FI60818C - Foerfarande och anordning foer vakuumformning av en plastfilm pao en modell - Google Patents

Description

-- - -I r.i .... KUULUTUSJULKAISU £ Π » 1 fl

Wa M «"»UTLAOONINOSSKMFT 60818 C (45) Patentti myönnetty 13 04 1932 Patent meddelat ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 B 22 C 9/00, 17/04

SUOM I—FI N LAN D pi) pitmttMwHJi-Pitwtinrttoi TT006U

(22) Htkemlspilvl — Araeknlngtdag 10.01.TT

(23) Alkuptlvi — Glltlf hetsdig 10.01.TT

(41) Tullut JulkiMksI — Bllvlt oftottllg 05- 08.TT

Patentti-Ι» rekisterihallitus .... ..... .. , , . .... .

_ __. ' , . . , (44) N«httvlk*lp«nen ja kuuL|ulkalsun pm. — ,, , 0 p.

Patent- OCh registerstyrelsen v ’ Ansöktn utlagd och utUkrlfwn publlearad 31.12. Ö1 (32)(33)(31) Pyydetty «tuoikaua —Begird prloritet OU. 02 . T 6

Japani-Japan(JP) 102T1/T6 (T1) Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, 5-1, Marunouchi 2-chome,

Chiyoda-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (T2) Kiyoshige Torikai, Hiroshima-ken, Japani-Japan(JP) (T^ ) Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä ja laite muovikalvon tyhjömuovaamiseksi mallille -Förfarande och anordning för vakuumformning av en plastfilm pä en modell Tämä keksintö liittyy tyhjö- tai alipainemuovausmenetelmiin ja tarkemmin määriteltynä sellaiseen tyhjömuovauslaitteeseen, joka sisältää tukivälineen syvästi syvennettyä muovausmallia ja tähän yhdistettyä imuvälinettä varten, jolloin tukiväline ja malli ovat läpäiseviä, niin että muovikalvo voidaan adsorboida mallin pinnalle käyttämällä imuvälinettä.

Keksintöä voidaan soveltaa esim. prosessiin, jossa muotoillaan valumuottia tyhjö- tai alipainemuotoilumenetelmällä, jossa asetetaan malli, jossa on paljon kaasua läpi päästäviä reikiä, jotka ulottuvat sen pohjasta sen yläpintaan, määrättyyn asemaan pintalevylle, joka normaalisti on varustettu sellaisella tyhjennysvälineellä kuin imu-laatikolla tms,, minkä jälkeen muodostetaan ilmanpitävä muovikalvo, jota on etukäteen kuumennettu ja pehmennetty sopivalla kuumennus-välineellä, ja sitten adsorboidaan muovikalvo mallin koko pinnalle ja pintalevyn ympäröivälle yläpinnalle imuvoiman avulla, jonka tyh-jennysväline saa aikaan. Myöhemmin tehdään muotti valmiiksi asettamalla 2 60818 mallin ympärille, jonka päällä on muodostettu muovikalvo, valukehys, joka on varustettu tyhjennysvälineellä kehäseiniensä sisäpuolella, ja sitten täytetään kehyksen sisätila rakeisella, tulenkestävällä aineella, kuten valuhiekalla, jossa ei ole sideainetta, ja kehyksen kehäseinien yläpäätypinta sekä valuhiekan yläpinta peitetään ilman-pitävällä muovikalvolla, minkä jälkeen myöhemmin poistetaan muodostettuun muovikalvoon kohdistuva imuvoima, jonka saa aikaan pintale-vyyn yhdistetty tyhjennysväline, ja kehyksen sisätila valuhiekka mukaanluettuna tyhjennetään kehykseen yhdistetyn tyhjennysvälineen avulla, jolloin muodostuu tyhjö kehyksen sisällä, niin että kehyksessä oleva valuhiekka kasaantuu yhteen ja jähmettyy tyhjön ja ulkoisen ilmanpaineen välisen erotuspaineen vaikutuksesta, jolloin muovikalvo tulee siirretyksi mallin pinnalta valuhiekan pinnalle tämän päälle adsorboitavaksi; ja malli poistetaan yhdessä pintale-vyn kanssa, jolloin jäljelle jää matriisiosa (valumuotti), jonka sisäseinäpinnalle on adsorboitu muovikalvo.

