CN102529028A - 模具构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于埋入成型异质材料零件的模具构件，包含有一第一模件以及一第二模件。第一模件包含有一凹穴用来容置一埋入件，第二模件包含有一刚性本体与一弹性接触件，其中埋入件置于弹性接触件上，俾使弹性接触件在埋入成型过程中能吸收埋入件自身的尺寸公差。

Description

模具构件

技术领域

本发明涉及一种模具构件，具体涉及一种具有弹性接触件的模具构件，特别适合于埋入成型异质材料零件等应用领域。

背景技术

图1及图2为公知模具的剖面示意图。刚性模具100用以模塑成型一零件10，例如异质材料零件，其中刚性模具100的材质例如为铝、铁、钢等金属。刚性模具100具有一上模110及一下模120，且上模110及下模120间形成有一模穴130。零件10可包含一非弹性组件2，例如金属、陶瓷、玻璃、塑料等非高分子弹性体，以及与非弹性组件2结合的一弹性组件4，例如各类合成橡胶、硅胶等高分子弹性体。一般形成零件10的方法先将非弹性组件2置于模穴130中，接着将高分子弹性体注入模穴130，并固化成型完成零件10。

然而，上述公知作法的缺点在于，受限于非弹性组件2自身的尺寸公差、受高温热膨胀形变或硬度等影响，而造成与刚性模具100间的间隙或干涉现象或外观受损等问题。举例来说，如图1的圆圈放大图处所示，当非弹性组件2的尺寸过小时，非弹性组件2与下模120间会产生间隙140。此间隙140将导致后续填入的高分子弹性体溢料，而严重者将不易以后加工方式清除，致使良率下降。再者，当非弹性组件2的尺寸过大，如图2圆圈放大图处所示，非弹性组件2会与下模具120间产生干涉，造成非弹性组件2外观受损。在高温成型反应时，因模具或零件材料的热膨胀，亦会产生零件与模具的干涉现象，同样有可能使零件外观受损。

图3绘示另一种公知模具结构。弹性组件4是结合于非弹性组件2的两端面，而非弹性组件2的上、下二表面A1及A2则分别直接与上模110及下模120接触。由于非弹性组件2、上模110及下模120三者材质缺乏弹性及形变能力做缓冲的情形下，非弹性组件2容易因尺寸过大而受到上模110及下模120压伤或损坏，或者另一方面，如图4所示，非弹性组件2因尺寸较小，合模后产生间隙，导致溢料。

因此，亟需一改良的模具，其可形成具有精确尺寸的零件，且又能不损害零件本身结构或外观。

发明内容

于是，本发明提出一种具有弹性接触件的模具构件，可解决上述先前技艺的问题与缺点。

本发明提供一种用于埋入成型异质材料零件的模具构件，包含有一上模以及一下模。上模包含有一凹穴用来容置一埋入件(insert object)以及下模包含有一刚性本体与一弹性接触件，其中埋入件是置于弹性接触件(resilient contactmember)上，俾使弹性接触件在埋入成型过程中能吸收埋入件自身的尺寸公差。

本发明提供一种模具构件包含有一上模以及一下模。上模包含有一第一刚性本体与一第一弹性接触件。下模包含有一第二刚性本体与一第二弹性接触件。上、下模密合时定义出一模穴，用来容置一埋入件，其中埋入件同时接触第一弹性接触件与第二弹性接触件，藉以吸收埋入件自身的尺寸公差。

基于上述，本发明提出一种模具构件，其具有至少一弹性接触件，用以接触容置于模具构件内的一埋入件，而使埋入件不直接与模具构件的刚性材质部分接触。当高分子弹性体注入模具构件中而形成接合一埋入件以及一高分子弹性体的异质材料零件时，不会因埋入件的公差所产生的间隙或干涉而导致溢料或埋入件损伤的情形。

