CN101823042B - 柔性遮盖制具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柔性遮盖制具的制备方法，将工件浸入在第一材料中，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状变化为固态的第二材料，且固态的第二材料具有弹性；在第一条件下将第一材料转化为第二材料，使工件固定在第二材料中；将所述工件从固态的第二材料上分离，得到具有一容置空间的遮盖制具。与现有技术相比，本发明采用由第一材料在第一条件下转化为第二材料制成具有弹性的柔性制具，生产周期短，有利于降低成本。此外，由于本发明提供的柔性遮盖制具属于弹性材料，成型后可根据工件尺寸误差进行修理或者根据工件尺寸较制具尺寸有偏差时装配，不会碰伤工件，装配容差大。

Description

柔性遮盖制具及其制备方法

技术领域

本发明涉及工装，具体涉及一种柔性遮盖制具及其制备方法。

背景技术

喷涂是一种常用的表面处理方法。为了满足工件的不同部分对表面装饰的要求，局部喷涂是常用的喷涂工艺。当对工件进行局部喷涂时，需要将工件上不需要喷涂的部分遮挡。例如，为了防止工件正面污损，对工件的背面进行喷涂时，需要将正面遮盖，以防止工件的正面被涂料污染，降低喷涂制品的良率。

在现有技术下，为了满足不同工件对喷涂遮盖制具的需要，经常采用数控机床(CNC)的加工工艺对金属或者电木等硬质材料加工成型，制备喷涂制具。虽然CNC加工工艺具有普遍适用的优点，但是也存在以下缺点：一、单价昂贵，用CNC加工工艺加工出来的金属等硬质喷涂制具，机加工费用，价格从数千到数十万元不等；二、装配尺寸容差小，待喷涂的部件不可避免的存在尺寸误差，尤其是当待喷涂的部件尺寸大时，硬质模具很难发生弹性变形，因此对尺寸公差无容忍度，在产品需要精确配合的场合，会造成系统性误差，而且取放部件时，硬质模具易损伤部件的边角部分；三、制作周期长，采用CNC工艺时，需要进行复杂的编程，而且在加工的过程中需要经常更换刀具，当需要多个制具时，所需时间会线性增加；四、可靠性差，由于部件和制具都是单独成型的，因此制具和部件很难完全密合，涂料有时会从部件和制具的缝隙污染到被遮盖部件。

考虑到CNC工艺制备的制具存在如上的缺点，需要一种成本低廉、装配尺寸容差大的柔性遮盖制具。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种制备成本低廉、装配尺寸容差大的遮盖制具的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种成本低廉、装配尺寸容差大的柔性遮盖制具的制备方法，包括：

将工件浸入在第一材料中，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的第二材料，且固态的的所述第二材料具有弹性，所述第一条件为使所述第一材料从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的所述第二材料的条件；

在所述第一条件下将所述第一材料转化为所述第二材料，使所述工件固定在所述第二材料中；

将所述工件从固态的所述第二材料上分离，得到具有一容置空间的遮盖制具，其中，所述遮盖制具能够容纳一与所述容置空间结构和大小基本一致的部件，使得所述部件在喷涂的过程中，喷涂的涂料能够在所述部件在所述遮盖制具中的显露部分，喷涂不到所述部件的显露部分以外的部分，所述部件的形状和大小与所述工件被浸入在所述第一材料中的形状和大小至少部分相同。

优选的，所述部件与工件的形状和大小相同。

优选的，所述将所述工件浸入在第一材料中具体为：将所述工件完全浸入在所述第一材料中；所述将所述工件从固态的所述第二材料上分离之前，还包括：去除所述工件的待喷涂部分以上固态的所述第二材料，使所述工件的所述待喷涂部分显露。

