方之室,而熔化物聚积于该室 内,该室具有一最终容积,其被界定成一射出尺寸 及一足以在注射期间补偿从该室越过该止回阀之 潜在性逆流的注射缓冲量之总和。 39.如请求项38之射出成型机,其中该螺杆在使用中 之旋转速率系恒定的。 40.如请求项35之射出成型机,其中该螺杆在使用中 之旋转速率在该螺杆之一回复阶段期间系处于一 第一速率,且在一注射阶段之至少一部分可暂时地 变化至一第二速率,该第二速率较低于该第一速率 。 图式简单说明: 图1系一RS注射装置在该回复行程之末端处之侧视 图,该RS注射装置可支持本发明之概念。 图2系一RS注射装置在该注射行程之末端处之侧视 图,该RS注射装置可支持本发明之概念。 图3系一RS注射装置在该回复行程期间之侧视图,该 RS注射装置可支持本发明之概念。 图4系一传统RS装置或非连续回复循环之一序列图 。 图5系本发明之一连续回复循环之一序列图。 图6系一显示在图4之该回复循环期间之螺杆速率 及螺杆位置之图表。 图7系一显示在图5之该连续回复循环期间之螺杆 速率及螺杆位置之图表。 图8系一显示典型用于传统及连续回复运用两者上 之螺杆平移速率相对于背压之图表。 图9系一显示当该推力流动分量系大于背压流动分 量时该筒体内熔化物之净流量剖面之图表。 图10系一显示当该推力流动分量系等于背压流动 分量时该筒体内熔化物之净流量剖面之图表。
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