CN103372951A - 用于将插入件定位在用于塑料材料的模具中的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产塑料零件的方法，所述方法包括以下步骤：加热塑料材料，使所述材料在模具的凹腔中成形，打开所述模具并且排出塑料零件。该方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：将多个插入件（3）定位在工装（2）上，以及，在使所述材料成形的步骤之前，通过使所述工装抵靠所述模具的凹腔，将所述插入件（3）从所述工装（2）存放到所述模具中，以便保持所述插入件（3）的相互定位。本发明还涉及一种用于实施这种方法的设备并且涉及一种所得塑料产品。在制造包括插入件的塑料零件中的应用。

Description

用于将插入件定位在用于塑料材料的模具中的方法和设备

技术领域

本发明涉及塑料材料领域和由这些材料制造的尤其用于车辆的内部覆盖的零件的领域，并且涉及一种用于生产其中放置插入件的塑料零件的方法、涉及一种用于实施该方法的设备并且涉及一种因此获得的塑料产品。

背景技术

FR2890329涉及一种用于制造包括至少一个插入件的塑料零件的方法。具有用热活化粘合剂覆盖的表面的所述插入件被放置抵靠模具的壁。由塑料材料制成的铸皮覆盖所述插入件的这个表面，并且将热材料注射到所述模具中，因此使所述粘合剂活化。由此获得的零件具有嵌入在塑料材料中的插入件，然而却无需对模具的进行大的干预。

FR2894868公开一种相同类型的方法，其中，由于热成型方法，由塑料材料制成的铸皮包围事先被放置到模具中的插入件。因为插入件被直接定位抵靠凹腔的表面，所以获得的零件具有整体光滑的表面。

然而，在以上提及的文件中，一旦多个插入件被定位在模具中，就不能保证所述插入件的相互定位的可重复性。

发明内容

本发明的目的是克服这些缺点中的至少一些并且优选地克服所有这些缺点，并且因此理想地帮助保证：插入件在模具中的良好维持，可从一个制造周期重复到另一个制造周期并且精确地复制预先设定的布置的相关定位。

为此目的，本发明涉及一种用于生产塑料零件的方法，所述方法包括以下步骤：

-加热塑料材料，

-使所述材料在模具的凹腔中成形，

-打开所述模具并且排出获得的塑料零件，例如，以预成型铸皮的形式。

该方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：

-将多个插入件定位在工装上，以及，

-在使所述材料成形的步骤之前，通过使所述工装抵靠所述模具的凹腔，将所述插入件从所述工装存放到所述模具中，以便保持所述插入件的相互定位。

本发明还涉及一种用于实施该方法的设备，所述设备包括模具1，所述模具具有能够使塑料材料成形的凹腔，其特征在于，所述设备包括工装，多个插入件可根据某种几何布置被定位在所述工装上，以便使得能够在使所述材料成形的步骤之前，通过使所述工装抵靠所述模具的凹腔，将所述插入件从所述工装存放到所述模具中，以便保持所述插入件的相互定位，所述工装尤其通过致动器来移动。

本发明还涉及一种通过该方法获得的塑料产品。

附图说明

阅读下面与以非限制性示例给出并且参考附图进行解释的优选实施例相关的说明书将会更好地理解本发明，所附附图其中：

图1示出将插入件装载在装载台上；

图2显示具有插入件的装载台；

图3显示准备好将插入件从装载台抓出的工装；

图4显示其中放置了插入件的工装；

图5示出在一个插入件地点处的放置步骤；并且

图6显示具有插入件的封闭热成型模具和所述模具的两个部分之间的铸皮。

具体实施方式

因此，本发明首先涉及一种用于生产塑料零件的方法，所述方法包括以下步骤：

-加热塑料材料12，

-使所述材料在模具1的凹腔中成形，

-打开模具1并且排出塑料零件。在以上描述的实施例中，在所述方法中作为第一材料使用的塑料材料12是呈板材或片材的形式。所述塑料材料然后在模具1中通过压缩或热成型而成形。因此整个板材被加热并且放置在模具1中。然而，所述方法可以容易地被适配成通过注射变形，因为在这种类型的方法中，这对于生产并且以较低的成本来生产浇铸在塑料材料12中的插入件3来说可能是有用的。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