Mikäli mallin muoto on suhteellisen yksinkertainen, on tämä muotoilumenetelmä edullinen sikäli, että vastakohtana tavanomaisille muotoilumenetelmille, joissa käytetään sideaineen sisältävää valu-hiekkaa, ovat muodostetut mallit laadullisesti parempia ja muotin valmistuskustannukset alenevat, koska käytön jälkeen voidaan valu-hiekkaa käyttää uudelleen ilman regenerointia. Ongelmia esiintyy kuitenkin siinä tapauksessa, että mallin muoto on monimutkainen ja esim. syvä kuoppa Ola on mallin 01 pinnassa kuvion 1 mukaisesti, joka on jonkin verran kaaviomainen läpileikkauskuvanto pituussuunnassa tyypillisestä, aikaisemmasta järjestelystä. Tässä saavutetaan erotuspaine käyttämällä tyhjennysväliainetta tyhjön muodostamiseksi imulaatikossa 03, joka tyhjö vaikuttaa pintalevyn 02 ja mallin läpi ulottuvien kanavien kautta ja imee muovikalvon 04 kohti mallia. Normaalisti ei kuitenkaan ole mahdollista kehittää riittävää imua muovikalvon 04 vetämiseksi kokonaan syvään kuoppaan Ola mallissa, joten ongelmana on se, että muovatulla, valmiilla kalvolla ei ole tarkasti mallin muotoa eikä mittoja.

Kuvion 1 mukaisesti työnnetään tunnetussa järjestelyssä tämän ongelman ratkaisemiseksi muovikalvo 04 kuoppaan Ola siirtämällä alaspäin työntötanko 05 kuviossa olevan nuolen mukaisesti yhteistoiminnassa muovikalvoon vaikuttavan imuvoiman kanssa, jonka erotuspaine saa aikaan.

3 60818 Tällaisella järjestelyllä on kuitenkin seuraavat huonot puolet: i) Muovikalvo 04 adsorboidaan ensin kiinteästi mallin 01 ulkoneman 10b yläpinnalle ja pienen viivytyksen jälkeen se työnnetään sitten syvälle kuoppaan Ola työntötangon 05 avulla, samalla kun erotuspaine imee sen kuoppaan Ola. Täten muovikalvo 04 tulee paikallisesti venytetyksi, kun työntötanko 05 työntää sen kuoppaan Ola, ja kun kalvo on adsorboitu kuoppaan Ola, sen seinät eivät ole tasapaksuja, Koska muovikalvon 04 joustavuus lisäksi on rajoitettu, tulee tämä raja helposti ylitetyksi, jolloin muovikalvo rikkoutuu kuopassa Ola, ii) Koska työntötanko työntää muovikalvon 04 kuoppaan Ola, saattaa kalvo helposti tarttua mallin ulkoneman 01b johonkin kulmaan, jolloin muovikalvoon kohdistuisi kosketuspisteessä liiallinen voima, joka voi johtaa murtumaan kalvossa.

Keksinnön tavoitteena on valumuotin muotoilumenetelmän kehittäminen, jossa aikaisemman käytännön edellä mainitut haitat on ainakin saatu lievennetyiksi ja jossa muovikalvo voidaan adsorboida verraten tasaisesti ja luotettavasti sellaisen mallin pinnalle, jonka muoto on monimutkainen ja jossa on syviä kuoppia.

