CN102773325B - 金属板材的成型系统及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种金属板材的成型系统及其成型方法，主要包括有一具有一密封模及一成型模的模具，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔，成型模内设有一成型腔，一加压气体可经由输气孔而传送至密封腔内，而预先在一模具外加热区内加热的成型模在被送入模具区前，将在其顶表面置放一金属板材，成型模及金属板材再藉由一升降机的带动而与密封模合模，模具的周边设有一加热器，可对模具及金属板材持续进行加热，加压气体及升降机也将以分段模式对模具施加一气体压力及一上推压力，并致使金属板材在成型腔内形成为一金属成型件，藉此以增加金属成型件的成型速度、生产产量及表面效果。
Description
技术领域
本发明提供一种金属板材的成型系统及其成型方法，尤指一种适用于金属薄壳加压成型的金属成型系统及其成型方法。
背景技术
由于3C资讯产品及高阶家电产品的全球大卖，金属外壳体早已经成为许多商品的基本配备。一般常用金属成型方法主要可分为三种：冲压成型、真空成型或高压成型，而图1所示即为一种常用金属板材成型系统的构造示意图。
常用金属板材成型系统10的模具11包括有一密封模111及一成型模115，成型模115置放于一工作台19上。密封模111内具有一密封腔112及一输气孔175，成型模115内则设有一成型腔116。密封模111及成型模115的周边设有一电热管13，电热管13将对模具11及被置放于模具11内的金属板材15施以一高温加热。当金属板材15的温度达到一设定温度时，高压气体产生器171将产生一高压气体179，并经由输气管173、输气孔175而传送至密封腔112内，高压气体179将对已经加热软化的金属板材15施以一气体压力Pa，并致使软化的金属板材15于气体压力Pa作用下贴附于成型腔116内表面，从而成为一金属成型件155。
常用金属板材成型系统的高压气体179在导入密封腔112时，只有工作台19的固定作用力或模具11的合模作用力以抵抗高压气体179在密封腔112内所产生的气体压力Pa，容易造成高压气体179外泄，进而影响金属成型件155的成型速度或成型品质。
又，常用金属板材15如果以室温直接置入模具11内加热，必须要等到加热至一设定温度后方可施加高压气体179，而此加热等待时间将会影响到金属成型件155的量产速度。
另一种常用金属板材成型系统是将金属板材15预先在模具11外加热，之后再将已加热的金属板材15置入模具11内继续加热及加压成型，藉此以节省金属成型件155的量产速度。惟，由于已加热的金属板材15在移动进入模具11时，其金属板材温度会突然下降，之后又再被加热提高，而金属板材温度的忽高忽低，容易影响到金属成型件155的成型品质。
常用金属板材的成型系统存在有容易在生产时就让产品外表面受损、成型速度难以提高、生产良品率不佳、或金属外表面不够精确而必须再另外进行二次加工等缺点。因此，常用金属板材的成型系统及其成型方法都具有其可改善的空间。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种金属板材的成型系统及其成型方法，不仅可用以增加金属成型件的成型速度及生产产量，又可以提高金属成型件的表面效果。
本发明的又一目的，在于提供一种金属板材的成型系统及其成型方法，其可适用的金属材质种类广泛，藉此以扩大其生产适用范围。
本发明的又一目的，在于提供一种金属板材的成型系统及其成型方法，其高压气体被导入密封腔时，其升降机也会持续对模具施压，藉此以让模具紧密合模而不会出现有高压气体泄气的缺点，所以可有效提高金属成型件的成型品质。
本发明的又一目的，在于提供一种金属板材的成型系统及其成型方法，其金属板材在受到高压气体施压前将持续增加其受热温度，而高压气体也是以分段模式来增加其气体压力，藉此不仅可增加金属成型件的生产速度，又可提高金属成型件的成型品质。