-将多个插入件3定位在工装2上，以及，

-在使材料成形的步骤之前，通过使得工装抵靠模具1的凹腔将插入件3从该工装2存放到模具1中，以便保持所述插入件3的相互定位（插入件之间并且参照参考系的相关布置）。插入件3因此以预先设定的配置，即根据预先设定的几何布置和相互定位被放置在工装2上。插入件3在数量上为至少两个；然而，完全有可能使用几十个所述插入件。工装2因此在其表面的其中之一上具有其中放置插入件3的区域，如凹腔或开口9。在存放到模具1中时，所述插入件被同时存放而无需改变配置。因此使得工装2的支撑插入件3的表面靠近模具1的凹腔，并且然后在既不移动工装2也不移动模具1的情况下，所述插入件从工装2被释放并且被维持在模具1中。插入件3然后通过一侧被维持在模具1中，该侧与它们先前被维持在工装2中的一侧相反。

优选地是使得工装2靠近使得插入件3在将会容纳它们的区域中与模具1进行接触。因此，然后只需改变施加在它们上的力：取消将插入件3维持在工装2中的力，并且在模具1中形成维持力。因此，不会修改插入件3的相互定位，并且将它们从工装2存放到模具1中而不改变其配置。因此，优选地，工装2的形状与凹腔区域的形状互补，工装2必须抵靠所述区域放置（或工装2至少设有配合的定中心和索引装置），从而保证插入件3在被存放到模具1中时没有相对彼此移动的风险，并且保证它们在模具1中正确定位。

根据所述方法的一个可能的特征，所述方法包括以下附加步骤：将插入件3维持在模具1中，尤其是通过气动吸力（succion pneumatique）。因此，在已经从工装2释放之后，通过模具1设有的抽吸设备将所述插入件维持在模具1中。插入件3因此被放置在形成于模具1中的穿孔7的孔口（凹腔的表面位置处）处，通过所述穿孔可以形成吸力以将插入件3维持在模具1中。以下将描述相当的装置。在一些替代实施方案中，插入件3通过磁力、粘合剂等被维持在模具1中，这样使得无需修改模具1的具有抽吸装置通向其中的凹腔，就可以继续使用同一模具1来生产具有不同的插入件3配置的塑料零件，甚至是没有任何插入件3的塑料零件。只需具有适用于每个配置的工装2，这使得成本降低。插入件3可以被放置成与凹腔的表面呈连续性，这样使得插入件3不会延伸超过所获得零件的表面，并且所述插入件与所述表面平齐。可替代地，在模具1中，插入件3可以插入凹腔的表面中，使得它们延伸超过获得零件的表面并且不与所述表面平齐（插入件从零件12’的可见表面突出）。

根据另一个可能的特点，为了将插入件3从工装2存放到模具1中，将空气注射到工装2中以将所述插入件从工装排出。这在例如插入件3通过粘合剂11被维持在工装2中的情况下可能是有用的。在插入件3通过吸力被维持在工装2中的情况下，被维持在模具1中也相同，出于将插入件从工装2排出的目的而注入空气并不是不可或缺的，而仅仅补充模具1的吸力，以便保证一旦工装2移动离开模具1的环境，插入件3就可以保持固定到模具1而非工装2。

在特定实施方案中，所述方法还包括以下步骤：尤其通过同时抓持所有插入件3，将插入件从所述插入件定位在其上的装载台4放置到工装2中。可以通过组合的线性致动器执行这个步骤，所述组合的线性致动器中的每一个处于相对于其它垂直的方向上。也可以通过自动装置（robot araignée）或人工地执行所述步骤。插入件3彼此邻近地并且依次成线地被布置在装载台4上，并且因此然后被放置在工装2中。必要时，插入件3可以与在模具1中所要求的相同的几何配置和相同的相互定位被布置在装载台4上，这样使得只需使工装2靠近装载台4，抓住插入件3而使所述插入件不能相对彼此移动，然后就可以将所述插入件存放在如以上所描述的模具1中。

根据一个可能的特点，插入件3通过吸力、尤其还通过存在于插入件3上的粘合剂11被维持在工装2中。实际上，以下还将进行进一步描述，最初可以通过片材6来提供插入件3，插入件3通过被放置在插入件3上的具有永久粘合作用的粘合剂11粘附至所述片材。在插入件已经放置在装载台4上之后，它们的具有粘合剂11的非可见（non apparente）表面被放置在工装2上。因此，工装2与插入件3之间出现维持，这种粘合剂11的存在也确保了这个维持。因此，可以通过以下这两种机制来保证插入件3在工装2上的维持：吸力和粘附。因此，通过将空气吹到工装2中来排出插入件3以将它们存放在模具1中在这里是必要的，以便超出由定位在插入件3与工装2之间的界面处的粘合剂11所产生的维持力。

