CN104608303B - 旋转成型模具及旋转成型工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转成型模具及旋转成型工艺方法，上导热模板中设有第一零件型腔，下导热模板中设有第二零件型芯，型腔组合体包括：模盖和可拆分连接于其下方的第二零件型腔，第一零件嵌入模盖后，第一零件、模盖、第二零件型腔围合成密封的第二零件模腔，活动托盘置入下导热模板，且其中固定装设有若干嵌入第一零件的型腔组合体，该方案能在旋转成型第二零件时，同步地实现其与第一零件自动粘结，节省了后续粘结组装工序，避免粘结剂对产品造成不良影响，同时实现了将包含制件的型腔组合体移出模外冷却的工艺，使模具一直保持在旋转成型加热温度，避免冷却模具后需要重复升温过程，极大缩短成型周期，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及旋转模塑技术领域，尤其是一种麻醉呼吸面罩的旋转成型模具及旋转成型工艺方法。
背景技术
旋转模塑是一种成型中空塑料制品的工艺方法，称为旋转成型或滚塑。旋转模塑是将树脂粉末或树脂溶液加入模具中，加热模具并使其沿两互相垂直的轴连续旋转，模具内的树脂融化在重力和热量的作用下均匀地涂布和熔融粘附于模具内表面，形成所需形状，后经冷却后获得制件。
在实际产品生产中，对于将旋转成型后的零件若要与其它零件装配连接时，通常是采用胶水或溶剂粘结人工装配而成。
例如，在医用麻醉呼吸面罩的制造工艺中，一般均是由硬质的上盖结构和与人体接触的柔软气垫结构组合而成。常规的采用注射成型该上盖结构，气垫均由PVC和硅橡胶等化合物作为原料制成，因为其材料特性及结构的要求一般要使用旋转成型。当要把这两个零件组合成面罩时，通常的做法是采用UV胶或溶剂粘结人工装配，然而，UV胶粘结的缺点是成本高，固化工序复杂，并且人工装配效率较低；采用溶剂粘结的缺点是易挥发，有刺激性气味。长期使用该工艺对操作人员和环境空气均有不良影响；进一步地，若制品在散味处理的时间不足时，当病人使用产品时仍然残留的刺激性异味，对人体健康造成潜在危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转成型模具及成型工艺方法，以解决现有技术中对于将旋转成型后的零件与其它零件装配连接时，需采用胶水或溶剂粘结人工装配而造成增加工序，而且使用胶水或溶剂粘结会残留在制品以造成潜在使用危险的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种旋转成型模具100，其包括上导热模板110、下导热模板120、模具导向闭合装置130、锁模装置140、活动托盘150及若干型腔组合体160，其中，所述上导热模板110中设有第一零件型腔，所述下导热模板120中相应地设有第二零件型芯121，所述型腔组合体160包括：模盖161和可拆分连接于其下方的第二零件型腔162，在第一零件200嵌入模盖161后，第一零件200、模盖161、第二零件型腔162围合成密封的第二零件模腔，所述活动托盘150中固定装设有若干嵌入第一零件200的型腔组合体160，并且活动托盘150置入下导热模板120中；第二零件型腔(162)的下表面与第二零件型芯(121)贴合。
优选地，所述锁模装置140包括：至少一个锁紧钩141和与其配合连接的锁紧辊142，锁紧辊142固定连接于上导热模板110的上表面；锁紧钩141具有固定端和锁钩端，固定端连接于下导热模板120并且锁钩端与锁紧辊142勾合连接以实现模具100锁紧闭合。
优选地，还包括隔热板170，所述隔热板170设于下导热模板120的底部。
本发明还提供一种旋转成型工艺方法，包括以下步骤：
(1)模具预热：将模具100固定于旋转炉中，在模具100闭合状态下，将高压热蒸汽经进气装置至横向进气管道，后经纵向通气管道导入模具内部以加热模具100，再经排气装置排出该热交换后的蒸汽，通过控制通气时间来达到成型温度，并且使模具100处于开模进料状态；