为了达到上述的目的，本发明提供一种金属板材的成型系统，主要包括有：一模具成型区，设有一密封模及一成型模，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔，成型模内设有一成型腔，成型模可进出模具成型区，且在进入模具成型区后将被定义为一工作成型模，密封模与工作成型模可组合成为一模具；一个或多个加热器，设于该模具的周边，可对模具进行加热，并致使该密封模具有一预设工作温度；一模具外加热区，设有一等待成型模及一模具外加热器，模具外加热器可对等待成型模进行加热，并致使等待成型模具有一模具外温度；一个或多个移料单元，可将该等待成型模从该模具外加热区移入该模具成型区内，并让等待成型模成为该工作成型模；一供料单元，用以将一金属板材置放于已移出该模具外加热区的等待成型模的顶侧端，而金属板材将随同等待成型模被移入该模具成型区内；一流体供应单元，连接该密封模的输气孔，并经由该输气孔而将一高压流体导引进出该密封腔，高压流体将对该金属板材提供一流体压力；及一控制单元，可分别连接加热器、模具外加热器、移料单元、供料单元或流体供应单元。
又，为了达到上述的目的，本发明又提供一种金属板材的成型系统，主要包括有：一模具，包括有一密封模及一成型模，成型模与密封模之间的距离可改变，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔，成型模内设有一成型腔，而成型模的顶侧端可用以置放一金属板材，金属板材将位于成型模与密封模之间；一加热器，设于该模具的周边，可对模具进行加热；一流体供应单元，连接该密封模的输气孔，并可经由该输气孔而将一高压流体导引进出该密封腔，高压流体将在模具合模时对该金属板材提供一流体压力；一升降单元，承载该成型模，并藉由带动成型模的升降而致使该模具为一合模状态或一分模状态，升降单元将在该模具合模时持续带动成型模靠近密封模，并对于该模具提供一上推压力，而上推压力将大于该流体压力；及一控制单元，可分别连接升降单元、流体供应单元及/或加热器。
另外，为了达到上述的目的，本发明提供一种金属板材的成型方法，包括：启动一加热器且对一模具进行直接加热，而模具包括有一密封模及一成型模，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔，成型模内则设有一成型腔；移动一金属板材至该成型模的顶侧端，金属板材将位于该密封模与该成型模之间；启动一升降单元，升降单元的上侧端将承载该成型模，并带动成型模往密封模的方向移动，以形成一合模状态，而升降单元将在合模状态下持续上升，并对该模具施予一上推压力；及启动一流体供应单元，并将一高压流体经由所连接的该输气孔而导引进出该密封腔，高压流体将对该金属板材施予一流体压力，而该上推压力将大于该流体压力。
又，为了达到上述的目的，本发明又提供一种金属板材的成型方法，包括：启动一模具外加热器，并于一模具外加热区内对一成型模进行一模具外加热，直至该成型模具有一模具外温度，成型模内设有一成型腔，而模具外加热区内的成型模可定义为一等待成型模；启动一加热器，且对位于一模具成型区内的模具进行直接加热，直至该模具具有一预设工作温度，而模具包括有一密封模及一成型模，位于模具成型区内的成型模则定义为工作成型模，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔；藉由一移料单元而可将模具外加热区内的等待成型模移动至该模具成型区，并让该等待成型模成为该工作成型模；藉由一供料单元而可将一金属板材移动置放于已移出模具外加热区但尚未进入模具成型区的等待成型模的顶端侧，金属板材将随同等待成型模一起被移入该模具成型区，并位于该密封模与该工作成型模之间；及启动一流体供应单元，并将一高压流体经由所连接的该输气孔而导引进出该密封腔，高压流体将对该金属板材施予一流体压力，而该流体压力将致使金属板材贴附于该成型腔内表面，以成为一金属成型件。
本发明的有益功效在于：可以增加金属成型件的成型速度、生产产量及表面效果。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为常用金属板材成型系统的构造示意图；
图2为本发明金属板材成型系统一实施例的构造示意图；
图3为本发明金属板材成型系统又一实施例的构造示意图；
图4为本发明金属板材成型系统又一实施例的构造示意图；
图5为本发明金属板材成型装置的冷却槽的构造示意图；
图6为本发明金属板材成型方法一实施例的流程图；
