薄壁细长管状件的注射成型制造技术

薄壁细长管状件例如用于医用导管的注射成型是通过在一个细长的型腔内安装一个细长的心杆，在此心杆上持续地施加拉力以保持心杆相对于型腔为一预定的、基本上同轴的关系并进一步保持该心杆沿其长度方向为挺直的状态而完成的。形成产品的塑料材料被注入该型腔，同时通过调整心杆相对于型腔内壁的位置来克服由于塑料溶体流入型腔和当它环绕心杆及沿心杆长度方向流动时产生的任何不平衡。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种薄壁细长件的成形装置和方法，这种薄壁细长件例如医用的导管，但不限于此，在这种件中一个沿着它的薄壁保持着基本上一致尺寸的直径特别小的孔贯穿于这个管状件的大部分长度中。其制作方法是利用一种注射成型技术以及强使一个熔体流进入一个型腔，并围绕着一个相对于型腔中线的心杆，通过在心杆上施加拉力的办法来使心杆保持在一个相对于型腔的基本上居中的位置。在本行业中需要有一种塑料制品的成型方法，用来成型一种具有整个延伸长度上其直径相对来说很小的孔的塑料零件。这种制品的一个例子是医用导管，这种导管包括一个塑料材料的外套或套管，可将一个针插入其中。特别在医用制品的领域，一个重要的要求是要穿过该导管制品的中心孔保持不变的直径，以取得完工后的管状件中保持为一个基本上是直筒的效果。再者，这种制品在被弯曲或褶曲时，其结构一要能保持一种协调的拐折状态以避免绞结在一起。当然还有在许多其他情况下，需要穿过一个管状塑料成型零件来形成一个相对来说是细的、小直径的孔，不管这个孔是否和这个零件同轴，或者这个零件是否是圆形的。一般来说，这里称之谓“管状”的意思，是指那些零件至少有一个穿过它的细孔。通常的情况是，这样一种成型的塑料零件需要有一个必需的不变厚度的薄壁并带有纵向延伸孔道，这个孔道具有一种非常小的直径并延伸穿过这个零件。以前，特别在注射成型行业中，当塑料被熔化后并被强制流入一个细的，小直径的中心部分的型腔中时，强制熔体进入型腔的注射压力如果不是在注射过程中被充分平衡的话，它将会使那个小直径的心杆从它的相对于型腔中心轴线基本上是对中的、挺直的形态发生移位。这种移位当然是不希望存在的，因为不仅中心孔而且制品本身筒体的挺直形态都是必要的。这样一种相对于型腔内壁的心杆的移位也经常由于当热熔体进入型腔通过其整个长度并基本上围绕心杆流过时，被认为是热熔体流动特性的不平衡所造成。这种不平衡可以由许多因素造成，在心杆上施加了不均匀的力从而会使之从前述的较好的挺直形态中发生移位。由于这些原因，现有技术一般限于适用在相对其中心孔的直径来说是短的管状制品。如果管状件相对来说是较长时(这在医疗器械工业中是十分常见的)，则对于一个小孔，特别是对一个薄壁管中的孔来说，那就特别难于制成任何高精度的制品。另外，不同的材料还会产生不同的问题。在制造如前所述的型式的制品时，经常需要制造一种纵向长度为1英寸(25.4毫米)或更长的塑料管状件，它的外径大致为0.032英寸(0.81毫米)，它的小直径孔大致为0.020英寸(0.51毫米)。显然这种管状件的壁厚是极薄的，大致在0.006英寸(0.15毫米)厚度范围内。经常碰到的是，希望穿过成型塑料件的孔或通道的直径应在0.002英寸(0.05毫米)到大致为0.10英寸(2.54毫米)之间的范围内。为此，要制造上述型式的制品，首先碰到的困难是心杆必需是一种极小直径的，并能承受利用注射成型技术中强制进入型腔的熔体所施加的压力。流入的熔体的压力或力量趋向于在很细的心杆上施加一种力，从而导致心杆从它在型腔中的挺直形态产生移位并使薄壁管状件产生缺陷。对于此处所谈的制品型式的注射成型技术，另外的问题是当熔体材料被强制地从离开注射喷咀进入型腔并通过它的全长时，熔体是沿着称之谓迂回途径流动的，利用这种塑料材料来制造管状件时，在其流动中途可能发生熔体材料不完整性的断裂状态。制别当塑料材料熔化后是被强制穿过一个迂回途径或穿过包括一个或更多的直角拐弯的途径时，并且相对来说具有高速度时，更是如此。然而把注射流入的熔体速度放慢的企图很少会得到成功，特别在涉及薄壁管状件的制造中。这首先是由于这样一个事实，那就是特别当熔体在低速通过型腔的全长时很快冷却下来而变硬。因此，在如此低速下利用注射成型技术时，为了克服现有技术中的问题，在熔体注射之前，试图把塑料材料的温度提升到略高于正常温度。但是，高的温度又导致了许多种塑料材料的品质降低，这是显然不利于制造薄壁管状件的。如前所述，当利用传统的注射成型技术时，被用来制造薄壁管状件的各种材料显示出了一些特殊的问题。对于塑料材料如聚四氟乙烯来说是不能用于在高速流动条件下具有迂回途径的注射成型的。