CN113386326A - 使用柔性模具形成塑料板的设备 - Google Patents

Abstract

使用柔性模具形成塑料板的设备。提供了一种使用柔性模具形成塑料板的设备，所述设备包括：下模具，半成品放置并对准在下模具上；以及具有衬垫的柔性模具，该衬垫通过加压流体膨胀并在成型过程中与下模具紧密接触，从而通过以均匀的按压力按压整个半成品而形成塑料板。

Description

使用柔性模具形成塑料板的设备

技术领域

本公开涉及一种使用柔性模具形成塑料板的设备，更具体地，涉及这样一种使用柔性模具形成塑料板的设备，该设备能够通过使热变形和膨胀的柔性模具与放置有半成品的下模具紧密接触而形成具有期望形状的塑料板。

背景技术

本部分提供与本公开相关的、不一定是现有技术的背景信息。

通常，热变形方法被广泛用作将平板形式的塑料板形成为所需形状的方法之一。

也就是说，以平板形式提供的塑料板被放置在下模具上，然后被软化，并通过上模具按压软化的塑料板来将塑料板形成所需形状。

然而，因为现有技术中的热变形方法使用典型的液压缸或气动缸来按压软化的塑料板，所以按压力集中在塑料板上的一点(例如，塑料板的中部)。由于这个原因，存在的问题是，完全成型的塑料板(以下称为“模制产品”)的中部部分和边缘具有不同的厚度。

另外，在现有技术的热变形方法中，需要更换下模具和上模具以改变模制产品的形状，结果，存在制造模制产品所需的成本增加的问题。

因此，本申请的发明人已经努力解决现有技术中的可热变形模具装置的问题，结果，提交本公开进行专利申请。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种使用柔性模具形成塑料板的设备，其能够通过使膨胀的柔性模具与放置半成品的下模具紧密接触而形成具有所需形状的塑料板。

本公开的一个方面还提供了一种使用柔性模具形成塑料板的设备，该设备能够仅通过改变下模具来形成具有不同形状的模制产品。

本部分提供了本公开的概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

根据本发明的一个方面，提供了一种使用柔性模具形成塑料板的设备，该设备包括：下模具，该下模具固定地安装在加热块的上部，并且构造成使得半成品放置并对准在下模具上；以及柔性模具，所述柔性模具具有衬垫(pad)，所述衬垫通过加压流体膨胀并且在成型过程中与所述下模具紧密接触，从而通过以均匀的按压力按压整个半成品而形成塑料板，其中所述下模具具有与待形成的塑料板一致的形状，其中，所述加热块包括：第一加热装置，所述第一加热装置被构造成将所述下模具加热至100℃至130℃达30秒至90秒，以预加热所述半成品，并将所述下模具加热至100℃至140℃达30秒至300秒，以成型所述半成品；以及第一冷却装置，所述第一冷却装置被构造成当所述塑料板完全成型时将所述下模具冷却至60℃至80℃达30秒至180秒，其中所述柔性模具包括：腔室，所述腔室被构造成提供按压力以使所述衬垫膨胀或收缩；以及升降装置，所述升降装置被构造成向上或向下移动所述衬垫和所述腔室，其中所述腔室具有壳体形状，在所述壳体形状中具有中空部分并且具有由衬垫封闭的开口的下侧，其中所述腔室具有入口和出口，通过所述入口引入所述加压流体，通过所述出口排出引入的加压流体，并且其中所述腔室包括：第二加热装置，所述第二加热装置被配置为将所述衬垫加热至200℃至250℃达30秒至90秒以预加热所述半成品，并且将所述衬垫加热至180℃至230℃达30秒至300秒以使所述半成品成型；和第二冷却装置，所述第二冷却装置被配置成当塑料板完全成型时将所述衬垫冷却至60℃至80℃达30秒至180秒。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其它方面、特征和其它优点，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备的图；和

图2至图5是示出使用根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备的状态的图，并且示出以平板形式在塑料板的边缘处形成弯曲表面的状态。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备的示例性实施方式。

