CN102112279A - 利用水压或蒸汽压的成型装置和方法 - Google Patents

利用水压或蒸汽压的成型装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种成型方法，其包括：将物体固定在成型装置的模具中，该成型装置包括水压或蒸汽压发生器以及与所述水压或蒸汽压发生器相通的模具；利用所述水压或蒸汽压发生器产生水压或蒸汽压，然后将所述水压或蒸汽压注入到所述模具中；以及利用所述水压或蒸汽压产生的压力使得固定在所述模具中的物体成型。还提供了在所述成型方法中使用的成型装置。根据本发明，可以形成使用常规的成型方法无法形成的凹割部分和其它精细形状，并且也可以解决成型加工之后的例如厚度变化和变白现象的问题。

Description

利用水压或蒸汽压的成型装置和方法
技术领域
本发明涉及一种利用水压或蒸汽压的成型装置和方法。
背景技术
通常，为了形成例如人造革或装饰用膜的表面材料(其用作高品质的内部或外部材料而应用于汽车、电子元件等)，已使用了各种加工方法，例如真空成型、热压成型、低压注射成型、夹物模压等。
然而，就所述真空成型而言，材料由于所述成型加工产生的热而可能变形或者可能产生气泡。进一步，由于深拉体(deep-drawn body)被延长时与模具的接触不均匀，因此其厚度变得不均匀。此外，就所述真空成型而言，当在所述成型体的表面上形成印刷图案时，由于所述不均匀的成型，因而该印刷图案可能无法清晰地形成在该成型体上。
此外，就利用高压空气成型而言，难以产生高压，并且由于仅使用高压空气强制拉伸膜，因此在成型体(例如膜)上可能发生变白现象。
就其中熔融相树脂在该树脂注入的同时进行成型的低压注射成型而言，由于所述树脂的流动性不高以及高温树脂直接与成型体接触，因而该成型体可能被损坏。此外，由于模具中的压力差使得所述成型体的厚度不均匀以及还由于成型体的表面不能被加热，因此在所述成型体上可能发生变白现象。
就所述热压成型而言，它具有与上述的成型方法相同的问题，并且它不能形成具有复杂形状的结构例如，凹割部分(under-cut portion)。
发明内容
本发明的实施方式涉及提供一种利用蒸汽或水压的成型装置和方法，其在短时间内可以在模具中引起均匀的高压。
为了达成本发明的目的，本发明提供一种成型方法，其包括：将物体固定在成型装置的模具中，该成型装置包括水压或蒸汽压发生器以及与所述水压或蒸汽压发生器相通的模具；利用所述水压或蒸汽压发生器产生水压或蒸汽压，然后将所述水压或蒸汽压注入到所述模具中；以及利用由所述水压或蒸汽压产生的压力使得固定在所述模具中的物体成型。
此外，本发明提供一种成型装置，其包括：水压或蒸汽压发生器；以及模具，其与所述水压或蒸汽压发生器相通且形成有成型凸凹部分，以利用由所述水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压所产生的压力使得所述模具中的物体成型。
附图说明
图1为根据本发明实施方式的一种成型装置的示意图。
图2和3为显示根据本发明实施方式的一种成型方法的拟态图。
图4为显示通过真空成型方法形成的样品A和通过本发明的成型方法形成的样品B的照片。
[主要部件的详细说明]
1：水压或蒸汽压发生器
2：入口/出口通道
3：模具
31：上模具
32：下模具
33：排气槽
34：固定件
具体实施方式
本发明涉及一种成型方法，其包括：将物体固定在成型装置的模具中，该成型装置包括水压或蒸汽压发生器以及与所述水压或蒸汽压发生器相通的模具；利用所述水压或蒸汽压发生器产生水压或蒸汽压，然后将所述水压或蒸汽压注入到所述模具中；以及利用注入到所述模具中的水压或蒸汽压使得固定在所述模具中的物体成型。
下面参考附图(在下文中描述)的对于实施方式的描述，将使得的本发明的优点、特征和实施方式变得明显。