图7为本发明在金属成型过程中的预设压力值-时间分布图；
图8为本发明金属板材成型方法又一实施例的流程图。
其中，附图标记
10金属板材成型系统11模具
111密封模112密封腔
115成型模116成型腔
13电热管15金属板材
155金属成型件171高压气体产生器
173输气管175输气孔
179高压气体19工作台
20金属板材成型系统200模具成型区
21模具211密封模
212密封腔213输气孔
2135输气孔215成型模
2151工作成型模2155等待成型模
216成型腔217图案层
219轨槽23加热器
231高周波加热器235电热管
24模具外加热区25模具外加热器
251高周波加热器255电热管
27核仁30升降单元
31升降机315承载座
316导轨317隔热层
318水路35升降服务器
397预设上推压力值40流体供应单元
41流体产生器43输气管
437预设流体压力值45流体服务器
49高压流体50控制单元
60供料单元61移料单元
65金属板材67金属成型件
70冷却槽73冷凝管
73A冷凝管位置点73B冷凝管位置点
73C冷凝管位置点73Z冷凝管位置点
735A冷凝管位置点735Z冷凝管位置点
75液体Po上推压力
Pa流体压力T1预设工作温度
T2模具外温度T3板材温度
W1冷凝液W2冷水
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
首先，请参阅图2，为本发明金属板材成型系统一实施例的构造示意图。如图所示，本发明金属板材成型系统20主要包括有一模具21、一加热器23、一升降单元30、一流体供应单元40及一控制单元50。控制单元50可连接且控制加热器23、升降单元30及/或流体供应单元40。
模具21包括有一密封模211及一成型模215，密封模211内设有一密封腔212及一输气孔213，成型模215内则设有一成型腔216。流体供应单元40的流体产生器41可经由一输气管43而连接该输气孔213，并可将流体产生器41所产生的高压流体49，经由输气管43及输气孔213而传送至密封腔212内。
在本发明一实施例中，密封模211为一固定在相同位置的固定模，而成型模215则放置于升降单元30所属的一升降机31的上侧端，成型模215与密封模211之间的距离将可改变。随着升降机31的升降，而致使该模具21的成型模215与密封模211成为一合模(状态)或一分模(状态)，而在此图式中所显示的则为合模状态。
成型模15的顶侧端可用以置放一金属板材65，金属板材65可选择为一不锈钢、铜、铝、镁合金、钛合金、铝镁合金、镍基超合金、钨、钼及/或钴等各种金属薄壳。
于模具21的周边设有加热器23，例如在此图式中所显示的一高周波加热器231及/或一电热管235，分别环绕于密封模211及/或成型模215周边。加热器23可用以对模具21进行一加热程序，并藉由对模具21的加热作用而间接对存在于密封模211与成型模215之间的金属板材65进行加热处理。
加热器23的加热温度可随着金属板材65的种类不同而调整。对于较常使用的金属板材65，其加热温度约为180℃～650℃，但不以此为限。
当模具21于合模状态时，流体供应单元40将持续供应高压流体49至密封腔212内，因此在金属板材65上表面形成一流体压力(气压)Pa。为了避免模具21因为密封腔212内的流体压力Pa而产生开模或泄气现象，因此在流体供应单元40持续供应高压流体49时，升降机31也会持续带动成型模215往密封模211方向推升及移动，其上升推力也会对模具21产生一上推压力Po。高压流体49所产生的流体压力Pa及升降机31所产生的上推压力Po将让已加热而软化的金属板材65被推向成型腔216内层贴合，最终将成为一定型的金属成型件67，如虚线所示。
高压流体49可为一高压气体或一高压液体，其中又以高压气体为佳。高压气体49可直接使用一般气体、空气、氦(He)、氖(Ne)、或氮气(N2)等具惰性的气体。在本发明中，其高压气体49可为150Bar～400Bar之间，但不以此为限。
升降机31可选择为一油压机或一气压机，其中又以油压机为较佳。在本发明中，油压机31可使用的输出吨位约80吨～240吨，但不以此为限。
