CN101663146B - 用塑料制造模制外壳和模制体的模具、装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用塑料制造模制外壳(7)和模制体(7)的模具，其中所述模具构成为一个双壁的空心体并且具有一个赋型的前壁(1)以及一个后壁(2)，于其中构成空腔(3)。用这种安排在用空壳铸造方法或旋转的方法用塑料制造模制外壳(7)和模制体(7)时，尤其是在制造汽车的内罩和仪表盘时，不但节能而且还节省不菲的材料。

Description

用塑料制造模制外壳和模制体的模具、装置和方法

技术领域

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的用塑料制造模制外壳和模制体的一种模具，以及用塑料制造模制外壳和模制体的一种装置和一种方法。

背景技术

制造模制外壳或者模具部件的方法以旋转浇铸、旋转烧结或者空壳铸造法的概念是公知技术。在这些方法中用能流动的塑料或者含有液体的塑料填充模具，然后供热融化所述塑料，从而在所述模具表面形成一个薄的塑料层。接着，例如在通过进一步地加热进行进一步的材料合成之前或者在一种化学变化之前，可以倒掉多余的塑料材料。在冷却所述模具以后可以从所述模具上取下成品的模制体或者模制外壳。通常填充粉末或者颗粒形式的所述可流动的塑料材料的方式为通过在开口朝向下方的模具上安放或者对接一个所述的粉末盒，然后把所述模具连同所述粉末盒一起转动，从而使塑料粉末或者塑料颗粒填充进所述模具并且以上述的方式加工之。

供热可以通过事先把所述模具推入一个热空气室中进行。然而其缺点是加热和冷却所述模具用时非常长，从而在这种常规的方法情况下产出率不太高。此外在使用热空气室或者灶的情况下，过程控制，尤其是温度监测，不令人满意。

公知一些方法，其通过使用可充以冷却媒介或者加热媒介填充的双壁模具加速塑料外壳或者模具部分的制造。

于是在专利说明书D E 4106964C 2中说明了一种用塑料制造模制外壳和模制体的装置，其中使用了一种双壁的电镀模具，在其后壁上构成许多加热媒介和冷却媒介的入口和出口，从而可以实现快速且在所述模具的整个面上均匀的加热和冷却。在此所述入口不一定是均匀分布的，而是在特别的实施方式中在一定的位置规定了加热媒介或者冷却媒介供给的密度，这主要是用作平衡模具壁中的壁厚差，模具壁中的壁厚差是以电镀方式制造模具时不可避免的。

尽管以此方式还可以得到不同的壁厚，然而对于有目的地在模制外壳中制造不同的壁厚，这种方法却不一定适合，因为一个方面设备耗费非常地大，而另一个方面在模具壁上的温度差相对很小，同时温度传导不确定且模糊不清，从而该方法不适用于实现有较小或者较大的壁厚的目标区域。

然而在使用空壳铸造方法制造用于制造汽车仪表盘的模制外壳时对模制外壳的壁厚的要求是不同的，视哪些区域要用所述模制外壳覆盖而异。从而在气囊区域中追求约1.2mm的模制外壳厚度，而在其余区域中0.9mm的厚度就足够了，因此要是能够实现有目的的不同壁厚，将会具有节省很多材料的潜力。

在配件的区域中本身设有一些孔，这些孔要在一个附加的工作过程中引入在成品的模制外壳中，这除了工作的多重耗费以外，还由于相应的下脚料而产生附加的材料损耗。

公知的一些方法，通过对应地控制冷却媒介或加热媒介或者对应地控制加热循环或油循环以保持模制外壳或者模制体的壁厚受影响而不同。

于此从专利公开DE2817030A1中公知的一种制造模制外壳的方法，其中所述模具具有不同的液体通道的不同区域，由此可能产生不同的壁厚。然而该方法的缺点是，其要求的设备具有非常高耗费。

发明内容

因而继续存在对以简单的方式制造有不同的壁厚甚至有现成的孔洞的模具的一种方法或者说一种装置的需要。

该任务通过一种具有权利要求7的特征的装置和一种具有权利要求8的特征的方法完成。

本发明的另一个任务是提供一种模具，用之可以以一种简单的方式制造一种有不同的壁厚或者孔洞的模制外壳。该任务通过一种有权利要求1的特征的模具完成。

本发明的又一个任务是提出一种模具，借助于所述模具可以加速模制外壳或者模制体的制造并且同时节能。该任务也通过一种具有权利要求1的特征的模具完成。

如本发明所述的模具的有利的实施方式在从属权利要求中说明。

着眼于一种带有一个赋型的前壁、一个后壁以及一个前壁与后壁之间的侧面密封的用于供给加热媒介和冷却媒介的双壁模具，我们发现，通过在所述前壁中有目的地引入一些空腔，就可以将从加热媒介和冷却媒介到所述前壁的赋型的内轮廓的热传导受到影响，从而限制或者完全阻止在所述前壁的所涉及位置上的塑料外壳的沉积。在此所述空腔起一种隔离的作用并且阻止加热媒介或者冷却媒介对所述前壁的内轮廓的热传导。

