CN102717463B - 一种pu立体物件成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

一种PU立体物件成型装置，包括外模和内模，所述PU立体物件成型装置还包括外壳，所述外壳的外壁上安装有抽气阀门，所述外模上设有透气孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外壳的内壁尺寸，所述外模安装在所述外壳内，所述外模与外壳的边缘接缝处以气密密封，所述内模安装在所述外模内。使用上述成型装置进行加工时，需要先将一层TPU薄膜蒙在外模的开口处，然后启动抽气设备抽出外壳和外模安装缝隙之间的空气，使TPU薄膜紧贴外模的内壁，再添加制作原料，安装内模后进行发泡成型。使用这种成型装置及方法，一次发泡成型即可以制成PU立体物件的成品，不需要再经过各种后处理工序，可以明显提高生产效率，节约劳动时间，降低生产成本。

Description

一种PU立体物件成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种PU立体物件成型装置及成型方法，更具体的说，涉及一种用于PU立体物件一次成型的成型装置及成型方法。

背景技术

随着科技的发展，由于廉价、方便、易于使用、应用广泛，各种PU(Polyurethane，即聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯)物件已经深入人们生活的方方面面，各类PU物件均已经可以实现规模化生产，因此如何改良生产工艺，提高效率和自动化生产水平，从而降低生产成本，已经成为PU制品生产工艺的重要研究课题。

生产PU立体物件的其中一种应用最广泛的工艺是发泡成型生产工艺，其具体操作方法是，将PU原料注入模具，设置好模具后进行加热发泡，然后脱模，脱模以后还需要进行一系列的后处理，如抛光、修边、清洗、修补、砂磨、印花、打蜡、雕刻、喷漆等工序。这种生产方式由于在发泡成型后还需要根据不同的需要进行后处理，加工工序比较多而且繁琐，效率较低，因为加工时间长，所以总的加工成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以一次发泡成型即可以制成成品，不需要再经过各种后处理工序的PU立体物件的成型装置及成型方法，应用这种成型装置和成型方法可以明显提高PU立体物件的生产效率，节约劳动时间，降低生产成本，从而提高企业生产的利润率。

本发明的上述目的可以通过如下的技术手段加以实现：一种PU立体物件成型装置，包括外模和内模，其特征在于：所述PU立体物件成型装置还包括外壳，所述外壳的外壁上安装有抽气阀门，所述外模上设有透气孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外壳的内壁尺寸，所述外模安装在所述外壳内，所述外模与外壳的边缘接缝处以气密密封，所述内模安装在所述外模内。

为了便于脱模，所述的外壳、外模和内模，均以弹性材料制成。外壳、内模也可以采用硬质材料制成。

所述外壳内壁设有最少两条凹槽。

所述外壳内壁的凹槽彼此交错。

所述外壳内壁的凹槽分为垂直于外壳底面的经向凹槽和平行于外壳底面的纬向凹槽。

所述外模的外壁上设有与所述外壳内壁上的凹槽相对应的导气槽。

所述外模上的透气孔设置在所述导气槽上。

所述外模的外壁上设有与所述外壳内壁上的凹槽相对应的导气槽，并且所述外模上的透气孔设置在所述导气槽上。

所述外模上的透气孔设在所述导气槽的交错处。

上述外壳内壁和外模外壁上凹槽和导气槽的设置使得外壳内壁与外模外壁之间的气体可以沿着凹槽和导气槽被均匀地抽走，使加工时的PU薄膜可以均匀受力，平展地吸附在外模内壁上。

所述PU立体物件成型装置还包括加热组件，所述加热组建设置在所述外模的开口上方。

基于使用上述PU立体物件成型装置的PU立体物件成型方法可以是包括以下步骤：

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳上的抽气阀门并且将真空抽气设备与外壳上的抽气阀门相连接；

2)取出内模，在外模的开口处蒙上具有延展性的PU薄膜；

3)启动真空抽气设备，抽出外壳与外模的安装缝隙中的空气，使蒙在外模开口处的塑料薄膜伸展变形，并且紧贴外模的内壁；

4)向模具内注入PU原料；

5)将内模安装进外模，并且进行发泡成型；

6)关闭外壳外壁上的抽气阀门，并且关停真空抽气设备；；

7)脱模。

为了使上述工艺流程中PU薄膜可以更好的延展和贴合，所述的PU立体物件成型方法可以做进一步的改进，改进后的成型方法包括以下步骤：

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳上的抽气阀门并且将真空抽气设备与外壳上的抽气阀门相连接；

2)取出内模，在外模的开口处蒙上具有延展性的塑料薄膜；

3)启动设置在外模开口上方的加热组件；

4)启动真空抽气设备，抽出外壳与外模的安装缝隙中的空气，使蒙在外模开口处的塑料薄膜伸展变形，并且紧贴外模的内壁；

5)向模具内注入PU原料；

6)将内模安装进外模并且进行发泡成型；

7)关闭外壳外壁上的抽气阀门，并且关停真空抽气设备；

8)脱模。

为了进一步改良工艺，所述的PU立体物件成型方法可以做更进一步的改进，改进以后的成型方法包括以下步骤：

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳上的抽气阀门并且将真空抽气设备与外壳上的抽气阀门相连接；