相反，沿着直角拐弯或迂回途径的聚四氟乙烯的注射成型需要一个低的注射速度。然而，人们又认为在薄壁管状件的制造中，高速注射是必要的，为的是在熔体冷却之前就可完成型腔的充填。其他用于制造相对来说较长的薄壁管状件的现有技术和装置包括利用特别细的钻头来钻孔或利用激光束打孔。然而，这些技术严重限制了可以形成的管子的长度。再者，当然也是人们熟知的，可以用挤压成形一个管子，以及用拔延管状件来达到很小直径。然而，这种技术显示出仅仅限于当管壁和管状件的孔或其外部形状是圆的形态。一般来说，这种现有技术的挤压工艺是不切实际的，当它要用于生产那种带有多个台阶壁的形状，例如当在制品上希望有一个毂盘或者斜角壁顶时是如此。为此，在此行业中就需要有一种生产薄壁细长管状件的方法和装置，例如用于医用导管型的制品，但又显然不仅限于此，最好还是利用一种注射成型技术，而这种技术的状况又将克服相对很细的心杆在形成管状件的型腔中的最佳同轴定位的移位所带来的问题。本专利技术涉及到成型装置和随之而来的方法，用于从一种可成型的塑料材料中制造一种薄壁细长管状件，其中所说的管状件是特殊设计的，它具有一个贯通其全长为基本上是一致的管壁厚度，而进一步的特征表现在穿过管状件的中心孔或通道的直径的横向尺寸是极小的。此处提供的本专利技术的说明中都是以管状件(诸如医用导管)作为参考产品的。然而，这里要着重指出，这种成型装置及其方法用于主要是管状件的制造不仅限于导管装置，而是更遍及于各式各样的管状件，只要这些管状件具有前述的结构特征即可。本专利技术的成型装置结合了一种注射成型技术，其特征是将加热的和熔化状态的塑料材料被称之谓熔体的东西强制注入一个细长的型腔，至少在一个实施例中，其方向是对直了型腔的长度或与其同一轴线。这样一种对直的注射成型被引用，其目的至少部分是为了当熔体从注射喷咀流进型腔和穿过型腔的全长时，要避免一种迂回的或直角拐弯的熔体流径的途径。然而，应当着重地指出，当详细说明了主要专利技术点是专门关于对直的注射成型装置和技术的同时，本专利技术还进一步打算说明此处所说的对直注射除了单纯的同轴引入热熔体到型腔中以外，而对热熔体的初始引入段来说，它又可以从型腔长度的横向或垂直方向引进心杆处，这些也应包括在本专利技术的概念之中。一个心杆以支承关系被延伸安装在型腔的内部，它基本上在型腔内处于并保持在中心位置。本专利技术的一个重要特征就是保持心杆相对于型腔来说处于中心并对直的方向，并防止了心杆的移位，这种移位是由于熔体流入型腔并围绕心杆的周围流动时产生的力量施加在心杆上的。心杆保持在前述的基本上中心位置和对直状态保证了导致管状件有一个直的，基本上处于中心的通道和一个筒体部分，管状件本身基本上也是直的。然而，还应着重指出，管状件壁的形状事实上也可以是台阶式的或包括一个毂盘部分，等等，而这些仍将属于直的或直线形状的意义之中。本专利技术的一个重要特征是在从型腔末端伸出来的心杆的外伸段上施加并保持一个拉力。这个拉力或力量是在与心杆的长度同轴方向上施加到心杆的外伸段上去的。另外，心杆的另一端或可称之谓心杆的顶端相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁细长管状件的注射成型及其制造方法，其特征在于：具有沿着它的长度基本上是均匀的和对称的横断面积，利用一种注射成型工艺按照下列方法制造出来：ａ）将一个细长的心杆放入一个细长的型腔中并与之中心对准，并使心杆的末端突出于型腔的外面，ｂ） 将所说的心杆的邻接于所说的型腔的开口端的最接近的一端夹紧起来并可移动，并对所说的心杆的末端在轴线方向旋加一个拉力，ｃ）从一个塑料材料的供应源轴向引入和注射熔体流进入所说的型腔，并将所说的熔体流从进入所说的型腔的前面的地方基本上均匀地分配 到所说的心杆的通常是环形的周围，ｄ）连续注射所说的熔体流进入所说的型腔，直到在心杆和型腔之间的空间沿着心杆的长度方向全部填满为止，ｅ）将所说的心杆未端上的所说的轴向拉力保持到所说的熔体已经固化为止，并使从所说的型腔中的排气得以允许所 说的熔体充满在所说的型腔中，ｆ）从所说的型腔和心杆处取走固化了的所说的管状件，ｇ）当塑料熔体流沿着所说的型腔的长度流动时，如果需要克服在进入所说的型腔中的所说的塑料熔体流中的任何不平衡，将在横向上相对于所说的型腔的所说的心杆的一端加 以调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德H麦克法兰，
申请(专利权)人：陶特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]