本发明一较佳实施例中，在金属成型件67成型过程中，控制单元50将控制升降机31所产生的上推压力Po将持续大于高压流体49所产生的流体压力Pa。上推压力Po将大于流体压力Pa，且上推压力值(Po)所大于的数量约为流体压力值(Pa)的10％～40％之间，尤其又以大于流体压力值(Pa)的18％～27％为最佳。
再者，请参阅图3，为本发明又一实施例的构造示意图。本发明金属板材成型系统20尚可包括有一模具外加热区24、一移料单元61及一供料单元60，皆位于模具21的旁侧。
为了可增加金属成型件67的量产速度及生产良品率，密封模211可固定且保持在一预设工作温度T1状态下，而在一模具成型区200的金属板材65在模具21内加压成型过程中，模具外加热区24可置放另一个成型模(可称为一等待成型模2155)，而等待成型模2155将受到一模具外加热器25的模具外加热作用，并加热至一模具外温度T2。模具外加热器25为选择为一电热管255及/或一高周波加热器251。
当模具成型区200内的金属成型件67已成型完成时，一移料单元61将会把该金属成型件67及正在被用以成型的成型模(可称为一工作成型模2151)移出模具成型区200外，如图式右下侧所示，并被置放于大气环境或一冷却槽70中。而此时，等待成型模2155将受到移料单元61的作用而移动到模具成型区200及模具21内。而在等待成型模2155的移动过程中，一直处于室温状态下的另一个金属板材65，如图式左上侧所示，将在一供料单元60的作用下，被移动到等待成型模2155的顶表面，并与等待成型模2155一起被移动到升降机31的上端侧，以成为下一个工作成型模2151。
在此实施例中，其供料单元60、移料单元61都可连接控制单元50，且受到控制单元50的控制而在适当时间点移动该金属板材65、等待成型模2155、工作成型模2151及/或金属成型件67。当然，其供料单元60及移料单元61可选择为一独立操作的机械手臂、转动盘、或一操作人员以人工搬移。
由于本发明的金属板材65在被移动到等待成型模2155顶侧端前为一室温不加热状态，在被置放于等待成型模2155后才开始受到间接加热作用，且立即随同等待成型模2155移动至升降机31的上侧端，再受到模具21的加热器23持续加热。在金属板材65的移动、加热及加压成型过程中，其板材温度T3皆是稳定增加或保持定温，而不会出现忽然降温又再度被加热的情况发生，因此，其金属成型件67的成型品质将优于常用金属成型件155。
又，为了让等待成型模2155移动至模具成型区200后，可快速达到与密封模211相同或近似的预设工作温度T1，为此，在一实施例中，等待成型模2155的模具外温度T2将大于预设工作温度T1。等待成型模2155在移动过程中，受到金属板材65及大气的吸热作用，将会由较高温的模具外温度T2略为下降至与较低温的预设工作温度T1相同或近似，藉此可方便模具21内的加热器23的加热作用。
在一实施例中，升降单元30包括有一升降机31及一升降服务器35，升降服务器35将可分别连接升降机31及控制单元50，受控于控制单元50，升降服务器35将可启动及操控升降机31的上升或下降。
本发明的流体供应单元40包括有一流体产生器41及一流体服务器45，流体服务器45将分别连接该控制单元50及流体产生器41，并受到控制单元50的操控而决定让流体产生器41供应多少高压流体49至密封腔212，或将密封腔212内的高压流体49从密封腔212内移出。
在本发明又一实施例中，在成型模2151/2155的内表面上可直接设置有一图案层217，图案层217为一可存在于金属成型件67外表面的图案、线条、形状、亮面、雾面、文字及/或其他等内容表现物。当金属板材65被加热及施加流体压力Pa后，其即可被压贴至工作成型模2151的内壁表面，碰到有凹凸设计的图案层217，其也可以压贴在图案层217表面。如此，在加压成型及脱模后，即可在金属成型件67外表面出现所设计的图案、线条、形状、亮面、雾面、文字或其他内容表现物。