优选的，所述去除所述工件的待喷涂部分以上固态的所述第二材料具体为：

采用切割的方法去除所述工件的待喷涂部分以上的固态的所述第二材料。

优选的，所述在所述第一条件下将所述第一材料转化为所述第二材料之前还包括：

去除所述第一材料中的气体。

优选的，所述去除所述第一材料中的气体具体为：

对所述第一材料进行真空处理以去除所述第一材料中的气体。

优选的，所述第一材料为硅橡胶树脂单体或者聚氨酯树脂单体。

优选的，所述第一条件为：将所述第一材料加热或者冷却至预定温度使所述第一材料转化为所述第二材料的温度范围值；或者将所述第一材料加热至预定压力使所述第一材料转换为所述第二材料的压力范围值；或者对所述第一材料采用光照使所述第一材料转化为所述第二材料的光强度和频率值；或者将所述第一材料振动使所述第一材料转化为所述第二材料的振动频率值；或者在所述第一材料内添加试剂使所述第一材料转化为所述第二材料的试剂成分。

本发明还提供一种柔性遮盖制具，用于在对部件进行喷涂时，遮挡部件被喷涂部分以外的部分，所述遮盖制具由第一材料在第一条件下转化为第二材料制成，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的所述第二材料，且固化后的所述第二材料具有弹性，所述第一条件为使所述第一材料从具有流动性的液态或粉末状变化为固态的条件；所述遮盖制具包括：

一容置空间，用于容纳一结构和大小与所述容置空间基本一致的部件，具有一与所述部件的待喷涂部分以外的部分相接触的第一壁，所述第一壁用于包裹所述部件的待喷涂部分以外的部分，使得所述部件在喷涂的过程中，喷涂的材料能够喷涂在所述部件在所述遮盖制具中的显露部分，喷涂不到所述部件的显露部分意外的部分。

本发明提供一种柔性遮盖制具的制备方法。按照本发明的方法，现将工件浸入在第一材料中，由于所述第一材料在第一条件可从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的具有弹性的第二材料，因此当第一材料转为第二材材料后，将工件与第二材料分离时，可以在第二材料内形成与工件的浸入部分形状和大小相同的容置空间，用于遮挡部件的被保护部分。

与现有技术中采用CNC制备的金属或电木材质的刚性遮盖制具相比，按照本发明的方法，将第一材料在第一条件转化为第二材料后，即可在第二材料内成型得到遮盖制具的形状，整个成型过程与CNC加工方法相比大大降低了加工成本。

此外，本发明提供的由弹性的第二材料形成柔性遮盖制具具有一定的弹性，装配容差大，即使有时候部件的尺寸大于柔性遮盖制具，柔性遮盖制具也会在变形后将部件装配，而且不会碰伤部件。

另外，本发明提供的方法生产周期短，由于本发明提供的方法制具成型是根据部件的形状进行固化成型的，与CNC加工方法相比，成型速度快，可多个同时成型。

本发明提供的柔性遮盖制具还具有可靠性高的特点，根据本发明提供的方法制备的柔性遮盖制具包括一个容置空间，在该容置空间上具有一与所述部件的待喷涂部分以外的部分相接触的第一壁，在喷涂的过程中可以防止漆料从部件边缘的缝隙进入保护面，避免污染部件的保护面，提高喷涂的良率。

在一种优选的实施方式中，选择硅橡胶单体作为第一材料，由于固化后的硅橡胶不易于被涂料浸润，因此更加利于将涂料从遮盖制具上清理掉。

附图说明

图1为本发明中所述部件的一种实施方式的示意图；

图2a为本发明提供的工件的第一种具体实施方式的示意图；

图2b为本发明提供的工件的第二种具体实施方式的示意图；

图2c为本发明提供的工件的第三种具体实施方式的示意图；

图3a为本发明制备柔性遮盖制具的第一种具体实施方式示意图；

图3b为本发明制备柔性遮盖制具的第二种具体实施方式示意图；

图3c为本发明制备柔性遮盖制具的第三种具体实施方式示意图；

图3d为本发明制备柔性遮盖制具的第四种具体实施方式示意图；

图4为本发明中包裹工件的固化树脂的局部示意图；

图5为本发明提供的柔性遮盖制具的示意图；

图6为本发明实施例制备柔性遮盖制具示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例提供的制备柔性遮盖制具的一个方案包括：