在本发明的成型装置和方法中应用的物体可以是用作用于汽车、电子元件等的内部和外部材料的膜(例如人造革或各种装饰用膜)。本发明在使得所述膜成型而作为表面材料时，使用含有水压或蒸汽压发生器的成型装置。因此，在本发明中，可以有效地达到能够立刻将均匀的压力应用到所述物体的高压状态。此外，在本发明中，所述水压或蒸汽压发生器例如可以是水或蒸汽发生器。因此，在本发明中，例如，使用所述发生器产生水或蒸汽，并且将产生的水或蒸汽注入到所述模具中以在所述模具中引起高压状态，并因此可以利用该压力而使所述物体(例如，膜)成型。
在根据本发明的成型方法中，例如，可以使用图1所示的成型装置。然而，图1的成型装置仅仅为本发明的一个实例。换言之，除了图1的成型装置，在本发明中可以使用任何其它的装置，只要它包括能够利用水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压使得物体(例如，膜)成型的模具。
如图1中所示，本发明的成型装置包括，例如，水压或蒸汽压发生器1；入口/出口通道2，通过它将所述水压或蒸汽压发生器1产生的水压或蒸汽压引入到模具中或从模具排出；以及模具3，其与所述入口/出口通道2连接。
例如，包括在图1的成型装置中的所述发生器1产生水，然后将该水注入到所述模具3中从而形成使得物体(例如，膜)成型的水压，或者将热的和/或受压的水注入到所述模具3中从而形成使得物体(例如，膜)成型的水压，或者将水加热和/或给水施压从而产生蒸汽，然后将该蒸汽注入到所述模具3中从而形成使得物体(例如，膜)成型的蒸汽压。
此处，加热和加压范围没有特别地限制，只要它可以使得所述模具中的物体(例如，膜)成型即可。例如，由所述发生器1产生以及使所述物体(例如，膜)成型中使用的水(水压)或蒸汽(蒸汽压)在150～2,000巴、优选150～1,000巴、更优选150～500巴、最优选150～200巴的压力下施加压力。如果所述压力低于150巴，可以理解，产生的水压或蒸汽压不足以使得所述物体(例如，膜)成型。如果所述压力大于2000巴，可以理解，所述物体(例如，膜)将不合要求地变形或损坏。
同时，由所述发生器1产生的以及在使得所述物体(例如，膜)成型中使用的水(水压)或蒸汽(蒸汽压)可以加热到30～250℃、优选30～180℃的温度。如果所述温度低于30℃，可以理解，产生的水压或蒸汽压不足以使得所述物体(例如，膜)成型。如果所述温度高于250℃，可以理解，所述物体(例如，膜)将不合要求地变形或损坏。
图1的成型装置的入口/出口通道2起到将所述发生器1产生的水(水压)或蒸汽(蒸汽压)引入到所述模具3中的作用。所述入口/出口通道2的一端与所述发生器1连接，而另一端与所述模具3连接。
图1的成型装置的模具3为通过所述发生器1产生的水压或蒸汽压使得所述物质(例如，膜)成型的地方。例如，所述模具3可以包括上模具31和下模具32。
所述上模具31与所述入口/出口通道2连接并形成有孔，穿过该孔将经过所述入口/出口通道2引入的水或蒸汽注入到所述模具3中。并且根据所述物体(例如，膜)4的形状，可以在所述下模具32中形成各种凹凸部分。
因此，例如，所述物体(例如，膜)可以位于所述上模具31和下模具32之间。
所述模具3可以进一步包括固定件34，其固定所述物体(例如，膜)4。此处，所述固定件34没有特别地限制，只要它起到固定安装在所述模具3中的所述物体(例如，膜)4的作用即可。例如，所述固定件34可以是由硅橡胶或软质聚氨酯形成的O形圈。通过使用所述固定件34，可以在所述模具3中稳固地安装所述物体(例如，膜)4，由此可以进行精确的成型加工。
所述模具3可以进一步包括一个或多个排气槽33，当通过所述入口/出口通道2引入所述水或蒸汽以及产生所述水压或蒸汽压时，它避免所述模具3的内部被过分地施压。例如，所述排气槽33可以形成在下模具32上。所述排气槽33连接到能够从所述模具3中排出空气的常规设备(例如，真空泵等)。