附图说明

图1及图2为公知模具的剖面示意图。

图3及图4绘示另一种公知模具结构。

图5为依据本发明第一实施例所绘示的模具构件剖面示意图。

图6绘示在合模后的模具构件剖面示意图。

图7例示一异质材料零件的立体侧视示意图。

图8为耦合剂的结合原理示意图。

图9为依据本发明第二实施例所绘示的模具构件剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

2            非弹性组件         4            弹性组件

10、20、20’ 零件               22、22’     高分子弹性体

24、24’     埋入件             100          刚性模具

110          上模               120          下模

130          模穴               140          间隙

200、300     模具构件           210、310     上模

212          凹穴               220、320     下模

222          刚性本体           224          弹性接触件

230、330     模穴               312          第一刚性本体

314          第一弹性接触件     322          第二刚性本体

324          第二弹性接触件     A1、A2、S2、 表面

                                S3

S1、S8、S9   内面               S4、S6、S7   接触面

S5           底面               P            图案

具体实施方式

图5为依据本发明第一实施例所绘示的模具构件剖面示意图。图6绘示在合模后的模具构件剖面示意图。如图5及图6所示，模具构件200包含一上模210以及一下模220。下模220包含有一刚性本体222与一弹性接触件224，其中弹性接触件224位于刚性本体222的一内面S1。上模210包含有一凹穴212用来容置一埋入件24。埋入件24是置于弹性接触件224上。在上模210与下模220密合后，即定义出一模穴230。当然，在其它实施例中，模具构件200可不仅仅包含上模210以及下模220，其可视实际需求改变模件的数量；此外，上模210以及下模220的相对位置亦可视实际需求改变。高分子弹性体22注入模穴230，填满模穴230并待其固化后，与埋入件24紧密结合成为一异质材料零件20。在埋入成型的过程中，由于弹性接触件224为一弹性材料，因此能吸收埋入件24的尺寸公差，其中埋入件24的尺寸公差可能是因为制造过程中产生或者在埋入成型的过程中因热胀冷缩而产生。当埋入件24的尺寸过小时，弹性接触件224因具有弹性，故可接受埋入件24稍微挤压的力道而填满埋入件24下方的空间，不致使埋入件24下方产生间隙的情形，进而防止注入的高分子弹性体22溢流。相对地，弹性接触件224具有压缩性，故即使在埋入件24的尺寸过大时亦可接受比刚性材料更大的形变，进而吸收埋入件24所产生干涉的尺寸公差，且不使埋入件24的结构或外观受损害。因此，本发明提出的模具构件200，用于埋入成型异质材料零件20，能大幅提高良率。

具体而言，上模210及刚性本体222例如为铝、钢、金属合金等刚性材质。在一优选的实施例中，上模210以及刚性本体222一般为耐高温的材质，以抵抗模内成型的温度。弹性接触件224以及高分子弹性体22是由硅胶、塑料、合成橡胶或各类树脂等高分子弹性材料所组成。需注意的是，弹性接触件224以及高分子弹性体22是由不同材料所构成，使其在成型过程中不会结合在一起。举例而言，当高分子弹性体22由硅胶构成，弹性接触件224则可由橡胶所构成，或者当高分子弹性体22由橡胶构成，弹性接触件224则可由硅胶所构成。但二個不可同时为硅胶或同时为同类可结合橡胶，这是因为在埋入成型过程中所注入的高分子弹性体22为熔融态，其固化后可与埋入件24贴合，假使高分子弹性体22与弹性接触件224的材质相同，则二者将熔融为一体至无法分离，而导致成形后的异质材料零件20无法脱膜。

图7例示一异质材料零件的立体侧视示意图。在本实施例中，异质材料零件20可以是如笔记型计算机或手机等的壳体为例，其具有一高分子弹性体22与一埋入件24，其中埋入件24例如为笔记型计算机或手机的部分外壳而高分子弹性体22例如为包覆于外壳上的软性膜层。当然，在其它实施例中，异质材料零件20亦可为其它零件，本发明不以此为限。高分子弹性体22的图案化表面S2与埋入件24的图案化表面S3彼此相对应地紧密接合，其中高分子弹性体22的材质例如为硅胶或者橡胶等高分子弹性材料，而埋入件24的材料例如为铝合金、塑钢、塑料、陶瓷或玻璃等非高分子弹性材料。当然，高分子弹性体22与埋入件24的相对位置亦可改变，但本发明不以此为限，只要高分子弹性体22与埋入件24的材质不同。此外，高分子弹性体22与埋入件24藉以紧密贴合的图案P，其形状、尺寸与数量视产品需要而定。

更进一步而言，如图6所示，在一优选的实施态样中，弹性接触件224的一接触面S4轮廓完全契合埋入件24的一底面S5轮廓。如此一来，可使埋入件24与弹性接触件224以最大面积接触而紧密贴合，进而防止埋入件24滑动移位，或者产生间隙或干涉，导致模内成型工艺中高分子弹性体材料溢料或埋入件24损伤的情形。当然，在一优选的实施例中，埋入件24不会接触到上模210或者刚性本体222，因此可防止埋入件24、上模210以及刚性本体222的刚性材质由于缺乏弹性及形变的能力，致使成形过程中产生空隙或干涉。