将工件浸入在第一材料中，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的第二材料，且固态的所述第二材料具有弹性，所述第一条件为使所述第一材料从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的所述第二材料的条件；

在所述第一条件下将所述第一材料转化为所述第二材料，使所述工件固定在所述第二材料中；

将所述工件从固态的所述第二材料上分离，得到具有一容置空间的遮盖制具，其中，所述遮盖制具能够容纳一与所述容置空间结构和大小基本一致的部件，使得所述部件在喷涂的过程中，喷涂的涂料能够喷涂在所述部件在所述遮盖制具中的显露部分，喷涂不到所述部件的显露部分以外的部分，所述部件的形状和大小与所述工件被浸入在所述第一材料中的形状和大小至少部分相同。

按照本发明实施例，所用的第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的第二材料，且固态的所述第二材料具有弹性。当将工件浸入在该第一材料中时，由于第一材料为流动性的液态或粉末状，因此和工件能够达到较好的接触，有利于制备出尺寸精良的遮盖制具。此外，由于固态的第二材料具有弹性，因此使得最终得到的遮盖制具具有弹性，使得遮盖制具具备很好的尺寸容差，即使出现部件尺寸大的情况，柔性遮盖制具也会通过一定的弹性变形与部件保持良好的接触，进行装配，不留下缝隙，以避免被涂料所污染。

将工件浸入在第一材料中后，在第一条件下使所述第一材料转化为固态的所述第二材料，使得工件固定在所述第二材料中。由于本发明通过使第一材料转化为固态的第二材料定型从而形成遮盖制具的形状，与现有技术CNC相比，由于不用采用复杂而且价格昂贵的数控加工成型，因此成型成本大大降低，而且成型速度快，可以有效地提高制备遮盖制具的工作效率。

将第一材料转化为固态的第二材料后，将工件从固态的所述第二材料上分离，得到具有容置空间的遮盖制具。在该遮盖制具中，形成了一个与工件的形状和大小相同的容置空间，在该容置空间内可以放入结构和大小与该容置空间基本一致的部件。由于部件只有待喷涂的部分显露在外面，而部件的其他部分与容置空间保持良好接触，因此在喷涂时，涂料不会将部件的其他部分污染。此外，由于第二材料材质的遮盖制具是弹性的，因此还可以防止部件与遮盖制具接触的部分受到磨损，与现有技术中CNC方法制备的遮盖制具相比，保证了喷涂部件的良率。

所述第一材料和所述第二材料可以为相同的材料，也可以为不同的材料，均能达到本发明的目的，对此本发明并无特别的限制。

本发明实施例所述部件是指需要进行喷涂表面处理的产品，部件包括待喷涂部分和与待喷涂部分以外的待保护的部分；本发明所述工件是指在制备柔性遮盖制具时形成遮盖制具的容置空间的模芯。所述工件浸入到所述第一材料中至少部分的形状和大小与所述部件形状和大小相同。当然，所述工件的形状和大小可以与所述部件的形状大小完全相同，换句话说，在本发明的实施例中当所述工件的形状和大小可以与所述部件的形状大小完全相同时，可以用部件本身充当工件(即模芯)，这样的省去了制作模芯的过程。

请参见图1为本发明中所述部件的一种实施方式的示意图。部件11包括待喷涂部分11a和与待喷涂部分连接的待保护部分，在本实施方式中，待保护部分包括与待喷涂部分相对应的底面11b和连接在底避的侧面11c。

为了制备用于图1中所示部件的喷涂遮盖制具，需要提供制备所述喷涂遮盖制具的工件，请参见图2a和图2b和图2c，图2a为本发明提供的工件的第一种具体实施方式的示意图，图2b为本发明提供的工件的第二种具体实施方式的示意图，图2c为本发明提供的工件的第三种具体实施方式的示意图。

