TW201938318A - 射出成型模具與光學元件製造方法 - Google Patents

Abstract

一種射出成型模具，包括第一模板、第一模仁、可動側模板、第二模板、第二模仁、固定側模板以及彈簧。第一模板上設有第一孔穴。第一模仁設於第一模板之第一孔穴中。可動側模板設於第一模板一側。第二模板設於第一模板之另一側，且第二模板上有一第二孔穴。第二模仁設於第二模板之第二孔穴中。固定側模板設於第二模板之另一側。彈簧設於第二模板及固定側模板之間。

Description

射出成型模具與使用其之射出成型裝置與光學元件製造方法

本發明關於一種射出成型模具，尤其是有關於用於製造光學元件的射出成型模具。

利用射出成型機配合模具來製作光學元件的製程由來已久。而模具中，依其所固定的位置，模具可以分拆成固定側模具與可動側模具二者。當固定側模具與可動側模具的模板碰觸並彼此結合時，為合模狀態，此時將塑膠原料經射出成型機加熱融化後再注入於模具中，讓塑膠原料佈滿在模具的模穴內，冷卻後，即製成一光學元件。

而在習知的射出成型模具結構中，有一壓縮式模具，可以在合模後再對模板施加力量並壓縮模穴，藉以提高成品的品質。而傳統的壓縮模具中，為了可以提供前述多階壓縮的功能，模具多於可動側設有例如是油壓缸的壓縮模組，用以在合模後對模板施加壓力。惟目前將壓縮模組設在可動側模具內的設計，使得射出成型模具的體積變大，同時，使可動側模具的設計過於複雜，並會一定程度的影響到射出成型模具的精度，使製作成本高居不下。因此，如何針對上述問題進行改善，實為本領域相關人員所關注的焦點。

本發明的一實施例提供一種射出成型模具。本實施例之射出成型模具包括第一模板、第一模仁、可動側模板、第二模板、第二模仁、固定側模板以及彈簧。第一模板上設有第一孔穴。第一模仁設於第一模板之第一孔穴中。可動側模板設於第一模板一側。第二模板設於第一模板之另一側，且第二模板上有一第二孔穴。第二模仁設於第二模板之第二孔穴中。固定側模板設於第二模板之另一側。彈簧設於第二模板及固定側模板之間。

本發明的一實施例提供一種射出成型裝置，依一方向依序包括可動側固定板、第一模板、第二模板、彈簧以及固定側固定板。其中，而且另外設有第一模仁以及第二模仁。第一模仁設於第一模板中。第二模仁設於第二模板中。而且，可動側固定板與動力機械連動。

本發明的一實施例提供一種光學元件的製造方法，包括以下步驟：首先，驅動可動側模板，向固定側模板方向移動；然後，使設於可動側模板與固定側模板之間第一模板與第二模板接觸，而第一模板中設有第一模仁，第二模板中設有第二模仁，且第二模板與固定側模板間設有彈簧；然後，注入熱融塑膠於第一模仁及第二模仁間之空隙；然後，冷卻空隙中之熱融膠，使熱融膠形成光學元件；然後，驅動可動側模板，向遠離固定側模板方向移動。

在本發明實施例的射出成型模具以及射出成型裝置的結構設計下，由於彈簧設於第二模板及固定側模板之間(也就是設於固定側)，可有效避免射出成型模具的可動側(可動側固定板、第一模板、第一模仁)受到彈簧的影響，進而增加可動側作動時的精度(平衡)，此外，亦可有效縮減射出成型模具可動側的體積。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

以下將說明本發明模具的設計。請參閱圖1至圖3分別是模具於未合模狀態、合模後壓縮前以及合模後，壓縮後的剖面示意圖。需注意的是，圖例中僅強調本發明的核心部份，而許多模具的既存結構，例如各種桿體、頂出針、流道等，則不予以贅述。請參閱圖1至圖3，於一例中，模具1是一種壓縮模具，其分為可動側及固定側二部份。本實施例的射出成型模具1至少包括二分別設於固定側方向及可動側(下稱可動側)方向的模板11、13、14、16；分設於固定側、可動側的模仁12、15；分設於固定側、可動側的襯套18、19；及設於固定側的彈簧17。

於本例中，可動側模板13，設於模具的可動側，又稱可動側裝置板或是可動側固定板。模板13是用於與射出機的可動側的可動盤(或稱型盤)連接及固定。可動側裝置板之設計己廣被應用，故就傳統設計相同之處將予省略。

於本例中，模板16，設於模具的固定側，又稱固定側裝置板或是固定側固定板。模板16可將定位環、注道襯套、導銷襯套等固定在此板，然後利用此板，將模具固定側安裝在射出機的固定盤(或稱固定側型盤)上。同樣地，上述定位環、注道襯套、導銷襯套以及射出機固定盤未繪於圖1至圖3中，但這些構件為本發明領域的習知技術，將不予贅述。而於本例中，模板13往射出機的固定側型盤的一側設有多個孔狀凹陷161，可分別將多枚彈簧17分別容置於其中。