接续，请参阅图4，为本发明又一实施例的结构示意图。为了可提高金属成型件快速成型完工及可增加产能数量，在本发明的升降机31的上侧端设有一承载座315，承载座315内可设有加热器，例如图式的电热管235。承载座315的上表面还设有一个或多个导轨316，而在成型模215(如图式的工作成型模2151及等待成型模2155)的底侧相对于导轨316位置设有一轨槽219。导轨316与轨槽219可相互咬合，而让成型模215可在承载座315上可轻易滑动或移动，藉此而可在金属成型件67被压贴成型后，移料单元61可将工作成型模2151连同金属成型件67快速的带离模具成型区200，并可直接接续进行下一个工序，例如降温冷却、脱模、或回火等金属后段加工程序等。而下一个等待成型模2155也可以快速被带入模具成型区200，以成为下一个工作成型模2151，并与密封模211合成为一模具21。
当然，相互咬合的导轨316与轨槽219也可以变换位置，换言之，导轨316设于成型模215的底侧，而轨槽219则设于承载座315内。
又，在另一实施例中，成型模215的内侧表面亦设置有一核仁27，核仁27的上表面可为一光滑面或设有一图案层217。当金属板材65被加热及施压时，已软化的金属板材65即可被压贴于核仁27或图案层217的上表面，以成为一金属成型件67。
又，为了让密封腔212的金属板材65可以快速且平均受到流体压力Pa的加压作用，因此在密封模211内凿设有多个输气孔213、2135，旁侧的输气孔2135可直接与中央输气孔213连接，或直接连接到输气管43，藉此以让密封腔212内快速达到升压或均压的目的。
又，又一实施例中，由于模具21在加热时会产生摄氏数百度的高温，为了保护升降机31，可在升降机31与成型模215之间设有一隔热座317，而隔热座317内也可以设置有一冷却管或水路318，藉由隔热座317及/或水路318的作用，以达到升降机31与成型模215温度隔离的效果。
请参阅图5，为本发明金属板材成型系统的冷却槽的构造示意图。当金属成型件67成型后，移料单元61将会把成型模215(也就是工作成型膜2151)连同金属成型件67带离模具成型区200，并置入一冷却槽70中。冷却槽70有多个冷凝管73经过其内部，因此可让冷却槽70维持一定的低温。冷却槽70的低温将可直接降低成型模215及间接降低金属成型件67的温度，藉此以保护金属成型件67的表面完整性，又可加速达到金属成型件67降温脱模的目的。冷凝管73可选择为一水路或一让冷凝液W1通过的管线。
在图式中所示的其中一实施例，冷凝管73将穿过冷却槽70的底侧。例如在右上边的冷凝管由冷凝管位置点73A输入冷凝液W1，并从图式前端面的冷凝管位置点73A穿过冷却槽70底侧而至后端面，冷凝管73于冷却槽70后端面再向下弯折至冷凝管位置点73B，如虚线所示。冷凝液W1再经由后端面的冷凝管位置点73B穿越经过冷却槽70底侧而至前端面，冷凝管73于冷却槽前端面再向上弯折至前端面冷凝管位置点73C，如实线所示。冷凝液W1再经由前端面的冷凝管位置点73C穿过冷却槽70底侧而至后端面，并依此转进而至冷凝管位置点73Z的前端面，再将冷凝液W1从冷凝管73中输出。
同理，如果冷却槽70选择设计为具有多个冷凝管73，其另一个冷水W2可从左上侧的冷凝管位置点735A输入，并传送至右下侧的冷凝管位置点735Z输出。
在本发明又一实施例中，其冷却槽70也可以设计为没有冷凝管73的设计，只要在槽内放置一冷却液或一液体75，而成型模215在置入后，冷却液或液体75可在成型模215周边流动，藉此同样可达到保护金属成型件67的表面完整性，又可加速达到金属成型件67降温脱模的目的。
另外，请参阅图6，为本发明金属板材的成型方法一实施例的成型流程图。如图所示，并请同时参阅图2，本发明金属成型方法包括有：
步骤S601，控制单元50控制并启动加热器23，加热器23对处于开模状态的模具21进行直接加热处理，并持续加热至模具21已达到一预设工作温度T1。
步骤S602，藉由一供料单元60(如图3所示)而将金属板材65移动且放置于成型模215的顶侧端，加热器23将持续对模具21直接进行加热处理。
步骤S603，控制单元50将控制并启动升降单元30，升降机31将可带动成型模215往密封模211方向移动，以完成模具21的合模程序。此时，金属板材65将介于密封模211及成型模215之间，并经由密封模211及成型模215而间接获得加热器23的加热作用。
