CN107921667A - 使用磁场的用金属颜料注塑成型的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于成型具有铁磁颜料的部件的装置。由电磁体产生的磁场被设置在部件空腔的壁附近，该壁将限定部件的A级表面。铁磁颜料与树脂结合。当电磁体激活时，磁场吸引铁磁性颜料聚集在将限定A级表面的空腔壁附近。所公开的发明构思的装置包括模具、在模具中形成的部件空腔以及电磁体，该电磁体与部件空腔相邻定位，由此可以在部件空腔上施加磁场。电磁体可以是几种类型中的任何一种，包括线圈或线栅。电磁体可以嵌入模具中或可以放置在模具附近。

Description

使用磁场的用金属颜料注塑成型的方法

技术领域

所公开的发明构思总体上涉及具有金属颜料的材料的注塑成型方法。更具体地，所公开的发明构思涉及在成型过程中使用磁场将金属颜料分散在树脂中的注塑成型方法。

背景技术

消费品中流行的颜色趋势包括各种金属或多色涂料颜色。厨房用具的不锈钢的外观和电子产品的金属表面在消费者中很受欢迎。对金属漆的热爱延伸到机动车辆外部涂装方案。这种类型的涂料通常是车辆购买者的首选，因为它比固体涂料更加突出了车辆的轮廓和车身。金属涂料也赋予了涂料闪闪发光的效果，从而增加了车辆的整体吸引力。

作为外部金属涂料的延伸，车辆购买者也经常喜欢机动车内部的金属装饰部件。其中一些内部部件是由实际金属制成的。然而，其中许多是由例如塑料的其他材料制成，然后装饰成似乎是金属。

装饰塑料的一种方法是使用涂料或薄膜涂覆基材，但是这种方法可能相对昂贵且容易出现瑕疵。为了降低制造成本，许多公司正在努力完善在树脂中使用金属颜料的注塑成型方法，以消除涂装工艺。

虽然理论有其优点，但实际上制造商已经发现，当在树脂中使用金属颜料时，金属颜料在树脂中的取向不能被控制。结果，金属颜料有时在A级表面上显示为流痕或黑点。另外，当被成型的部件相对较厚时，由于仅A表面上需要颜料，所以经常浪费金属颜料。

制造商发现，减少注塑成型件中金属颜料的使用的一种方法是用两次注射成型工艺来设计部件。在该过程的第一步中，使用金属树脂来注射A级表面。两步法的第二部分是在第一树脂后面注射另一种非金属树脂。在节省金属颜料的同时，二级成型工艺需要特殊的二级注塑成型机，增加了制造成本。另外，二级成型增加了循环时间。

因此，找到一种有效且经济的解决方案来使用树脂中的金属颜料来成型车辆内部组件，这避免了流痕或黑点，同时使浪费最小化，这对于汽车制造商来说是期望的目标。

发明内容

所公开的发明构思克服了与形成具有金属颜料的部件的已知方法相关的问题。根据所公开的发明构思，由电磁体产生的磁场被设置在将限定部件的A级表面的部件空腔的壁附近。铁磁颜料与树脂结合。在将树脂放入部件空腔之前，可以将铁磁颜料添加到树脂中。或者，可以在将树脂放入部件空腔之后将铁磁颜料添加到树脂中。当电磁体被激活时，磁场吸引铁磁颜料聚集在将限定A级表面的空腔壁附近。因此，需要较少的颜料，同时获得优异的结果。另外，最终的成型部件没有流痕和黑点。

所公开的发明构思的设备装置包括模具、在模具中形成的部件空腔以及电磁体，电磁体与部件空腔相邻定位，由此可以在部件空腔上施加磁场。电磁体可以是几种类型中的任何一种，包括线圈或线栅(wire grid)。电磁体可以嵌入模具中或可以放置在模具附近。模具本身可以由多种材料中的任何一种制成，包括金属，优选钢。

