使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法技术

一种注射模制方法涉及使用至少一个外部传感器测量模腔的模侧的参数变化；基于所述参数变化估算所述模腔中的条件，如所述模腔或流动前沿位置中的压力；并且将所述估算条件与触发点进行比较。如果所述估算条件等于或超过所述触发点，那么启动具有最佳预定义压力‑时间曲线的虚拟空腔传感器，并且当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由参数变化测量结果所计算的估算条件，所述参数变化测量结果由所述至少一个外部传感器随时间推移加以测量。在一实施例中，估算参数的跟踪结果可与最佳预定义压力‑时间曲线结合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法
本申请大体上涉及注射模制，并且更具体地说，涉及在邻近于模具的分模线的模具表面的外部上使用外部传感器来估算条件(如注射模具中的压力或熔体流前沿位置)的方法，并且任选地，如果估算条件命中或超过触发点，那么进行其它计算和/或调整注射模制过程，由此将外部传感器以及虚拟空腔传感器用作压力控制系统的一部分。
技术介绍
在注射模制期间，熔融热塑性材料经由一个或多个浇口流入模具的模腔中。模腔中的压力为至关重要的向量，因为压力不足可能会产生不当形成的部件，而压力过量可能会对模具造成破坏。熔体流前沿处的压力通过例如，实现计算填充模腔的快慢程度和模制部件在空腔中冷却可能耗费的时间长短来提供与注射模制过程相关的整体信息。一些注射模制过程旨在使熔体流前沿随时间推移遵循特定压力模式以使注射模制过程优化。举例来说，为产生内部应力(将另外导致非所期望的缩小、凹陷和翘曲)得以完全消除的最终产物，一些注射模制过程维持空腔中的气压与熔体流前沿处的压力之间的压力平衡，当熔融热塑性材料移入模具的空腔中时，所述空腔中的气压会基于模腔几何形状而有所变化。对于所述注射模制系统来说，为确定期望的压力/时间曲线是否得到正确地跟踪，测定熔体流前沿处的实时压力为至关重要的，并且如果鉴别出从压力/时间曲线有所偏离，那么作出调整以校正熔体流前沿的压力。理想地，用于测量模腔中和熔体流前沿处的压力的传感器将为间接的、容易安装并且价格低廉。直接传感器，如放置于模腔中的传感器，会在部件表面上留下非所期望的痕迹。举例来说，尽管已增加对具有高光泽面层的注射模制部件的要求，但定位于模腔中的直接传感器仍具有损毁部件的高光泽面层的倾向。因此，不位于模腔中的间接传感器为较优选的。一些现用间接传感器包括分模线传感器、顶出销传感器(ejectorpinsensor)或固定销传感器(staticpinsensor)和超声波传感器。不利的是，这些间接传感器不可能始终放置于最佳位置处，有时为了进行加工以使得传感器可得到安装，需要模具设备经历停机期，并且代价可能不低。当前使用的用于间接测量模腔中的压力的应变计传感器受到相同问题的困扰。举例来说，应变计传感器已与具有顶出套筒或长心型销的模制设备结合使用，但并非所有注射模制设备都经配置以包括顶出套筒或长心型销。
技术实现思路
本专利技术的范围内的实施例涉及外部传感器在注射模制过程期间估算条件，如模腔中或熔体流前沿的位置的压力的用途。应变计传感器为主要论述的外部传感器类型，但能够检测半模移动的其它外部传感器可实现相同目的并且处于本专利技术的范围内。举例来说，微波传感器、x射线传感器、超音波传感器、气压传感器、空气温度传感器、表面下温度传感器都可取代下文所述并且所描绘的应变计传感器。此外，可利用其它类型的外部计传感器代替应变计传感器，如电传感器、电子传感器、机械传感器、无线传感器和光纤传感器。本专利技术的范围内的实施例涉及应变计传感器在注射模制过程期间估算条件，如模腔中或熔体流前沿的位置的压力的用途。在诸多模具中，内部模腔压力与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间存在直接相关性。在此类模具中，外部应变计可用于替代直接传感器以监测并且调整内部模腔压力。在其余模具中，内部模腔压力与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间不存在直接相关性。然而，模腔中的熔体流前沿的位置与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间仍存在直接相关性。使用应变计传感器以及虚拟空腔传感器作为压力控制系统的一部分以感测模腔中的参数，如模腔中或熔体流前沿位置的压力，并且如果参数命中或超过触发点或范围，那么调整注射模制过程。在本专利技术的范围内的实施例中，将至少一个应变计传感器安装于模具的外部上，如堆栈模具的模具板的外部上，其邻近于位于两个模侧之间的分模线，所述分模线界定注射模制系统的一个或多个模腔。在本专利技术的一些实施例中，使用两个应变计传感器，一个邻近于模具的分模线并且接近达到模腔的喷嘴，并且另一个邻近于模具的分模线并且当熔融热塑性材料注射到模腔中时，其处于喷嘴的下游位置处。通过测量标准注射模制过程期间所出现的模具表面上的表面应变来研究应变计传感器。在典型注射模制设备中，在两个模侧之间形成模腔，所述模侧在压力下通过按压或夹持单元结合在一起。因此，沿模具的分模线，由按压或夹持单元施加闭合力。当熔融热塑性材料注射到模腔中时，熔融热塑性材料沿模具的分模线施加张开力。