然而，应当注意，本公开的固有技术精神不受以下示例性实施方式的限制，并且本领域技术人员可以基于本公开的固有技术精神容易地替换或改变以下示例性实施方式。

此外，本文使用的术语是为了描述的方便而选择的，并且当认识到本公开的固有技术精神时，应当被适当地解释为符合本公开的技术精神的含义，而不限于字典含义。

根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100软化作为要形成的物体的半成品O(参见图2)，然后向半成品O施加力，从而形成具有期望形状的塑料板C(参见图5)。

在这种情况下，半成品O根据其标准被切割并以平板形状提供，并且半成品O可以由单一材料或多种不同材料制成以形成多个层。

此外，可以在半成品O的表面上进一步形成具有高硬度的涂层。

此外，完全成型的塑料板C可以用于智能设备的外部材料、可穿戴设备的外部材料、家用器具的外部材料、化妆品容器等。

在附图中，图1至图5是示出根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备的图。根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100包括下模具110和柔性模具130，在下模具110上放置并对准半成品O，柔性模具130被构造成按压在下模具110上对准的半成品O。

首先，通过被柔性模具130按压，下模具110允许半成品O形成为塑料板C。

为此，下模具110具有与待形成的塑料板C大致一致的块形状。

也就是说，下模具110可以根据要形成的塑料板C而具有各种形状。

因此，当改变要形成的塑料板C时，更换下模具110。

另外，如图所示，下模具110固定地安装在加热块120的上部，该加热块120固定地安装在框架(未示出)上。

加热块120将处于室温状态的下模具110的温度升高到预定温度以软化半成品O。另外，加热块120将下模具110快速冷却到预定温度，使得当塑料板C完全成型时塑料板C保持其形状。

为此，如图所示，加热块120装配有第一加热装置122和第一冷却装置124。

在这种情况下，因为第一加热装置122和第一冷却装置124是基于公知的技术，所以将省略其详细描述。

例如，第一加热装置122可以将电能转换成热能以加热下模具110，第一冷却装置124可以使冷却剂循环到加热块120中以冷却下模具110。

此外，本公开不特别限于第一加热装置122和第一冷却装置124的构造以及与加热块120的连接关系。

也就是说，第一加热装置122和第二冷却装置124可以具有任何构造和与加热块120的任何连接关系，只要第一加热装置122可以加热下模具110以软化半成品O并且第二冷却装置124可以快速冷却下模具110使得塑料板C可以保持其形状即可。

此外，半成品O可以通过单独提供的装载装置(未示出)(例如，传送进料器或具有典型的真空抽吸装置的多自由度机器人)放置和对准在下模具110上。

当然，半成品O可以由操作者手动地放置和对准在下模具110上。

柔性模具130可以与下模具110紧密接触以形成塑料板C，并且当柔性模具130可以与下模具110紧密接触时，向整个半成品O提供均匀的压力。

为此，柔性模具130包括具有弹性的衬垫140，和构造成提供压力使得衬垫140可以膨胀或收缩的腔室132。

如图所示，腔室132具有壳体形状，该壳体形状中具有中空部分并且在其下侧开口。

此外，在腔室132的一侧形成入口134和出口136，入口134允许压力(即，用于膨胀或收缩衬垫140的加压流体)被引入腔室132，出口136允许引入腔室132的加压流体被排出。

任何人都可以看到，用于引入加压流体的加压流体入口管线P1和用于排出加压流体的加压流体出口管线P2分别连接到入口134和出口136。在这种情况下，加压流体可以是高压空气，典型的惰性气体等。

在这种情况下，因为通过入口134引入加压流体和通过出口136排出加压流体是基于众所周知的技术，所以将省略其详细描述。

另外，阀(未示出)等可以安装在加压流体入口管线P1和加压流体出口管线P2上，并且当衬垫140膨胀或膨胀的衬垫140与下模具110紧密接触时，这些阀防止引入腔室132中的加压流体反向流过入口134或被排放到出口136。