2)取出内模，在外模的开口处蒙上具有延展性的塑料薄膜；

3)启动设置在外模开口上方的加热组件；

4)启动真空抽气设备，抽出外壳与外模的安装缝隙中的空气，使蒙在外模开口处的TPU薄膜伸展变形，并且紧贴外模的内壁；

5)关闭外壳外壁上的抽气阀门，并且关停真空抽气设备；

6)对成型模具进行加温；

7)向模具内注入PU原料；

8)将内模安装进外模并且进行发泡成型；

9)脱模。

这种成型方法可以有效利用PU发泡的自行放热反应将薄膜层上的图案完整清晰地印在物件上。

上述PU立体物件成型方法中使用的塑料薄膜为TPU(Thermoplasticpolyurethanes，即热塑性聚氨酯弹性体橡胶)薄膜。

所述TPU薄膜分为图案层和薄膜层。

为了便于加工和保护TPU薄膜上的图案，所述TPU薄膜的图案层和薄膜层可以设计为可分离的两层，当发泡成型完成后，揭掉薄膜层即可。

相比较于传统的成型装置和成型方法而言，本发明的有益之处在于：

1)应用本发明所述的PU立体物件成型装置和成型方法进行加工PU立体物件，由于PU薄膜是在进行发泡成型工艺前就已经吸附在外模的内壁上的，所以经过发泡成型以后，这层薄膜就会紧贴在PU制品的表面，所以已经成型的PU制品就无需再经过抛光和贴膜等表面处理工艺；

2)具体应用时还可以事先在PU薄膜上印刷上需要的色彩和图案，当PU物件成型后也无需再进行喷涂上色等工艺，当物件形状不变仅需要更换图案或色彩时，不需要更换模具，仅仅需要更换PU薄膜即可，简单、方便、节约时间；

3)若外壳、外模和内模以弹性材料制成，可以用于当制作内腔大，开口小的物件，当脱模时，用力使模具变形即可取出已成形物件，相对于传统工艺中使用分体式的模具而言，不会在表面形成接缝痕迹，不需要再进行进一步的打磨和抛光，节省了劳动时间，提高了劳动效率。

附图说明

图1是具体实施例1的剖面图；

图2是应用具体实施例1的成型方法的步骤2、3、4的示意图；

图3是应用具体实施例1的成型方法的步骤5、6的示意图；

图4是应用具体实施例1的成型方法的步骤7的示意图；

图5是具体实施例2的剖面图；

图6是具体实施例2的外模的主视图；

图7是具体实施例2的外壳的剖视图；

图8是具体实施例3的剖面图。

图例说明：1-外壳 2-外模 3-内模 4-加热组件 5-TPU薄膜 11-经向凹槽12-纬向凹槽 13-抽气阀门 21-经向导气槽 22-纬向导气槽 23-透气孔

具体实施例

如图1至4所示的具体实施例1，由外壳1、具有开口的外模2、内模3和加热组件4构成，外壳1的外壁上安装有抽气阀门13，外模2上设有透气孔23，外模2的外壁尺寸小于外壳1的内壁尺寸，外模2安装在外壳1内，外模2与外壳1的边缘接缝处以气密密封，内模3安装在所述外模内，加热组件4安装在外模2的开口上方。

使用这种PU立体物件成型装置的成型方法可以采用以下步骤：

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳1上的抽气阀门13并且将真空抽气设备与外壳1上的抽气阀门13相连接；

2)取出内模3，在外模的开口处蒙上具有延展性的TPU薄膜4；

3)启动设置在外模2开口上方的加热组件4；

4)启动真空抽气设备，抽出外壳1与外模2的安装缝隙中的空气，使蒙在外模2开口处的TPU薄膜伸展变形，并且紧贴外模2的内壁；

5)向模具内注入PU原料；

6)将内模安装进外模并且进行发泡成型；

7)关闭外壳外壁上的抽气阀门，并且关停真空抽气设备；

8)脱模。

具体实施例1中所使用的TPU薄膜为图案层和薄膜层不可分离的TPU薄膜。

如图5至图7所示的具体实施例2，与具体实施例1的区别之处在于：外壳1的内壁上设有多条平行于外壳1底面的纬向凹槽12和与纬向凹槽12垂直交叉的经向凹槽11；外模2的外壁上与纬向凹槽12和经向凹槽11对应的位置分别设有纬向导气槽22和经向导气槽23，透气孔23设在纬向导气槽22和经向导气槽23的交叉处。这样的设计可以使外模2的外壁和外壳1的内壁之间的气体可以被均匀的抽走，从而使得薄膜4可以均匀紧密地贴在外模的内壁上，提高成品质量。

