CN102259131A - 成型装置及气体高压成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种成型装置及气体高压成型方法。在本发明中的成型装置为多层板多模穴态样，并且使用扣环将成型模中的脱料件与一密封模彼此扣住，如此可用于脱模并可固定各模开模距离，再者，成型时可同时将多片的板材置于二模之间，使各模逐渐合模，进行成型之后，使各模逐渐开模，当各成型模内的脱料件与密封模二者分别滑移至各扣环两端时，持续由扣环将各成型模内的脱料件拉出脱模。因此，在一次成型操作中可完成多件成型工件而可增加产量。

Description

成型装置及气体高压成型方法

技术领域

本发明涉及一种成型方法及装置，特别是涉及一种气体高压成型方法及装置。

背景技术

现有电子产品的金属壳体的制造多使用冲压方式，以赋予金属板壳体的外形。然而，在此方法中，往往造成金属板在壳体弯折处造成拉伤。因此，又有气体高压成型方法的发展，例如图1的示意图，将镁合金板1置于模2中的成型模3与密封模4之间合模，形成空洞5，成型模3具有一成型模穴6，利用气体加压管路7，将气体加压装置8所形成的加压气体注入空洞5中，迫使镁合金板1往成型模穴6的方向与成型模3的模壁贴合而成型。

日本专利申请案公开第2004-249320号则揭示一种以气压加压制造镁合金制品的方法，其将镁合金板在模穴中加热，然后施加气压至部分程度的成型，将镁合金板冷却，再加热，然后施加气压进一步成型，反复数次，以获得最终成型品。

再者，已知TWM342934教示在金属板在模内成形后，通过侧向脱料杆向上推动脱料框，以将金属成型工件由模穴推出。但因脱模是靠侧向脱料杆推动脱料框，脱料框脱料时会受到一侧向力，而未能提供较为平衡作动的脱模装置。

因此，仍需要一种新颖的方法及机具以提高产量。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种成型装置及一种气体高压成型方法，以提高产量。

在本发明的一方面，依据本发明的成型装置包括一第一成型模、一位于第一成型模的一凹槽中的第一脱料件、一第二成型模、一位于第二成型模的一凹槽中的第二脱料件、一位于第一成型模与第二成型模之间的密封模、一第一扣环及一第二扣环。第一扣环的一端扣住一第一连结块，第一连结块通过一位于第一成型模侧壁的一第一通孔而与第一脱料件连结。第一通孔具有让第一连结块位移以移动第一脱料件而进行脱料功能的空间。第一扣环的另一端扣住密封模。第二扣环的一端扣住一第二连结块，第二连结块通过一位于第二成型模侧壁的一第二通孔而与第二脱料件连结。第二通孔具有让第二连结块位移以移动第二脱料件而进行脱料功能的空间。第二扣环的另一端扣住密封模。在一开模动作中，由第一扣环的二端拉住第一成型模与密封模，并经由第一连结块拉动第一脱料件；由第二扣环的二端拉住第二成型模与密封模，并经由第二连结块拉动第二脱料件。

在本发明的一方面，依据本发明的气体高压成型方法包括下列步骤。将一板材置于一成型装置中并合模。成型装置包括一成型模、一进气模、及一脱料件。脱料件是位于成型模的一凹槽中。将加压气体经由进气模注入成型装置中，以迫使板材成型。将成型装置开模。在进行开模时，以多个扣环拉住成型模与进气模而固定开模距离，并且使每一扣环通过成型模与脱料件连结，而在开模时一并将脱料件拉动以使成型的板材脱模。

本发明与现有的技术比较，在本发明中，一成型装置具有多模穴，以多层板多模穴方式生产，在一次成型操作中可完成多件成型工件。再者，在较佳实施例中，可良好控制脱料机制，不卡模，因此产量可以数倍数方式增加。