理想地，熔融热塑性材料所施加的张开力小于夹持单元所施加的闭合力。如果张开力超过闭合力，那么模侧被迫分开并且发生熔融热塑性材料溢出或泄漏。放置于邻近于模具的分模线的模具表面的外部上的应变计传感器能够感测由于闭合力和张开力，模具表面上所出现的随时间推移的表面应变变化。响应于表面应变变化，应变计传感器发出通常在-10伏到10伏范围内的电信号。接收应变计传感器所发射的信号并且供控制器使用以估算模具中的一个或多个条件，如模腔中的压力或熔体流前沿的位置。在其中流动通道的长度与模制部件的厚度的比较大的特定模具，即具有高L/t比的模具中，可基于应变计传感器所发射的信号来估算熔体流前沿处的压力。这些近似值可适用于调整注射模制过程。举例来说，可估算模腔中的压力量并且与最大容许模腔压力相比较以致力于确保过量模腔压力不会对模腔造成破坏。在本专利技术的范围内的一些实施例中，如果由控制器所计算的条件命中或超过触发点，那么应变计传感器作为其中一部分的压力控制系统可调节注射模制系统的运作以致力于将所感测的或另一参数降到或恢复到理想范围内的水平。除了一个或多个应变计传感器以外，本专利技术的压力控制系统还包括虚拟空腔传感器，其可以一组指令(例如，软件程序)的形式加以实施，所述指令存储于非暂时性机器可读媒体上并且由一个或多个通用或专用处理器执行。虚拟空腔传感器可从机器可读内存读取数据，并且在一些情况下向机器可读内存写入数据，所述内存存储有表示最佳预定义压力-时间曲线的数据，所述曲线对应于由注射模制过程和形成部件的材料所制的部件。预定义压力时间曲线由其中时间为独立变量并且压力为因变量的等式或关系定义。在一些实施例中，预定义压力-时间曲线为在设定实现模腔的最大设定压力下接近渐近线的抛物曲线。在其中控制器基于应变变化估算内部模具压力的一些实施例中，虚拟传感器将由应变计随时间推移的读数所估算的实时压力与最佳预定义压力-时间曲线进行比较以确定注射模制过程的运作是否如所预期。结合可从注射模制设备获得的其它信息，如将熔融热塑性材料注射到模腔中的螺杆行进的远近程度，虚拟传感器可测定熔融热塑性材料的粘度和模腔的填充百分比。在由应变计传感器读数所估算的实时数据指示并未遵循最佳预定义压力-时间曲线的情况下，虚拟传感器系统可引导注射模制设备采取校正动作，如通过改变注射额外的熔融热塑性材料的螺杆的推进速率和/或推进力，以增加熔体流前沿处或模腔中的压力。术语“流动前沿”是指当熔融聚合材料从模腔的喷嘴或浇口(即熔融聚合材料引入到模腔的点)朝向并且最终到模腔的填充结束的位置前进时，如界定模腔的模具的表面所经历，熔融聚合材料的注射的前边缘。在其中控制器基于应变变化测定熔体流前沿的位置的一些实施例中，当意识到应变传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注射模制方法，特征在于所述方法包含：使用至少一个应变计传感器(图1中的#52)测量模腔(图1中的#32)的模侧中的应变变化；基于所述应变变化估算所述模腔中的压力或熔体流前沿位置中的至少一个；将所述估算压力或熔体流前沿位置与触发点进行比较(图8)；如果所述估算压力或熔体流前沿位置等于或超过所述触发点，那么启动虚拟空腔传感器(图1中的#51)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 62/195,3541.一种注射模制方法，特征在于所述方法包含：使用至少一个应变计传感器(图1中的#52)测量模腔(图1中的#32)的模侧中的应变变化；基于所述应变变化估算所述模腔中的压力或熔体流前沿位置中的至少一个；将所述估算压力或熔体流前沿位置与触发点进行比较(图8)；如果所述估算压力或熔体流前沿位置等于或超过所述触发点，那么启动虚拟空腔传感器(图1中的#51)。2.根据权利要求1所述的方法，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器使得控制器(图1中的#50)进行包含以下至少一个的动作：增加熔融热塑性材料的挤压速率；降低熔融热塑性材料的挤压速率；增加熔融热塑性材料的注射力；降低熔融热塑性材料的注射力；致动所述模腔的一个或多个壁；或启动所述模腔中的加热组件。3.根据权利要求1所述的方法，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由应变变化测量结果所计算的估算压力，并且将所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力-时间曲线进行比较，所述应变变化测量结果由所述至少一个应变计传感器随时间推移加以测量。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：其中，如果所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力-时间曲线的比较指示并未遵循所述最佳预定义压力-时间曲线，那么调整注射模制过程。5.根据权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·波拉德，J·D·瑞克尔，G·M·艾尔托宁，H·K·汉森三世，
申请(专利权)人：艾姆弗勒克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US