在所述模具的后壁中的空腔同样地具有一种隔离作用，并且在制造过程中对热损耗进行保护，通过使用后壁中的所述空腔，所述制造过程可以在很少使用能量的同时得到加速。

所述空心体的构成取决于模具的种类。例如，在一个焊接的模具的情况下，在所述壁上进行了锡焊或者焊接，而在电镀制造的壁的情况下，所述空腔在电镀时直接构成，在这种情况下，在第一沉积电镀层要构成空腔的区域上涂腊，从而在进一步的电镀时在该位置上构成一个存有腊封入物的双层壁。在制造成所述壁之后开放该空腔，并且可以通过熔化去除所述腊。

因为所述模具的前壁的后侧受加热媒介或者冷却媒介冲刷，同时在其前侧上沉积所述塑料外壳，所以要求所述空腔在所述前壁的区域中封闭并且可排气，从而防止通过这样的方式加热媒介或者冷却媒介浸入到所述空腔中，同时可防止在该封闭的空腔中的气体膨胀。

在所述空心模具的后壁上构成一个或者多个空腔，从而使冷却媒介和加热媒介产生与外壁的隔离，并且可以实现节能及加速制造过程的作用。因为在后壁只在面向所述空心模具内部的前侧与外部媒介发生接触，因此所述空心体在后壁不用封闭，而是在背向加热媒介和冷却媒介的侧面上有一个开口。

在前壁与后壁之间的侧面密封，优选地是通过一种方式形成为支承框架，该支承框架把所述前壁和后壁粘接在一起。

构成为双壁空心体的模具具有至少一个用于所述加热媒介和冷却媒介的一个入口和出口，所述入口和出口各自与所述加热媒介和冷却媒介的相应的一个流入系统和流出系统连接。

本发明还涉及一种用塑料制造模制外壳和模制体的装置，其中使用一种构成为双壁的空心体的模具，在此所述模具的前壁和/或后壁具有至少一个空腔。除了该模具之外所述装置还有一个可以放在所述模具上的盒子，一个旋转框架以及一个用于调节温度过程曲线的程序控制装置，所述盒子盛有作为粉末、颗粒或者液体的塑料材料，所述旋转框架与所述模具的支承框架连接并且借助于旋转框架在所述装置中转动所述模具。

本发明还涉及一种用塑料制造模制外壳和模制体的方法，其中首先一个可以放在一个模具上的盒子固定在所述构成为双壁的空心体的模具上，所述盒子盛有作为粉末、颗粒或者液体的塑料材料，所述模具的前壁和/或后壁具有至少一个空腔。接着与所述模具一起旋转所述盒子以把塑料材料从所述盒子倒入进所述模具中，并且只要所述塑料材料在所述模具中了，就以一个对应的温度程序把一个塑料外壳沉积在所述模具的内轮廓上，在此借助于一种加热媒介，优选的是借助于油调节所述模具的温度。接着的所述模制外壳或者模制体的固化可以通过一种对应的冷却加速。有利的是所述加热媒介和冷却媒介在循环中输送并且通过对应的流入口和流出口以及流入系统和流出系统与所述双壁的空心体液体连通。

本发明的一个优选的实施方式提出，起赋型作用的前壁可更换地固定在后壁上，从而可以通过更换所述前壁用相同的装置制造不同的模制外壳。

附图说明

下面借助于附图说明本发明。在附图中：

图1示出通过双壁的空心体的前壁和后壁的横剖面；

图2示出通过一个前壁或者后壁的俯视纵剖面。

具体实施方式

图1中所示的双壁的空心体的横剖面示出一段设有两个空腔3的前壁1，其中所述空腔3具有不同的厚度并且其与前壁1的赋型侧10的间隔不同。由空腔3的这种安排在制造过程中造成塑料层7的不同厚度，因为赋型的前侧10的各个区域有不同的温度。从而在前侧10的其中没有空腔3的区域中不受限制地传导温度，从而在该位置熔解许多塑料材料，并且对应地构成一个对应厚度的模制外壳7。

在图1中有较大直径的空腔3几乎延伸到前壁1的赋型的前侧10，这对应地带来良好的隔离，从而在该位置上塑料外壳7只构成一个薄层。在这种实施方式的一个扩展中可以取决于所使用的塑料材料的熔点完全地中断沉积。从而尤其是在电镀制造模具壁1、2时，可以把所述空腔3构成到壁1、2的外侧10、13附近，从而在所述前壁1的情况下一个优化的隔离阻止塑料外壳7在该位置的沉积。

