CN107921696A - 成型用模具装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种成型用模具装置，能够在不使模具结构和驱动机构复杂化的情况下，使树脂片材与模具型腔可靠地紧密贴合。一种成型用模具装置，通过从模腔表面对树脂片材进行真空吸引，从而使树脂片材与模具紧密贴合而进行成型。在彼此相对配置的一对模具的外周部分分别设置有与该对模具一体形成的外框部，并且在该对模具中的一个模具中，在与该对模具中的另一个模具的所述外框部相对的位置上形成有凹部，所述凹部能够收容所述一个模具的外框部。外框部被形成为在各模具中最突出。在进行成型时，在将树脂片材配置为与模具的外框部接触并进行真空吸引后，夹紧一对模具进行合模。

Description

成型用模具装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种用于对树脂片材进行真空成型的成型用模具装置，进一步地，涉及一种使用了所述成型用模具装置的成型方法。

背景技术

例如，在形成单壁结构的树脂成形品时，预先准备由热塑性树脂制成的原料片材，在将其加热至熔融状态后，再通过真空吸引或气压使其与模具型腔紧密贴合，从而进行真空成型或压力成型。真空成型和压力成型具有适合多种类小批量生产等的特点，并且，本申请的申请人也正在开发以下成型技术：挤出两张树脂片材，在通过真空吸引使其分别紧贴于一对金属模具后，合模夹紧使其一体化。

然而，在这些真空成型或压力成型中，需要使加热熔融的树脂片材可靠地贴合于模具的型腔表面。如果树脂片材与模具型腔的粘附性差，则模具的表面形状不能充分地转印，无法获得预定质量的树脂成型品。

另一方面，由于树脂成型品的多样化以及模具形状的多样化，在一些情况下，树脂片材的真空吸引会变得困难。虽然为了使树脂片材与模具型腔紧密贴合，在使模具的前端与树脂片材接触之后进行真空吸引，但此时，必须使树脂片材与模具接触来形成密闭空间。

然而，由于所述模具的多样化，例如，如果分模线的形状比较复杂(如果是三维弯曲的)，则即使重叠树脂片材与模具而使其接触，树脂片材与模具之间也会生成间隙，产生难以形成密封空间的问题。

在这种情况下，也尝试改善模具侧的密封空间。例如，专利文献1中公开了一种能够将从挤出装置挤出的片状的热塑性树脂与位于模具周围的模框紧密贴合的成型装置。如果模框的前端面构成为平面，则即使模具的分模线的形状较为复杂，也能够通过将树脂片材与模框接触来形成密闭空间，从而可靠地进行真空吸引。

并且，专利文献2中公开了一种在真空成型由薄片材制成的表皮材料并将该表皮材料粘附到设于真空成型模具上的基材的表面时使用的真空成型模具，所述基材的形状为大致在中央部具有凹面部。其中，在位于设置的基底材料的外周边部的部分的真空成形模具上设有比基底材料的外边缘部更高的框架，将表皮材料设置在框架上，当表皮材料被真空成型时，表皮材料比基材的外边缘部先接触到凹面部并被成型。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-192521号公报

专利文献2：日本特开平5-16218号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，例如在设置有如专利文献1所公开的那样的模具的结构中，模具结构和驱动机构变得较为复杂，因而存在需要大量设备投资的问题。另一方面，专利文献2所公开的技术是为了使具有凹面部的成型品的表皮材料中不含有不良的粘合部分或凹陷，其目的大不相同。另外，专利文献2所记载的发明是使用一个模具进行真空成形的，并没有关于：挤出两张树脂片材，通过真空吸引使其分别与一对模具紧密贴合后进行合模一体化的成型技术的设想。

本发明是鉴于上述以往的实际情况而提出的，其目的在于提供一种成型用模具装置，能够在不使模具结构和驱动机构复杂化的情况下，使树脂片材与模具型腔可靠地紧密贴合，进一步地，其目的还在于提供一种成型方法。并且，本发明的目的在于提供一种能够应用于下述成型技术的成型用模具装置，在该成型技术中，在挤出两张树脂片材并通过真空吸引使其分别与一对模具紧密贴合后，合模夹紧进行一体化，进一步地，其目的还在于提供一种成型方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本发明的成型用模具装置是通过从型腔表面对树脂片材进行真空吸引，从而使所述树脂片材与模具紧密贴合而进行成型的成型用模具装置，其特征在于，在彼此相对配置的一对模具的外周部分分别设置有与该对模具一体形成的外框部，并且在该对模具中的一个模具中，在与该对模具中的另一个模具的所述外框部相对的位置上形成有凹部，所述凹部能够收容所述一个模具的外框部，所述外框部被形成为在各模具中最突出。

