<p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 120961921 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.11.18</p>
<p>(21)申请号 202511190332 .5</p>
<p>(22)申请日 2025 .08 .25</p>
<p>(71)申请人 昆山安泰美科金属材料有限公司</p>
<p>地址 215300 江苏省苏州市昆山市昆山开</p>
<p>发区沪巷路6号</p>
<p>(72)发明人 张建红 孟坤全</p>
<p>张家彬</p>
<p>张远 王传兴</p>
<p>(74)专利代理机构 北京文嘉知识产权代理事务</p>
<p>所(特殊普通合伙) 11954</p>
<p>专利代理师 黄胜利</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/00 (2021 .01)</p>
<p>CN 120961921 A</p>
<p>权利要求书2页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种金属注射成型加工设备</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明属于金属粉末注射技术领域，具体公</p>
<p>开了一种金属注射成型加工设备，包括安装框架</p>
<p>和设于安装框架内的注射机本体，注射机本体包</p>
<p>括固定设置的注射筒管和设于注射筒管前端的</p>
<p>注射嘴，还包括两组锁模脱模组件、设于注射机</p>
<p>本体前方的注射冷却并行组件以及用于驱动两</p>
<p>组锁模脱模组件平移的多轴滚珠丝杠。</p>
<p>本发明通</p>
<p>过增设独立的保压冷却单元，并利用模具平移机</p>
<p>使两副模具在注射单元与保压冷却单元之间</p>
<p>实现交替的并行作业，模具在注射完成后即与喷</p>
<p>嘴分离并移至保压工位，分离时切断的浇注系统</p>
<p>凝料被保压单元用于后续的保压补偿填充，从而</p>
<p>将耗时较长的保压冷却工序独立出来，极大缩短</p>
<p>了单次成型周期。</p>
<p>说明书6页</p>
<p>附图8页</p>
<p>CN 120961921 A</p>
<p>1/2 页</p>
<p>1 .一种金属注射成型加工设备，包括安装框架（1）和设于安装框架（1）内的注射机本体</p>
<p>（2），所述注射机本体（2）包括固定设置的注射筒管（21）和设于注射筒管（21）前端的注射嘴</p>
<p>（24），其特征在于：还包括两组锁模脱模组件（3）、</p>
<p>设于注射机本体（2）前方的注射冷却并行</p>
<p>组件（4）以及用于驱动两组锁模脱模组件（3）平移的多轴滚珠丝杠（5）；</p>
<p>每组锁模脱模组件（3）包括设于注射机本体（2）前方的前固定件（31）和与前固定件</p>
<p>（31）固定连接的定模板（33），所述前固定件（31）和定模板（33）中部开设有连通的孔腔（36）</p>
<p>作为注射流道；</p>
<p>两组锁模脱模组件（3）的前固定件（31）之间通过安装杆（42）连接，所述安装杆（42）和</p>
<p>两端的前固定件（31）的表面共同开设有一个连通的滑槽（43）；</p>
<p>所述注射冷却并行组件（4）包括固定连接于注射嘴（24）前端且滑动紧贴配合于滑槽</p>
<p>（43）内的滑杆（41）、设于安装框架（1）上的液压缸（46）以及由液压缸（46）驱动的保压杆</p>
<p>（45），所述注射嘴（24）的注射口贯穿滑杆（41）中部，所述滑杆（41）两端对称开设有供保压</p>
<p>杆（45）穿过的通孔（44）；</p>
<p>所述多轴滚珠丝杠（5）的平移单元与安装杆（42）连接，以驱动两组锁模脱模组件（3）在</p>
<p>不同工位间切换。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：每组锁模脱模组件</p>
<p>（3）还包括与前固定件（31）间隔固定设置的后固定件（32）、</p>
<p>设于后固定件（32）前方的驱动</p>
<p>件（35）和由驱动件（35）驱动的动模板（34），两组锁模脱模组件（3）的后固定件（32）之间通</p>
<p>过安装杆（42）连接。</p>
<p>3 .根据权利要求2所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：所述多轴滚珠丝杠</p>
<p>（5）固定于安装框架（1）上，用于驱动两组锁模脱模组件（3）沿滑杆（41）的长度方向同步往</p>
<p>复平移。</p>
<p>4 .根据权利要求3所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：所述滑杆（41）为长</p>
<p>杆结构；所述保压杆（45）设为两组，且分别正对于滑杆（41）两端的通孔（44）。</p>
<p>5 .根据权利要求4所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：当多轴滚珠丝杠</p>
<p>（5）驱动锁模脱模组件（3）平移时，所述滑槽（43）相对于滑杆（41）滑动，使得完成注射的孔</p>
<p>腔（36）内的熔融喂料被滑杆（41）的杆体表面剪切，且注射嘴（24）连同滑杆（41）的注射口被</p>
<p>滑槽（43）的槽底封闭。</p>