附图说明

图1为现有的气体高压成型装置的示意图；

图2为本发明的成型装置的一实施例的剖面简示图；

图3为本发明的成型装置的实施例的侧视示意图；

图4为本发明的成型装置的实施例的侧视示意图，其为部分开模状态；

图5为本发明的成型装置的实施例的侧视示意图，其为完全开模状态；

图6为本发明的成型装置的一成型模的实施例的平面示意图；

图7为图6的成型模的沿AA’直线的截面示意图；

图8为本发明的成型装置的一密封模的实施例的平面示意图；

图9为本发明的成型装置的另一实施例的侧视示意图；

图10为本发明的气体高压成型方法的主要步骤的流程图。

主要元件符号说明

1                 镁合金板      2                 模

3                 成型模        4                 密封模

5                 空洞          6                 成型模穴

7                 气体加压管路  8                 气体加压装置

10                成型装置      12、14            成型模

16、18、70        成型模        20、22、24、26、  脱料件

                                28、30

32、34、36、84    密封模        38、72            模穴

40、86            进气通道      50、52            扣环

54、60、78        连结块        55、56、58、82    螺栓

71                通孔          74                凹槽

76                脱料环        80                空间

88                开口          90                密封垫圈

92、94            导柱          101、103、105     步骤

具体实施方式

图2显示一依据本发明的具体实施例的一剖面简示图，以帮助说明与了解。成型装置10，包括成型模12、14、16及18、脱料件20及22分别位于成型模12及14的一凹槽中、脱料件24及26分别位于成型模16及18一侧的一凹槽中、脱料件28及30分别位于成型模16及18另一侧的一凹槽中、密封模32、34及36分别位于成型模12与成型模16之间、成型模16与成型模18之间、及成型模18与成型模14之间。

成型模12及成型模14的一面及成型模16及18的两面可各包括一模穴38，模穴本身或是可进一步包括一模仁而具有形状以获得所欲形状的成型物件，不限定为凸模或凹模。可进一步设置一抽气孔以将模穴的气体抽出，以更有利于气体高压成型。

当成型装置10是用于气体高压成型时，密封模32、34及36可进一步包括一进气通道40，此时，也可将密封模称为进气模。而在合模状态下，密封模与相邻的两成型模各形成一空穴，可使进气通道与此两空穴均相通。多个进气模的进气通道可彼此相通或个自独立，可使用同一个或不同的加压气体源。可利用进气阀以控制气体的进入。

图2仅显示其中若干部件，省略其他若干部件，以便先把此部分的部件清楚显示。图3进一步显示一依据本发明的实施例的成型装置的侧视图，其为合模的状态。密封模32与其一侧相邻的成型模12内的脱料件20以扣环50彼此扣住，密封模32也与其另一侧相邻的成型模16内的脱料件24以扣环52彼此扣住。类似的，密封模34及36也分别与其相邻的二成型模内的脱料件以一扣环彼此扣住，不再赘述。

以成型模12、密封模32、及成型模16为例，扣环50的一端扣住连结块54，此可通过例如螺栓55达成，使扣环50仍可沿螺栓55滑动。扣环50的另一端扣住密封模32，此也可通过例如螺栓56达成，使扣环50仍可沿螺栓56滑动。连结块54通过成型模12侧壁的一通孔而与脱料件20连结。此通孔具有让连结块54位移的空隙，当拉动连结块54时，使与连结块54连结的脱料件20连带被拉动以进行脱料。扣环50的长度较螺栓55与螺栓56在合模状态时相距的距离为长，因此，在开模进行中，诸模彼此间的距离会渐拉开，当扣环两端尽头均到达螺栓55及56后，可被螺栓55及56卡住，连结块54接着带动脱料件20继续移动，连结块54有通孔的空间可资移动，如图3所示的成型模12是位于成型装置10的顶部，则连结块54被往下拉，带动脱料件20往下移动一距离，以便顶出成型物件而脱料。此移动可直到通孔的底部为止。而成型模12与密封模32因被扣环50拉住，也因此能固定开模的距离。密封模32凭借着扣环50悬吊在成型模下方。

同理，扣环52的一端则扣住密封模32，另一端扣住连结块60，以将密封模32与成型模16二者拉住。其他扣环也同样作用，因此开模后即将诸模层层拉开。扣环的个数及位置并无特别限制，较佳设置于不影响合模的位置，而在例如气体高压成型的场合，也要考虑设置于不影响模穴气密的位置，例如可设置于各模外部侧面。可将多个扣环分散设置，其位置及其个数以彼此不互相影响及开模时不影响平衡为考量，例如每一脱料件可搭配例如一、二、三或四个扣环，以便开模时能够平顺的拉动所扣住的脱料件。再者，较佳于模的一侧不装设扣环，留给操作者取出成型物件的空间。图4显示各模拉开后但各脱料件尚未拉动的状态。图5显示全部模及脱料件拉开的状态。

