TW201709998A - 金屬板材成型系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種金屬板材成型系統，系統包括複數個成型模，每一成型模分別透過一移料裝置移動；當成型模移動至一成型模加熱區時，利用一第一加熱裝置及一第二加熱裝置對於成型模預先加熱；當成型模移動至一金屬成型等待區時，一金屬板材擺置於已預先加熱的成型模之頂端上；當成型模移動至一金屬成型工作區時，成型模將與一密封模組合為一模具，一氣體供應器對於模具提供一高壓氣體，使得金屬板材在模具中成型為一金屬成型件；藉由預先加熱成型模及金屬板材，以使金屬板材及成型模盡早達到氣壓成型所需的溫度，而縮短金屬成型件的製作時間。

Description

金屬板材成型系統

本發明有關於一種金屬板材成型系統，尤指一種將金屬板材製作成型之系統。

為了取得較好的質感，近年來電子裝置(如手機)之外殼大都採用金屬殼體為主。藉由金屬外殼的保護，以使電子裝置能夠具備較佳的防撞強度及散熱效果。

請參閱第1圖，為習用金屬板材成型系統之系統結構示意圖。如第1圖所示，金屬板材成型系統10包括一模具11及一氣體供應器17。模具11包括一密封模13及一成型模15，密封模13包括有一密封腔131，而成型模15包括有一成型腔151，成型腔151之內表面設置有一圖案層152。一金屬板材12可擺置於密封模131及成型模151間。氣體供應器17透過一氣體管路171連接至密封模131之一輸入孔132，以供應金屬板材12氣壓成型所需之高壓氣體170。

此外，密封模13及成型模15之周邊設有至少一加熱管19。當氣壓成型系統10欲對於金屬板材12進行一氣壓成型流程時，首先，加熱管19將對於設置於模具11內的金屬板材12施以一高溫加熱。當金屬板材12被加熱至一預定溫度後，其本體將呈現出軟化狀態。而後，氣體供應器17透過氣體管路171及輸入孔132提供一高壓氣體170至密封模13之密封腔131，以對於加熱軟化之金屬板材12施以氣體壓力，以使金屬板材12因氣體壓力的作用下貼附至成型模15之成型腔151的圖案層152上，從而成型為一金屬成型件121。

以往氣壓成型系統10在執行氣壓成型流程時，係將一室溫的金屬板材12擺置於模具11之內進行加熱，因此，模具11及金屬板材12需要 一段較長的時間才能加熱至氣壓成型所需的溫度，如此作法，將會影響到金屬成型件121製作出的時間及其產出數量。

本發明之一目的，在於提出一種金屬板材成型系統，其金屬板材在進入金屬成型作業階段前可以預先加熱，使得金屬板材在進入金屬成型作業階段時能夠短時間加熱達到氣壓成型所需的溫度而快速成型出金屬成型件。

本發明之又一目的，在於提出一種金屬板材成型系統，其成型系統包括一金屬成型冷卻區，當金屬成型件成型後能夠移動至金屬成型冷卻區之中快速降溫以盡早脫模於成型模，藉以有效縮短金屬成型件的製作時間而增加金屬成型件的產出數量。

本發明之又一目的，在於提出一種金屬板材成型系統，其成型系統包括一金屬成型冷卻區，金屬成型冷卻區包括有複數個冷卻噴嘴，當成型模與其成型腔內部的金屬成型件移動至金屬成型冷卻區時，冷卻噴嘴將對於設置在成型模之頂側端上的部分金屬成型件噴出冷卻流體，使部份金屬成型件能夠受到冷卻流體之冷卻作用下快速降溫而脫模於成型模，之後夾取已脫模的部分金屬成型件，即可從成型模之腔體內取出金屬成型件。