通过使用所述排气槽33，可以解决所述模具3的内部被过分施压的问题。如有必要，通过在利用水压或蒸汽压进行成型加工时使得所述模具3的内部成为真空，可以有效地完成所述成型加工。
如图1中所示，根据本发明的成型装置可以进一步包括软质辅助构件5，其附着到所述上模具31的下侧从而使其位于例如所述上模具31和所述物体(例如，膜)4之间。所述软质辅助构件5例如可以由柔软或可膨胀的材料形成，该材料可以通过所述发生器1产生的水压或蒸汽压轻易地变形。所述软质辅助构件可以由氯丁橡胶、硅橡胶或软质聚氨酯形成。在所述成型装置包括所述软质辅助构件5的情况下，可以避免水压或蒸汽压引起的所述物体(例如，膜)4的损坏，并且也可以有效地使具有孔等结构而由此通过真空成型方法不能成型的物体(例如，膜)成型。
如上所述，在提供有所述软质辅助构件5的情况下，所述发生器1产生的水压或蒸汽压经由所述软质辅助构件5加压到所述物体(例如，膜)4从而使得所述物体成型。如有必要，所述水压或蒸汽压直接施压给所述物体(例如，膜)4，而无需所述软质辅助构件5。
在下文中，将完整描述利用上述成型装置的成型方法。
首先，将所述物体(例如，膜)4固定在所述上模具31和下模具32之间。
然后，如图2中所示，使用所述发生器1产生水(水压)或蒸汽(蒸汽压)，然后将该水(水压)或蒸汽(蒸汽压)注入到所述模具中。通过该步骤，所述发生器1产生的水压或蒸汽压被均匀地施加到整个物体(例如，膜)4，由此使所述物体(例如，膜)4移向所述下模具32。所述移动物体(例如，膜)4由于所述模具中形成的凹凸部分而变形，由此可以形成如图3中所示的物体(例如，膜)。在本发明的该步骤中，空气通过形成在所述模具上的排气槽33而适当地排出，如有必要，可以通过使得所述模具的内部成为真空而提高成型效率。
由于本发明使用所述发生器1产生的水压或蒸汽压，因而将均匀的压力施压到整个物体(例如，膜)4，由此可以避免成型加工之后成型体厚度的差异。
进一步地，由于本发明使用所述发生器1产生的水压或蒸汽压，以及如有必要，适当加热的和/或施压的水压或蒸汽压，因此所述物体(例如，膜)4可以在短时间内安装在所述凹凸部分，并由此可以形成具有复杂形状的结构。
根据如上所述的本发明，如有必要，由于利用所述加热的和/或施压的水压或蒸汽压将均匀的压力施加到整个物体(例如，膜)，因此可以形成使用现有的成型方法(例如，真空成型方法)无法形成的具有凹割部分和其它精细形状的结构。此外，根据本发明，可以有效地避免所述成型体厚度的不同和所述物体(例如，膜)的变白现象。
例如，如图4中所示，在通过真空成型方法形成的样品A中，它的外表被损坏，即，由于印刷线的损坏，印刷图案无序。然而，在通过本发明的成型方法形成的样品B中，边缘部分等清晰形成，由此印刷图案被有效地保持。
同样，本发明涉及一种成型装置，其包括：水压或蒸汽压发生器；以及模具，其与所述水压或蒸汽压发生器相通且形成有成型凸凹部分，以利用所述发生器产生的水压或蒸汽压使得物体成型。
本发明的成型装置可以是如上所述的用于形成各种膜的装置。
本发明的成型装置的结构没有特别地限制，它可以具有如图1中所示的结构。
换言之，本发明的成型装置可以包括与所述发生器相通的上模具以及形成有凹凸部分的下模具。进一步地，所述成型装置可以进一步包括形成在所述下模具上的排气槽。
此外，本发明的成型装置可以进一步包括与所述水压或蒸汽压发生器和所述上模具连接的入口/出口通道，从而将所述发生器产生的水压或蒸汽压引入到所述模具中。
此外，本发明的成型装置可以进一步包括在所述上模具下侧上形成的软质辅助构件。
此外，本发明的成型装置可以进一步包括将所述物体固定在所述模具中的O形圈，并且所述O形圈可以由硅橡胶或软质聚氨酯形成。
根据本发明，适当加热的和/或施压的水压或蒸汽压可以瞬时注入到所述模具中，所述物体通过利用水压或蒸汽压成型，因此可以显著地减少其加工时间。进一步地，本发明可以有效地形成常规的成型方法无法形成的具有凹割部分和其它精细形状的结构。此外，在所述物体具有印刷图像或印刷图案的情况下，可以获得其中清晰地形成所述印刷图像或印刷图案的成型体。
