瓶肩复杂抽芯机构及3D打印随形水路设计

0 引 言

注射模冷却系统影响塑件成型周期和成型质量，传统冷却水路通常为圆柱形直孔，由钻床或铣床等设备加工制造，这种水路无法均匀贴近所有的型腔表面，冷却不平衡，冷却效率低，导致塑件成型精度低，注射周期长

。与传统水路相比，3D打印随形水路可以为任意形状、任意截面，通过改变形状和截面使水路均匀贴近型腔表面，布置合理，能达到快速均匀冷却的效果，缩短模具的成型周期，提高成型塑件的尺寸精度及其利润

。设计的模具温度控制系统采用金属3D打印随形水路技术

。

1 塑件结构分析

塑件为35 mL的香水瓶瓶肩，材料为ABS树脂，收缩率为0.5%

。塑件为回转体，最大外圆直径为

42.5 mm，高为12 mm，最大壁厚为2.5 mm，平均壁厚为2 mm。塑件外观面要求高，不允许有浇口痕和推杆痕，也不允许有流痕、熔接痕、收缩凹痕和填充不良等注射缺陷。塑件装配尺寸较多，精度要求较高，要求达到MT3（GB/T 14486—2008）级，圆度误差不得超过0.1 mm。塑件外侧面有4处倒扣，倒扣深度为0.8 mm，内侧面有2处倒扣，倒扣深度为0.6 mm，脱模困难。塑件结构如图1所示。

2 模具结构设计

模具采取1模4腔的布局方式，浇注系统采用点浇口转侧浇口，熔体从待成型塑件

20.5 mm内圆孔的内侧面进入模具型腔，既简化了模具结构，又保证了塑件的外观质量。模架采用简化型三板模架，规格型号为3035-FCI-A60-B70-250，导柱长度为250 mm

。塑件4个外侧倒扣的脱模采用“T形扣楔紧块+滑块”定模侧向抽芯机构，内侧抽芯采用斜推杆侧向抽芯机构，定模滑块采用3D打印随形水路。模具结构如图2所示。

2.1 浇注系统及定距分型机构设计

塑件外表面质量要求较高，不允许有浇口痕和流痕。根据塑件形状，只能从顶端

20.5 mm孔的内侧面进料，设置2个浇口，既能满足塑件外观要求，又能保证熔体同时进入型腔，且熔体最后到达分型面，对型腔排气有利

。为保证浇注系统凝料安全脱落及外侧先抽芯，动、定模板再开模的顺序，模具必须设计定距分型机构，保证开模顺序、开模距离和抽芯距离。定距分型机构由拉模扣31、拉杆29和限位套17组成。拉模扣31的作用是增加动、定模板之间的开模阻力，加之拉料杆3受到流道凝料阻力作用，能保证分型面I先打开。拉模扣31对分型面I的开模阻力可调整，通过调整其外径保证分型面II其次打开，动、定模板最后打开。

发病率高、治愈率高。症状没食欲，精神萎靡、体温偏高或正常，拉稀便。不过这种类型虽然发病率高，占到总发病率80%左右，但可以全部治愈。

2.2 侧向抽芯机构设计

（3）开模：塑件固化至足够刚性后，注塑机滑块拉动动模座板10开模。在定距分型机构作用下模具首先从分型面I处打开，打开距离为115 mm，由拉杆29控制。在分型面I打开过程中，拉料杆3拉住浇注系统凝料与塑件脱离，同时楔紧块18和21分别拨动滑块19和23进行侧向抽芯。模具继续打开，在拉模扣31阻力作用下，模具再从分型面II处打开，打开距离为15 mm，由限位套17控制。分型面II打开过程中，浇注系统凝料被推料板强行推离拉料杆3，完成自动脱料。模具最后从分型面III处打开，打开距离为150 mm，由注塑机控制，此时，塑件脱离定模型腔。

（2）冷却固化：熔体充满型腔后保压、冷却、固化。

2.3 温度控制系统及随形水路设计

调查显示，女生视力不良率高于男生，与以往的报道一致，可能与女生较多的学习时间有关。城市学生视力不良率高于农村学生，与邓艳梅等[7]的研究结果一致，可能与城市电子产品较普及，学生课余时间以看电视和上网为主有关。提示应针对女生和城市学生着重开展视力防护的健康教育，同时，学校、家庭、社会需共同配合，大力宣传用眼卫生，保证学生充足的睡眠，增加户外运动时间，减轻学生学业负担，降低视力不良发生率。