此外，为了不干扰出口136和入口134(即，不干扰加压流体的引入和排出)，在腔室132的一侧安装一个或更多个第二加热装置138和一个或更多个第二冷却装置139。

在这种情况下，因为第二加热装置138和第二冷却装置139是基于公知的技术，所以将省略其详细描述。

例如，第二加热装置138可将电能转换成热能以将腔室132的内部和衬垫140加热到预定温度，并且第二冷却装置139可以使冷却剂循环到腔室132中以将腔室132和衬垫140快速冷却到预定温度。

此外，本公开不特别限制第二加热装置138和第二冷却装置139的构造以及与腔室132的连接关系。

也就是说，当膨胀衬垫140与下模具110紧密接触时，第二加热装置138和第二冷却装置139可以具有任何构造和与腔室132的任何连接关系，只要第二加热装置138可以加热腔室132的内部和衬垫140以软化半成品O并且第二冷却装置139可以快速冷却室132的内部和衬垫140使得塑料板C可以保持其形状即可。

另外，在衬垫140膨胀的状态下，当衬垫140与下模具110紧密接触时，衬垫140弹性地按压半成品O。

如图所示，为了封闭腔室132的开口的下侧，在腔室132的下侧安装衬垫140。

在通过引入腔室132中的加压流体增加腔室132的内部压力时，如上所述地安装的衬垫140从腔室132的下侧向外膨胀。当随着引入腔室132的加压流体被排出而压力下降时，衬垫140收缩。

特别地，衬垫140由典型的硅树脂等制成，使得当衬垫140与下模具110紧密接触时，衬垫140可以承受高温而不会刮伤要形成的塑料板C。

如上所述地形成的衬垫140在衬垫140膨胀的状态下通过与下模具110紧密接触而按压半成品O。在这种情况下，由于衬垫140通过接收整体均匀的压力而膨胀，衬垫可以向半成品O提供均匀的按压力。

另外，柔性模具130还可包括升降装置(未示出)，该升降装置被构造成使衬垫140和腔室132朝向下模具110下降，使得衬垫140与下模具110接触以按压半成品O，然后使衬垫140和腔室132返回。升降装置可以是固定到框架(未示出)的典型的液压缸或气动缸。

此外，升降装置可以设置在腔室132的上侧从而不干扰衬垫140、第二加热装置138、第二冷却装置139以及加压流体的引入和排出。由于腔室132和由液压缸或气动缸构造的升降装置之间的连接关系是基于公知的技术，因此将省略其详细描述。

在下文中，将简要描述如上所述地形成的根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100的使用状态。

半成品O被放置并对准在下模具110上，以便通过使用根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100从半成品O形成与下模具110一致的塑料板C。

此外，在通过将加压流体引入到柔性模具130的腔室132中而使衬垫140膨胀之后，升降装置操作以使膨胀的衬垫140与对准在下模具110上的半成品O紧密接触。

当膨胀的衬垫140与半成品O紧密接触时，第一加热装置122和第二加热装置138首先工作以预加热半成品O。

预加热过程进行30秒至90秒。为了预加热半成品O，第一加热装置122将下模具110加热到110℃-130℃，第二加热装置138将衬垫140加热到200℃-250℃。

当半成品O的预加热完成时，按压半成品O以形成塑料板C。

成型过程进行30秒至300秒。在成型过程中，第一加热装置122将下模具110保持在100℃-140℃的温度，第二加热装置138将衬垫140保持在180℃-230℃。

此外，柔性模具130的升降装置使腔室132和膨胀的衬垫140朝向下模具110以0.2至1.0mm/sec的速度下降。在这种情况下，膨胀的衬垫140以5至50kPa的压力按压预加热的半成品O，从而从半成品O形成塑料板C。

另外，当上述成型过程完成时，第一冷却装置124和第二冷却装置139在第一加热装置122和第二加热装置138的操作停止的状态下进行工作，由此冷却完全成型的塑料板C。