另外，尤其有利于对插入件3的处理的并且在塑料材料12成形时大致上消除的热熔性膜可以覆盖粘合剂11，以便防止在插入件3的处理过程中粘合剂11的污染和插入件3的其中之一通过粘合剂停留在工装2上。一旦插入件3已经放置在模具中，在热成型操作过程中被加热或以额外方式被加热的被注入的热塑料材料12引起热熔性膜熔化，并且因此大致上消除所述热熔性膜，然后在所述塑料材料12与插入件3之间只留下干净的并且优选地不受摄入热量影响的粘合剂11。

这种粘合剂11除了确保因为嵌入而在有关插入件3与零件12’之间形成的嵌合之外，还额外确保所述插入件11的稳固性（solidarisation）。

工装2也可以设有点或针，所述点或针确保维持插入件3直到所述插入件以良好的位置和取向配置被存放在模具1中，同时还防止与粘合剂11的接触和对所述粘合剂的污染，所述污染将会降低粘合剂性能。

因此，如以上已经提及，在一些实施方案中，所述方法还包括以下步骤：将插入件3从其所粘附的片材6放置到装载台4上。

当方法的实施基本上由热成型组成时，所获得的零件是其中放置有多个插入件3（每个在预先确定的位置处）的塑料铸皮。如此获得的铸皮然后可以被粘合在刚性或发泡的支撑件上，以便形成例如机动车辆的仪表盘元件。因此可以独立于所描述的方法来产生必要时所需的发泡，所述发泡使得在设有插入件3的铸皮12’的背部能够获得柔性支撑件。

在特定实施方案中，所述方法还包括以下步骤：将所获得的塑料零件12’固定到、尤其是粘合到支撑件上，所述支撑件尤其是刚性结构零件（尤其是实心的）或发泡的底座（柔性的或刚性的）。

本发明还涉及一种用于实施如以上所描述的方法的设备，所述设备包括模具1，所述模具1具有能够使塑料材料成形的凹腔。

模具1安装在压力机上，所述压力机可以使组成部分靠近或远离，所述组成部分一般来说是固定部分和可移动部分，以便使凹腔可以进入从而将被加热的塑料材料12放置到所述凹腔中（如用于热成型的板材），或以便通过封闭模具1注射熔化的塑料材料，使所注射的塑料材料12成形。

模具1用于容纳处于预先设定的几何配置的多个插入件3。根据本发明，所述设备包括工装2，多个插入件3可以根据某种几何布置被定位在所述工装上，以便使得能够在使材料成形的步骤之前，通过使得所述工装抵靠模具1的凹腔将所述插入件3从所述工装2存放到模具1中，以便保持所述插入件3的相互定位，工装2尤其通过致动器移动。

所述多个插入件3因此按照预先设定的几何配置放置在工装2中，所述预先设定的几何配置即彼此之间的相关定位。该工装2然后能够在模具1的凹腔的其中一个表面处将这些插入件3存放到所述模具中，从而使得所述模具可以使材料成形，但是却不会改变这个相关定位。维持在工装2中的所述多个插入件3被简单地从所述工装释放并且被维持在模具1中，而无需改变插入件3的配置。可以通过致动器或者还通过人工作用使工装2移动直至抵靠模具1。

优选地，工装2的形状因此与模具1的表面的形状互补，工装需要被存放在所述模具的表面上或者可以相对于所述模具的表面索引，这样使得工装2可以被放置地足够靠近模具1的表面，以便每个插入件3同时抵靠工装2并且抵靠模具1的表面。然后，只需改变插入件3所受的力，就可以将插入件3从工装2存放到模具1中。

在容纳插入件3的表面处，模具1还具有用于容纳所述插入件的穿孔7，这使得插入件3可以从所获得的零件稍微地突出，这可以给所述插入件以例如驱动按钮的外貌。

根据另一个可能的特点，模具1设有：一方面能够维持插入件3的抽吸装置，以及另一方面在模具1的凹腔的表面中的一组穿孔7，所述一组穿孔用于容纳所述插入件3，并且从所述穿孔延伸出青铜管8，抽吸装置连接到所述青铜管的末端，并且所述穿孔具有朝向在模具1的凹腔中的所述穿孔的孔口扩口的轮廓。在使模具1中的材料成形的步骤过程中，插入件3因此通过吸力被维持在模具1中。为了保证更好地维持插入件3并且为了避免由于模具1的热量对抽吸装置的损害，使用青铜管8是有利的，但这不是不可或缺的。在凹腔表面中的孔口的方向上的扩口形状的优点在于：所述形状确保插入件3的更好的定位并且避免所述插入件在使塑料材料12在模具中成形（在所述步骤中，插入件3上的机械应力可能较高，尤其是在注射的情况下）的过程中移动。