再者，在一优选的实施例中，可将弹性接触件224固定于刚性本体222的内面S1上，如此可防止高温工艺中或者温度变化的环境下，弹性接触件224因热胀冷缩而错位，所导致于其上的埋入件24的对不准问题。具体而言，弹性接触件224可以利用耦合剂与刚性本体222结合，其中耦合剂的结合原理，例如图8所示，其中例如硅烷类耦合剂水解后产生的-OH基能够与金属、陶瓷、玻璃、塑料等非高分子弹性体键结，可使弹性接触件224与刚性本体222强力结合，并在反复操作埋入成型后仍使弹性接触件224与刚性本体222具有良好的尺寸安定性，如此以增加模具构件200的耐用性。当然，本发明亦可不在弹性接触件224与刚性本体222其间使用耦合剂。当欲成型的形状不会太复杂时，可直接将耐高温的弹性接触件224先成型反应好，再植入模具构件200内作为模具材料的一部份，如此做法的优点是耐高温的弹性接触件224如使用次数久后有受损，要更换新品较快。此外，埋入件24与高分子弹性体22其间亦可以如图6所示的耦合剂的成分结合。如此一来，可使埋入件24与高分子弹性体22稳定成形，并在成形后亦可维持尺寸的精密度，且因埋入件24与高分子弹性体22强力结合故可提高异质材料零件20的耐用性。在此一提，用于弹性接触件224与刚性本体222的耦合剂与用于埋入件24与高分子弹性体22的耦合剂不一定相同，视各组件的材料特性选用。

图9为依据本发明第二实施例所绘示的模具构件剖面示意图。如图9所示，本实施例中的模具构件300具有一上模310以及一下模320。上模310包含有一第一刚性本体312与一第一弹性接触件314，且下模320亦包含有一第二刚性本体322与一第二弹性接触件324。在本实施例中，上模310以及下模320可以为上、下对称，但在其它实施例中，亦可为非对称的结构，其可视实际工艺需求而定。当然，在其它实施例中，模具构件300可不仅仅包含上模310以及下模320，其可视实际需求改变模件的数量；此外，上模310以及下模320的相对位置亦可视实际需求改变。当上、下模310及320相互密合时，定义出一模穴330，用来容置一埋入件24’。模穴330在置入埋入件24’后，则注入一高分子弹性体22’填满模穴330的剩余空间，如此以与埋入件24’结合形成一异质材料零件20’。在本实施例中，第一弹性接触件314与第二弹性接触件324夹置埋入件24’，以此可吸收埋入件24’的尺寸公差。如此，当埋入件24’尺寸过小而与上模310或下模320产生间隙时，或者当埋入件24’尺寸过大而与上模310或下模320产生干涉时，都可通过第一弹性接触件314与第二弹性接触件324的弹性来避免高分子弹性体22’溢料或埋入件24’的外观受损。

同样地，第一刚性本体312、第二刚性本体322可例如以金属或其它合金等刚性材质所组成。埋入件24’包含有金属、塑料、陶瓷或玻璃等非高分子材料。第一弹性接触件314、第二弹性接触件324以及高分子弹性体22’可为硅胶、塑料、各类合成橡胶或各种树脂类等高分子弹性材料。当然，第一弹性接触件314与第二弹性接触件324可以不同材料构成，而第一刚性本体312与第二刚性本体322亦可以不同材料构成，视当时工艺需要而定。但必须强调的是，由于高分子弹性体22’与第一弹性接触件314以及高分子弹性体22’与第二弹性接触件324部分接触，故高分子弹性体22’的材质选用不可与第一弹性接触件314或第二弹性接触件324相同。例如，当高分子弹性体22’由硅胶所构成，第一、第二弹性接触件314及324则可由各类合成橡胶所构成，或者当高分子弹性体22’由各类合成橡胶所构成，第一、第二弹性接触件314及324则可由硅胶所构成，但本发明不以此为限。因为当高分子弹性体22’与第一弹性接触件314或第二弹性接触件324的材质相同时，在膜内成形导入熔融态的高分子弹性体材料时，会与第一弹性接触件314或第二弹性接触件324结合成一体致使无法分离，而导致成形后异质材料零件20’无法脱膜的情形。

再者，在一优选的实施例中，第一弹性接触件314与第二弹性接触件324是分别与埋入件24’的接触面S6及S7轮廓契合，以固定埋入件24’与第一弹性接触件314及第二弹性接触件324的相对位置，进而避免在第一弹性接触件314与埋入件24’其间或第二弹性接触件324与埋入件24’其间产生间隙，或者因埋入件24’滑动而与第一刚性本体312或第二刚性本体322产生干涉的问题。