扣环的形状并不局限于附图中的形状，例如可为长形的单环，或是炼环也可达成所需，只要能够界定所扣住的二模分开的距离即可。所扣住的二模较佳为相邻的二模，即成型模与密封模，但也可以是扣住不相邻接的二模。依据本发明的一精神，只要是扣环的一端能将成型模凹槽中的脱料环拉动，同时拉住此成型模，另一端能拉住其他的模，用于使上面的模悬吊住下面的模(各模是上下配置时)或一侧的模拉住另一侧模(各模是左右配置时)并使模与模之间能分开适当的距离即可。再者，当模是上下配置时，位于上部的扣环可能需承受下部模的总重量，此时，也可增设扣环以悬吊于更上部的模，或是悬吊于一更强固的机台，以减轻各扣环的受力。

图6显示一成型模的实施例平面图，图7显示如图6的成型模的沿AA’直线的截面示意图。上述图2的各成型模也可具有此种结构。成型模70具有一模穴72，在凹槽74中设置一脱料件。此例中的脱料件为环状，而为一脱料环76。成型模70的侧壁具有通孔71，一连结块78位于通孔71中以与脱料环76连结，通孔71留有供连结块78移动的空间80。可设置一螺栓82以供扣环扣合。依图6所示，可供4个扣环扣合，分置于成型模两侧。

图8显示一密封模的平面图，密封模84其具有一进气通道86。密封模84中间的地方具有一开口88，因此合模时，进气通道86与相邻的模穴相通。密封模84的两侧面上可视需要各设置一密封垫圈90，或称闭气条，以于合模时，提供更良好的空穴气密状态。

用于本发明的成型装置的成型模、脱料环、扣环及螺栓等材质可依所需而定，当使用于高压气体成型时，可采用例如抗高温高压及耐腐蚀的钢材。

依据本发明的成型装置可视需要另包括一加热装置，在成型装置的模穴中放置有板材时，用以将板材加热，以利成型的进行。加热装置可与最外侧成型模的外侧表面结合，用以对成型模加热，利用热传导以对各空穴内的板材加热，其可为例如电热丝或加热板；但不限于此。

再者，如图3至图5所示，依据本发明的成型装置可另包括至少一导柱92，贯穿各模，用以定位。可包括例如二、三或四个导柱，最佳为四个导柱。或者，依据本发明的成型装置可包括二组相向的导柱以联合贯穿各模。每组导柱个数为至少一个，例如可包括二、三或四个导柱。但导柱个数并无特别限制，只要能良好配置及良好进行定位功能即可。第一组导柱由最上层往下贯穿各模，即，贯穿成型模12、若干个密封模及若干个位于中间的成型模，例如附图中的导柱92。第二组由下层往上贯穿各模，即，贯穿成型模14及其余没被第一组导柱贯穿的密封模及成型模(以完全开模的状态来看)，例如导柱94。更佳，使第一组导柱与第二组导柱重复贯穿至少一相同的密封模或成型模，如此定位效果更稳固。当模穴需要密封性时，导柱的位置较佳在模穴的外围，例如位于脱料件与各模的边缘之间，但以不影响取出成型物件等操作的位置为考量。

依据本发明的成型装置可另包括一动力装置，以将最外的两成型模相向或相背位移以进行合模或开模。例如，可使成型模12及14分别固定于动力装置的两机台模座上，启动动力装置以控制两机台模座的开合，而控制成型装置的合模或开模。例如，其中一机台模座固定位置，另一机台模座带动成型模以进行开合。此时，上述导柱的长度较佳比合模时的模总高度为短，导柱长度过长时，需再于机台模座上制造容纳导柱的空洞。

图9显示一依据本发明的成型装置的另一实施例。成型装置70仅包括三层模，即一成型模12、一密封模32及一成型模14。脱料件20位于成型模12的一凹槽中，脱料件22位于成型模14的一凹槽中。扣环50的一端例如使用螺栓55扣住连结块54，连结块54通过一位于成型模12侧壁的通孔而与脱料件20连结。通孔具有让连结块54位移以移动脱料件20以进行脱料功能的空间。扣环50的另一端例如使用螺栓56扣住密封模32。扣环52的一端例如使用螺栓58扣住密封模32，扣环的另一端扣住连结块60，连结块60通过成型模14侧壁的通孔而与脱料件22连结，通孔具有让连结块60位移以移动脱料件22而进行脱料功能的空间。在合模状态下，成型模12将与密封模32形成一空穴，及密封模32将与成型模14形成一空穴。在开模状态下，成型模12将与密封模32分开，而由扣环50拉住成型模12与密封模32，及成型模14与密封模32分开，而由扣环52拉住成型模14与密封模32。成型装置70也如上述可进一步包括导柱，例如92及94。及其他可能的修饰与变化也如上述，在此不再赘述。