并且，根据本发明的成型方法是通过从型腔表面对树脂片材进行真空吸引，从而使所述树脂片材与模具紧密贴合而进行成型的成型方法，其特征在于，使用成型用模具装置，在将所述树脂片材配置为与模具的外框部接触并进行所述真空吸引后，夹紧一对模具进行合模，其中，所述成型用模具被形成为：在彼此相对配置的一对模具的外周部分分别设置有与该对模具一体形成的外框部，并且在该对模具中的一个模具中，在与该对模具中的另一个模具的所述外框部相对的位置上形成有凹部，所述凹部能够收容所述一个模具的外框部，且所述外框部被形成为在各模具中最突出。

通过预先在每个模具中设置高度最高的外框部，并且首先使树脂片材与外框部接触，从而不论模具的形状如何，都能够使树脂片材与模具型腔表面之间的空间变为密闭空间。如果在这种状态下进行真空吸引，则空气不会泄露，树脂片材能够可靠地与模腔表面紧密贴合。

另外，由于在模具中，在与外框部相对的位置上形成有能够收容外框部的凹部，因此在一对模具彼此对接而进行合模时，外框部彼此之间不会发生碰撞，从而能够进入预定的合模状态。

发明的效果

根据本发明，能够在不使模具结构和驱动机构复杂化的情况下，使树脂片材与模具型腔可靠地紧密贴合，并且能够成型出高质量的树脂成型品。另外，本发明还可以应用于在挤出两张树脂片材并通过真空吸引使其分别与一对模具紧密贴合后，合模夹紧进行一体化的成型技术中，能够处理多种多样的树脂成型品的成型。

附图说明

图1是示出应用了本发明的成型用模具装置的一个实施方式的侧面示意图。

图2是图1所示的成型用模具装置的平面示意图。

图3是示出外框部的一个实施例的立体示意图。

图4是示出外框部的另一个实施例的立体示意图。

图5是示出外框部的又一个例子的立体示意图。

图6A是示出应用了本发明的成型方法的一个实施方式的图，是示出树脂片材挤出工序的侧面示意图。

图6B是示出树脂片材与模具的接触工序的侧面示意图。

图6C是示出树脂片材的真空吸引工序的侧面示意图。

图6D是示出合模工序及树脂成形品取出工序的侧面示意图。

图7是示出具有用于保持表皮材料的销的模具的一个实施例的图。

图8是示出将本发明应用于具有用于保持表皮材料的销的模具中的实施方式的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明应用了本发明的成型用模具装置及成型方法的实施方式。

根据本实施方式的成型用模具装置，其通过使树脂片材与一对模具分别紧密贴合后并进行合模一体化，从而形成中空的树脂成型品。因此，如图1和图2所示，根据本实施方式的成型模具装置1通过将相互对接的一对模具2、3相对配置而构成。

各模具2、3分别具有型腔，通过分别使树脂片材与模具型腔表面2a、3a紧密贴合，从而将模具型腔表面2a、3a的形状转印到树脂片材上。并且，各模具2、3的模具型腔表面2a和3a的周围分别形成有突出的夹断部2b、3b，通过对接这些部分，从而使两张树脂片材的周围部分熔接，形成分模线(PL)且被一体化。

在具有这样结构的成型用模具装置1中，在进行使树脂片材与模具型腔表面2a、3a紧密贴合的真空成型中，通常预先在各模具2、3的模具型腔表面2a、3a上形成真空排气孔，同时使树脂片材与高度较高的夹断部2b、3b接触，进行真空吸引。然而，例如在分模线的形状较为复杂的情况下(例如夹断部2b、3b三维弯曲的情况等)，即使以平面状的树脂片与模具(夹断部2b、3b)接触的方式进行配置，树脂片材与模具之间也会产生间隙，难以进行真空吸引。

鉴于此，在根据本实施方式的成型用模具装置1中，各模具2、3的外周部分形成有外框部2c、3c，从而使得外框部2c、3c首先与树脂片材接触。外框部2c、3c遍及各模具2、3的外周部分的整个一周，被形成为与模具2、3一体的框状且在模具2、3的对接方向上最突出。也就是说，在模具2、3中，外框部2c和3c的高度最高。