(2)加料和预先置入第一零件：称取定量的树脂溶液，注入到型腔组合体160中；将成型好的第一零件200嵌入模盖161上，然后将加装第一零件200的型腔组合体160装配入活动托盘150中，将活动托盘150置入下导热模板120中，上导热模板110经模具导向闭合装置130闭合模具100，经锁模装置140锁模；
(3)旋转成型：设定PLC控制参数，控制程序启动旋转炉，模具100在旋转炉中纵、横向旋转成型第二零件300并且将第一、二零件200、300粘结成一体，控制程序运行结束后，模具100停止运转且处于开模状态，模具100保持成型温度状态；
(4)脱模、模外冷却及后处理：将成型有制件和设有型腔组合体160的活动托盘150从下导热模板120中取出；经传送带将活动托盘150送入冷却工段，待冷却结束后打开型腔组合体160取出一体成型的制件；去除模具100中残留物料，以及去除制件上毛边。
优选地，旋转成型的加热温度设为140℃～170℃，加热时间为2～4min。
优选地，模具升温时间为2～4min。
优选地，模具旋转速度为40～60rpm，旋转主轴与副轴的转速比为1:6。
综上所述，本发明的一种旋转成型模具100，通过在上、下导热模板110、120之间装配加设有型腔组合体160的活动托盘150，不仅能在旋转成型第二零件300时，同步地实现其与第一零件200自动粘结，节省了后续粘结组装工序，而且符合医用产品的生物相容性要求，还避免了粘结剂对产品造成的不良影响，以及避免了后期可能存在潜在使用危险因素；本发明的一种旋转成型工艺中，由于采用型腔组合体160结合活动托盘150组合结构，能够灵活地将包含制件的型腔组合体160移出模外冷却的工艺，进而使得下批制件进入成型周期，并且使模具100一直保持在旋转成型加热温度，避免了冷却模具100后需要重复升温至成型温度过程，不仅极大地缩短了制件成型周期，而且降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明；
图1为本实施例中一种旋转成型模具100的透视图；
图2为图1中加装有第一零件200的型腔组合体160的透视图；
图3为图1中活动托盘150的透视图；
图4为旋转成型的制件平面图；
图1至图4，其中，
旋转成型模具100、上导热模板110、下导热模板120、第二零件型芯121、模具导向闭合装置130、锁模装置140、锁紧钩141、锁紧辊142、活动托盘150、型腔组合体160、模盖161、第二零件型腔162、隔热板170、第一零件200、第二零件300。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参考图1至图4所示，本发明实施例中的一种旋转成型模具100，包括上导热模板110、下导热模板120、模具导向闭合装置130、锁模装置140、活动托盘150及若干型腔组合体160，其中，所述上导热模板110中设有第一零件型腔，所述下导热模板120中相应地设有第二零件型芯121，所述型腔组合体160包括：模盖161和可拆分连接于其下方的第二零件型腔162，在第一零件200嵌入模盖161后，第一零件200、模盖161、第二零件型腔162围合成密封的第二零件模腔，所述活动托盘150中固定装设有若干嵌入第一零件200的型腔组合体160，并且活动托盘150置入下导热模板120中。
本方案中通过在上、下导热模板110、120之间装配设有型腔组合体160的活动托盘150，不仅能在旋转成型第二零件300时，还同步地实现其与第一零件200自动粘结，不仅节省了后续粘结组装工序，而且符合医用产品的生物相容性要求，还避免了粘结剂对产品造成的不良影响，以及避免了后期可能存在潜在使用危险因素。
在上述技术方案中，型腔组合体160包括：模盖161和可拆分连接于其下方的第二零件型腔162，当模具100闭合时，第一零件200下表面嵌入模盖161时，第一零件200上表面与上导热模板120中第一零件型腔配合且避空留出3mm以上的间隙，这避免了高温导热模板110有可能熔解或者影响到第一零件200形状；其中的第二零件型腔162的下表面与第二零件型芯121贴合，用以充分地将模具热量传导入模腔中来旋转成型第二零件300。在成型麻醉呼吸面罩实施例中，该第一零件200为面罩上盖、第二零件300为下部气垫。