可注意的是，当欲增加成型装置的层数时，可使例如成型模14为两面均具有模穴构造及设置有脱料件的成型模，并增加一密封模，并可再增加一成型模以叠置。增加层数的成型装置的实施例可参阅图3至图5。依据本发明的精神，本发明的成型装置中，模的层数并无特别的限制，可参酌各部件强度、重量、尺寸等性质并依需求而定。再者，本发明的成型装置并不限于以垂直方向配置，在有定位的设置下，几乎任何方向均可，例如水平配置。

在本发明的另一方面，参考图3至图5及图10，依据本发明的气体高压成型方法，包括下列步骤。将多个板材分别定位于如上述的成型装置中并合模，如步骤101。每两模之间夹掣一板材。使板材的周缘超出空穴的周缘，以利气密性。各模以多个导柱做定位，如上述。将加压气体注入各空穴中，使各板材成型，如步骤103。各进气通道可相通，而由一气压源供应加压气体；或者由各进气通道个别供应加压气体，此可依所需而定。或者供应高温加压气体。或可先将板材加热，再于加热状态下进行高压成型，例如可加热至大于室温至520℃的范围，及加气压至大于常压至150公斤/平方公分的范围，此可依机具及板材的材质与设计而定，并无特别限制。成型后，进行步骤105，将各模拉开以进行开模，在进行开模时，以扣环将各脱料件陆续拉出以进行脱模。例如以多个扣环50拉住成型模12与密封模16(在气体高压成型时，其为进气模)而固定开模距离，并且使扣环50通过成型模12与脱料件20连结，而于开模时一并将脱料件20拉动以使成型的板材脱模。

参考图9及图10，当使用上述的三层模结构的成型装置时，依据本发明的气体高压成型方法包括下列步骤。将两板材分别定位于如上述所述的成型装置中并合模，如步骤101。第一成型模与密封模之间及密封模与第二成型模之间，分别夹掣一板材。使各该板材的周缘超出各空穴的周缘。各模以多个导柱做定位，如上述。将加压气体注入各空穴中，使各板材成型，如步骤103。气压与温度条件可如上述。成型后，进行步骤105，将各模拉开以进行开模，在进行开模时，以扣环将脱料件陆续拉出，以进行脱模。

板材可为适合气体高压成型的任何板材，例如金属板材，较佳为超塑性金属板材，例如镁合金等。

在本发明中，可使用扣环扣住一成型模内的脱料件与相邻的密封模(若于上下配置的情形，则是悬吊状态)，及固定模与模之间的开模距离；成型时同时将多片的板材置于成型模上，然后可利用例如机台模座上升，以使各模由最下层模逐渐向上合模，进行气体高压成型之后，机台模座下降，以使各模由最上层模逐渐向下开模。举例来说，当各成型模内的脱料件固定的螺栓均已卡至扣环一端及密封模的螺丝均卡至扣环的另一端时，此时机台模座继续下降，各模由上而下持续由扣环将脱料件拉出脱模。因此，依据本发明的成型装置以多层板多模穴方式生产，能以不增加成型设备前提下，将板材于多穴中一次操作完成成型，可使产量以数倍数方式增加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (24)

1.一种成型装置，包括：

第一成型模；

第一脱料件，位于该第一成型模的一凹槽中；

第二成型模；

第二脱料件，位于该第二成型模的一第一面的一凹槽中；

第一密封模，其位于该第一成型模与该第二成型模之间；

第一扣环，其一端扣住一第一连结块，该第一连结块通过一位于该第一成型模侧壁的一第一通孔而与该第一脱料件连结，该第一通孔具有让该第一连结块位移以移动该第一脱料件而进行脱料功能的空间，该第一扣环的另一端扣住该第一密封模；及

第二扣环，其一端扣住一第二连结块，该第二连结块通过一位于该第二成型模侧壁的一第二通孔而与该第二脱料件连结，该第二通孔具有让该第二连结块位移以移动该第二脱料件而进行脱料功能的空间，该第二扣环的另一端扣住该第一密封模，

其中，在一开模动作中，由该第一扣环的该二端拉住该第一成型模与该第一密封模，并经由该第一连结块拉动该第一脱料件，及由该第二扣环的该二端拉住该第二成型模与该第一密封模，并经由该第二连结块拉动该第二脱料件。

