CN109968578A - 射出成型设备及射出成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种射出成型设备，包括模具及射出装置。模具包括固定部及可动部，其中固定部与可动部之间形成模穴，可动部适于相对于固定部移动以改变模穴的体积，而将模穴内的压力调整于未加压状态与加压状态之间。射出装置适于射出材料至模穴内，其中材料包括超临界流体，加压状态阻止超临界流体气化，且未加压状态使该超临界流体气化。此外，一种射出成型方法亦被提及。

Description

射出成型设备及射出成型方法
技术领域
本发明是有关于一种成型设备及成型方法，且特别是有关于一种射出成型设备及射出成型方法。
背景技术
超临界发泡技术因其发泡之特性，使得藉其所制造出的产品具有高减重比、高耐冲击强度及高弹性等特点，从而其已广泛应用至许多领域当中。但也因为其发泡之特性，使得产品表面易产生缺陷，且产品内部之泡体控制不易，容易有大形气泡产生而影响产品的机械性质，无法达到预期的产品质量及良率。
发明内容
本发明提供一种射出成型设备及射出成型方法，可藉由超临界发泡技术制作出具有良好质量及良率的产品。
本发明的射出成型设备包括模具及射出装置。模具包括固定部及可动部，其中固定部与可动部之间形成模穴，可动部适于相对于固定部移动以改变模穴的体积，而将模穴内的压力调整于未加压状态与加压状态之间。射出装置适于射出材料至模穴内，其中材料包括超临界流体，加压状态阻止超临界流体气化，且未加压状态使超临界流体气化。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型设备更包括气体提供装置，其中气体提供装置适于提供气体至模穴内以增加模穴内的压力。
在本发明的一实施例中，上述的模具具有气体注入通道，气体注入通道连通模穴内及模穴外，气体提供装置适于透过气体注入通道提供气体至模穴内。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型设备更包括压力感测元件，其中压力感测元件配置于气体注入通道。
本发明的射出成型方法包括以下步骤。提供模具，其中模具包括固定部及可动部，固定部与可动部之间形成模穴。使可动部相对于固定部移动以缩小模穴的体积，而将模穴内的压力从未加压状态调整为加压状态。藉由射出装置射出材料至模穴内，其中材料包括超临界流体，加压状态阻止超临界流体气化。使可动部相对于固定部移动以增加模穴的体积，而将模穴内的压力回复为未加压状态，其中未加压状态使超临界流体气化。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型方法更包括藉由气体提供装置提供气体至模穴内以增加模穴内的压力。
在本发明的一实施例中，在提供气体至模具的模穴内之后，藉由射出装置射出材料至模穴内。
在本发明的一实施例中，在藉由射出装置射出材料至模穴内之后并经过预定时间长度，气体提供装置停止提供气体。
在本发明的一实施例中，在使可动部相对于固定部移动以缩小模穴的体积之后，藉由射出装置射出材料至模穴内。
在本发明的一实施例中，在藉由射出装置射出材料至模穴内之后并经过预定时间长度，使可动部相对于固定部移动以增加模穴的体积。
基于上述，本发明在将原料射出至模具内之前，先利用模具的可动部的移动来增加模穴的压力，从而可抑制射出至模具内的原料中的超临界流体发泡。待射出至模具内的原料的表面冷却而凝固后，藉由模具的可动部的移动来降低模穴的压力，使原料中的超临界流体随着压力的下降而同时开始发泡。藉此，可避免原料的表面在尚未凝固的状态下因超临界流体的发泡而产生缺陷，且可使超临界流体的发泡均匀，进而制作出具有良好质量及良率的产品。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的射出成型设备的示意图。
图2A至图2D绘示图1的射出成型设备100的操作流程。
图3A及图3B绘示本发明另一实施例的射出成型设备的操作流程。
图4是图3A及图3B的射出成型设备的射出成型方法流程图。
图5A及图5B绘示本发明另一实施例的射出成型设备的操作流程。
图6是图5A及图5B的射出成型设备的射出成型方法流程图。
其中，50：控制单元
60：驱动机构
100、100A、100B：射出成型设备
110：模具
110a：模穴
110b：气体注入通道
112：固定部
114：可动部
120：射出装置
130：气体提供装置
140：压力感测元件
具体实施方式
