CN116787706A - 模仁结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模仁结构，其配合组设于一模具上，该模仁结构主要包括：一模仁本体，由三维打印制成的实心体，其一侧设有一成型部，可供与该模具内部合围成一型腔，该模仁本体内部设一随形风路，其具有至少一主风道及多个次风道，该主风道一端连接外部一气控装置，可供控制气体通过该随形风路进入或排出该型腔，另一端位于该模仁本体内部，该主风道的路径于该两端之间自由地并间隔该成型部绕设，各次风道一端连通于该主风道，另一端则连通该成型部并朝将成品的顶出方向设置，通过该气控装置控制气体而使成品脱离模具。

Description

模仁结构

技术领域

本发明关于一种模仁结构，尤指一种内部具有随形风路并通过控制进、排气体使成品脱模及控制模温改善包风现象的模仁结构。

背景技术

目前，在射出成型的工艺中，塑料经熔融射出成型后，会先在模具的型腔中稍作冷却使其固化，再通过顶针从模具型腔将成品顶出来，由于顶出的力道大，成品上会留下一个方形或是圆形的顶针痕。另外地有模具是在模仁中设置空气销(气动顶针)结构将成品顶出，其主要是利用圆形空气阀控制吹气，以空气扩散的原理，使产品在瞬间脱落，然而，碍于模仁尺寸及结构使得空气销的分布有限，故必须以高压方式将空气喷出，当空气一面高压喷出一面顶出时，会对成品产生冲击而造成喷痕的形成，而顶出时也会留下圆形顶出痕，且空气阀所吹出的气体温度与型腔内的成品温度有落差，也会导致成品容易有不平整的痕迹。而当塑料原料为硅胶、橡胶等黏性较高的材质时，成型后成品的表面容易黏附于模穴，更是造成脱模不易。

另外，当熔融塑料在注入模具后，会压缩型腔内的空气，导致型腔内压增高，进而增加流动的阻力，且当模具排气不良时，熔融塑料注入到末段时，流动阻力就会上升，进而因为过度压缩热空气，造成塑料在成品末端产生缺料、塑流包抄空气使成品产生空洞或气泡、缩水、凹陷、裂痕、焦黑等状况，虽然现有的模具以型腔末端设置排气沟槽对应，但仍然改善有限。

并且，由于熔融塑料填充型腔时，热量会通过热传导传递至模壁，造成模温发生变化，现有模具以冷却水路来对应模温的变化，但是冷却水路仍然有无法到达成品的死角或是无法到达模仁积热处的问题，导致模仁温度分布不均匀，成品因温度差异造成热应力产生翘曲变形的现象，且模仁积热也会使射出的熔融塑料流速改变，而影响成品良率与生产周期，且模穴为了保持熔融塑料的流动性，必须维持一定的温度，而等待冷却成品时，模具又必须降温，在急热急冷的切换下相当耗能。

发明内容

有鉴于现有技术的缺点及不足，本发明主要目的在改善现有模具结构在脱模过程中产生痕迹的问题以及工艺中的排气不良问题与改善模仁积热的问题。

为达上述目的，本发明所采用的技术手段为一种模仁结构，其配合组设于一模具中，该模仁结构主要包括：一模仁本体，由三维打印制成的实心体，其一侧设有一成型部，其可供与该模具内部结构合围成一型腔，该模仁本体内部设有一随形风路，该随形风路具有至少一主风道及多个次风道，该主风道具有一第一端及一第二端，该第一端位于该模仁本体的一侧且连接外部一气控装置，该气控装置控制气体通过该随形风路进入或排出该型腔，该第二端位于该模仁本体内部，该主风道的路径于该第一端与该第二端之间自由地并间隔该成型部绕设，各次风道一端连通于该主风道，另一端则连通该成型部并朝成品的顶出方向设置。

