CN107718519A - 高硬度表面装饰材料的自动成型系统及成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其包括传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置。其中，所述传送装置用于传送待加工的片材；所述涂布加硬液装置与所述传送装置对接，用于将加硬液涂布在所述待加工的片材的加工区域；所述成型光固化装置与所述涂布加硬液装置对接，包括加热组件和成型组件，所述加热组件用于加热软化所述待加工的片材，所述成型组件包括模具，用于将所述待加工的片材成型。本发明通过将设置传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置，可实现表面装饰材料的自动化一体成型；相对传统的整面涂布的方式，本发明的涂布过程中，可局部涂布减少了加硬液的消耗。

Description

高硬度表面装饰材料的自动成型系统及成型工艺

技术领域

本发明属于表面装饰领域，涉及一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统及成型工艺。

背景技术

在日常生活中所用到的家电、汽车、通信设备、建材、家具等产品中，一般都会涉及到各种形状的表面装饰材料或者薄片用做表面装饰材料。作为表面装饰材料，对其表面的硬度由一定的要求。例如手机的后盖、家电的外表面等，为了避免用户经常使用导致刮花，大多会在其表面设置一层高硬度的表面装饰材料。这种表面装饰材料涂覆有加硬液，使得表面装饰材料变的较硬，可以起到较好的保护效果。现有技术中，一般先选用高分子的片材，在其表面喷涂或者淋涂加硬液，然后经模具加热加压成型，再进行光硬化，制成表面装饰材料。但由于片材成型时，附着在其表面的加硬液会产生流动，使得局部厚度或者硬度不均，成型的材料容易产生裂纹，良率不高。另外，也有在成型后采用喷涂或淋涂工艺对产品进行加硬的工艺，但其涂布过程往往是对片材进行加硬液的整面喷涂或者淋涂，非加工区域也涂布硬化液，容易造成材料的浪费严重。

发明内容

本发明主要目的在于提出一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统及成型工艺，旨在解决现有技术中，涂布工序加硬液消耗大以及与成型工序、硬化工序不能实现自动化生产，效率低下的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统，包括传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置；其中，所述传送装置用于传送待加工的片材；所述涂布加硬液装置与所述传送装置对接，用于将加硬液涂布在所述待加工的片材的加工区域；所述成型光固化装置与所述涂布加硬液装置对接，包括加热组件和成型组件，所述加热组件用于加热软化所述待加工的片材，所述成型组件包括模具，用于将所述待加工的片材成型为产品。

优选地，所述传送装置包括用于吸附所述待加工的片材的吸盘和用于驱动吸盘运动的驱动装置。

优选地，所述涂布加硬液装置包括涂布头和驱动涂布头转动的驱动电机，所述涂布头包括突起部和凹陷部，所述片材在传送过程中与所述突起部接触并被辊涂加硬液。

优选地，所述成型组件还包括与所述模具连接的正负压成型机构，所述正负压成型机构用于在模具内产生压差，使所述片材成型。

优选地，所述模具包括上模和下模，所述加热组件位于所述上模顶部和/或所述下模底部，所述上模和/或下模设有旋转装置，所述旋转装置用于带动该上模和/或下模旋转，所述下模的底部设有开合模装置，所述开合模装置用于升降所述下模至相应的位置处。

优选地，所述加热组件为非接触式加热组件，通过红外线光波辐射的方式传导热量，使待加工材料软化。

优选地，所述高硬度表面装饰材料的自动成型系统，还包括产品传送装置和固化装置，所述产品传送装置用于将成型的产品传送至所述固化装置进行固化，。

本发明还提出一种高硬度表面装饰材料的成型工艺，包括以下步骤：将待加工的片材层叠放置；传送待加工的片材并在片材一面的待加工区域涂布加硬液；将涂布了加硬液的片材传送至成型光固化装置；对片材进行加热软化，并在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压，使片材成型为产品。

优选地，所述对片材进行加热软化，并在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压，使片材成型为产品的步骤中包括：旋转上模和/或下模，使加热组件正对所述待加工的片材；升起所述下模至相应的位置处与上模合模，在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压。

优选地，所述的高硬度表面装饰材料的成型工艺，还包括以下步骤：将成型后的产品传送至固化装置；固化装置产生紫外光线以对产品进行照射，使产品表面硬化。

本发明通过将设置传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置，实现在片材的一个表面的待加工区域涂布加硬液，其他非加工区域不涂布加硬液，从而节省材料，另外还可实现自动化一体成型，从而提高生产效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中高硬度表面装饰材料的自动成型系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中高硬度表面装饰材料的自动成型系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例中高硬度表面装饰材料的成型工艺的流程图；