流体供应单元40在模具21合模时或升降机31启动时就开始经由输气管43及输气孔213而对密封腔212供给一高压流体49，并在密封腔212内及金属板材65表面产生一流体压力Pa。而升降单元30的升降机31也是带动成型模215持续升高，并对模具21将产生一上推压力Po，上推压力Po将大于流体压力Pa(Po>Pa)。由于升降机31所产生的上推压力Po将大于高压流体49所产生的流体压力Pa，因此，可避免模具21因为流体压力Pa而造成气体外泄的弊端。
步骤S604，升降机31所产生的上推压力Po及高压流体49所产生的流体压力Pa将个别以一分段增量模式进行，而该流体压力Pa也将致使已加热软化的金属板材65压贴于成型模215内，直至形成为一金属成型件67。金属成型件67业已成型完成。
步骤S605，控制单元50将可控制升降单元30的升降机31带动成型模215及金属成型件67往下移动，以远离密封模11，即为一开模程序。
步骤S606，等待金属成型件67冷却至一预设温度后，即可将金属成型件67从成型模215出取出，以完成此金属成型的制作。
本发明步骤S604采取一分段增量模式进行金属成型加压程序，如图7所示。在该金属板材65被加热及施压以形成为该金属成型件67的工作时间可定义为一成型时段，例如t0～t8。控制单元50将控制该成型时段包括有一个或多个变化时段(tc；t0～t1、t2～t3、t4～t5及t6～t7)及一个或多个停滞时段(ts；t1～t2、t3～t4、t5～t6及t7～t8)。在第一个变化时段tc内(t0～t1)，控制单元50将控制该流体压力Pa增加到一预设流体压力值437(Pa1)，而上推压力Po则可增加到一预设上推压力值397(Po1)。接续的第一个停滞时段ts内(t1～t2)，则控制该预设流体压力值Pa1及该预设上推压力值Po1维持在固定值，并持续对金属板材65施加压力。
如果因为金属板材65的材质特性，在第一个停滞时段ts(t1～t2)后还有紧邻有下一个变化时段tc(t2～t3)，则在此第二个变化时段tc内，流体压力Pa将增加到另一个预设流体压力值Pa2，而上推压力Po则会增加到另一个预设上推压力值Po2。且在接续的第二个停滞时段ts内(t3～t4)，则控制该预设流体压力值Pa2及该预设上推压力值Po2维持固定值，持续对金属板材65施加压力。依此类推，直到金属成型件67成型完毕为止。
换言之，该流体压力Pa及该上推压力Po皆以一分段增量模式而分别施力于该金属板材65及该模具21上，该分段增量模式包括有一个或多个变化时段tc及一个或多个停滞时段ts，而在该变化时段tc内将持续增加该流体压力值(Pa)及该上推压力值(Po)，而在该停滞时段ts内则保持该流体压力值(Pa)及该上推压力值(Po)。
在本发明一实施例中，同一个时间点的预设上推压力值(Po1、Po2、Po3、Po4)皆大于预设流体压力值(Pa1、Pa2、Pa3、Pa4)。上推压力Po最好可大于流体压力Pa，且其大于数量约为流体压力的10％～40％之间，尤其大于18％～27％为最佳。
又，在本发明一实施例中，在金属板材65被加压成型为该金属成型件67的成型时段内，控制单元50将控制加热器23持续加热，并致使金属板材65可保持在一定的定温状态下进行。
当然，在不同实施例中，控制单元50将可控制加热器23持续加热，并可随着上推压力Po及/或流体压力Pa的增加，而也相对增加加热器23及金属板材65的工作温度。
最后，请参阅图8，系为本发明金属板材的成型方法又一实施例的流程图。如图所示，并请同时参阅图3，本发明金属成型方法包括有：
步骤S801，控制单元50将控制并启动加热器23对密封模211加热至一预设工作温度T1，控制单元50也将控制并启动模具外加热器25对一等待成型模2155事先预热至一模具外温度T2。
步骤S802，在等待成型模2155欲移入模具成型区200内时，藉由一供料单元60而将一存在于室温下的金属板材65移动且放置于等待成型模2155的顶侧端，并连同等待成型模2155藉由移料单元61而移至升降机31的上侧端及模具成型区200内，等待成型模2155将成为一工作成型模2151。
步骤S803，控制单元50将控制并启动升降单元30，升降机31将可带动工作成型模2151往密封模211方向移动，以完成模具21的合模程序。此时，金属板材65将介于密封模211及工作成型模2151之间，并经由密封模211及工作成型模2151而间接获得加热器23的加热效果。