另外，各外框部2c、3c的框状的面(对接方向的前端面)2d、3d形成为一个面。例如，如图3所示，外框部2c、3c的对接方向的前端面2d、3d形成为矩形的平面。在这种情况下，外框部2c、3c的高度在整个圆周上一定(相同)，树脂片材与这些前端面2d、3d接触。

外框部2c、3c并不仅限于这种形式，只要能够在与树脂片材接触时不形成间隙，所述外框部2c、3c可以是任何形状，例如在外框部2c、3c的对接方向的前端面2d、3d也可以形成为斜面或曲面。图4是示出外框部2c、3c的对接方向的前端面2d、3d形成为一个斜面的例子的图，图5是示出外框部2c、3c的对接方向的前端面2d、3d形成为一个曲面的例子的图。例如，在如图4所示的那样前端面2c、3c形成为斜面的情况下，树脂片材在与外框部2c、3c的下端边缘接触后，其与前端面2d、3d接触的部分沿着斜面朝向上方逐渐扩大，从而能够使树脂片材顺利地与前端面2d、3d的整体接触。

如果预先在各模具2、3上形成这样的外框部2c、3c，则树脂片材首先与外框部2c、3c的前端面2d、3d接触。此时，由于外框部2c、3c的前端面2d、3d不是三维弯曲而是平坦的，因此前端面2d、3d与树脂片材的周围无间隙地接触。也就是说，树脂片材与模具型腔表面2a、3b之间的空间是密闭空间。如果在该状态下从模具型腔表面2a、3a进行真空吸引，则空气不会泄漏，从而能够高效率地进行真空吸引，使树脂片材可靠地与模腔型面2a、3a紧密贴合。

但是，如果在各模具2、3上设置高度较高的外框部2c、3c，则在进行模具2、3的合模时，高度最高的外框部2c、3c相互碰撞，因而无法进行正常的合模。鉴于此，在根据本实施方式的成型模具装置1中，一个模具3比另一个模具2大，且在大的模具3中，在与小的模具2的外框部2c相对的位置上形成有能够收容外框部2c的框状的凹部3e。

通过这样的构成，对于尺寸大的模具3而言，由于外框部3c位于比模具2的外周更靠近外侧的位置，因此外框部3c不会与另一个模具2发生碰撞。并且，对于尺寸小的模具2而言，由于在模具3的与外框部2c相对的位置上形成有凹部3e，因此外框部2c也不会与模具3发生碰撞。

因此，在模具2、3的合模中，能够像普通的模具那样，使夹断部2b、3b抵接而成型中空的树脂成型品。并且，由于外框部2c、3c是与模具2、3一体形成的，因此模具结构不会复杂化，同时由于不需要对外框部2c、3c进行另外的驱动，因此驱动机制也不会复杂化。

接下来，对使用了上述的成型模具装置1的树脂成型品的成型方法进行说明。

在进行成型时，首先，如图6A所示，从T型模挤出由热塑性树脂等制成的树脂片材11、12，将挤出的树脂片材11、12悬垂在一对分割式模具2、3之间。

在树脂片材11、12通过模具2、3的上方位置之后，如图6B所示，使被分割的模具2、3朝着树脂片材11、12而向前方移动。此时，各模具2、3的外框部2c、3c的前端面2d、3d与树脂片材11、12相接触，树脂片材11、12沿着外框部2c、3c的前端面2d、3d向下方垂下。此时，由于树脂片11、12沿着外框部2c、3c的前端面2d、3d向下方垂下，因此在树脂片材11、12与前端面2d、3d之间产生摩擦，从而能够实现通过摩擦降低树脂片材11、12的自重并抑制树脂片11、12的垂伸的效果。

在树脂片材11、12与外框部2c、3c的前端面2d、3d在整个圆周附近接触之后，从设置于模具型腔表面2a、3a的真空排气孔吸引空气，如图6C所示，对树脂片材11、12进行吸引。由于树脂片材11、12与模具2、3之间的空间是密闭空间，因此能够将树脂片11,12确实地紧密贴合于模具型腔表面2a、3a。

像这样使树脂片材11、12与模具型腔表面2a、3a紧密贴合，并使树脂片材11、12赋形为沿模具型腔表面2a、3a的表面成形的形状之后，如图6D所示，进一步向前移动模具2、3进行合模。