进一步的，各次风道朝向该成型部的一端呈渐缩状。

进一步的，该模仁本体于邻近各次风道处设置一温控器。

进一步的，该模仁本体材质为高硬度、不易生锈之金属材质。

为达成上述目的，本发明另外地公开了一种模仁结构，其配合组设于一模具上，该模仁结构主要包括：一模仁本体，由三维打印制成，其包括一实心区及一透气区，该实心区为实心体，该透气区的三维打印填充密度低于该实心区的填充密度，使得该透气区布满相连结的微孔，该模仁本体一侧设有一成型部，其可供与该模具内部结构合围成一型腔，该成型部范围包括该实心区及该透气区，且该模仁本体内部更设有一随形风路，该随形风路具有至少一主风道及多个次风道，该主风道具有一第一端及一第二端，该第一端位于该模仁本体的一侧且连接外部一气控装置，该气控装置控制气体通过该随形风路进入或排出该型腔，该第二端位于该模仁本体内部，该主风道的路径于该第一端与该第二端之间自由地并间隔该成型部绕设，各次风道一端连通于该主风道，另一端则连通该成型部并朝成品的顶出方向设置，该随形风路绕设范围包括该透气区与该实心区或仅包括该透气区。

进一步的，该成型部具有一靠破区，该靠破区设于该实心区范围内。

进一步的，各次风道朝向该成型部的一端呈渐缩状。

进一步的，该模仁本体于邻近各次风道处设置一温控器。

进一步的，该模仁本体材质以高硬度、不易生锈的金属材质。

借此，通过该模仁本体的设置，使该模具在熔融塑料注入该型腔前，该气控装置将该型腔内部的空气抽离排出该模具外部，以降低流动阻力；在成品于该型腔内等待冷却时，通过该气控装置使气体通过该随形风路扩散，以调节该模仁本体的温度缩短冷却时间，同时解决模仁积热的问题；当该成品欲脱离该型腔时，以该气控装置控制将气体通过该随形风路进入该型腔中，通过气体由各次风道的喷出，而使该成品完成脱离，进而降低脱模产生痕迹的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：为本发明的第一实施例立体示意图；

图2：为本发明模仁本体组设于模具的示意图；

图3：为本发明的第二实施例平面示意图；

图4：为本发明的第二实施例组设于模具示意图；

图5：为图4的成品脱离模具示意图；

图6：为本发明的次风道实施例示意图。

附图标记说明

1：模具；11：第一模座；12：第二模座；13：型腔；2：模仁本体；21：实心区；22：随形风路 ；221：主风道；222：次风道；23：成型部；231：靠破区；24：透气区；241：微孔；3：气控装置；4：成品；41：靠破孔；5：温控器；A：角度；E1：第一端；E2：第二端；P：分模面；W1、W2：宽度；H：距离。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1与图2所示，为本发明一较佳实施例的模仁结构，该模仁配合组设于一模具1中，该模具1包括有一第一模座11及一第二模座12，该模仁结构主要包括：一模仁本体2，该模仁本体2镶嵌于该第二模座12内，但非以此为限，其也可镶嵌于该第一模座11内，或是依结构需求第一模座11与第二模座12各镶嵌一本发明的模仁本体2，以下说明及附图以该模仁本体2镶嵌于该第二模座12为例，当然模具1中另有其他功能性结构，由于其他功能性结构非本发明申请范围，故未于附图中显示出。

配合参阅图1与图2所示，其显示为本发明的第一实施例，该模仁本体2为由三维打印制成的实心体，而其材质优选以高硬度、不易生锈的金属材质为佳，例如：工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金等。该模仁本体2一侧为分模面P，该分模面P设有一成型部23，该成型部23具有成品的结构特征，其可供与该模具1的该第一模座11内部合围成一型腔13。

该模仁本体2内部设一随形风路22，该随形风路22具有至少一主风道221及多个次风道222，图1虚线箭头为各次风道222的示意，该主风道221具有一第一端E1及一第二端E2，该第一端E1位于该模仁本体2的一侧且连接外部一气控装置3，该第二端E2位于该模仁本体2内部默认的位置，该主风道221的路径依据成品形状结构而于该第一端E1与该第二端E2之间自由地并间隔该成型部23绕设，且间隔该成型部23的距离H依据成品形状的变化而有所不同，该路径可为规则性或不规则性或是其中组合，例如：图1的主风道221以螺旋状为示意，图2的主风道221则以连续的发夹弯(Hairpin turn)形状为示意；而各次风道222的数量依据成品4的形状结构增减，各次风道222一端连通于该主风道221，另一端则连通该成型部23并朝将该成型部23完成的成品4的顶出方向设置，且该顶出方向与该成型部23表面形成一角度A，该角度A主要用以辅助该成品4脱模，因此该角度A会依据该成品4的特征而定义其所需的角度A，而各次风道222呈间隔设置，且其路径也呈规则性或不规则性或是其中组合而设于该主风道221与该成型部23之间，且该主风道221的宽度W1大于该次风道222的宽度W2；并且，本发明不限制主风道221的数量，其视结构需求也可为多个。