根据其它可能的额外特点，工装2设有其中可以放置插入件3的开口9，气动排气装置通向所述开口9，所述开口9尤其设有由特氟龙（TEFLON）制成的凸缘10。插入件3因此部分地容置在开口9中，并且必要时通过吸力维持在所述开口中，工装2然后设有用于产生负压的适当装置。所述开口9可以使得插入件3被维持在模具中处于凹腔表面的延伸部中，所述凹腔表面稍后将会限定零件，这样使得插入件3与所获得零件的外表面的延伸部平齐；或者还使得插入件3以它们然后相对所获得的零件12’稍微突出的方式插在凹腔中而被维持在模具中。

插入件3被形成的气动超压从这些开口9排出。该超压能够超出与由

制成的凸缘10接触的必要时所需的粘合剂11所产生的维持力。所述凸缘10基本上形成放置在开口9中的垫圈，距离所述开口穿通的表面一段较小的距离。以下也将会解释，插入件3可以最初通过其设有粘合剂11的表面被放置在片材6上。使用用于凸缘10的优点在于减小由粘合剂11产生的力，并且因此没有必要施加大的压力以将插入件3从工装2排出。

根据可能的其它特点，所述设备还包括其上可以存放插入件3的装载台4，以及用于将所述插入件从装载台4放置到工装2上的装置，所述装置尤其是自动装置。装载台4可以优选通过气动吸力维持插入件3，插入件3被放置在孔洞中，适当的空气抽吸装置在所述孔洞的末端进行操作。

在特定实施方案中，所述设备还包括插入件3通过粘合剂11定位在其上的片材6，以及用于将所述插入件从所述片材6移动到装载台4的装置，所述装置尤其是指状物，所述指状物从与插入件3相反的一侧按压片材6，以便使得所述插入件在装载台4的将要存放插入件3的区域处与片材6分离。插入件3因此具有设有粘合剂11的表面。该表面与片材6进行接触，以便使得所述表面通过该粘合剂11被维持在片材上。通过按压片材6的不支持插入件3的表面，插入件3可以简单地从片材6分离，而所述插入件的定位与专用于所述插入件的装载台4的定位相对。

在塑料零件12’的制造过程中，塑料材料12因此在插入件3的后面部分处围绕所述插入件3，所述插入件的前面部分被插到模具的穿孔7中。在模具1中成形的步骤过程中，塑料材料12因此抓住插入件3的后面部分，前面部分受到凹腔本身的保护。这涉及生产包括插入件3的零件的常规应用。插入件3因此通过其前面部分被维持在模具1中。因此，在工装2中，插入件3通过其后面部分被维持：在将插入件3存放到模具1中的步骤过程中，所述后面部分从工装2释放，并且前面部分被抓持在模具1中。因此，这就是被维持在装载台4中的前面部分，并且如在从工装2朝向模具1行进的过程中一样，相同的原理适用于从装载台4朝向工装2行进的过程中：插入件3的被维持部分被释放，并且相反的自由部分被抓持。因此，对于从装载台4朝向工装2行进来说，被抓持在装载台4中的插入件3的前面部分被释放，并且后面部分被抓持在工装2中。

相同的原理被用于从片材6供应装载台4：后面部分（片材6固定至所述后面部分）从片材6释放，并且前面部分被抓持在装载台4中。然而，应该注意：装载台4也可以不在插入件3上施加维持力，所述插入件3以稳定的方式简单地静止在装载台4上。

因为插入件3支持用于将其维持在片材6上的粘合剂11，后者因此被定位在插入件3的后面部分中。这在插入件3处于模具1中时具有优点，因为这种粘合剂11加强插入件3在包围所述插入件的塑料材料12中的锚定。粘合剂11还对将插入件3维持在工装2中起作用，因为所述插入件通过维持在片材6上的同一部分而维持在所述工装中。因此，如果模具1中的吸力不足以克服由这种粘合剂11所产生的力，则迫使插入件3分离是有必要的，尤其是通过例如施加气动压力将插入件3从工装2排出。

因此，插入件3的同一部分的维持区域（尤其是装载台4与模具1）之间的几何结构可以是类似地。另外，必要时通过对称性，在工装2中、并且如有必要还在装载台4上、甚至是在片材6自身上重复（reprise）模具1中的最终所需要的几何布置。可替代地，插入件3可以成行和栏的规则布置处于片材6上，所述成行和栏的规则布置未被特定地适配至模具1中所期望的配置。因此，可以在放置在装载台4上的过程中或在稍后放置在工装2上的过程中给定模具1中最终所需要的布置。