在这种情况下，冷却过程进行30秒至180秒。在冷却过程中，第一冷却装置124将下模具110冷却到60℃至80℃，第二冷却装置139也将衬垫140冷却到60℃至80℃。

此外，当如上所述地冷却下模具110和衬垫140时，从下模具110分离塑料板C。

在这种情况下，可以在下模具110和衬垫140上涂覆脱模剂等，以便容易地分离完全成型的塑料板C。

图2至图5示出了从半成品O形成的塑料板C，以便在其边缘处具有弯曲表面，但是任何人都可以看出，形成的塑料板C的形状不限于图2至图5所示的形状。

即，仅通过改变下部模具110，根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100可以形成具有各种形状的塑料板C。

如上所述地构造的根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100可通过使膨胀的衬垫140与放置有半成品O的下模具110紧密接触而使半成品O热变形从而形成塑料板C，由此以均匀的压力按压整个半成品O并因此获得具有恒定厚度的塑料板C。

另外，根据本公开的使用柔性模具形成塑料板的设备100，可以仅改变下模具110以形成具有不同形状的塑料板C，结果，可以减少由模具的改变引起的不便，并降低制造塑料板C和模具所需的成本。

如上所述，根据本公开的示例性实施方式，通过使膨胀的衬垫与放置有半成品的下模具紧密接触，半成品可以热变形而形成塑料板，由此以均匀的按压力按压整个半成品，因此获得具有恒定厚度的塑料板。

另外，根据本公开，可以仅更换下模具以形成具有不同形状的塑料板，因此，可以减少由于更换模具而引起的不便，并降低制造塑料板和模具所需的成本。

虽然已经结合示例性实施方式示出和描述了本公开，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行修改和变化。

相关应用的交叉引用

本申请要求于2020年3月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10-2020-0031594的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

Claims (5)

1.一种使用柔性模具形成塑料板的设备，该设备包括：

下模具，所述下模具固定地安装到加热块的上部上，并且被构造成使得半成品放置并对准在所述下模具上；以及

柔性模具，所述柔性模具具有衬垫，所述衬垫通过加压流体膨胀并且在成型过程期间与所述下模具紧密接触以通过以均匀的按压力按压整个半成品来形成塑料板，

其中，所述下模具的形状与要形成的塑料板一致，

其中，所述加热块包括：

第一加热装置，所述第一加热装置被构造成将所述下模具加热至100℃至130℃达30秒至90秒以预加热所述半成品，并将所述下模具加热至100℃至140℃达30秒至300秒以使所述半成品成型；以及

第一冷却装置，所述第一冷却装置被构造成当所述塑料板完全成型时将所述下模具冷却至60℃至80℃达30秒至180秒，

其中，所述柔性模具包括：

腔室，所述腔室被构造成提供压力以使所述衬垫膨胀或收缩；以及

升降装置，所述升降装置被配置成向上或向下移动所述衬垫和所述腔室，

其中，所述腔室具有壳体形状，在腔室中具有中空部分并且具有由所述衬垫封闭的开口的下侧，

其中，所述腔室具有入口和出口，通过所述入口引入所述加压流体，通过所述出口排出引入的加压流体，并且

其中，所述腔室包括：

第二加热装置，所述第二加热装置被配置为将所述衬垫加热至200℃至250℃达30秒至90秒以预加热所述半成品，并且将所述衬垫加热至180℃至230℃达30秒至300秒以使所述半成品成型；以及

第二冷却装置，所述第二冷却装置被配置成当所述塑料板完全成型时将所述衬垫冷却至60℃至80℃达30秒至180秒。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，当通过引入所述腔室的加压流体增加所述腔室的内部压力时，所述衬垫从所述腔室的下侧向外膨胀，并且当随着排出引入所述腔室的加压流体而压力减小时，所述衬垫收缩。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述衬垫由硅树脂制成。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述半成品根据所述半成品的标准被切割并设置成平板形状，并且所述半成品由单种材料制成或由多种不同材料制成以形成多个层。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，在所述半成品的表面上进一步形成具有高硬度的涂层。

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