有较小直径的空腔3的区域中所述隔离效果不这么突出，从而在该区域中模制外壳7构成一个中等的层厚。在图1所示的实施方式中各个空腔3与连接通路6连接成一个空腔系统，优点是不必每个单个的空腔3都设置一个排气塞4或者一个气体开口5。如在图1中可见，在前壁1的与冷却媒介或者加热媒介8发生接触的反向侧11上空腔3的开口用排气塞4封闭，以阻止冷却媒介或者加热媒介8的浸入。在前壁1的区域中要求排气以避免在加热时由于气体膨胀毁坏前壁1。

在后壁2中空腔3只起隔离的作用并且从而节能和加速制造过程。因此可以均匀地构成空腔3。空腔3的开口5也可以开放地实施，因为其安排在所述双壁的模具的外部区域中并且不与冷却媒介或者加热媒介8发生接触。

图2示出通过一个用于制造模制外壳或者模制体的模具的前壁1或者后壁2的俯视纵剖面，在此可以看到两个空腔3，这两个空腔由一个连接通路6相互连接。

在图1和图2中所示的带有通过连接通路6相互连接的单个空腔3的优点是，所述模具的壁由在此构成在空腔3之间的桥接片9固定，并且避免例如在加热时压扁所述空腔室。带有单个的、较少或者较大的空心体的实施方式也能够满足同样的目的，其中在此情况下当然要求每个单个的腔都有一个对应的排出口，所述排出口在后壁2的情况下是开放的或者前壁1的情况下设有一个排气塞4。

在锻压的模具的情况下可以设想单个的壁本身完全或部分双壁地构成，并且只通过桥接片固定。

标号表

1前壁

2后壁

3空腔

4排气塞

5开口

6连接通路

7模制外壳(模制体、塑料层)

8冷却媒介或者加热媒介

9桥接片

10前壁的前侧

11前壁的后侧

12后壁的朝向加热媒介和冷却媒介侧

13后壁的背离加热媒介和冷却媒介侧

Claims (11)

1.用塑料制造模制外壳(7)的模具，其包括：一个具有起赋型作用内轮廓(10)的双壁的空心体，所述双壁的空心体带有一个赋型的前壁(1)、一个后壁(2)以及一个在所述前壁(1)与后壁(2)之间的侧面密封，其中在所述双壁的空心体中供给和导出一种加热媒介和冷却媒介，其特征在于，所述前壁(1)具有至少一个空腔(3)，其中所述至少一个空腔(3)可以使从加热媒介和冷却媒介到所述前壁的赋型的内轮廓的热传导受到影响，并且/或者所述至少一个空腔(3)具有隔离和防止热损耗的作用。

2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，

所述前壁(1)和后壁(2)是电镀产生的壁。

3.如权利要求1所述的模具，其特征在于，

所述模具是一种锻造的和/或焊接的模具。

4.如权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，

前壁(1)中的至少一个空腔(3)是可排气的。

5.如权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，

所述后壁(2)具有至少一个空腔(3)，该后壁(2)的空腔(3)具有一个安排在背离加热媒介和冷却媒介(8)的侧面(13)的开口(5)。

6.如权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，所述赋型的前壁(1)是可更换的。

7.如权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，所述模制外壳(7)是汽车的内罩和仪表盘。

8.用塑料制造模制外壳(7)的装置，包括：

-一个如权利要求1至7中任一项所述的模具，

-一个可以密封地固定在所述模具上的盒子，所述盒子含有作为粉末、颗粒或者液体的塑料材料，所述盒子能与所述模具一起旋转以把塑料材料从所述盒子倒入进所述模具中，并在模制外壳达到所希望的壁厚以后倒转所述模具和盒子，把多余的塑料收集在所述盒子中，和

-一个用于旋转所述模具的装置，该装置具有一个旋转框架，所述旋转框架与所述模具的支承框架连接，以及

-一个用于调节一种温度过程曲线的程序控制装置，

在此构成为双壁空心体的模具具有至少一个为加热媒介和冷却媒介(8)设置的流入口和流出口，并且所述流入口和流出口各自连接在一个对应的加热媒介和冷却媒介(8)的提供系统和导出系统上。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模制外壳(7)是汽车的内罩和仪表盘。

10.用塑料制造模制外壳(7)的方法，所述方法包含以下步骤：

a)把一个可以放在一个模具上的盒子固定在一个如权利要求1至7中任一项所述的模具上，所述盒子盛有粉末、颗粒或者液体的塑料材料，

b)与所述模具一起旋转所述盒子以把塑料材料从所述盒子倒入进所述模具中，

c)把所述塑料材料敷设在所述模具的内轮廓(10)上，

d)在达到所希望的壁厚以后倒转所述模具和盒子，

e)把多余的塑料收集在所述盒子中，并且

f)从所述模具中取出所述模制外壳(7)或者模制体(7)，

其中由程序控制所有的方法步骤，尤其是调节所述加热媒介和冷却媒介的温度过程曲线。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述模制外壳(7)是汽车的内罩和仪表盘。

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