有利地，插入件3具有平坦的后面部分，并且工装2因此具有用于插入件3的平坦的用于所述部分的支承表面，所述支承表面呈例如由容纳圆形插入件3的工装2的两个不同直径的开口9形成的环的形式。由

制成的凸缘10可以被放置抵靠这个环。这种平坦的优点是：确保插入件3在工装2中的良好维持和良好定位，并且因此确保之后在模具1中的良好定位。

最终，本发明涉及一种通过如以上描述的方法、必要时通过以上提及的设备而获得的塑料产品。

这种产品因此包括嵌入在通过注射、热成型或真空吸力获得的塑料材料层12、12’中的多个插入件3。这些插入件3可以与零件12’的其余部分平齐或稍微超出所述其余部分，至少能够被触摸检测到。这种产品还可以包括支撑件，如刚性的（尤其是实心的）结构零件或发泡的（柔性的或刚性的）零件。这种产品可以尤其组成机动车辆内部的零件。

应当理解，本发明不限制于已经描述并且呈现在附图中的实施方案。在由此不超出本发明的保护范围的情况下，通过以上描述的特点的结合或通过用技术等效置换进行的修改仍有可能，尤其是对于各种元件的构造的修改。

Claims (14)

1.一种用于生产塑料零件的方法，所述方法包括以下步骤：

-加热塑料材料（12），

-使所述材料在模具（1）的凹腔中成形，

-打开所述模具（1）并且排出获得的塑料零件（12’），

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-将多个插入件（3）定位在工装（2）上，以及，

-在使所述材料成形的步骤之前，通过使所述工装（2）抵靠所述模具（1）的凹腔，将所述插入件（3）从所述工装（2）存放到所述模具（1）中，以便保持所述插入件（3）的相互定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其包括尤其通过气动吸力将所述插入件（3）维持在所述模具（1）中的额外步骤。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，为了将所述插入件（3）从所述工装（2）存放到所述模具（1）中，将空气注射到所述工装（2）中以便将所述插入件从所述工装中排出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：尤其通过同时抓持所有所述插入件（3），将所述插入件（3）从所述插入件定位于其上的装载台（4）放置到所述工装（2）中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述插入件（3）通过吸力被维持在所述工装（2）中，尤其还通过存在于所述插入件（3）上的粘合剂（11）被维持在所述工装（2）中。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：将所述插入件（3）从片材（6）放置到所述装载台（4）上，所述插入件粘附在所述片材上。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其涉及用热熔性膜覆盖所述粘合剂（11），所述热熔性膜在所述塑料材料（12）的成形过程中被大致上消除。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：将所述获得的塑料零件（12’）固定、尤其是粘合在支撑件上，所述支撑件尤其是刚性结构零件或发泡的底座。

9.一种用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法的设备，所述设备包括模具（1），所述模具具有能够使塑料材料成形的凹腔，其特征在于，所述设备包括工装（2），多个插入件（3）可根据某种几何布置被定位在所述工装上，以便使得能够在使所述材料成形的步骤之前，通过使所述工装抵靠所述模具（1）的凹腔，将所述插入件（3）从所述工装（2）存放到所述模具（1）中，以便保持所述插入件（3）的相互定位，所述工装（2）尤其通过致动器来移动。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述模具（1）配备有：一方面能够维持所述插入件（3）的抽吸装置，以及另一方面在所述模具（1）的所述凹腔的表面中的一组穿孔（7），所述一组穿孔用于容纳所述插入件（3），并且从所述穿孔延伸出青铜管（8），所述抽吸装置连接至所述青铜管的末端，并且所述青铜管具有朝向在所述模具（1）的所述凹腔中的孔口扩口的轮廓。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的设备，其特征在于，所述工装（2）设有其中可以放置所述插入件（3）的开口（9），并且气动排出装置通向所述开口（9），所述开口（9）尤其设有由

制成的凸缘（10）。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备，其特征在于，其还包括：其上可以存放所述插入件（3）的装载台（4）、以及用于将所述插入件从所述装载台（4）放置到所述工装（3）上的装置，所述装置尤其是自动装置。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，其还包括：所述插入件（3）通过粘合剂（11）定位在其上的片材（6），以及用于将所述插入件从所述片材（6）移动到所述装载台（4）的装置，所述装置尤其是指状物，所述指状物从与插入件（3）相反的一侧按压所述片材（6），以便使得所述插入件在所述装载台（4）的需要存放所述插入件（3）的区域处从所述片材（6）分离。

14.一种通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法获得的塑料产品。

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