从下面结合附图对优选实施例的详细描述中，上述优点和其它优点和特征将是显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在应该参考在附图中更详细地示出并且下面通过本发明的示例描述的实施例，其中：

图1是根据现有技术的方法的具有分散在树脂中并分布在整个部件主体中的金属颜料的模具的截面图的示意图；

图2是根据所公开的发明构思的具有分散在树脂中并且在磁场的影响下集中在部件的表面的金属颜料的模具的截面图的示意图；

图3是根据所公开的发明构思的具有由线圈形成的电磁体的模具的截面图的示意图；

图4是根据所公开的发明构思的图3的模具的透视图的示意图，其中模具具有由线圈形成的电磁体；

图5是根据所公开的发明构思的具有由线栅形成的电磁体的模具的截面图的示意图；以及

图6是根据所公开的发明构思的图5的模具的透视图的示意图，其中模具具有由线栅形成的电磁体。

具体实施方式

在下面的附图中，将使用相同的附图标记来表示相同的组件。在下面的描述中，针对不同构造的实施例描述了各种操作参数和组件。这些具体的参数和组件被包括作为示例，并不意味着限制。

参考图1，根据现有技术示出了模具10的截面图的示意图。模具10包括在其中形成的部件空腔12。示出了具有分散在其中的金属颜料16的树脂14。如图所示，金属颜料16分散在整个树脂14中，由于仅在A级表面上需要金属外观，导致颜料浪费。在非常厚的部件被成型的情况下，金属颜料的浪费尤其是个问题。由于根据先前的部件成型方法无法控制树脂14中的金属颜料16的定向，所以这种部件成型的方法也可以导致A级表面上的不期望的流痕或黑点。

所公开的发明构思克服了在树脂中用金属颜料成型部件的现有技术方法所面临的挑战。特别地，所公开的发明构思提供了在树脂中使用铁磁颜料以及在注塑成型工具中邻近模具处使用磁场，由此减少了金属颜料的使用，并且因此降低了制造成本，同时提供了优异的没有流痕和黑点的A级表面。

图2至图6示出了根据所公开的本发明构思的用于成型部件的系统，该系统依赖于磁场的存在。一般来说，铁磁颜料被磁场吸引。当树脂仍然熔化时，当磁场被引入到工具的空腔中时，铁磁颜料将移动到部件的表面。在将树脂放入部件空腔中之前，可以将铁磁颜料添加到树脂中。或者，可以在将树脂放入部件空腔中之后将铁磁颜料添加到树脂中。该动作在图2中示意性地示出，其中示出了具有模具空腔22的模具20。模具20通常由诸如钢的金属构成。显示了其中的树脂24。铁磁颜料26存在于树脂24中。由于存在通电时产生磁场30的电磁体28，所以铁磁颜料26集中在电磁体28附近的区域32中，该区域一旦被成型，将成为部件的A级表面。

通过将电磁体28相对靠近模具空腔22放置，电磁场30足够强以将铁磁颜料26集中在A级表面区域32中。电磁体28可以通过电路中断开关选择性地通电或断电。

图2示出了通用电磁体28。图3至图6示出了可以在所公开的发明构思的系统中使用的电磁体类型的具体实施例。应该理解的是，所示出和讨论的电磁体的实施例仅仅是提示性的，并不意图作为限制。

图3和图4示出了所公开的发明构思的系统的实施例，其中电磁体是线圈。图5和图6示出了所公开的发明构思的系统的一个实施例，其中电磁体是线栅。

参考图3，模具40以横截面示出。在模具40上形成部件空腔42。模具40包括放置在模具40中策略性形成的孔中的线圈44，所述孔通常由诸如钢之类的金属形成。如图3所示的线圈44的数量和位置仅仅是提示性的，并不意图作为限制。

在图4中，模具40以透视图示出。模具空腔42是矩形形状的，但是可以是任何形状，因为矩形形状仅用于说明的目的。线圈44在模具空腔42下方且与模具空腔42相邻的位置处嵌入模具40中。