<p>6 .根据权利要求5所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：在初始状态下，所</p>
<p>述保压杆（45）的前端穿过通孔（44），且保压杆（45）的端面与滑槽（43）的槽底表面平齐。</p>
<p>7 .根据权利要求6所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：当一组锁模脱模组</p>
<p>件（3）的孔腔（36）移动至正对保压杆（45）时，对应的液压缸（46）驱动保压杆（45）前进，</p>
<p>压杆（45）伸入孔腔（36）内，对孔腔（36）内被剪切分离的熔融喂料进行保压。</p>
<p>8 .根据权利要求7所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：当其中一组锁模脱</p>
<p>模组件（3）的孔腔（36）与注射嘴（24）的注射口对准时，另一组锁模脱模组件（3）的孔腔（36）</p>
<p>能够与其中一个通孔（44）以及保压杆（45）对准。</p>
<p>9 .根据权利要求8所述的一种金属注射成型加工设备，其特征在于：所述注射机本体</p>
<p>（2）还包括设于注射筒管（21）外部的加热元件（23）、</p>
<p>设于注射筒管（21）内部的螺杆（22）、用</p>
<p>于驱动螺杆（22）旋转的伺服电机（25）、用于驱动螺杆（22）轴向移动的推送缸（26）以及设于</p>
<p>CN 120961921 A</p>
<p>注射筒管（21）后部的进料斗（27）。</p>
<p>2/2 页</p>
<p>CN 120961921 A</p>
<p>1/6 页</p>
<p>一种金属注射成型加工设备</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属于金属粉末注射技术领域，</p>
<p>具体是指一种金属注射成型加工设备。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成型（MIM）是一门将注射成型技术与传统粉末冶金工艺相结合的新型成</p>
<p>型技术。该技术通过将微细的金属粉末与特定的高分子粘结剂体系在一定温度下进行混</p>
<p>合，形成具有良好流变性能的喂料，再将该喂料通过注射成型设备制成具有预定复杂形状</p>
<p>的生坯。</p>
<p>随后，</p>
<p>生坯经过脱脂工序去除其中的粘结剂，再通过高温烧结工序使金属粉末颗粒</p>
<p>致密化，最终获得具有高密度、</p>
<p>高强度和优异尺寸精度的全金属零部件。</p>
<p>[0003] 典型的单次注射成型循环通常包括以下步骤：</p>
<p>首先，颗粒状的金属喂料通过加料</p>
<p>斗被送入注射机料筒内，料筒外部设有加热装置，料筒内部则设有一根可旋转及轴向移动</p>
<p>的螺杆。</p>
<p>螺杆在旋转过程中，其螺棱结构将喂料从加料口一端向料筒前端输送，在输送过程</p>
<p>中，喂料在外部加热和螺杆旋转产生的剪切热的共同作用下，</p>
<p>经过压缩段和计量段，被充分</p>
<p>塑化成均匀的熔融状态，并被输送至料筒前端、</p>
<p>螺杆头部前方的熔料腔内积存。</p>
<p>随着熔料的</p>
<p>不断积存（原理与螺旋输送机类似），其产生的反压力会推动螺杆线性后退，此过程称为计</p>
<p>量。当螺杆后退至预设位置，即熔料腔内积存的熔料量达到单次注射所需量时，</p>
<p>计量过程完</p>
<p>随后，驱动组件（如液压缸）推动整个螺杆向前移动，将料筒前端的熔融喂料通过喷嘴以</p>
<p>及模具的浇注系统高压注射入已闭合的模具型腔内。注射完成后，系统进入保压阶段，即螺</p>
<p>杆继续对熔料施加一定的压力，以补偿熔料在模具型腔内因冷却而发生的体积收缩，确保</p>
<p>最终制件的致密性和尺寸稳定性。最后模具打开，通过取出机构将生坯脱模取出。在取件、</p>
<p>合模的同时或之后，</p>
<p>螺杆再次启动旋转并后退，开始为下一次注射成型进行计量。然而上述</p>
<p>金属注射成型加工设备存在显著的技术缺陷。</p>
<p>[0004] 在MIM工艺中，</p>
<p>为了保证生坯的质量，其在模具内的保压冷却时间通常占据了整个</p>
<p>成型周期的较大部分。在整个保压冷却阶段，注射装置的喷嘴必须与模具的主流道衬套保</p>
<p>持紧密贴合，并持续提供补偿压力。这就意味着，一台注射机在完成注射动作后，必须等待</p>
<p>一个较长的冷却周期结束才能进行下一次注射，其核心的注射单元无法并行进行其他模具</p>
<p>的注射，极大地限制了设备的产能。此外，若保压冷却时间过长，还存在料筒前端靠近喷嘴</p>
<p>区域的熔融喂料因长时间未流动而热量散失，导致温度下降、</p>
<p>粘度升高甚至局部凝固的风</p>
<p>这可能堵塞喷嘴，</p>
<p>影响后续生产的连续性和稳定性。</p>
<p>[0005] 在每一次注射循环中，</p>
<p>连接注射机喷嘴与模具型腔的注射孔腔会被熔融喂料完全</p>
<p>填充。</p>
<p>这部分喂料在冷却后与生坯一同固化并被脱模取出，</p>
<p>形成了浇注系统凝料。该凝料在</p>
<p>后续工序中通常被视为废料，尤其对于使用昂贵金属粉末（如钛合金、</p>
<p>高温合金等）的场合，</p>
<p>这部分浪费构成了巨大的生产成本。同时在脱模过程中，固</p>

<hr>
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