在进行所述合模时，由于模具3上设置有与模具2的外框部2c对应的凹部3e，因此外框部2c的前端部被收容于凹部3e内，不会与模具3产生碰撞。模具2的夹断部2b与模具3的夹断部3b通过合模而彼此抵接，两个模具2、3的型腔形成为封闭空间，同时树脂片材11、12的周边边缘彼此熔接。由此，在两张树脂片材11、12的接合面上形成分模线PL，同时在两张树脂片材11、12的内侧形成密闭的中空部。

最后，使模具2、3以相互远离的方式移动并打开模具，取出树脂成型品20并除去外周部的毛刺。由此，能够成型树脂成型品20。

如上所述，根据本发明的成型模具装置和成型方法，不需要复杂的模具结构和驱动机构，就能够利用外框部2c、3d确实地使树脂片材11与模具型腔表面2a、3a紧密贴合，并且能够成型高质量的树脂成型品。

虽然以上对应用本发明的实施方式进行了说明，但很明显本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的情况下，可以进行各种变更。

例如，虽然上述的实施方式是在夹断部2b、3b三维弯曲的模具2、3中，通过设置外框部2c、3c使树脂片材11、12与模具2、3之间的空间成为密闭空间，但本发明并不局限于三维弯曲的模具，而是能够应用于与树脂片材之间产生间隙的任意模具中。

图4是在树脂片材上叠加表皮材料进行成型的成型用模具装置的一个例子。图7所示的成型用模具装置21也具有两个分割式模具22、23。模具22、23分别具有模具型腔表面22a、23a，同时还具有夹断部22b、23b。在本例的情况下，在一个模具22上设置有用于预先固定表皮材料24的固定销25。

在像这样构成的成型用模具装置21中，即使各模具22、23的夹断部22b、23b没有三维弯曲，但由于固定销25比夹断部22更为突出，因而如果树脂片材被配置为与模具22接触，则树脂片材的一部分被固定销25抬起而产生间隙，在真空吸引时空气发生泄漏。

因此，在这样的成型用模具装置21中设置外框部也是有效的。图8示出了在设有用于固定表皮材料24的固定销25的模具22中，形成有外框部22c的状态的图。外框部22c遍及模具22的外周部分的整个一周，其与模具22一体形成且在模具22的对接方向上最突出。即，外框部22c比固定销25的高度更高。另外，外框部22c的框状的前端面(与树脂片材接触的面)22d形成为一个平面。即，外框部22c的高度在整个圆周上一定(相同)。

通过设置为上述结构，即使在安装有固定销25的情况下，也能够无间隙地与树脂片材接触，从而能够通过真空吸引使树脂片材可靠地与模具型腔表面22a紧密贴合。需要说明的是，关于为了防止外框部22c与另一个模具发生碰撞而采用在另一个模具上形成能够收容外框部22c的凹部等的结构这一点，与上述的实施方式的情况是相同的。

附图标记

1、21 成型用模具装置

2、3、22、23 模具

2a、3a、22a 模具型腔表面

2b、3b、22b 夹断部

2c、3c、22c 外框部

2d、3d、22d 前端面

3e 凹部

11、12 树脂片材

20 树脂成型品

24 表皮材料

25 固定销

Claims (3)

1.一种成型用模具装置，其通过从型腔表面对树脂片材进行真空吸引，从而使所述树脂片材与模具紧密贴合而进行成型，所述成型用模具装置的特征在于，

在彼此相对配置的一对模具的外周部分分别设置有与该对模具一体形成的外框部，并且在该对模具中的一个模具中，在与该对模具中的另一个模具的所述外框部相对的位置上形成有凹部，所述凹部能够收容所述一个模具的外框部，

所述外框部被形成为在各模具中最突出。

2.根据权利要求1所述的成型用模具装置，其特征在于，

该对模具中的一个模具的尺寸比该对模具中的另一个模具的尺寸大，在尺寸大的模具上形成有凹部，所述凹部能够在模具对接时收容尺寸小的模具的外框部。

3.一种成型方法，其通过从型腔表面对树脂片材进行真空吸引，从而使所述树脂片材与模具紧密贴合而进行成型，所述成型方法的特征在于，使用成型用模具装置，在将所述树脂片材配置为与模具的外框部接触并进行所述真空吸引后，夹紧一对模具进行合模，

其中，所述成型用模具装置被形成为：

在彼此相对配置的一对模具的外周部分分别设置有与该对模具一体形成的外框部，并且在该对模具中的一个模具中，在与该对模具中的另一个模具的所述外框部相对的位置上形成有凹部，所述凹部能够收容所述一个模具的外框部，且所述外框部被形成为在各模具中最突出。