Lisäksi keksinnön tavoitteena on laitteen kehittäminen, jolla tyhjömuovataan muovikalvo, johon tehdään syviä kuoppia.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että puristusohjaimet sijoitetaan aluksi kauemmaksi toisistaan kuin ko. puristusohjainten välinen etäisyys niiden ennaltamäärätyssä lopullisessa asennossa silloin kun ne siirretään syvään onteloon tai onteloihin ja että laskettaessa kehystä alaspäin, siirretään ainakin yhtä puristusohjainta ennaltamäärättyyn kohtaan, joka vastaa ko, onteloa, jolloin aikaansaadaan kalvon luotettava muotoutuminen mallin syvän ontelon tai onteloiden pinnalle.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että ainakin yksi puristusohjain on sovitettu liukuvasti pitokehyksen ohjausuriin ja että kiinteät ohjaimet on sovitettu kehystä laskettaessa siirtämään ko, puristusohjainta ohjausuria pitkin ennaltamäärättyyn kohtaan, joka vastaa ko, syvää onteloa.

Po. keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi ja sen muiden ominaisuuksien valaisemiseksi kuvataan nyt sen eräitä toteutusesi-merkkejä lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 2 esittää katkonaista pitkittäisläpileikkauskuvantoa 4 60818 keksinnön eräästä toteutusmuodosta; ja kuvio 3 esittää suurennettua, katkonaista sivukuvantoa em. toteutusmuodosta.

Kuvioissa 2 ja 3 malli 1, jonka muoto on verraten monimutkainen, on tehty kaasua läpipäästäväksi useiden reikien avulla, jotka ulottuvat mallin pöhjapinnasta sen yläpintaan, joka on muotoiltu syvien onteloiden Ib aikaansaamiseksi. Pintalevy 2, johon voidaan yhdistää tyhjennysväline, esim. imulaatikko (ei esitetty kuvioissa 2 ja 3), on myös tehty kaasua läpipäästäväksi useiden reikien avulla, jotka ulottuvat levyn 2 läpi sen yläpintaan. Imulaati-kon sijainti voidaan nähdä kuviosta 1, jossa sitä on kuvattu viitenumerolla 03. Em. imulaatikon toiseen päähän voidaan kytkeä esim. kolmitiekytkentäventtiilin kautta putki (ei'esitetty) , jolloin tämän venttiilin kaksi muuta kytkentää voidaan yhdistää paineilma-generaattoriin (ei esitetty), esim. ilmakompressoriin, ja vastaavasti tyhjennyslaitteeseen, esim. tyhjöpumppuun (ei esitetty).

Tällöin voidaan em, kolmitieventtiiliä sopivasti ohjaamalla ylläpitää imulaatikon sisällä (kuviossa 2 pintalevyn 2 alapuolella) joko tyhjöpaine tyhjennyslaitetta käyttämällä tai korkea paine käyttämällä paineilmageneraattoria. Em. ominaisuudet on esitetty tässä yhteydessä yleisinä keksinnön käyttöä selventävinä seikkoina. Pitokehys 8 pitää kiinni kehäosan muovikalvosta 9, joka asetetaan mallin pinnalle sekä pintalevyn ympäröivälle yläpinnalle. Tämä pito-kehys 8 sijaitsee vaakasuorasta ja juuri pintalevyn 2 yllä ja on järjestetty siten, että se voidaan nostaa tai laskea nostovälineellä (ei esitetty) valittuihin asentoihin suhteessa malliin ja levyyn samalla kun se pysyy vaakasuorana. Kun kehys 8 lasketaan sen alimpaan asentoon, sen pohjap.inta painautuu tiukasti pitkin pintalevyn 2 yläpintaa vasten, ja pitokehyksen 8 pohjamuoto ja mitat on sovitettu sopivasti pintalevyn 2 yläpinnan muodon ja mittojen mukaan.

Pitokehys 8 on lisäksi varustettu puristusohjaimilla, esim.

10 ja 10J mallin 1 jokaista onteloa Ib varten. Puristusohjaimet on kiinnitetty vastakkaisista päistään pitokehykseen 8, Em. puris-tusohjaimet voidaan muodostaa tankomaisiksi osiksi, kuten edellä kuvattiin, tai levymäisiksi, osiksi jne,, riippuen vastaavien syvennysten muodon asettamista vaatimuksista.