為達成上述目的，本發明提供一種金屬板材成型系統，包括：複數個移料裝置；複數個成型模，每一成型模之頂端內側設有一成型腔且分別透過移料裝置進行移動；一成型模加熱區，包括一第一加熱裝置及一第二加熱裝置，當成型模透過移料裝置移動至金屬加熱區時，第一加熱裝置將擺置在成型模之底端之下而第二加熱裝置將擺置在成型模之頂端之上，第一加熱裝置與第二加熱裝置預先加熱成型模；一金屬成型等待區，已加熱的成型模透過移料裝置從成型模加熱區移動至金屬成型等待區，且將一金屬板材擺置在已加熱的成型模之頂端之上；一金屬成型工作區，包括一密封模，密封模之底端內側設有一密封腔及至少一輸入孔，已加熱的成型模及其頂端上所擺置的金屬板材透過移料裝置從金屬成型等待區移動 至金屬成型工作區，密封模與成型模組合為一模具，當密封模與成型模為一合模狀態時，金屬板材將夾設在密封模之密封腔與成型模之成型腔間，其中模具的周邊分別設置有至少一加熱器，以對於模具加熱；及一氣體供應器，透過一氣體管路連接密封模之輸入孔，其中氣體供應器提供一高壓氣體，高壓氣體經由氣體管路及輸入孔輸入至密封腔以對於金屬板材施加一氣體壓力，致使金屬板材在成型腔上成型為一金屬成型件。

本發明一實施例中，尚包括一金屬成型冷卻區，金屬成型冷卻區包括有一承載板，承載板為一冷卻板，當成型模及金屬成型件透過移料裝置從金屬成型工作區移動至金屬成型冷卻區時，成型模及金屬成型件將擺置於承載板上。

本發明一實施例中，尚包括一金屬成型冷卻區，金屬成型冷卻區包括有複數個冷卻噴嘴，當成型模及金屬成型件透過移料裝置從金屬成型工作區移動至金屬成型冷卻區時，冷卻噴嘴將分別對於在成型模之頂側端上的部份金屬成型件噴出一冷卻流體或氣體。

本發明一實施例中，其中金屬成型冷卻區尚包括一承載板，承載板為一保溫板，當成型模及金屬成型件透過移料裝置從金屬成型工作區移動至金屬成型冷卻區時，成型模及金屬成型件將擺置於承載板上。