图1是本发明一实施例的射出成型设备的示意图。请参考图1，本实施例的射出成型设备100包括模具110、射出装置120及气体提供装置130。模具110包括固定部112及可动部114，固定部112与可动部114之间形成模穴110a，可动部114适于相对于固定部112移动以改变模穴110a的体积。
模具110具有气体注入通道110b，气体注入通道110b连通模穴110a内及模穴110a外，气体提供装置130适于透过气体注入通道110b提供气体至模穴110a内。其例如是应用气体反压(Gas Counter Pressure)技术来达成，所述气体可为惰性气体。射出成型设备100更包括压力感测元件140，压力感测元件140配置于气体注入通道110b而可用于感测气体注入模穴110a时的压力，据以控制气体提供装置130将气体注入模穴110a时的注入压力。
藉由可动部114的移动位置以及气体提供装置130提供气体至模穴110a内与否，可将模穴110a内的压力调整为未加压状态或加压状态。射出装置120适于射出材料M至模穴内，材料M例如是塑料且其中包含超临界流体，以藉超临界流体在材料M中气化而达到发泡的效果。所述加压状态会阻止所述超临界流体气化，且所述未加压状态会使所述超临界流体气化。所述超临界流体例如是由氮气或惰性气体经过加压而制成，并在射出装置120处混合于塑料而成为材料M。
图2A至图2D绘示图1的射出成型设备100的操作流程。详细而言，在进行射出成型制程之前，可先利用控制单元50对驱动机构60进行控制，以藉由驱动机构60将图1的可动部114驱动至图2A所示位置，使模穴110a的体积缩小以增加模穴110a内的压力。并且，藉由气体提供装置130提供气体至模穴110a内以增加模穴110a内的压力。从而，使模穴110a内的压力从图1所示的未加压状态被调整为图2A所示的加压状态。所述控制单元50例如是计算机或其他可供使用者操作的控制装置，所述驱动机构60例如是藉由马达、气缸或其他适当驱动源而被驱动的连杆或其他适当机构，本发明不对此加以限制。
在使可动部114相对于固定部112移动以缩小模穴110a的体积并藉由气体提供装置130提供气体至模穴110a内之后，如图2B至图2C所示藉由射出装置120射出材料M至模穴110a内。此时，由于模穴110a内的压力处于加压状态，故可抑制模具110内的材料M中的超临界流体所形成的气泡核N发泡。
在藉由射出装置120射出材料M至模穴110a内之后并经过预定时间长度，待射出至模具110内的材料M的表面冷却而凝固后，气体提供装置130停止提供气体而不再藉由气体提供装置130增加模穴的压力，且使图2C的可动部114相对于固定部112移动至图2D所示位置以增加模穴110a的体积，借以使模穴110a内的压力回复为未加压状态。从而，材料M中的超临界流体所形成的多个气泡核N随着压力的下降而同时开始发泡，以形成多个气泡B。藉此，可避免材料M的表面在尚未凝固的状态下因超临界流体的发泡而产生缺陷，且可使超临界流体的发泡均匀，进而制作出具有良好质量及良率的产品。
在其他实施例中，当使模具110a内的压力由加压状态回复至未加压状态时，依据所需的产品的尺寸，可不将可动部114完全复位至图2D所示位置，而是使可动部114移动至图2C所示位置与图2D所示位置之间的适当位置，据以控制产品的尺寸。此外，在其他实施例中，可先让可动部114往左移动以增加模穴110a的体积，使材料M被射出至模穴110a时藉由较小的压力而提升成型性并发泡而形成多个气泡，然后再让可动部114往右移动而压缩材料，使这些气泡相连而成为通孔，以改变产品的弹性。
在其他实施例中，可仅利用可动部114的移动来改变模穴110a内的压力，或仅利用气体提供装置130提供气体与否来改变模穴110a内的压力，本发明不对此加以限制。以下藉由图式对此举例说明。
图3A及图3B绘示本发明另一实施例的射出成型设备的操作流程。图4是图3A及图3B的射出成型设备的射出成型方法流程图。图3A及图3B所示射出成型设备100A与图1及图2A至图2D所示射出成型设备100的不同处在于，图3A、图3B所示实施例仅利用可动部114的移动来改变模穴110a内的压力，其操作流程相同或相似于图1及图2A至图2D所示实施例的可动部114的操作流程，配合图4简述如下。首先，提供模具110，其中模具110包括固定部112及可动部114，固定部112与可动部114之间形成模穴110a(步骤S602)。接着，使可动部114相对于固定部112移动至图3A所示状态以缩小模穴110a的体积，而将模穴110a内的压力从未加压状态调整为加压状态(步骤S604)。藉由射出装置120射出材料M至模穴110a内，其中材料M包括超临界流体，图3A所示的加压状态阻止超临界流体气化(步骤S606)。使可动部114相对于固定部112移动以如图3B所示增加模穴110a的体积，而将模穴110a内的压力回复为未加压状态，其中图3B所示的未加压状态使超临界流体气化而发泡。