作为线圈的替代方案，所公开的发明构思的电磁体可以是金属片或者可以是如图5和6所示的线栅。

参考图5，模具50以横截面示出。在模具50上形成部件空腔52。模具50包括在图5中以横截面图和平面图示出的线栅54。部件空腔52可以是如图3和4所示的单件式的，或者可以是两件式的。不管或部件空腔的类型，线栅54都位于模具50中的模具空腔52下方并与模具空腔52相邻的位置。

在图6中，模具50以透视图示出。模具空腔52是矩形形状的，但是可以是任何形状，因为矩形形状仅用于说明的目的。线栅54在模具空腔52的下方且与模具空腔52相邻的位置处嵌入模具50中。

在使用中，形成具有部件空腔和放置在与部件空腔相邻的位置处的电磁体的模具。一定量的树脂与一定量的铁磁颜料一起放置在部件空腔中。电磁体被通电，导致铁磁颜料向电磁体方向移动，从而形成集中颜料的区域。一旦部件被固化，这个集中的区域就是A级表面。结果是A级表面上没有流痕和黑点的部件。

本领域的技术人员将从这样的讨论以及从附图和权利要求中容易地认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的真实精神和合理范围的情况下，可以进行各种改变、修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于成型部件的装置，该装置包括：

模具；

在所述模具中形成的部件空腔；以及

电磁体，所述电磁体邻近所述部分空腔定位，由此可以在所述部件空腔上施加磁场。

2.根据权利要求1所述的用于成型部件的装置，其中所述电磁体是线圈。

3.根据权利要求2所述的用于成型部件的装置，包括形成在所述模具中的线圈接收孔。

4.根据权利要求1所述的用于成型部件的装置，其中所述电磁体是导线。

5.根据权利要求4所述的用于成型部件的装置，其中所述导线是线栅的一部分。

6.根据权利要求5所述的用于成型部件的装置，其中所述线栅嵌入在所述模具中。

7.根据权利要求1所述的用于成型部件的装置，其中所述模具由金属构成。

8.根据权利要求7所述的用于成型部件的装置，其中所述金属是钢。

9.根据权利要求1所述的用于成型部件的装置，其中被成型的所述部件具有A级表面，并且其中所述部件空腔具有形成所述部件的所述A级表面的壁，所述电磁体位于所述壁附近。

10.一种用于形成具有A级表面的部件的系统，所述系统包括：

模具；

在所述模具中形成的部件空腔，所述部件空腔具有限定被成型的部件的所述A级表面的壁；以及

电磁体，所述电磁体邻近限定所述被成型的部件的所述A级表面的所述壁定位。

11.根据权利要求10所述的用于形成部件的系统，其中所述电磁体是线圈。

12.根据权利要求11所述的用于形成部件的系统，包括形成在所述模具中的线圈接收孔。

13.根据权利要求10所述的用于形成部件的系统，其中所述电磁体是导线。

14.根据权利要求13所述的用于形成部件的系统，其中所述导线是线栅的一部分。

15.根据权利要求14所述的用于形成部件的系统，其中所述线栅嵌入在所述模具中。

16.根据权利要求10所述的用于形成部件的系统，其中所述模具由金属构成。

17.一种成型部件的方法，包括以下步骤：

形成具有部件空腔和相关电磁体的模具；

将树脂放置在所述部件空腔中并且在所述树脂中包括铁磁颜料；

对所述电磁体进行通电；以及

固化所述树脂。

18.根据权利要求17所述的成型部件的方法，其中所述铁磁材料在所述树脂被放入所述部件空腔之前被引入到所述树脂中。

19.根据权利要求17所述的成型部件的方法，其中所述铁磁材料在所述树脂被放入所述部件空腔之后被引入到所述树脂中。

20.根据权利要求17所述的成型部件的方法，其中所述电磁体选自包含线圈和线栅的组。