借此，当熔融塑料注入该型腔13前，该气控装置3将该型腔13内部的空气抽离，经各次风道222、该主风道221排出该模具1外部，而使该型腔13内部在合模后且熔融塑料注入前可以尽量将空气排出，以降低熔融塑料注入后的流动阻力，使熔融塑料可以流动到该型腔13的末端，借以解决成品4末端缺料、塑流包抄空气使成品产生空洞或气泡、缩水、凹陷、裂痕、焦黑等问题。而在成品于该型腔13内等待冷却时，通过该气控装置3使气体通过该随形风路22扩散，以调节该模仁本体2的温度缩短该成品4冷却时间，同时解决传统冷却水路无法到达成品死角或积热区的问题。且当该第一模座11与该第二模座12分离时，通过该气控装置3的控制，将气体由该主风道221再经各次风道222喷出，由于该主风道221的宽度W1大于各次风道222宽度W2，因此，在该气控装置3输出的压力下，气体流量由大管径进入小管径会形成加压喷出的效果，进而使该成品4分离该模仁本体2，完成脱模的程序。

于此，相较于现有技术的空气销需要镶嵌的空间，本发明以三维打印出该随形风路22，其各次风道222可均匀分布于该模仁本体2中，增加气体与该成品4的接触面积而降低气体压力的输出，并依据该成品4结构而变化各次风道222的宽度W2，通过气体由各次风道222喷出，使该成品4完成脱模，借此降低成品容易有不平整痕迹或喷痕的问题。

续请配合参阅图3至图5，其显示为本发明依据上述结构变化的第二实施例，故相同结构不再赘述，以下仅说明结构不同之处。在本实施例中，该模仁本体2包括一实心区21及一透气区24，该实心区21及该透气区24由三维打印一体制成，其中该实心区21为实心体，而该透气区24的三维打印填充密度低于该实心区21的填充密度，使得该透气区24布满相连结的微孔241，附图的微孔241以点表示，而该成型部23范围包括该实心区21及该透气区24，该随形风路22绕设范围包括该透气区24与该实心区21或是仅包括该透气区24，且该随形风路22与该透气区24的微孔241相连通。图3以该模仁本体2的该随形风路22具有多个主风道221及多个次风道222，各主风道221的路径绕设于该透气区24及该实心区21为例做说明，在本实施例中，各主风道221相互错位但没有相互交集，图3仅为示意非用以限制其绕设路径，且各主风道221的第一端E1共同连接外部一气控装置3，但其也可一主风道221连接一气控装置3，使各气控装置3分别控制所连接的主风道221，而各次风道222分别连通于各主风道221及该成型部23之间，并且连通成型部222的一端朝该成型部23完成的成品4的顶出方向设置。

再请配合参阅图4及图5，其显示为各主风道221绕设于该透气区24的实施例，在本实施例中，该成型部23具有一靠破区231，该靠破区231对应于该成品4上的靠破孔41或是插破孔，而该实心区21的范围包括该靠破区231，借此，在熔融塑料射出前，该气控装置3会对该型腔13抽真空，使该型腔13、各主风道221、各次风道222及微孔241中的空气尽量排空；然而，将空气抽离及熔融塑料射入该型腔13后，射出机(未图示)中存在的空气、高温下熔融塑料分解产生的气体或发生化学反应所产生的气体等，上述可能产生的气体可排至该透气区24的微孔241内以及各主风道221与各次风道222内，使成型过程产生的气体可以排气顺利。

当熔融塑料注入该型腔13等待冷却时，该气控装置3可切换气体由该主风道221进入并经该透气区24的微孔241扩散出，以调节该模仁本体2的温度，进而可以缩短该成品4的冷却时间，同时解决传统冷却水路无法到达成品死角或积热区的问题，而该第一模座11与该第二模座12分离时，控制气体由各次风道222及微孔241喷出，使得该成品4完成脱模的工艺，而该实心区21的范围包括该靠破区231，因此，可通过该实心区21阻挡，避免气体由该靠破区231溢散，影响脱模的程序。