流体供应单元40在模具21合模或升降机31启动时就开始经由输气管43及输气孔213而对密封腔212供给一高压流体49，并在密封腔212内及金属板材65表面产生一流体压力Pa。而升降单元30也是带动工作成型模2151持续升高，并对模具21将产生一上推压力Po，上推压力Po将大于流体压力Pa(Po>Pa)，因此，可避免模具21因为流体压力Pa而造成气体外泄的弊端。
步骤S804，升降机31所产生的上推压力Po及高压流体49所产生的流体压力Pa将个别以一分段增量模式进行，而该流体压力Pa也将致使已经加热软化的金属板材65压贴于成型模215内，直至形成为一金属成型件67。
步骤S805，金属成型件67业已加压成型完成，控制单元50将可控制升降单元30的升降机31带动工作成型模2151及金属成型件67往下移动，以远离密封模11，即为一开模程序。
步骤S806，开模后，移料单元61从模具成型区200中取出工作成型模2151，并将工作成型模2151及还存在其内部的金属成型件67一起被移动及置入一冷却槽70降温。成型模215将与冷却槽70接触而直接降温，金属成型件67则藉由成型模215而被间接降温。
步骤S807，等待工作成型模2151及金属成型件67下降至一个预设温度值时，即可将金属成型件67从工作成型模2151中移出，并完成此金属成型件67的成型步骤。
在工作成型模2151及金属成型件67被移往冷却槽70时，控制单元50将控制进行下一个步骤S802。供料单元60将把另一个存在于一室温下的金属板材65移往于另一个等待成型模2155的上侧端，该等待成型模2155已在模具外加热区24上被事先预热至模具外温度T2，并将等待成型模2155及其金属板材65移至升降机31上侧端。
步骤S828，本发明金属成型件67也可以为了表面应力、上色、低温回火处理、表面处理、阳极处理等原因，而进行一般的金属后段加工程序处理或二次加工程序。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (21)
1.一种金属板材的成型系统，其特征在于，主要包括有：
一模具成型区，设有一密封模及一成型模，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔，成型模内设有一成型腔，成型模进出模具成型区，且在进入模具成型区后将被定义为一工作成型模，密封模与工作成型模组合成为一模具；
一个或多个加热器，设于该模具的周边，对模具进行加热，并致使该密封模具有一预设工作温度；
一模具外加热区，设有一等待成型模及一模具外加热器，模具外加热器对等待成型模进行加热，并致使等待成型模具有一模具外温度，该模具外温度高于该预设工作温度；
一个或多个移料单元，将该等待成型模从该模具外加热区移入该模具成型区内，并让等待成型模成为该工作成型模；
一供料单元，用以将一金属板材置放于已移出该模具外加热区的等待成型模的顶侧端，而金属板材将随同等待成型模被移入该模具成型区内，其中该金属板材在被置放于该等待成型模的顶侧端前处于室温状态下，而该具有模具外温度的该等待成型模使该金属板材持续增温或维持定温；
一流体供应单元，连接该密封模的输气孔，并经由该输气孔而将一高压流体导引进出该密封腔，高压流体将对该金属板材提供一流体压力；及
一控制单元，分别连接加热器、模具外加热器、移料单元、供料单元或流体供应单元。
2.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，还包括有一升降单元，其上侧端承载该工作成型模，并藉由带动工作成型模的升降而致使该模具为一合模状态或一分模状态。
3.如权利要求2所述的成型系统，其特征在于，该升降单元将在模具合模时持续带动成型模靠近密封模，并对于该模具提供一上推压力，而上推压力将大于该流体压力。
4.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，该流体压力将致使该金属板材贴合于该成型腔内，以成为一金属成型件，而该移料单元将移动该工作成型模及金属成型件至该模具成型区外。
5.如权利要求4所述的成型系统，其特征在于，还包括有一冷却槽，用以置放该工作成型模及金属成型件，而该冷却槽包括有一个或多个冷凝管或一液体。
6.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，该高压流体为惰性气体或氮气。