本發明一實施例中，其中當成型模被第一加熱裝置及第二加熱裝置加熱至第一預設溫度時，移料裝置將成型模從成型模加熱區移動至金屬成型等待區。

本發明一實施例中，其中模具被加熱器加熱至一第二預設溫度時，氣體供應器將提供高壓氣體至密封模之密封腔中。

本發明一實施例中，其中第一預設溫度高於第二預設溫度。

本發明一實施例中，其中成型模之成型腔之內表面包括有至少一圖案層。

本發明一實施例中，其中第一加熱裝置、第二加熱裝置及加熱器包括有至少一電熱管及/或至少一高週波加熱器。

本發明一實施例中，其中高壓氣體為一空氣、一惰性之氣體 或一具有惰性之氣體。

100‧‧‧金屬板材成型系統

11‧‧‧模具

12‧‧‧金屬板材

121‧‧‧金屬成型件

13‧‧‧密封模

131‧‧‧密封腔

132‧‧‧輸入孔

15‧‧‧成型模

151‧‧‧成型腔

152‧‧‧圖案層

17‧‧‧氣體供應器

170‧‧‧高壓氣體

171‧‧‧氣體管路

19‧‧‧加熱管

200‧‧‧金屬板材成型系統

21‧‧‧模具

22‧‧‧金屬板材

221‧‧‧金屬成型件

2210‧‧‧部分金屬成型件

23‧‧‧密封模

231‧‧‧密封腔

232‧‧‧輸入孔

25‧‧‧成型模

251‧‧‧成型腔

252‧‧‧圖案層

27‧‧‧氣體供應器

270‧‧‧高壓氣體

271‧‧‧氣體管路

29‧‧‧加熱器

31‧‧‧成型模加熱區

311‧‧‧第一加熱裝置

313‧‧‧第二加熱裝置

33‧‧‧金屬成型等待區

35‧‧‧金屬成型工作區

37‧‧‧金屬成型冷卻區

371‧‧‧承載板

372‧‧‧冷凝管

373‧‧‧承載板

374‧‧‧加熱管

375‧‧‧冷卻噴嘴

376‧‧‧冷卻流體

50‧‧‧移料裝置

第1圖：習用金屬板材成型系統之系統結構示意圖。

第2圖：本發明金屬板材成型系統一實施例之系統運作區域之示意圖。

第3圖：本發明成型模加熱區一實施例之區域構造示意圖。

第4圖：本發明金屬成型等待區一實施例之區域構造示意圖。

第5圖：本發明金屬成型工作區一實施例之區域構造示意圖。

第6圖：本發明金屬成型冷卻區一實施例之區域構造示意圖。

第7圖：本發明金屬成型冷卻區又一實施例之區域構造示意圖。

請參閱第2圖為本發明金屬板材成型系統一實施例之系統運作區域之示意圖，第3圖、第4圖及第5圖分別為本發明成型模加熱區、金屬成型等待區及金屬成型工作區一實施例之區域構造示意圖。如第2圖、第3圖、第4圖及第5圖所示，金屬板材成型系統200包括一成型模加熱區31、一金屬成型等待區33及一金屬成型工作區35。在本發明中，成型模加熱區31、金屬成型等待區33及金屬成型工作區35運行時，每一區31、33、35將會分別移入有一成型模25，且每一成型模25透過一移料裝置50進行移動。

如第3圖所示，成型模25之頂端內側設有一成型腔251，成型腔251之內表面設有一圖案層252，而成型模25能夠透過移料裝置50移入至成型模加熱區31。成型模加熱區31包括有一第一加熱裝置311。當成型模25移入成型模加熱區31時，將擺置於第一加熱裝置311之上。第一加熱裝置311在成型模25之底端上進行一預先加熱程序，以使成型模25能夠預先加熱 至一第一預設溫度。再者，當成型模25被第一加熱裝置311預先加熱時，由於其底端貼於第一加熱裝置311直接加熱，因此其底端加熱後的溫度將會高於頂端溫度及成型腔251內部溫度。於是，為了避免成型模25之各部位加熱後的溫度產生不均的情況，本發明成型模加熱區31尚設置有一第二加熱裝置313，第二加熱裝置313將擺置於成型模25之頂端之上。當第一加熱裝置311在成型模25的底端進行加熱時，第二加熱裝置313也會在成型模25的頂端進行加熱，以使成型模25的頂端及成型腔251內部能夠同時與底端被加熱至第一預設溫度。在本發明中，第一加熱裝置311及第二加熱裝置313包括有至少一高週波加熱器及/或電熱管。

接著，如第4圖所示，當成型模25已預先加熱至第一預設溫度時，成型模25將被移料裝置50移至金屬成型等待區33。當成型模25移入金屬成型等待區33時，一室溫的金屬板材22將透過另一移料裝置50置放於成型模25之頂端上。在本發明中，金屬板材22可以選擇為不銹鋼、銅、鎂合金、鈦合金等等各種金屬薄片。則，已預先加熱的成型模25將傳導熱量至金屬板材22，使得金屬板材22之本體可以處在一高溫狀態。

繼續，如第5圖所示，經過一等待時間後，例如：前一個金屬板材22在金屬成型工作區35製作成一金屬成型件且移出金屬成型工作區35所需的時間後，金屬板材22及成型模25將被移料裝置50從金屬成型等待區33移至金屬成型工作區35內。金屬成型工作區35包括一密封模23，密封模23之底端內側設有一密封腔231及至少一輸入孔232，密封模23將與成型模25組合為一模具21。當模具21為一合模狀態時，金屬板材22將夾設在密封模23之密封腔231與成型模25之成型腔251間。此外，模具21之密封模23將與成型模25之周邊環繞有至少一加熱器29，其包括有至少一高週波加熱器及/或電熱管。在金屬成型工作區35中，加熱器29用以對模具21進行一加熱程序，並藉由對模具21的加熱作用而間接對於夾設在密封模23與成型模25之間的金屬板材22進行加熱處理。