2.如权利要求1所述的成型装置，其中，该第一密封模包括进气通道。

3.如权利要求1所述的成型装置，另包括一、二或三个与第一扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第一脱料件以脱料。

4.如权利要求1所述的成型装置，另包括一、二或三个与第二扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第二脱料件以脱料。

5.如权利要求2所述的成型装置，另包括一、二或三个与第一扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第一脱料件以脱料。

6.如权利要求2所述的成型装置，另包括一、二或三个与第二扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第二脱料件以脱料。

7.如权利要求1所述的成型装置，另包括加热装置，其用以在该成型装置中置有一板材时，将该板材加热。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的成型装置，另包括导柱，其贯穿各模，用以定位。

9.如权利要求1至7中的任一项所述的成型装置，进一步包括多个导柱，其各贯穿各模，用以定位。

10.如权利要求1至7中的任一项所述的成型装置，另包括第一导柱及第二导柱，用以定位，该第一导柱贯穿该第一成型模及该第一密封模，及该第二导柱贯穿该第二成型模及该第一密封模。

11.如权利要求1至7中的任一项所述的成型装置，另包括多个第一导柱及多个第二导柱，用以定位，各该第一导柱贯穿该第一成型模及该第一密封模，及各该第二导柱贯穿该第二成型模及该第一密封模。

12.如权利要求1所述的成型装置，其中，在各该第一密封模的两侧面上设置有一密封垫圈，以于合模时，进一步提供该成型装置气密状态。

13.如权利要求1所述的成型装置，另包括：

第三脱料件，位于该第二成型模的一第二面的一凹槽中；

第三成型模；

第四脱料件，位于该第三成型模的一第一面的一凹槽中；

第二密封模，其位于该第二成型模与该第三成型模之间；

第三扣环，其一端扣住一第三连结块，该第三连结块通过一位于该第二成型模侧壁的一第三通孔而与该第三脱料件连结，该第三通孔具有让该第三连结块位移以移动该第三脱料件而进行脱料功能的空间，该第三扣环的另一端扣住该第二密封模；及

第四扣环，其一端扣住一第四连结块，该第四连结块通过一位于该第三成型模侧壁的一第四通孔而与该第四脱料件连结，该第四通孔具有让该第四连结块位移以移动该第四脱料件而进行脱料功能的空间，该第四扣环的另一端扣住该第一密封模或该第二密封模，

其中，在一开模动作中，由该第三扣环的该二端拉住该第二成型模与该第二密封模，并经由该第三连结块拉动该第三脱料件，及由该第四扣环的该二端拉住该第三成型模与该第一密封模或该第二密封模，并经由该第四连结块拉动该第四脱料件。

14.如权利要求13所述的成型装置，其中，该第二密封模包括进气通道。

15.如权利要求13所述的成型装置，另包括一、二或三个与第三扣环或第四扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第三脱料件或该第四脱料件以脱料。

16.如权利要求14所述的成型装置，另包括一、二或三个与第三扣环或第四扣环相同机制的扣环，用以在该开模动作中平顺拉动该第三脱料件或该第四脱料件以脱料。

17.如权利要求13所述的成型装置，另包括加热装置，其用以于该成型装置中置有一板材时，将该板材加热。

18.如权利要求13至17中的任一项所述的成型装置，另包括导柱，其贯穿各模，用以定位。

19.如权利要求13至17中的任一项所述的成型装置，另包括第一导柱及第二导柱，用以定位，该第一导柱及该第二导柱相向并联合贯穿该第一成型模、该第一密封模、该第二成型模、该第二密封模及该第三成型模。

20.如权利要求19所述的成型装置，其中，该第一导柱及该第二导柱贯穿同一密封模或成型模。

21.如权利要求13所述的成型装置，其中，在该第二密封模的两侧面上设置有密封垫圈，以于合模时，提供该成型装置气密状态。

22.一种气体高压成型方法，包括：

将一板材置于一成型装置中并合模，其中该成型装置包括一成型模、一进气模、及一脱料件，该脱料件位于该成型模的一凹槽中；

将加压气体经由该进气模注入该成型装置中，以迫使该板材成型；及

将该成型装置开模，其中，在进行该开模时，以多个扣环各拉住该成型模与该进气模而固定开模距离，并且使该多个扣环各通过该成型模与该脱料件连结，而在开模时一并将该脱料件拉动以使成型的该板材脱模。

23.如权利要求22所述的方法，其中，该加压气体为高温加压气体。

24.如权利要求22所述的方法，在使该板材成型之前，进一步包括加热步骤，以将该板材加热。

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