在本发明中，利用水压或蒸汽压可以将均匀的压力施加到所述物体的整个表面面积上。因此，本发明能够解决由于压力降或非均匀压力引起的常规的成型缺陷问题。进一步地，所述高压可以通过新的方法体现，其比常规的机械方法更加容易实现且更加便宜。
根据本发明，可以避免成型加工之后在成型体上发生的常规问题，例如变白现象、热损伤和气泡产生，也可以避免其它问题，例如当与所述模具接触时温度变化引起的膨胀系数的差异、产生褶皱或者厚度变化、以及成型加工之后收缩。
此外，由于本发明不需要在真空成型方法中使用的夹具，因此可以提高空间效率并显著降低材料的损耗。此外，由于本发明不需要额外的器件，例如所述物体(例如，材料)的固定设备(例如，夹具)和在常规的成型方法中必须的加热器件，并且单个水压或蒸汽压发生器可以与多个成型器件(例如，模具)连接，可以更好地利用工作空间并减少整体投资。
虽然基于具体的实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员明显的是，在不脱离下面的权利要求所限定的发明的实质和范围的情况下可以进行各种改变和改装。

Claims (13)

1.一种成型方法，其包括：
将物体固定在成型装置的模具中，该成型装置包括水压或蒸汽压发生器以及与所述水压或蒸汽压发生器相通的模具；
利用所述水压或蒸汽压发生器产生水压或蒸汽压，然后将所述水压或蒸汽压注入到所述模具中；以及
利用所述水压或蒸汽压产生的压力使得固定在所述模具中的物体成型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物体是膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压为150～2,000巴。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将由所述水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压加热到30～180℃的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物体的成型包括将空气排出到所述模具的外面。
6.一种成型装置，其包括：
水压或蒸汽压发生器；以及
模具，其与所述水压或蒸汽压发生器相通且形成有成型凸凹部分，以利用所述水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压产生的压力使得所述模具中的物体成型。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述模具包括：上模具，其与所述水压或蒸汽压发生器相通；以及下模具，其形成有凸凹部分。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述下模具形成有排气槽。
9.根据权利要求7所述的装置，该装置进一步包括与所述水压或蒸汽压发生器和所述上模具连接的入口/出口通道，从而将所述水压或蒸汽压发生器产生的水压或蒸汽压注入到所述模具中。
10.根据权利要求7所述的装置，该装置进一步包括形成在所述上模具下侧的软质辅助构件。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述软质辅助构件由氯丁橡胶、硅橡胶或软质聚氨酯形成。
12.根据权利要求6所述的装置，其中，所述模具进一步包括用于固定所述物体的O形圈。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述O形圈是由硅橡胶或软质聚氨酯形成。
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