锁模装置提供锁紧力使得模具100双向旋转时树脂能够密封在模腔中，所述锁模装置可以包括：至少一个锁紧钩141和与其配合连接的锁紧辊142，锁紧辊142固定连接于上导热模板110的上表面，锁紧钩141具有固定端和锁钩端，锁紧钩141固定端连接于下导热模板120，并且锁钩端与与锁紧辊142勾合连接4。在本方案一个实施例中，通过设置一组锁紧辊142，并且在上下导热模板110、120两侧面分别设置一组锁紧钩141，该锁紧配合结构能够有效地保证树脂在模腔中密封良好。
在本方案的一个优选实施例中，旋转成型模具100还包括隔热板170，所述隔热板170设于下导热模板120的底部，所述隔热板170能减少模具100的温度向外传导以导致热量散失，提高了热能利用率。
可以理解的是，本方案中型腔组合体160、第一零件型腔、第二零件型腔161的数量应当具有一致性，具体数量设置可以依据产品尺寸、模板尺寸及旋转炉负载大小，高压热蒸汽热传导面积，以及产量来综合确定。在成型麻醉呼吸面罩的实施例中，为了能够实现产品成型效果好又保证生产效率，优选地设为一模六穴结构。
在生产制件中，旋转成型模具100加装于旋转炉中，例如一种旋转炉，其包括设备底座、连接于所述设备底座的设备支架，将外部热能传导入模具内部的纵向通气管道，动力装置、进气装置、排气装置、传动装置、控制箱部件及配重块等，其中，可以用马达作为动力装置，进气装置可以包括进气阀、进气旋转接头及横向入气管道和入气支管，所述排气装置可以包括排气阀、排气旋转接头及横向排气管道和排气支管，横向入气管道与纵向通气管道垂直交叉装配，传动装置可以包括主动齿轮和从动齿轮盘，从动齿轮盘固定于横向入气管道和横向排气管道上方，模具100固定在从动齿轮盘上。
旋转炉工作过程如下：高温热蒸汽从进气口经进气阀调节控制流量，后经进气旋转接头入横向入气管道，经进气支管进入纵向通气管道并流入模具中心以实现模具100加热，马达提供动力带动主动齿轮横向旋转，主动齿轮传动带动从动齿轮，经齿轮啮合实现纵向旋转，从而带动模具经横向入气管道和横向排气管道确定的旋转轴转动以实现纵向旋转，完成旋转成型，热蒸汽上升，热交换后的冷蒸汽下降经排气支管进入横向排气管道，经排气旋转接头及排气阀排出冷蒸汽。
本发明还提供一种旋转成型工艺方法，例如以麻醉呼吸面罩为成型制件，具体包括如下步骤：
(1)模具预热：将模具100固定于旋转炉中，在模具100闭合状态下，将高压热蒸汽经进气装置至横向进气管道，后经纵向通气管道导入模具100内部以加热模具100，再经排气装置排出该热交换后的蒸汽，通过控制通气时间来达到成型温度，并且使模具100处于开模进料状态，其中，例如成型加热温度设为140℃～170℃，加热时间为2～3min，模具升温时间为2～4min，；
(2)加料和预先置入第一零件：称取定量的树脂溶液，注入到型腔组合体160中；将成型好的第一零件200嵌入模盖161上，然后将加装第一零件200的型腔组合体160装配入活动托盘150中，将活动托盘150置入下导热模板120中，上导热模板110经模具导向闭合装置130闭合模具100，例如可以是导向柱和导向套配合结构，然后，经锁模装置140锁模；
(3)旋转成型：设定PLC控制参数，控制程序启动旋转炉，模具100在旋转炉中纵、横向旋转成型第二零件300，并且实现第一、二零件200、300粘结成一体，例如模具的旋转速度可以设为40～60rpm，主轴与副轴的转速比为1：6；控制程序运行结束后，模具100停止运转且处于开模状态，要求模具100保持成型温度状态；
(4)脱模、模外冷却及后处理：将成型有制件100和设有型腔组合体160的活动托盘150从下导热模板120中取出；经传送带将活动托盘150送入冷却工段，待冷却结束后打开型腔组合体160取出一体成型的制件；去除模具100中残留物料，以及去除制件上毛边。