图4为本发明另一实施例中高硬度表面装饰材料的成型工艺的流程图；

图5为本发明又一实施例中高硬度表面装饰材料的成型工艺的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	传送装置	11	吸盘
20	涂布加硬液装置	30	成型光固化装置
				31	加热组件	32	成型组件
40	固化装置	50	产品传送装置

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

本发明提出一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统，参照图1，包括传送装置10、涂布加硬液装置20、成型光固化装置30；传送装置10用于传送待加工的片材；涂布加硬液装置20与传送装置10对接用于将加硬液涂布在片材的待加工区域；成型光固化装置30与涂布加硬液装置20对接，包括加热组件31和成型组件32，加热组件31用于加热软化待加工片材，成型组件32包括模具用于将片材加工成所需外形的产品。

在本实施例中，传送装置10用于抓取层叠放置的片材，并将片材传输至涂布加硬液装置20，由涂布加硬液装置20在片材的待加工区域涂布加硬液。传送装置10包括水平设置的第一传送机构和竖直设置的第二传送机构，第二传送机构设置在第一传送机构上。第二传送机构上还设置有抓取机构，用于抓取待加工的片材。第一传送机构包括向下设置的气缸，抓取机构设置在气缸推杆上，第二传送机构包括直线丝杠，在生产中，先由气缸推动抓取机构向下运动抓取一张片材，然后气缸推杆缩回，再由丝杠等驱动机构带动气缸运动至涂布加硬液装置20。涂布加硬液装置20可采用辊涂方式将加硬液涂布在片材的待加工区域，实现局部涂布。例如，涂布加硬液装置20可包括一加硬液存储装置和涂布辊，在涂布辊的表面设置有突出部，转动涂布辊，可使得突出部的表面胀满加硬液并涂布至片材的表面，在片材的表面形成待加工区域。

片材经涂布加硬液后被运送至成型光固化装置，先由成型光固化装置中的加热组件31进行加热软化。加热软化的片材再由成型组件32进行一体成型，成型组件32包括模具和驱动模具分模、合模的第二驱动组件。模具分为上模和下模，当模具型腔刚好位于加硬液涂布区域中央时，第二驱动组件驱动上、下模合模，片材在模具中被加工成产品，产品经过冷却后顶出，再传送至固化装置40。固化装置40包括紫外线发光板，可发出紫外线照射涂布有加硬液的产品，加硬液在紫外线照射后会硬化，增强产品的表面硬度。

本发明通过设置传送装置10、涂布加硬液装置20、成型光固化装置30和固化装置40，可实现产品的自动化一体成型；相对传统的整面涂布的方式，本发明在片材的涂布过程中，可实现局部涂布减少了加硬液的消耗。

在本发明另一实施例中，参照图1，成型组件32还包括与模具连接的正负压成型机构(未标注)，所述正负压成型机构用于在模具内产生压差，使所述片材成型。在本实施例中，正负压成型机构包括真空泵和/或充气泵，模具的分型面上设置有气孔，与空气泵和/或充气泵连接。

优选地，由于片材上涂布有加硬液，为确保片材涂有加硬液的区域保持表面光洁，该面与模具成型面保持间隙，使二者不直接接触，而未涂布加硬液的一面与模具成型表面贴合。在片材的成型过程一般会确保包括以下三种方式：1、在模具合模时，真空泵吸气产生负压使片材未涂布加硬液的一面与模具成型表面贴合。2、在模具合模时，充气泵充气加压，片材涂布加硬液的一面与模具成型表面之间产生正压，片材未涂布加硬液的一面与模具直间的空气从气孔排出，实现贴合。涂布有加硬液的一面由于充气泵充气与模具之间存在间隙，确保不直接接触。3、在模具合模时，真空泵和充气泵同时工作，加快成型速度。当加硬液涂布在片材上表面时，真空泵可设置在下模，对应充气泵设置在上模；当加硬液涂布在片材下表面时，真空泵可设置在上模，对应充气泵设置在下模。

在本实施例中，通过设置正负压成型机构，使片材涂有加硬液的一面与模具之间保持一定的间隙，确保成型过程中加硬液涂布的表面不易被破坏，以免影响产品表面光洁度。另外，由于正负压成型机构的设置，片材由正负压装置吹送至模具表面而非模具直接压制成型，可以避免成型过程中由于模具压制而使得片材拉伸导致产生裂纹。经过实验数据表明，采用传统工艺，通过模具直接压制成型产品，裂纹的产生率在40％左右，而本发明通过正负压成型机构的设置，裂纹的产生率在1％以下，极大提高了产品的良率。

在本发明一较佳实施例中，参照图1，传送装置10包括用于吸附所述待加工的片材的吸盘11和用于驱动吸盘11运动的驱动装置。吸盘11的功能等同上述的抓取机构，吸盘11上设置有多个吸嘴，吸嘴与气泵连接可产生负压来吸取待加工片材，驱动装置与上述的第二传送机构功能类似，除了选用气缸以外也可使用由竖直设置的丝杠和电机组成的组件。吸盘11设置在丝杠上，电机驱动丝杠旋转，吸盘11在丝杠上上下运动。本装置通过设置吸盘11和驱动装置，可以更加平稳地抓取和传送片材。