具体实施例2与具体实施例1的另外一个区别在于，具体实施例2中所采用的TPU薄膜为图案层和薄膜层可以分离的TPU薄膜。

如图7所示的具体实施例3，与具体实施例1和具体实施例2的区别在于：外壳1和外模2的形状是口大腔小的外形，所以具体实施例3的外壳1、外模2和内模3均采用弹性材料制成，以便于发泡工序完成后脱模。

具体实施例3与具体实施例1和具体实施例2的另外一个区别在于，具体实施例3所采用的成型方法包括以下的步骤：

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳上的抽气阀门并且将真空抽气设备与外壳上的抽气阀门相连接；

2)取出内模，在外模的开口处蒙上具有延展性的塑料薄膜；

3)启动设置在外模开口上方的加热组件；

4)启动真空抽气设备，抽出外壳与外模的安装缝隙中的空气，使蒙在外模开口处的TPU薄膜伸展变形，并且紧贴外模的内壁；

5)关闭外壳外壁上的抽气阀门，并且关停真空抽气设备；

6)对成型模具进行加温；

7)向模具内注入PU原料；

8)将内模安装进外模并且进行发泡成型；

9)脱模。

其中在向模具中注入PU原料之前对成型模具进行加温，可以有效利用PU发泡的自行放热反应将薄膜层上的图案完整清晰地印在物件上。

在上述三个具体实施例中，TPU薄膜(即产品完成后的表面贴膜)可以根据需要采用不同的种类，既可以采用单层无色的TPU薄膜，也可以采用喷涂好需要的图案和色彩，但图案层和薄膜层不可分离的TPU薄膜；还可以采用喷涂好需要的图案和色彩，但图案层和薄膜层可以分离的TPU薄膜。

以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，例如本发明所述的外模也可以由透气陶瓷、铝、钢等材质制成制成，所述的凹槽和透气槽可以开在模具的侧面、也可以开在模具的底部、同时还可以是斜向排列等，若PU薄膜的冷延展性优良，也可以不启动加热设备，这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PU立体物件成型装置，包括外模和内模，其特征在于：所述PU立体物件成型装置还包括外壳和加热组件，所述外壳的外壁上安装有抽气阀门，所述外模上设有透气孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外壳的内壁尺寸，所述外模安装在所述外壳内，所述外模与外壳的边缘接缝处以气密密封，所述内模安装在所述外模内，所述外壳内壁设有最少两条彼此交错的凹槽，所述外模的外壁上设有与所述外壳内壁上的凹槽相对应的导气槽，所述外模上的透气孔设置在所述导气槽上，所述外模设有开口，用于蒙上塑料薄膜，所述加热组件设置在所述外模的所述开口的上方。 

2.根据权利要求1所述的PU立体物件成型装置，其特征在于：所述的外壳、外模和内模，均以弹性材料制成。 

3.根据权利要求1所述的PU立体物件成型装置，其特征在于：所述外壳内壁的凹槽分为垂直于外壳底面的经向凹槽和平行于外壳底面的纬向凹槽。 

4.根据权利要求1所述的PU立体物件成型装置，其特征在于：所述外模上的透气孔设在所述导气槽的交错处。 

5.一种PU立体物件成型的方法，其特征在于：所述的PU立体物件成型方法包括以下步骤： 

1)将模具安装在合适的位置，打开外壳上的抽气阀门并且将真空抽气设备与所述外壳上的所述抽气阀门相连接； 

2)取出内模，在所述外模的开口处蒙上具有延展性的塑料薄膜； 

3)启动设置在所述外模开口上方的加热组件； 

4)启动所述真空抽气设备，抽出所述外壳与所述外模的安装缝隙中的空气，使蒙在所述外模开口处的所述塑料薄膜伸展变形，并且紧贴所述外模的内壁； 

5)关闭所述外壳外壁上的所述抽气阀门，并且关停所述真空抽气设备； 

6)对所述模具进行加温； 

7)向所述模具内注入PU原料； 

8)将所述内模安装进所述外模，并且进行发泡成型； 

9)脱模。 

6.根据权利要求5所述的PU立体物件成型方法，其特征在于：所使用的塑料薄 膜为TPU薄膜。 

7.根据权利要求6所述的PU立体物件成型方法，其特征在于：所述TPU薄膜分为图案层和薄膜层。 

8.根据权利要求6所述的PU立体物件成型方法，其特征在于：所述TPU薄膜的图案层和薄膜层可以分离。 

9.根据权利要求5所述的PU立体物件成型方法，其特征在于：所述外壳内壁设有最少两条彼此交错的凹槽，所述外模的外壁上设有与所述外壳内壁上的凹槽相对应的导气槽，所述外模在所述导气槽上设置有透气孔。 

10.根据权利要求9所述的PU立体物件成型方法，其特征在于：所述透气孔设在所述导气槽的交错处。