CN111438793A - 射出成型设备和射出成型方法 - Google Patents

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Abstract

一种射出成型设备，包括陶瓷粉末材料射出装置、超临界流体提供装置和模具。陶瓷粉末材料射出装置适于容纳陶瓷粉末材料。超临界流体提供装置适于将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置。模具具有模穴，其中陶瓷粉末材料射出装置适于混合陶瓷粉末材料和超临界流体而形成混合材料，并将混合材料射出到模穴内。此外，还涉及一种射出成型方法。

Description

射出成型设备和射出成型方法
技术领域
本发明涉及一种成型设备和成型方法，并且特别涉及一种射出成型设备和射出成型方法。
背景技术
陶瓷粉末射出成型技术因其高产能以及高尺寸复杂性，而在近年来开始受到重视并快速发展。然而，陶瓷粉末本身不具有流动性，因此需要依靠其他添加剂来增加其流动性。然而，一般添加剂对其流动性的提升依旧无法满足制程需求，容易因为流动性不足使产品发生翘曲等缺陷。此外，产品成型时会因所述添加剂与陶瓷粉末的分布不均匀，造成产品密度不均匀，使得结构强度受到不良影响。
发明内容
本发明提供一种射出成型设备和射出成型方法，可有效提升陶瓷粉末材料的流动性，并且可使其密度均匀。
本发明的射出成型设备包括陶瓷粉末材料射出装置、超临界流体提供装置和模具。陶瓷粉末材料射出装置适于容纳陶瓷粉末材料。超临界流体提供装置适于将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置。模具具有模穴，其中陶瓷粉末材料射出装置适于混合陶瓷粉末材料和超临界流体而形成混合材料，并将混合材料射出到模穴内。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型设备包括管路和压力感测组件，其中管路连接于陶瓷粉末材料射出装置与超临界流体提供装置之间，超临界流体提供装置适于通过管路将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置，压力感测组件配置于管路。
在本发明的一实施例中，上述的超临界流体提供装置包括气体加压单元，气体加压单元适于对气体进行加压而形成超临界流体。
在本发明的一实施例中，上述的超临界流体提供装置包括气体加热单元，气体加热单元适于对气体进行加热而形成超临界流体。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型设备包括气体提供装置，其中气体提供装置适于将气体提供到模穴内而增加模穴内的压力，以增加模穴内的陶瓷粉末材料的密度。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型设备包括管路和压力感测组件，其中管路连接于模具与气体提供装置之间，气体提供装置适于通过管路将气体提供到模具，压力感测组件配置于管路。
本发明的射出成型方法包括以下步骤。通过陶瓷粉末材料射出装置容纳陶瓷粉末材料。通过超临界流体提供装置将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置。通过陶瓷粉末材料射出装置混合陶瓷粉末材料和超临界流体而形成混合材料，并将混合材料射出到模具的模穴内。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型方法包括通过气体加压单元对气体进行加压而形成超临界流体。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型方法包括通过气体加热单元对气体进行加热而形成超临界流体。
在本发明的一实施例中，上述的射出成型方法包括通过气体提供装置将气体提供到模穴内而增加模穴内的压力，以增加模穴内的陶瓷粉末材料的密度。
基于上述，本发明将超临界流体混合于陶瓷粉末材料，以通过超临界流体的特性来降低陶瓷粉末材料的黏度，从而有效增加陶瓷粉末材料的流动性，减少射出成型过程中的阻力，以提升制程良率。
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，并配合所附附图作详细说明如下。
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2是本发明另一实施例的射出成型设备的示意图。
图3是图2的射出成型设备的射出成型方法流程图。
图4是本发明另一实施例的射出成型设备的示意图。
图5是图4的射出成型设备的射出成型方法流程图。
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包括陶瓷粉末材料射出装置110、超临界流体提供装置120、模具130和气体提供装置140。陶瓷粉末材料射出装置110适于容纳陶瓷粉末材料。应注意的是，本实施例的陶瓷粉末材料并非限制于单一陶瓷粉末粒子，而是指由多个陶瓷粉末粒子组合而成的陶瓷粉末材料整体。
超临界流体提供装置120适于将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置110。陶瓷粉末材料射出装置110适于通过其螺杆112混合陶瓷粉末材料和超临界流体而形成混合材料，并将混合材料(即陶瓷粉末材料和超临界流体)射出到模具130的模穴132内。气体提供装置140适于将气体提供到模穴132内而增加模穴132内的压力，以增加模穴132内的陶瓷粉末材料的密度。所述气体例如是惰性气体。在混合材料被射出到模穴132内而成型之后，可再通过脱脂和烧结等后续制程来完成射出成型产品的制作。
如上述般将超临界流体混合于陶瓷粉末材料，可通过超临界流体的特性来降低陶瓷粉末材料的黏度，从而有效增加陶瓷粉末材料的流动性，减少射出成型过程中的阻力，以提升制程良率。此外，如上述般增加模穴132内的压力，可在射出成型过程中通过高压的环境让陶瓷粉末材料维持于紧实的状态，使其密度均匀，以提升制程良率。
详细而言，本实施例的超临界流体提供装置120包括气体加压单元122和过滤单元124。过滤单元124适于过滤来自气体储存单元50的气体(如惰性气体)，并且经过滤的气体被输送至气体加压单元122。气体加压单元122适于对该气体进行加压而形成超临界流体。依据来源气体的不同，气体加压单元122可更改为气体加热单元或气体加压/加热单元，以对来源气体进行加热或加压/加热，本发明不对此加以限制。
另一方面，本实施例的气体提供装置140包括气体注入单元142和过滤单元144。过滤单元144适于过滤来自气体储存单元60的气体(如惰性气体)，且经过滤的气体被输送至气体注入单元142。气体注入单元142适于通过气体反压(Gas Counter Pressure)技术将该气体注入模具130，以增加模具130内的压力。
此外，本实施例的射出成型设备100包括管路150和压力感测组件152。管路150连接于陶瓷粉末材料射出装置110与超临界流体提供装置120之间，超临界流体提供装置120适于通过管路150将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置110，压力感测组件152配置于管路150而可用于感测气体注入陶瓷粉末材料射出装置110时的压力，据以控制超临界流体提供装置120将气体注入陶瓷粉末材料射出装置110时的注入压力。
类似地，本实施例的射出成型设备100包括另一管路160及另一压力感测组件162。管路160连接于模具130与气体提供装置140之间，气体提供装置140适于通过管路160将气体提供到模具130，压力感测组件162配置于管路160而可用于感测气体注入模具130时的压力，据以控制气体提供装置140将气体注入模具130时的注入压力。
在其他实施例中，可省略气体提供单元140的配置，或可省略超临界流体提供装置120的配置，本发明不对此加以限制。以下通过附图对此举例说明。
图2是本发明另一实施例的射出成型设备的示意图。图3是图2的射出成型设备的射出成型方法流程图。图2所示射出成型设备100A与图1所示射出成型设备100的不同处在于，图2所示实施例省略了气体提供单元140的配置，其超临界流体提供装置120的操作流程相同或相似于图1所示实施例的超临界流体提供装置120的操作流程，配合图3简述如下。首先，通过陶瓷粉末材料射出装置110容纳陶瓷粉末材料(步骤S602)。接着，通过超临界流体提供装置120将超临界流体提供到陶瓷粉末材料射出装置110(步骤S604)。通过陶瓷粉末材料射出装置110混合陶瓷粉末材料和超临界流体而形成混合材料，并将混合材料射出到模具130的模穴132内(步骤S606)。
图4是本发明另一实施例的射出成型设备的示意图。图5是图4的射出成型设备的射出成型方法流程图。图4所示射出成型设备100B与图1所示射出成型设备100的不同处在于，图4所示实施例省略了超临界流体提供装置120的配置，其气体提供单元140的操作流程相同或相似于图1所示实施例的气体提供单元140的操作流程，配合图5简述如下。首先，通过陶瓷粉末材料射出装置110容纳陶瓷粉末材料(步骤S702)。接着，通过陶瓷粉末材料射出装置110将至少陶瓷粉末材料射出到模具130的模穴132内(步骤S704)。通过气体提供装置140将气体提供到模穴132内而增加模穴132内的压力，以增加模穴132内的陶瓷粉末材料的密度(步骤S706)。
综上所述，本发明将超临界流体混合于陶瓷粉末材料，以通过超临界流体的特性来降低陶瓷粉末材料的黏度，从而有效增加陶瓷粉末材料的流动性，减少射出成型过程中的阻力，以提升制程良率。此外，本发明利用气体提供装置来增加模穴内的压力，以在射出成型过程中通过高压的环境让陶瓷粉末材料维持于紧实的状态，使其密度均匀，以进一步提升制程良率。
虽然本发明已经通过实施例对上述内容进行了披露，然而这些实施例并非用来限制本发明，任何所属技术领域内的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改与变型，所以本发明的保护范围应当以随附的权利要求所限定的内容为准。
附图标记说明
50、60：气体储存单元
100、100A、100B：射出成型设备
110：陶瓷粉末材料射出装置
112：螺杆
120：超临界流体提供装置
122：气体加压单元
124：过滤单元
130：模具
132：模穴
140：气体提供装置
142：气体注入单元
144：过滤单元
150、160：管路
152、162：压力感测组件