在本发明另一实施例中，参照图1，涂布加硬液装置20包括涂布头和驱动涂布头转动的驱动电机，涂布头包括突起部和凹陷部，片材在传送过程中与突起部接触并被辊涂加硬液。在本实施例中，加硬液通过辊涂的方式进行涂布，涂布头包括第一辊筒，第一辊筒下方设置有盛有加硬液的容器，第一辊筒下部分可直接浸在加硬液中，也可设置一个与第一辊筒平行设置且反向转动的第二辊筒，第二辊筒下部浸在加硬液中，第二辊筒上部与第一辊筒接触，通过第二辊筒给第一辊筒传送加硬液。第一辊筒的外表面包括突起部和凹陷部，突起部表面的线速度与片材的传送速度大小相同，片材在传送过程中，突起部与片材表面接触将硬化液辊涂在片材上，突起部在片材上辊过的区域即产品的加工区域，加工不同形状的产品可通过定制不同形状的突起部的涂布头，涂布出不同形状的涂布区域。通过设置不同形状的突起部，控制涂布区域的形状，经一步减少了加硬液的消耗，降低了成本。

在上述实施例中，参照图1，模具包括上模和下模，加热组件31位于上模顶部和/或下模底部，上模和/或下模设有旋转装置，旋转装置用于带动该上模和/或下模旋转，下模的底部设有开合模装置，所述开合模装置用于升降所述下模至相应的位置处。在片材在加热阶段，翻转机构使加热组件31的发热板朝向片材对其进行加热；当加热完毕，反转装置将上模和/或下模具翻转，再由与下模的开合装置推动下模向上运动，使上、下模合模并对片材进行成型处理。本实施例中通过将加热设置在上模顶部和/或下模底部，使片材的加工区域能够均匀受热，在加热完后也不需重新移动片材的位置，减小了加工误差；同时将加热和成型工序合并其加工效率更高，提升了产能。

在本发明另一实施例中，加热组件31为非接触式，通过红外线光波辐射的方式传导热量，使待加工材料软化。加热组件31包括发热板和驱动组件，发热板上均匀设置有发热的电阻丝或者阵列排布的发热灯，发热板通电后可发出热量对片材进行加热。驱动组件与发热板连接，用于调节发热板与片材之间的距离。本发明通过设置加热组件，可直接隔空对片材的进行加热，且加热过程可控，避免能源的浪费。

在本发明又一实施例中，参照图2，高硬度表面装饰材料的自动成型系统还包括产品传送装置50和固化装置40，产品传送装置50用于将成型的产品传送至所述固化装置40进行固化。在本实施例中，产品传送装置50设置在成型光固化装置的出料端，优选传送带；脱离模具后的产品，由传送带将其传送至固化装置40进行固化。固化装置40包括紫外线发光板，成型后的产品可放置在固化装置40下面，由紫外线发光板对其进行紫外线照射，使产品表面的加硬液硬化。本发明通过设置产品传送装置50和固化装置40，使产品的成型和固化工序实现自动完成，提高了加工效率。

参照图3，本发明还提出一种高硬度表面装饰材料的成型工艺，包括以下步骤：

步骤S10、将待加工的片材层叠放置；先将待加工的片材层叠的放置在传送装置下方，由传送装置吸取待加工的片材并将其传送至涂布加硬液装置。

步骤S20、传送待加工的片材并在片材一面的待加工区域涂布加硬液；涂布加硬液装置设置在片材的上方或者下方，可采用喷涂、辊涂和旋转涂覆等等方式将加硬液涂布在片材的待加工区域，实现局部涂布。

步骤S30、将涂布了加硬液的片材传送至成型光固化装置；本步骤中可设置传送装置用于承接涂布有加硬液的片材，并将其传送至成型光固化装置内。

步骤S40、对片材进行加热软化，并在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压，使片材成型为产品。本步骤中可设置加热组件和成型组件，加热组件可将片材进行加热软化，软化后的片材容易变形拉伸，成型组件包括模具，模具分为上模和下模，片材软化后，确保模具型腔刚好位于加硬液涂布区域中央，上、下模合模，片材在模具中被加工成产品，产品经过冷却后顶出。

本发明通过将设置传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置，可实现产品的自动化一体成型；相对传统的整面涂布的方式，本发明的涂布过程中，可局部涂布减少了加硬液的消耗。