1.3 观察指标 观察两组患者住院天数、住院费用及术后并发症等指标。统计两组患者对护理工作满意度;出院前采用自制的护理工作满意度调查表，评价两组患者对护理工作满意度，采取百分制，≥90分为满意，50～89分为较满意，＜50分为不满意。

3 模具工作过程

模具工作过程如下。

塑件壁厚尺寸相对于外形尺寸较大，熔体热量较多。根据模具结构特点，熔体热量主要被滑块19和23吸收，滑块吸收热量后温度快速升高，当升高到100℃时不但会严重影响熔体冷却速度，延长成型周期，而且由于热胀冷缩，导致滑块T形肩台在动模板T形槽内无法滑动，甚至出现撞模故障。传统的冷却系统采用圆形直通式冷却水管，如图3所示。由于型腔为圆柱形，传统水路不但冷却速度慢，且冷却不均匀，最终导致成型周期长，塑件圆度误差大，无法满足装配要求。为了缩短成型周期、提高塑件成型尺寸精度、保证模具安全运行，在模具设计时，滑块温度控制系统采用随形水路，水路紧贴型腔壁面布置，水道截面为腰形

，如图4所示。采用随形水路后，定模滑块19和23的温差减小了60%，塑件变形量减少了约50%，圆度误差小于0.1 mm，成型塑件尺寸精度和形状精度提高了二级，达到了MT3（GB/T 14486—2008），满足了装配要求。采用随形水路后，成型周期为18 s，缩短了约30%，提高了模具的生产效率。

（1）注射填充：塑料熔体由浇口套4中的主流道，经定模板15和推料板2之间的分流道及定模型芯压板16和动模镶件7之间的分流道，最后由侧浇口通过

20.5 mm内圆周面进入模具型腔。

塑件内侧面有2处倒扣，倒扣深度只有0.6 mm，但宽度较大（12 mm），模具采用动模斜推杆侧向抽芯机构，该机构由斜推杆24、导向块25和斜推杆底座26组成，斜推杆倾斜角度为5°。

由于随形冷却水路无法由传统的钻削或铣削工艺加工，必须采用3D打印技术制造

。香水瓶瓶肩注射模内外滑块随形水路采用选择性激光熔化（selective laser melting，SLM）3D打印工艺制造

，材料采用耐腐蚀的3D打印模制钢粉末材料Uddeholm AM Corrax

，该材料可以防止冷却通道中的沉积物堆积，从而防止腐蚀，延长模具的使用寿命

。

塑件外侧有4个圆形凸台，模具采用哈夫滑块定模侧向抽芯机构。该机构由驱动和锁紧零件（楔紧块18、21）、定位零件（滑块定位珠22）以及成型零件（滑块19、23）组成。塑件凸台宽4 mm，高0.8 mm，由于4个凸台均布于外圆周面上，滑块19和23的最小抽芯距离不是0.8 mm，而是2 mm。加上安全距离，滑块的抽芯距离取5.5 mm

。由于定模侧向抽芯机构必须在动模和定模打开之前完成抽芯，楔紧块18和21必须安装在定模座板1中，在分型面I、II打开时完成定模抽芯。由于楔紧块18和21为位悬臂结构，伸出的臂尺寸较大，且注射成型时熔体给予滑块23的胀形力较大，为提高模具刚性，防止滑块23在胀形力作用下后退变形，楔紧块21合模后插入动模板，插入深度为8 mm，角度为20°。楔紧块18因两边受力相等，故无需插入动模板。

（4）脱模：注塑机顶杆推动推板11、复位杆8、推杆13以及斜推杆24，一边进行内侧抽芯，一边将塑件推离动模镶件7。

本文以H-103树脂作为处理废水中Cl-的吸附剂，研究H-103树脂对水溶液中Cl-的吸附热力学特性，探讨树脂对Cl-的吸附机理。

（5）合模：塑件脱离动模后，复位弹簧推动推杆13和斜推杆24复位，注塑机滑块推动动模合模，在合模过程中楔紧块18、21推动滑块19和23复位，模具接着进行下一次注射成型。

4 结束语

瓶肩注射模采用3D打印随形水路解决了型腔形状复杂、热量集中的难题，模具镶件温差减小了60%，塑件变形量减少了50%，圆度误差小于0.1 mm，尺寸精度达到了 MT3（GB/T 14486—2008），提高了2个等级，达到了设计要求。采用随形水路后，塑件成型周期为18 s，缩短了约30%，提高了模具的生产效率。利用3D打印随形水路技术，模具综合产能提高了2倍以上。模具试模一次成功，投产后运行安全平稳，定模滑块未出现卡滞现象，成型塑件的外观质量和尺寸精度均达到了设计要求。

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