又，模具21被加熱器29加熱至一第二預設溫度時，金屬板材22之本體將呈現出軟化狀態，則，氣體供應器27將透過一氣體管路271及輸 入孔232提供一高壓氣體270至密封模23之密封腔231，以對於加熱軟化之金屬板材22施以氣體壓力，以使金屬板材22因氣體壓力的作用下貼附至成型模25之成型腔251的圖案層252上，從而成型為一金屬成型件221。本發明氣體供應器27所提供的高壓氣體270可以為一般氣體、空氣、氦(He)、氖(Ne)等惰性氣體、或如氮氣(N₂)等具惰性之氣體。

本發明金屬板材22在金屬成型等待區33時透過已預先加熱的成型模25加熱而處在一高溫狀態。於是，當該高溫狀態的金屬板材22從金屬成型等待區33移至金屬成型工作區35時，加熱器29只需要短暫的時間加熱模具21，金屬板材22之本體就可以達到軟化的狀態而立即進行成型的製作。

在金屬成型件221已成型製作後，模具21開啟為一開模狀態，成型模25及金屬成型件221透過移料裝置50從金屬成型工作區35移出，以令下一個金屬板材22可以繼續移入金屬成型工作區35進行成型製作。

又，本發明一較佳實施例中，金屬成型工作區35的密封模23始終被加熱器29加熱而保持在一第二預設溫度。此外，為了成型模25移動至金屬成型工作區35後，可快速達到與密封模23相同或近似的溫度，在本發明一實施例中，成型模25於成型模加熱區31時將會被第一加熱裝置311與第二加熱裝置313預先加熱至一較高的溫度，例如第一預設溫度，此第一預設溫度將高於第二預設溫度。於是，成型模25從成型模加熱區31移動至金屬成型工作區35的過程中，受到金屬板材22及大氣的吸熱作用，成型模25將從較高的第一預設溫度降至近似於較低的第二預設溫度，以在進行金屬成型作業時可以縮短加熱器29對於成型模25的加熱時間。

於是，本發明金屬板材22及成型模25在進入金屬成型工作區35前，預先進行加熱，以使金屬板材22及成型模25盡早達到氣壓成型所需的溫度，以縮短金屬成型件221的製作時間。

接續上述，當成型模25及金屬成型件221透過移料裝置50從金屬成型工作區35移出後，高溫狀態的成型模25及金屬成型件221可以置放於一大氣環境下進行降溫，以在成型模25及金屬成型件221降溫後，從成型 模25取出金屬成型件221。或者，如第2圖所示，本發明氣壓成型系統200尚設置有一金屬成型冷卻區37，金屬成型件221可以在金屬成型冷卻區37中降溫。

本發明一實施例中，如第6圖所示，金屬成型冷卻區37包括一承載板371，其為一冷卻板，包括有複數個冷凝管372。當成型模25及金屬成型件221透過移料裝置50移至金屬成型冷卻區37時，成型模25及金屬成型件221將擺置於承載板371上。經由承載板371之冷凝管372中所流動的冷凝流體以快速冷卻成型模25及金屬成型件221，使得金屬成型件221能夠盡早降溫而脫模於成型模25以從成型模25取出。

或者，本發明又一實施例中，如第7圖所示，金屬成型冷卻區37包括有複數個冷卻噴嘴375。當成型模25及金屬成型件221透過移料裝置50移至金屬成型冷卻區37時，冷卻噴嘴375分別對於在成型模25之頂側端上的部分金屬成型件2210噴出冷卻流體376(如冷卻液體或冷卻氣體)，使部份金屬成型件2210能夠快速降溫而脫模於成型模25。之後，利用治具夾取脫模的部分金屬成型件2210，以將金屬成型件221從成型模25取出。

另，第7圖實施例的金屬成型冷卻區37中尚可進一步設置有一保溫的承載板373，承載板373之內部包括有複數個加熱管374。當成型模25及金屬成型件221透過移料裝置50移至金屬成型冷卻區37時，成型模25及金屬成型件221將會擺置於承載板373之上進行加熱保溫。於是，成型模25之頂側端將受到承載板373的加熱作用下而保持高溫，而部份金屬成型件2210將受到冷卻流體376的冷卻作用下而快速降溫。因此，部份金屬成型件2210與成型模25之頂側端間將會存在有一較大的溫度差，此較大的溫度差導致金屬成型件2210更快速地分離於成型模25之頂側端而產生脫模的結果。之後，再利用治具夾取脫模的部分金屬成型件2210，以將金屬成型件221從成型模25取出。如此據以實施，金屬成型件221將可更快速地達到脫模之目的。