在所述旋转模具及旋转成型工艺方法中，并不限于具体制件的旋转成型和相互连接，只要采用该技术手段能够实现其产品成型和/或连接均在本方案的保护范围中。
本发明的一种旋转成型工艺中，由于采用型腔组合体160及活动托盘150组合结构，能够灵活地将包含制件的型腔组合体160移出模外冷却，进而使得下批制件进入成型周期，并且模具100一直保持在旋转成型加热温度，避免了冷却模具100后需要重复升温至成型温度过程，不仅极大地缩短了制件成型周期，而且降低了生产成本，提高了生产效率。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种旋转成型模具(100)，其特征在于，包括上导热模板(110)、下导热模板(120)、模具导向闭合装置(130)、锁模装置(140)、活动托盘(150)及若干型腔组合体(160)，其中，所述上导热模板(110)中设有第一零件型腔，所述下导热模板(120)中相应地设有第二零件型芯(121)，所述型腔组合体(160)包括：模盖(161)和可拆分连接于其下方的第二零件型腔(162)，在第一零件(200)嵌入模盖(161)后，第一零件(200)、模盖(161)、第二零件型腔(162)围合成密封的第二零件模腔，所述活动托盘(150)中固定装设有若干嵌入第一零件(200)的型腔组合体(160)，并且活动托盘(150)置入下导热模板(120)中；第二零件型腔(162)的下表面与第二零件型芯(121)贴合。
2.根据权利要求1所述的旋转成型模具(100)，其特征在于，所述锁模装置(140)包括：至少一个锁紧钩(141)和与其配合连接的锁紧辊(142)，锁紧辊(142)固定连接于上导热模板(110)的上表面；锁紧钩(141)具有固定端和锁钩端，固定端连接于下导热模板(120)并且锁钩端与锁紧辊(142)勾合连接以实现模具(100)锁紧闭合。
3.根据权利要求1或2所述的旋转成型模具(100)，其特征在于，还包括隔热板(170)，所述隔热板(170)设于下导热模板(120)的底部。
4.一种旋转成型工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)模具预热：将模具(100)固定于旋转炉中，在模具(100)闭合状态下，将高压热蒸汽经进气装置至横向进气管道，后经纵向通气管道导入模具内部以加热模具(100)，再经排气装置排出该热交换后的蒸汽，通过控制通气时间来达到成型温度，并且使模具(100)处于开模进料状态；
(2)加料和预先置入第一零件：称取定量的树脂溶液，注入到型腔组合体(160)中；将成型好的第一零件(200)嵌入模盖(161)上，然后将加装第一零件(200)的型腔组合体(160)装配入活动托盘(150)中，将活动托盘(150)置入下导热模板(120)中，上导热模板(110)经模具导向闭合装置(130)闭合模具(100)，经锁模装置(140)锁模；
(3)旋转成型：设定PLC控制参数，控制程序启动旋转炉，模具(100)在旋转炉中纵、横向旋转成型第二零件(300)并且将第一、二零件(200、300)粘结成一体，控制程序运行结束后，模具(100)停止运转且处于开模状态，模具(100)保持成型温度状态；
(4)脱模、模外冷却及后处理：将成型有制件和设有型腔组合体(160)的活动托盘(150)从下导热模板(120)中取出；经传送带将活动托盘(150)送入冷却工段，待冷却结束后打开型腔组合体(160)取出一体成型的制件；去除模具(100)中残留物料，以及去除制件上毛边。
5.根据权利要求4所述的旋转成型工艺方法，其特征在于，旋转成型的加热温度设为140℃～170℃，加热时间为2～4min。
6.跟权利要求根据权利要求4所述的旋转成型工艺方法，其特征在于，模具升温时间为2～4min。
7.根据权利要求4所述的旋转成型工艺方法，其特征在于，模具旋转速度为40～60rpm，旋转主轴与副轴的转速比为1:6。
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