图5A及图5B绘示本发明另一实施例的射出成型设备的操作流程。图6是图5A及图5B的射出成型设备的射出成型方法流程图。图5A及图5B所示射出成型设备100B与图1及图2A至图2D所示射出成型设备100的不同处在于，图5A、图5B所示实施例仅利用气体提供装置130提供气体与否来改变模穴110a内的压力，其操作流程相同或相似于图1及图2A至图2D所示实施例的气体提供装置130的操作流程，配合图6简述如下。首先，藉由气体提供装置130提供气体至模具110的模穴110a内，以藉由气体将模穴内的压力从未加压状态调整为加压状态(步骤S702)。接着，藉由射出装置120射出材料M至模穴内，其中材料M包括超临界流体，图5A所示的加压状态阻止超临界流体气化(步骤S704)。气体提供装置130停止提供气体，以使模穴110a内的压力回复至未加压状态，图5B所示的未加压状态使超临界流体气化而发泡(步骤S706)。
综上所述，本发明在将材料射出至模具内之前，先利用气体提供装置提供气体至模穴内以增加模穴的压力，及/或先利用模具的可动部的移动来增加模穴的压力，从而可抑制射出至模具内的材料中的超临界流体发泡。待射出至模具内的材料的表面冷却而凝固后，不再藉由气体提供装置增加模穴的压力，使材料中的超临界流体所形成的多个气泡核随着压力的下降而同时开始发泡。藉此，可避免材料的表面在尚未凝固的状态下因超临界流体的发泡而产生缺陷，且可使超临界流体的发泡均匀，进而制作出具有良好质量及良率的产品。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【符号说明】
50：控制单元
60：驱动机构
100：射出成型设备
110：模具
110a：模穴
110b：气体注入通道
112：固定部
114：可动部
120：射出装置
130：气体提供装置
140：压力感测元件
B：气泡
M：材料
N：气泡核

Claims (10)

1.一种射出成型设备，包括：
模具，包括固定部及可动部，其中该固定部与该可动部之间形成模穴，该可动部适于相对于该固定部移动以改变该模穴的体积，而将该模穴内的压力调整于未加压状态与加压状态之间；以及
射出装置，适于射出材料至该模穴内，其中该材料包括超临界流体，该加压状态阻止该超临界流体气化，且该未加压状态使该超临界流体气化。
2.如权利要求1所述的射出成型设备，更包括气体提供装置，其中该气体提供装置适于提供气体至该模穴内以增加该模穴内的压力。
3.如权利要求2所述的射出成型设备，其中该模具具有气体注入通道，该气体注入通道连通该模穴内及该模穴外，该气体提供装置适于透过该气体注入通道提供该气体至该模穴内。
4.如权利要求3所述的射出成型设备，更包括压力感测元件，其中该压力感测元件配置于该气体注入通道。
5.一种射出成型方法，包括：
提供模具，其中该模具包括固定部及可动部，该固定部与该可动部之间形成模穴；
使该可动部相对于该固定部移动以缩小该模穴的体积，而将该模穴内的压力从未加压状态调整为加压状态；
藉由射出装置射出材料至该模穴内，其中该材料包括超临界流体，该加压状态阻止该超临界流体气化；以及
使该可动部相对于该固定部移动以增加该模穴的体积，而将该模穴内的压力回复为该未加压状态，其中该未加压状态使该超临界流体气化。
6.如权利要求5所述的射出成型方法，更包括藉由气体提供装置提供气体至该模穴内以增加该模穴内的压力。
7.如权利要求6所述的射出成型方法，其中在提供该气体至该模具的该模穴内之后，藉由该射出装置射出该材料至该模穴内。
8.如权利要求6所述的射出成型方法，其中在藉由该射出装置射出该材料至该模穴内之后并经过预定时间长度，该气体提供装置停止提供该气体。
9.如权利要求5所述的射出成型方法，其中在使该可动部相对于该固定部移动以缩小该模穴的体积之后，藉由该射出装置射出该材料至该模穴内。
10.如权利要求5所述的射出成型方法，其中在藉由该射出装置射出该材料至该模穴内之后并经过预定时间长度，使该可动部相对于该固定部移动以增加该模穴的体积。
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