如图2a所示，工件101包括与部件形状和大小相同的第一部件部分101a和第一工装部分101b，在本实施方式中，第一工装部分101b的高度与第一部件部分101a的高度相同。按照本发明，可以将第一部件部分101a和第一工装部分101b一体成型得到工件，也可以分别制备第一部件部分101a和第一工装部分101b，然后组装在一起形成工件101，对此本发明并无特别的限制。

如图2b所示，工件201包括与部件形状和大小相同的第一部件部分201a、第一工装部分201b和第二工装部分201c，在本实施方式中，第一工装部分201b的高度与第一部件部分201a的高度相同，第二工装部分201c设置在第一部件部分201a和第一工装部分201b的顶端。按照本发明，可以将第一部件部分201a、第一工装部分201b和第二工装部分201c一体成型得到工件，也可以分别制备第一部件部分201a、第一工装部分201b和第二工装部分201c，然后组装在一起形成工件201，对此本发明并无特别的限制。

如图2c所示，在本实施方式中，部件与工件的形状和大小完全相同，因此可以将部件11直接作为工件。

请参见图3a，为本发明制备柔性遮盖制具的第一种具体实施方式的示意图，在本实施方式中，使用图2a所示的工件。在将工件101浸入到第一材料12中时，使得工件101的第一部件部分101a与第一材料12完全接触即可，然后将第一材料在第一条件下转化为第二材料后(未标记)，将工件101与第二材料分离，即可得到柔性遮盖制具。在本实施方式中，也可以将工件101完全浸入在第一材料12中，将第一材料12转化为第二材料后，将工件101上与部件的待喷涂部分相对应的部分上的第二材料切除，再将工件101与第二材料分离即可得到柔性遮盖制具。

请参见图3b，为本发明制备柔性遮盖制具的第二种具体实施方式的示意图，在本实施方式中，使用图2b所示的工件制备柔性遮盖制具。在将工件201浸入到第一材料中时，使得工件201的第一部件部分201a正好浸在第一材料12中即可，第二工装部分201c露在第一材料的外面，然后将第一材料12在第一条件下转化为第二材料(未标记)后，将工件201与第二材料分离，即可得到柔性遮盖制具。另外，也可以将工件完全浸入在第一材料中，将第一材料12转化为固态的第二材料后，将工件上与部件的待喷涂部分相对应的部分上的第二材料切除，再将工件201与第二材料分离即可得到柔性遮盖制具。

请参见图3c，为本发明制备柔性遮盖制具的第三种具体实施方式的示意图，在本实施方式中，使用图2c所示的工件制备柔性遮盖制具。在将工件11浸入到第一材料12中时，可以只将工件11上与部件的保护面相对应的部分与第一材料12达到完全接触即可，这样将第一材料12转化为固态的第二材料(未标记)后，将工件11从第二材料上分离，即可得到柔性遮盖制具。

请参见图3d，为本发明制备柔性遮盖制具的第四种具体实施方式的示意图，在本实施方式中，使用图2c所示的工件制备柔性遮盖制具，并且，将工件11全部浸入到第一材料12中，然后将第一材料12转化为固态的第二材料(未标记)后，将工件上与部件的待喷涂部分相对应的部分上的第二材料去除，再将工件与第二材料剩余部分分离，就可以得到柔性遮盖制具。

为了达到本发明的目的，本发明所述的第一材料可以在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状变化为固态的第二材料，所述第一材料可以为液体树脂或者粉末状树脂。所述第一条件为：将所述第一材料加热或者冷却至预定温度使所述第一材料转化为所述第二材料的温度范围值；或者将所述第一材料加压至预定压力使所述第一材料转化为所述第二材料的压力范围值；或者对所述第一材料采用光照使所述第一材料转化为所述第二材料的光强度和频率值；或者将所述第一材料振动使所述第一材料转化为所述第二材料的振动频率值；或者在所述第一材料内添加试剂使所述第一材料转化为第二材料的试剂成分，对于第一条件本发明并无特别的限制。