7.如权利要求3所述的成型系统，其特征在于，该上推压力将大于该流体压力，且大于该流体压力值10％～40％。
8.如权利要求7所述的成型系统，其特征在于，该上推压力将大于该流体压力，且大于该流体压力值18％～27％。
9.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，该加热器及该模具外加热器为一电热管及/或一高周波加热器，而升降单元则包括有一油压机。
10.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，还包括有一核仁，置放该成型腔内，而该核仁或该成型腔表面设有一图案层。
11.如权利要求3所述的成型系统，其特征在于，该流体压力及该上推压力皆以一分段增量模式而分别施力于该金属板材及该模具上，该分段增量模式包括有一个或多个变化时段及一个或多个停滞时段，且在该变化时段内将持续增加该流体压力值及该上推压力值，而在该停滞时段内则保持该流体压力值及该上推压力值。
12.如权利要求2所述的成型系统，其特征在于，该升降单元的上侧端设有一个或多个导轨或一个或多个轨槽，而该工作成型模及该等待成型模的底侧端则相对应设有一个或多个轨槽或一个或多个导轨。
13.一种金属板材的成型方法，其特征在于，包括：
启动一模具外加热器，并于一模具外加热区内对一成型模进行一模具外加热，直至该成型模具有一模具外温度，成型模内设有一成型腔，而模具外加热区内的成型模定义为一等待成型模；
启动一加热器，且对位于一模具成型区内的模具进行直接加热，直至该模具具有一预设工作温度，该模具外温度高于该预设工作温度，而模具包括有一密封模及一成型模，位于模具成型区内的成型模则定义为工作成型模，密封模内设有一密封腔及一个或多个输气孔；
藉由一移料单元而将模具外加热区内的等待成型模移动至该模具成型区，并让该等待成型模成为该工作成型模；
藉由一供料单元而将一金属板材移动置放于已移出模具外加热区但尚未进入模具成型区的等待成型模的顶端侧，其中该金属板材在被置放于该等待成型模的顶侧端前处于室温状态下，而该具有模具外温度的该等待成型模使该金属板材持续增温或维持定温，金属板材将随同等待成型模一起被移入该模具成型区，并位于该密封模与该工作成型模之间；及
启动一流体供应单元，并将一高压流体经由所连接的该输气孔而导引进出该密封腔，高压流体将对该金属板材施予一流体压力，而该流体压力将致使金属板材贴附于该成型腔内表面，以成为一金属成型件。
14.如权利要求13所述的成型方法，其特征在于，还包括有：
启动一升降单元，升降单元的上侧端将承载该工作成型模，并带动工作成型模往密封模的方向移动，以形成一合模状态，而升降单元将在合模状态下持续上升，并对该模具施予一上推压力，上推压力将大于该流体压力。
15.如权利要求14所述的成型方法，其特征在于，还包括有：
持续启动该升降单元及该流体供应单元，并将该流体压力及该上推压力以一分段增量模式而分别施力于该金属板材及该模具上，该分段增量模式包括有一个或多个变化时段及一个或多个停滞时段，且在该变化时段内将持续增加该流体压力值及该上推压力值，而在该停滞时段内则保持该流体压力值及该上推压力值。
16.如权利要求14所述的成型方法，其特征在于，还包括有：
当该金属板材成为金属成型件后，升降单元将移动该工作成型模以远离该密封模，以成为一开模状态；及
冷却该成型模及该金属成型件，并取出该金属成型件。
17.如权利要求16所述的成型方法，其特征在于，还包括有：
藉由该移料单元而将该工作成型模及该金属成型件移出该模具成型区，并移动至一大气环境下或一冷却槽内。
18.如权利要求13所述的成型方法，其特征在于，该高压流体为惰性气体或氮气。
19.如权利要求14所述的成型方法，其特征在于，该上推压力将大于该流体压力，且大于该流体压力值10％～40％。
20.如权利要求19所述的成型方法，其特征在于，该上推压力将大于该流体压力，且大于该流体压力值18％～27％。
21.如权利要求13所述的成型方法，其特征在于，该加热器及该模具外加热器为一电热管及/或一高周波加热器，而升降单元则包括有一油压机。
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