綜合上述，本發明金屬板材22及成型模25在進入金屬成型工作區35前能夠預先進行加熱，以在進入金屬成型工作區35時能夠短時間加 熱達到氣壓成型所需的工作溫度而快速成型金屬成型件221，並且在金屬成型件221成型後能夠在金屬成型冷卻區37之中快速降溫以盡早脫模於成型模25，藉以有效縮短金屬成型件221的製作時間而增加金屬成型件221的產出數量。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

200‧‧‧金屬板材成型系統

31‧‧‧成型模加熱區

33‧‧‧金屬成型等待區

35‧‧‧金屬成型工作區

37‧‧‧金屬成型冷卻區

Claims (10)

1. 一種金屬板材成型系統，包括：複數個移料裝置；複數個成型模，每一成型模之頂端內側設有一成型腔且分別透過移料裝置進行移動；一成型模加熱區，包括一第一加熱裝置及一第二加熱裝置，當成型模透過移料裝置移動至金屬加熱區時，第一加熱裝置將擺置在成型模之底端之下而第二加熱裝置將擺置在成型模之頂端之上，第一加熱裝置與第二加熱裝置預先加熱成型模；一金屬成型等待區，已加熱的成型模透過移料裝置從成型模加熱區移動至金屬成型等待區，且將一金屬板材擺置在已加熱的成型模之頂端之上；一金屬成型工作區，包括一密封模，密封模之底端內側設有一密封腔及至少一輸入孔，已加熱的成型模及其頂端上所擺置的金屬板材透過移料裝置從金屬成型等待區移動至金屬成型工作區，密封模與成型模組合為一模具，當密封模與成型模為一合模狀態時，金屬板材將夾設在密封模之密封腔與成型模之成型腔間，其中模具的周邊分別設置有至少一加熱器，以對於模具加熱；及一氣體供應器，透過一氣體管路連接密封模之輸入孔，其中氣體供應器提供一高壓氣體，高壓氣體經由氣體管路及輸入孔輸入至密封腔以對於金屬板材施加一氣體壓力，致使金屬板材在成型腔上成型為一金屬成型件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，尚包括一金屬成型冷卻區，該金屬成型冷卻區包括有一承載板，該承載板為一冷卻板，當該成型模及該金屬成型件透過該移料裝置從該金屬成型工作區移動至該金屬成型冷卻區時，該成型模及該金屬成型件將擺置於該承載板上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，尚包括一金屬成型冷卻區，該金屬成型冷卻區包括有複數個冷卻噴嘴，當該成型模及該金屬成型件透過該移料裝置從該金屬成型工作區移動至該金屬成型冷卻區時，該冷卻噴嘴將分別對於在該成型模之頂側端上的部份該金屬成型件噴出一冷卻流體或氣體。
4. 如申請專利範圍第3項所述之金屬板材成型系統，其中該金屬成型冷卻區尚包括一承載板，該承載板為一保溫板，當該成型模及該金屬成型件透過該移料裝置從該金屬成型工作區移動至該金屬成型冷卻區時，該成型模及該金屬成型件將擺置於該承載板上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，其中當該成型模被該第一加熱裝置及該第二加熱裝置加熱至該第一預設溫度時，該移料裝置將該成型模從該成型模加熱區移動至該金屬成型等待區。
6. 如申請專利範圍第5項所述之金屬板材成型系統，其中該模具被該加熱器加熱至一第二預設溫度時，該氣體供應器將提供該高壓氣體至該密封模之該密封腔中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之金屬板材成型系統，其中該第一預設溫度高於該第二預設溫度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，其中該成型模之該成型腔之內表面包括有至少一圖案層。
9. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，其中該第一加熱裝置、該第二加熱裝置及該加熱器包括有至少一電熱管及/或至少一高週波加熱器。
10. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材成型系統，其中該高壓氣體為一空氣、一惰性之氣體或一具有惰性之氣體。