Keksintö on erityisen sopiva käytettäväksi muotin sellaisessa tyhjö- tai alipainemuovausmenetelmässä, jossa on vaiheena muovikalvon 5 60818 adsorbointi muottimallin 1 pinnalle ja mallia tukevan pintalevyn ympäröivälle yläpinnalle. Menetelmä toteutetaan ensiksi kohdistamalla positiivinen paine pintalevyn 2 alapuolelle (imulaatikkoon) , niin että paineilmaa purkautuu kaasunläpäisyaukkojen kautta muovikalvon pullistamiseksi, minkä jälkeen käytetään esim. em. kolmitieventtii-liä tyhjön kytkemiseksi imulaatikkoon ja siten kalvon adsorboimiseksi mallin päälle. Menetelmässä suoritetaan seuraavat vaiheet peräkkäin tunnetun käytännön mukaisesti. Pitokehys 8 nostetaan aluksi mallin 1 yläpuolelle nostovälineellä ja kun sopivasti esikuumennetun ja pehmennetyn muovikalvon 9 kehäosa on kiinnitetty kiinteästi pitokehyk-seen 8 (tässä toteutusmuodossa muovikalvo 9 on asennettu pitokehyk-selle niin, että tämän puristusohjaimet 10 ja 10’ voivat koskettaa muovikalvon 9 yläpintaan), Em, kolmitiekytkentäventtiiliä 4 käyttämällä ja samalla käynnistämällä ilmakompressori, ylläpidetään pintalevyn 2 alapuolella (imulaatikon sisällä) korkeata painetta paineilman avulla, joka puretaan ylöspäin pintalevyn 2 reikien ja mallin 1 reikien kautta. Paineilman alhaalta kohdistaman ilmanpaineen vaikutuksesta muovikalvo 9 pullistuu ylöspäin, ja kehyksen 8 ja puristusohjainten 10 ja 101 takia se omaksuu aaltomuodon kuvion 2 mukaisesti. Puristusohjainten sijainnin takia aikaansaadun aaltomuodon pohjat vastaavat mallin 1 onteloa Ib ja huiput vastaavat mallin ulkonemia, Imulaatikkoon syötettyä paineilmaa voidaan luonnollisesti kuumentaa muovikalvon pitämiseksi pehmennetyssä tilassaan.

Sitten lasketaan pitokehys 8 alas sen nostovälineellä. Keksinnön mukaisesti vierekkäisistä puristusohjaimista 10 ja 10' ainakin toisen puristusohjaimen 10' vastakkaiset päät on sijoitettu liukuvasti pitokehyksen 8 ohjausuriin 8a, jolloin kiinteät ohjaimet 11 siirtävät tätä puristusohjainta 10' ohjausuria pitkin, kun pito-kehys 8 lasketaan alasj ohjaimet 11 on asennettu kiinteästi pinta-levylle 2 sopiviin kohtiin,

Kun tässä esimerkkinä mainitussa toteutusmuodossa liikutetaan puristusohjaimia toistensa suhteen ohjaimien 11 avulla, tämä liike muodostaa muovikalvon aallot jyrkkäsivuisiksi, kuten kuviossa 2 osoittaa alempi katkoviiva 9, joka edustaa muovikalvoa 9. Näin saavutetaan etu siinä, että muovikalvo 9 voidaan adsorboida tasaisesti, helposti ja luotettavasti mallin 1 koko pinnalle, jossa syvät kuopat voivat sijaita lähellä toisiaan.