下面提供以液体树脂单体为第一材料的实施例，结合附图进行详细描述，本发明实施例提供液体树脂作为柔性遮盖制具的原料。所述液体弹性树脂可以为聚氨酯树脂或硅橡胶树脂单体。选择聚氨酯树脂单体或者硅橡胶树脂单体作为原料时，固化温度可以为0℃～150℃。由于硅橡胶树脂不易被涂料浸润，容易清理，本发明实施例优选硅橡胶树脂单体作为制备柔性遮盖制具的原料。

选择硅橡胶树脂单体作为成型树脂时，固化温度优选为30℃～50℃，固化时间可以为6小时～12小时。

在本实施例中，使用的工件与部件具有相同的形状和大小，按照图3d所示的具体实施方式，将工件全部浸入在液体树脂单体中。将工件浸没在液体树脂单体中时，可以先将工件放在容器中，然后向容器内注入液体树脂单体使其完全浸没工件；或者，在容器内注入树脂单体后，将工件完全浸入在液体树脂中。

由于液体树脂中的气泡会影响喷涂遮盖的质量，因此将工件浸没在液体树脂单体中后需要将液体中的气泡去除。对于去除树脂单体中的气泡的方法，可以对浸没工件的液体树脂进行真空静置处理，即将盛放树脂的容器密封在与真空泵连接的腔室内，然后对容器进行抽真空后静置处理，使树脂单体中的气泡脱除。

去除气泡后，可以将树脂单体固化定型。固化树脂时，可以将树脂单体加热到其固化温度后保温处理，待树脂单体完全固化后从容器中取出，如图4所示，为包裹工件11的固化树脂13的局部示意图。由于固化后的树脂13已经将工件11完全包裹在树脂内部，为了得到喷涂制具，需要将工件的被喷涂面上的树脂去除。

去除工件的被喷涂面上的树脂时，可以采用切割的方法，沿着与工件的被喷涂面相垂直的方向切除固体树脂，如图4中的箭头所示，这样可以更加容易地将工件侧缘的固体树脂保留，形成侧壁。对于切割方向，本发明并无特别的限制，只要能够将工件的被喷涂面上的固化树脂去除即可。切割完毕后，将工件与固化树脂分离，即得到如图5所示的柔性遮盖制具。

如图5所示，为本发明提供的柔性遮盖制具13a的示意图，包括一个与部件的保护面相配合的底壁103a，和在底壁周边竖起的侧壁103b，所述底壁103a和侧壁103b形成一个容纳部件11的容置空间。当将待喷涂的部件放在遮盖制具上时，制具上的侧壁将部件11的底面11b和侧面11c包覆起来，因此在喷涂时，可以防止部件的待保护部分上的薄膜被喷漆吹掉，避免污染工件的待保护部分，提高了喷涂良率。

实施例1

采用Axson(蔼科颂)公司生产的型号为Essil 291硅橡胶树脂单体作为遮盖制具材料，如图6所示，取树脂单体放在密闭容器3中，密闭容器3与真空泵4连接，将工件11浸没在树脂单体12中，开启真空泵4抽真空静置30分钟后将树脂单体12中的气泡脱除。

再将树脂单体12加热至40℃保温8小时使树脂单体固化，工件11被包裹在固化后的树脂13中，从容器中将固化树脂13取出。如图4所示，采用切割机沿着与工件的被喷涂面相垂直的方向将工件的被喷涂面上的固化树脂切除后，再将工件与切割剩下的固化树脂分离，即得到带有底壁和侧壁的柔性遮盖制具13a。