另外，在一优选的实施例中，第一弹性接触件314是固定在第一刚性本体312的内面S8上，或者第二弹性接触件324固定在第二刚性本体322的内面S9上。如此，可防止高温工艺中或者温度变化的环境下，第一弹性接触件314或者第二弹性接触件324因热胀冷缩而产生错位，以避免埋入件24的对不准问题。当然，可如第一实施例所述，第一弹性接触件314或第二弹性接触件324可以利用耦合剂分别与第一刚性本体312或第二刚性本体322结合，其中耦合剂可使第一弹性接触件314或第二弹性接触件324分别与第一刚性本体312或第二刚性本体322强力结合，并在反复操作模内成形的工艺中仍使第一弹性接触件314或第二弹性接触件324与第一刚性本体312或第二刚性本体322具有良好的尺寸安定性。如此一来，可增加模具构件300的耐用性。当然，本发明亦可不在第一弹性接触件314或第二弹性接触件324与第一刚性本体312或第二刚性本体322间使用耦合剂。此外，埋入件24’与高分子弹性体22’间亦可利用如图6所示的耦合剂结合原理。用于第一弹性接触件314或第二弹性接触件324与第一刚性本体312或第二刚性本体322的耦合剂以及用于埋入件24’与高分子弹性体22’的耦合剂不一定相同，视各组件的材料特性选用。

此外，又一优选的实施例中，埋入件24’不与第一刚性本体312或第二刚性本体322接触，如此可避免各刚性材料间因缺乏弹性及形变的能力而产生间隙或干涉的问题。

综上所述，本发明提供一种模具构件，其具有一上模以及一下模。至少一弹性接触件，尤其是一高分子弹性接触件，位于上模或下模的内面，用以接触容置于模具构件内的一埋入件，而使埋入件不直接与模具构件的刚性材质部分接触，以在高分子弹性体注入模具构件中而形成接合一埋入件以及一高分子弹性体的异质材料零件时，不会因埋入件的公差所产生其间隙或干涉而导致溢料或埋入件损坏的情形，其中高分子弹性接触件与所注入的高分子弹性体为不同材质，因而可避免二者在高温时结合为一体而难以脱膜的情形。此外，本发明更提供结合高分子弹性体与埋入件以及结合高分子弹性接触件与刚性本体的耦合剂，俾使高分子弹性体与埋入件以及高分子弹性接触件与刚性本体其间强力结合，以此具有高度的尺寸稳定性，进而提升零件或模具的耐用性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (21)

1.一种用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，包括：

一上模，包含有一凹穴用来容置一埋入件；以及

一下模，包含有一刚性本体与一弹性接触件，其中所述埋入件置于所述弹性接触件上，使所述弹性接触件在埋入成型过程中能吸收所述埋入件自身的尺寸公差。

2.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述上模与所述下模密合后，定义出一模穴，并于所述模穴注入一高分子弹性体，其与所述埋入件结合成所述异质材料零件。

3.如权利要求2所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体与所述弹性接触件由不同材料所构成。

4.如权利要求3所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体由硅胶所构成，而所述弹性接触件由合成橡胶所构成。

5.如权利要求3所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体由合成橡胶所构成，而所述弹性接触件由硅胶所构成。

6.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述上模为一金属上模。

7.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述刚性本体包含金属。

8.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述埋入件包含有金属、塑料、陶瓷或玻璃。

9.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述弹性接触件固定在所述刚性本体的一内面上。

10.如权利要求9所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述弹性接触件通过耦合剂结合于所述内面上。

11.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述埋入件置于所述弹性接触件上时，不会接触到所述刚性本体。

12.如权利要求1所述的用于埋入成型异质材料零件的模具构件，其特征在于，所述弹性接触件的一接触面轮廓可完全契合或部分贴合所述埋入件的一底面轮廓。

13.一种模具构件，其特征在于，包括：

一上模，包含有一第一刚性本体与一第一弹性接触件；以及

一下模，包含有一第二刚性本体与一第二弹性接触件，其中所述上、下模密合时，定义出一模穴，用来容置一埋入件，其中所述埋入件同时接触所述第一弹性接触件与所述第二弹性接触件，藉以吸收所述埋入件自身的尺寸公差。

14.如权利要求13所述的模具构件，其特征在于，所述第一弹性接触件固定在所述第一刚性本体的内面上。

15.如权利要求13所述的模具构件，其特征在于，所述第二弹性接触件固定在所述第二刚性本体的内面上。

16.如权利要求13所述的模具构件，其特征在于，另于所述模穴注入一高分子弹性体，其与所述埋入件结合成所述异质材料零件。

17.如权利要求16所述的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体与所述第一、第二弹性接触件由不同材料所构成。

18.如权利要求17所述的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体由硅胶所构成，而所述第一、第二弹性接触件由合成橡胶所构成。

19.如权利要求17所述的模具构件，其特征在于，所述高分子弹性体由合成橡胶所构成，而所述第一、第二弹性接触件由硅胶所构成。

20.如权利要求13所述的模具构件，其特征在于，所述埋入件不会接触到所述刚性本体。

21.如权利要求13所述的模具构件，其特征在于，所述埋入件包含有金属、塑料、陶瓷或玻璃。

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