Edellä kuvatussa toteutusmuodossa suunnataan (esim. kolmitie- 6 60818 venttiilin ja kompressorin avulla) paineilma kohti muovikalvoa 9, joka on asennettu pitokehykselle 8, ja sen alapuolta vasten, jolloin muovikalvo tulee pullistetuksi ylöspäin. Samanlainen vaikutus voidaan kuitenkin saada aikaan laskemalla pitokehys 8 nopeasti alas sen nostovälineen avulla. Näin muodostuu tuulipaine muovikalvon 9 alapuolelle. Kehyksen ollessa alimmassa asennossaan, jossa sen poh-japinta on viety varmaan kosketukseen pintalevyn 2 yläpinnan kehän kanssa, katkaistaan em. kompressoria käytettäessä yhteys siihen, jolloin paineilman syöttö katkeaa ja tyhjennyslaite (ei esitetty) ylläpitää sen sijaan tyhjöpaineen imulaatikon sisällä. Täten kohdistuu aaltomuotoon muotoiltuun muovikalvoon 9 .imuvaikutus pintalevyn ja mallin 1 reikien kautta, niin että muovikalvo 9 tulee samanaikaisesti ja tasaisesti adsorboiduksi mallille ja pintalevyn ympäröivälle pinnalle, Muovikalvon ylläpitäessä aaltomuotonsa, tulevat tämän pohjat ja huiput viedyiksi kosketukseen mallin vastaavien onteloiden Ib ja ulkonemien kanssa, Siten muovikalvo 9 tulee venytetyksi oleellisen tasaisesti juuri ennen sen adsorbointia mallin ja pintalevyn päälle, joten sen seinäpaksuus saadaan näin tasaisemmaksi. Lisäksi muovikalvo ei voi tarttua mallin ulkonemien kulmiin.

Jos mallin ontelolla Ib on suuri leveys, on suotavaa suurentaa sen puristusohjainten leveyttä. Tätä leveyttä ei kuitenkaan saa suurentaa liiaksi, koska leveyden ollessa liian suuri muodostuu lämpötilaero muovikalvon 9 puristusohjainten kanssa kosketuksessa olevien osien ja sen muiden osien välillä liian suureksi, jolloin muovikalvon 9 adsorboituessa mallin pinnalle on olemassa se vaara, että muovikalvo 9 ei veny tasaisesti. Joten jos on pakko tehdä puristusohjaimen leveys suureksi, on edullisempaa käyttää useita rinnakkaisia, tankomaisia osia, jotka ovat erillään toisistaan.

Kuvatun toteutusmuodon muunnoksessa ei tarvitse purkaa paine-ilmaa pintalevyn reikien kautta, vaan sen sijaan voidaan kohdistaa ainoastaan imuvoima tähän levyyn ja kun kytketään paineilmaa, tämä purkautuu suuttimista, jotka ovat pintalevyn 2 ympärillä vinosti ja ylöspäin kohti muovikalvoa 9,

Claims (2)

7 60818

1, Menetelmä muovikalvon (9) tyhjömuovaamiseksi mallille (2), jossa on yksi tai useampia syviä ontelolta (Ib), käyttämällä laskettavaa kalvon pitokehystä (8), ontelolta (Ib) vastaavia puristus-ohjaimia (10, 10’), kalvon alapuolelle kehitettyä ilmanpainetta kalvon pullistamiseksi ylöspäin aaltomuotoon, jonka määräävät puristusohjainten määrä ja asema ja tyhjölaitetta, tunnettu siitä, että puristusohjaimet (10, 10') sijoitetaan aluksi kauemmaksi toisistaan kuin ko. puristusohjainten (10, 10’) välinen etäisyys niiden ennaltamäärätyssä lopullisessa asennossa silloin kun ne siirretään syvään onteloon tai onteloihin ja että laskettaessa kehystä (8) alaspäin, siirretään ainakin yhtä puristusohjainta (10’).ennaltamäärät-tyyn kohtaan, joka vastaa ko. onteloa (Ib), jolloin aikaansaadaan kalvon luotettava muotoutuminen mallin syvän ontelon tai onteloiden (Ib) pinnalle,

2. Laite muovikalvon (9) tyhjömuovaamiseksi mallille (2), jossa on yksi tai useampia syviä ontelolta (Ib), patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän mukaisesti, johon laitteeseen kuuluvat kalvon pitokehys (8) ja mallin syvennyksiä (Ib) vastaavat puristusohjaimet (10, 10·') sekä tyhjö- ja paineilmalaitteet, tunnettu siitä, että ainakin yksi puristusohjain (10') on sovitettu liukuvasti pitokehyksen ohjausuriin (8a) ja että kiinteät ohjaimet (11) on sovitettu kehystä laskettaessa siirtämään ko. puristusohjainta (10') ohjausuria pitkin ennaltamäärättyyn kohtaan, joka vastaa ko. syvää onteloa.