实施例2

采用自制的环氧丙烯酸树脂齐聚物作为第一材料，取丙烯酸树脂齐聚物放在密闭容器中，密闭容器与真空泵连接，将工件浸没在树脂中，开启真空泵抽真空静置分钟后将树脂中的气泡脱除。

再将树脂在UV紫外光照射半小时使树脂固化，工件被包裹在固化后的树脂中，从容器中将固化树脂取出。采用切割机沿着与工件的被喷涂面相垂直的方向将工件的被喷涂面上的固化树脂切除后，再将工件与切割剩下的固化树脂分离，即得到带有底壁和侧壁的柔性遮盖制具。

按照本发明，将第一材料转化为固态的第二材料时，也可以将第一材料加压至一定的压力产生能量使第一材料转化为固态的第二材料；或者，将第一材料振动产生能量使第一材料转化呈固态的第二材料；或者，在第一材料内添加试剂使第一材料发生反应然后转化为固态的第二材料，对于使第一材料转化为固态的第二材料的方法，本发明并无特别的限制。

以上对本发明所提供的制备柔性遮盖制具的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种柔性遮盖制具的制备方法，其特征在于，包括：

将工件浸入在第一材料中，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的第二材料，且固态的所述第二材料具有弹性，所述第一条件为使所述第一材料从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的所述第二材料的条件；

在所述第一条件下将所述第一材料转化为所述第二材料，使所述工件固定在所述第二材料中；

将所述工件从固态的所述第二材料上分离，得到具有一容置空间的遮盖制具，其中，所述遮盖制具能够容纳一与所述容置空间结构和大小基本一致的部件，使得所述部件在喷涂的过程中，喷涂的涂料能够喷涂在所述部件在所述遮盖制具中的显露部分，喷涂不到所述部件的显露部分以外的部分，所述部件的形状和大小与所述工件被浸入在所述第一材料中的形状和大小至少部分相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件与工件的形状和大小相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述工件浸入在第一材料中具体为：将所述工件完全浸入在所述第一材料中；

所述将所述工件从固态的所述第二材料上分离之前，还包括：去除所述工件的待喷涂部分以上固态的所述第二材料，使所述工件的所述待喷涂部分显露。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述去除所述工件的待喷涂部分以上固态的所述第二材料具体为：

采用切割的方法去除所述工件的待喷涂部分以上的固态的所述第二材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一条件下将所述第一材料转化为所述第二材料之前还包括：

去除所述第一材料中的气体。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述去除所述第一材料中的气体具体为：

对所述第一材料进行真空处理以去除所述第一材料中的气体。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料为硅橡胶树脂单体或者聚氨酯树脂单体。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一条件为：将所述第一材料加热或冷却至使所述第一材料转化为所述第二材料的温度范围的预定温度；或者将所述第一材料加压至使所述第一材料转换为所述第二材料的压力范围值的预定压力；或者对所述第一材料采用使所述第一材料转化为所述第二材料的光强度频率值的光照；或者将所述第一材料采用使所述第一材料转化为所述第二材料的震动频率值的震动；或者在所述第一材料内添加所述第一材料转化为所述第二材料的试剂成分的试剂。

9.一种柔性遮盖制具，用于在对部件进行喷涂时，遮挡部件被喷涂部分以外的部分，其特征在于，所述遮盖制具由第一材料在第一条件下转化为第二材料制成，所述第一材料在第一条件下从具有流动性的液态或粉末状转化为固态的所述第二材料，且固化后的所述第二材料具有弹性，所述第一条件为使所述第一材料从具有流动性的液态或粉末状变化为固态的条件；所述遮盖制具包括：

一容置空间，用于容纳一结构和大小与所述容置空间基本一致的部件，具有一与所述部件的待喷涂部分以外的部分相接触的第一壁，所述第一壁用于包裹所述部件的待喷涂部分以外的部分，使得所述部件在喷涂的过程中，喷涂的材料能够喷涂在所述部件在所述遮盖制具中的显露部分，喷涂不到所述部件的显露部分以外的部分。

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