参照图4，本发明一较佳实施例中，上述步骤S40还包括：

步骤S41、旋转上模和/或下模，使加热组件正对所述待加工的片材；在本步骤中，加热组件可以设置在上模顶部和/或下模底部，上模和/或下模设置有翻转机构，在片材的加热过程中，位于上、下模之间，翻转机构使发热装置第一次翻转并对着片材发热，以便片材软化；接着翻转机构使发热装置第二次翻转，为合模做好准备。

步骤S42、升降所述下模至相应的位置处与上模合模，在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压。本步骤中，下模的底部设有开合模装置，开合装置推动下模向上运动，使上、下模合模并对片材进行成型处理。成型组件还包括与模具连接的正负压成型机构，包括真空泵和/或充气泵，模具的分型面上设置有气孔，与空气泵和/或充气泵连接。在模具合模时，真空泵吸气产生负压使片材未涂布加硬液的一面与模具成型表面贴合；或者由充气泵充气加压，片材涂布加硬液的一面与模具成型表面之间产生正压，片材未涂布加硬液的一面与模具直间的空气从气孔排出，实现贴合。涂布有加硬液的一面由于充气泵充气与模具之间存在间隙，确保不直接接触。在片材成型后还需保持一定的压差使片材在型腔的上部或下部分布均匀。模具一般由金属材料制成，导热性好，片材软化成型后成为产品并在模具中迅速冷却，保持固定的形状。

在本实施例中，通过设置成型光固化装置使片材的加热和成型工序能够连续实施，提高了生产效率；设置正负压成型机构，使片材涂有加硬液的一面与模具之间保持一定的间隙，成型过程中加硬液涂布的表面不易被破坏，保证了产品的表面光洁度。

参照图5，本发明一较佳实施例中，高硬度表面装饰材料的成型工艺还包括：

步骤S50、将成型后的产品传送至固化装置；产品一体成型后由产品传送装置50从成型光固化装置的出料端传送至固化装置下方。

步骤S60、固化装置产生紫外光线以对产品进行照射，使产品表面硬化。

本发明实施例中，片材的表面固化采用了光固化原理；固化装置包括一个紫外线发光板，打开紫外线发光板，使紫外光直射在产品上，在紫外线的催化下，加硬液硬化在产品表面形成一层固化层。本实施例中，通过紫外线固化使用的加硬液不含可挥发有机物，无毒环保。

以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，包括传送装置、涂布加硬液装置和成型光固化装置；其中，

所述传送装置用于传送待加工的片材；

所述涂布加硬液装置与所述传送装置对接，用于将加硬液涂布在所述待加工的片材的加工区域；

所述成型光固化装置与所述涂布加硬液装置对接，包括加热组件和成型组件，所述加热组件用于加热软化所述待加工的片材，所述成型组件包括模具，用于将所述待加工的片材成型为产品。

2.如权利要求1所述的高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，所述传送装置包括用于吸附所述待加工的片材的吸盘和用于驱动吸盘运动的驱动装置。

3.如权利要求1所述的高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，所述涂布加硬液装置包括涂布头和驱动涂布头转动的驱动电机，所述涂布头包括突起部和凹陷部，所述片材在传送过程中与所述突起部接触并被辊涂加硬液。

4.如权利要求1所述的高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，所述成型组件还包括与所述模具连接的正负压成型机构，所述正负压成型机构用于在模具内产生压差，使所述片材成型。

5.如权利要求1所述的高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，所述模具包括上模和下模，所述加热组件位于所述上模顶部和/或所述下模底部，所述上模和/或下模设有旋转装置，所述旋转装置用于带动该上模和/或下模旋转，所述下模的底部设有开合模装置，所述开合模装置用于升降所述下模至相应的位置处。

6.如权利要求5所述的气体成型设备，其特征在于，所述加热组件为非接触式加热组件，通过红外线光波辐射的方式传导热量，使待加工材料软化。

7.如权利要求1至6中任一项所述的高硬度表面装饰材料的自动成型系统，其特征在于，还包括产品传送装置和固化装置，所述产品传送装置用于将成型的产品传送至所述固化装置进行固化。

8.一种高硬度表面装饰材料的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将待加工的片材层叠放置；

传送待加工的片材并在片材一面的待加工区域涂布加硬液；

将涂布了加硬液的片材传送至成型光固化装置；

对片材进行加热软化，并在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压，使片材成型为产品。

9.如权利要求7所述的高硬度表面装饰材料的成型工艺，其特征在于，所述对片材进行加热软化，并在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压，使片材成型为产品的步骤中包括：

旋转上模和/或下模，使加热组件正对所述待加工的片材；

升起所述下模至相应的位置处与上模合模，在成型光固化装置的模具型腔中形成正压和/或负压。

10.如权利要求8所述的高硬度表面装饰材料的成型工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

将成型后的产品传送至固化装置；

固化装置产生紫外光线以对产品进行照射，使产品表面硬化。