值得一提的是，当成品为黏性较高的材质时，例如：TPR(热塑性橡胶材料)、橡胶、TPU(热塑性聚氨酯)、硅胶等，其冷却后表面会有黏模的现象，而增加脱模的困难度，本发明的该模仁本体2因具有透气区24，故在该气控装置3切换气体由各主风道221进入并经该透气区24的微孔241扩散出时，除了可以缩短该成品4的冷却时间，同时也可使材质黏性高的成品4通过微孔241扩散的气体来使该成品4表面与该型腔13表面分离，借以改善TPR(热塑性橡胶材料)、橡胶、TPU(热塑性聚氨酯)、硅胶等软性材料易黏模导致无法脱模、沾黏模具的问题。

综上所述，为进一步提升气体喷出的力道，如图6所示，各次风道222朝向该成型部23的一端呈渐缩状，借此，使气体在进入到各次风道222末端时有加压的效果产生，同时该模仁本体2更可于邻近各次风道222处设置一温控器5，该温控器5可为加热器或冷却器，借此使气体通过与该温控器5发散的温度形成冷热交换，进而调节气体为脱模较佳的温度。

综上所述，本发明模仁结构相较于现有技术，具以下优点：

一、使成品减少因顶出产生的痕迹及不平整。

二、解决各种包风问题，例如：型腔末端缺料、塑流包抄空气使成品产生空洞或气泡，缩水凹陷、裂痕、烧焦等。

三、可使黏性较高的材料(硅胶、橡胶)不黏模，得以顺利脱模。

四、控制模内温度，使每次工艺中模仁不积热，而获得重现性及提升成品良率，并减少能源的消耗。

然而，上述实施例仅例示性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，任何本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，在上述该些实施例中的组件的数量仅为例示性说明，也非用于限制本发明。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (9)

1.一种模仁结构，其配合组设于一模具上，该模仁结构包括：

一模仁本体，为由三维打印制成的实心体，其一侧设有一成型部，其可供与该模具内部结构合围成一型腔，该模仁本体内部设有一随形风路，该随形风路具有至少一主风道及多个次风道，该主风道具有一第一端及一第二端，该第一端位于该模仁本体的一侧且连接外部一气控装置，该气控装置系控制气体经由该随形风路进入或排出该型腔，该第二端位于该模仁本体内部，该主风道的路径于该第一端与该第二端之间自由地并间隔该成型部绕设，各次风道一端连通于该主风道，另一端则连通该成型部并朝成品的顶出方向设置。

2.如权利要求1所述的模仁结构，其特征在于，各次风道朝向该成型部的一端呈渐缩状。

3.如权利要求1所述的模仁结构，其特征在于，该模仁本体于邻近各次风道处设置一温控器。

4.如权利要求1所述的模仁结构，其特征在于，该模仁本体材质为金属材质。

5.一种模仁结构，其配合组设于一模具上，该模仁结构包括：

一模仁本体，由三维打印制成，其包括一实心区及一透气区，该实心区为实心体，该透气区的三维打印填充密度低于该实心区的填充密度，使得该透气区布满相连结通的微孔，该模仁本体一侧设有一成型部，其可供与该模具内部结构合围成一型腔，该成型部范围包括该实心区及该透气区，且该模仁本体内部还设有一随形风路，该随形风路具有至少一主风道及多个次风道，该主风道具有一第一端及一第二端，该第一端位于该模仁本体的一侧且连接外部一气控装置，该气控装置系控制气体经由该随形风路进入或排出该型腔，该第二端位于该模仁本体内部，该主风道的路径于该第一端与该第二端之间自由地并间隔该成型部绕设，各次风道一端连通于该主风道，另一端则连通该成型部并朝成品的顶出方向设置，该随形风路绕设范围包括该透气区与该实心区或仅包括该透气区。

6.如权利要求5所述的模仁结构，其特征在于，该成型部具有一靠破区，该靠破区设于该实心区范围内。

7.如权利要求5所述的模仁结构，其特征在于，各次风道朝向该成型部的一端呈渐缩状。

8.如权利要求5所述的模仁结构，其特征在于，该模仁本体于邻近各次风道处设置一温控器。

9.如权利要求5所述的模仁结构，其特征在于，该模仁本体材质为金属材质。