Claims (7)

1.一种射出成型设备，包括：
陶瓷粉末材料射出装置，适于容纳陶瓷粉末材料；
超临界流体提供装置，适于将超临界流体提供到所述陶瓷粉末材料射出装置；以及
模具，具有模穴，其中所述陶瓷粉末材料射出装置适于混合所述陶瓷粉末材料和所述超临界流体而形成混合材料，并将所述混合材料射出到所述模穴内。
2.根据权利要求1所述的射出成型设备，包括管路和压力感测组件，其中所述管路连接于所述陶瓷粉末材料射出装置与所述超临界流体提供装置之间，所述超临界流体提供装置适于通过所述管路将所述超临界流体提供到所述陶瓷粉末材料射出装置，所述压力感测组件配置于所述管路。
3.根据权利要求1所述的射出成型设备，其中所述超临界流体提供装置包括气体加压单元，所述气体加压单元适于对气体进行加压而形成所述超临界流体。
4.根据权利要求1所述的射出成型设备，其中所述超临界流体提供装置包括气体加热单元，所述气体加热单元适于对气体进行加热而形成所述超临界流体。
5.一种射出成型方法，包括：
通过陶瓷粉末材料射出装置容纳陶瓷粉末材料；
通过超临界流体提供装置将超临界流体提供到所述陶瓷粉末材料射出装置；以及
通过所述陶瓷粉末材料射出装置混合所述陶瓷粉末材料和所述超临界流体而形成混合材料，并将所述混合材料射出到模具的模穴内。
6.根据权利要求5所述的射出成型方法，包括通过气体加压单元对气体进行加压而形成所述超临界流体。
7.根据权利要求5所述的射出成型方法，包括通过气体加热单元对气体进行加热而形成所述超临界流体。
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