如圖1至圖3所示，在本實施例中，模板11、14均分別設有一孔穴110、140，可分別供襯套18、19及模仁12、15分別容置於其中。如圖所示，模仁12設於模板11的孔穴110中並經由襯套18與模板11連接。模仁15設於模板14的孔穴110中並經由襯套19與模板14連接。

就模具1的可動側部份，其最外側為模板13，模板13為可動側裝置板，用於與射出機可動側的型盤連接，而模板13面向模穴C一側處直接或簡接地連接有模板11。於本例中，模板13與模板11直接連接，惟於實際應用時，模板13與模板11之間可進一步包括有一枚或多枚承板(未繪示出)以及一個或多個間隔塊(未繪示出)等設計。承板可設於模板11與模板13之間，間隔塊可設於承板與模板13之間。於本例中，模板11的內部設有一穴孔110，其穿透模板11上下兩側，為一穿孔。而穴孔110中可設有襯套18，襯套18的內側表面與模仁12連接，襯套18的外側表面與模板11連接。以上提及的承板一詞，又稱背板或拖板，其具有補強的功用，用於使鄰隔的模板不致因射出壓力發生變形，進而延長射出成型模具1的壽命。而前面提及的間隔塊又稱模腳或墊塊，其主要功效在於確保成品的頂出距離。

就模具1的固定側部份，其最外端為模板16，模板16為固定側裝置板，用於與射出機固定側的型盤連接。模板16面向模穴C的一側設置經多枚彈簧連接有模板14。另外，模板16和模板14之間是設置有多個嵌設於模板16的凹陷161中的彈簧17。於本例中，模板16及模板14經由彈簧17直接連接，惟於實際應用時，模板16與模板14之間可進一步包括有一枚或多枚模板或其他元件，例如是承板(未繪示)以及一個或多個間隔塊(未繪示)等設計。亦即，彈簧17是設於模板16及模板14之間，但二模板不僅藉以彈簧17連接為限，其中得增設其他的介面或元件亦可。另外，模板14的內部設有一穴孔140，其穿透模板上下兩側，為一穿孔。而穴孔140中可設有襯套19，襯套19的內側表面與模仁15連接，襯套19的外側表面與模板14連接。另外，在本實施例中，彈簧17的數量為兩個，這些彈簧17分別設於第二模仁15的左右兩側，惟實際應用時，模具1可包括多組彈簧17，而各彈簧17可均勻分佈於固定側的模板16和模板14之各處。

經由上述可知，在本發明實施例的射出成型模具1的結構設計下，由於彈簧17設於第二模板14及固定側模板16之間(也就是設於固定側)，可有效簡化射出成型模具1的可動側模具的設計，進而增加可動側作動時的精度、平衡並減少設計的難度及製造成本。此外，本發明的模具亦可有效縮減射出成型模具1可動側的體積。

在本發明的另一實施例中，固定側模板16例如是具有至少二凹槽161，射出成型模具1的這些彈簧17分別容置於固定側模板16的這些凹槽161之中。本發明並不加以限定凹槽的數量，凹槽的數兩可依照彈簧17的設置數量而有所增減。另外，本例中，前述的凹槽161中的彈簧17所設的位置是在模仁15的兩側。換句話說，若以可動側的可動側模板13的活動方向為作動方向D，則模仁12、15沿作動方向D的延伸範圍，與彈簧17沿作動方向的延伸的延伸範圍是不會重疊的，亦即，模仁12、15與各個彈簧17沿作動方向是會錯開的。

圖4是本發明另一實施例的射出成型模具的剖面示意圖。如圖4所示，本實施例的射出成型模具1a與圖1至3所示的射出成型模具1類似，差異處在於，本實施例的射出成型模具1a中的模仁15的後方設置有另一彈簧17a。在本實施例中，彈簧17a設於固定側的模板16與模仁14之間，在模具1合模再施壓時，彈簧17會適度壓縮並為模仁14提供一反向力。需特別說明的是，本發明並不加以限定彈簧17a的數量，彈簧17a的數量可依實際情況的需求而有所增減。

圖5是本發明一實施例的射出成型裝置2的剖面示意圖。如圖5所示，本實施例的射出成型裝置2可以包括如圖1至4的任一者所示的射出成型模具1。此外，本實施例的射出成型裝置2進一步包括一固定側型盤21或稱固定盤(Fixed platen)、一可動側型盤22或稱可動盤(Movable platen)、射出單元(Injection Unit)24及鎖模單元(Clamping Unit)23等。

於本例中，鎖模單元(Clamping Uuit)23可用以控制模具的開關、鎖模及頂出。舉例而言，鎖模單元23包括一五點雙肘節鎖模機構(five-point double-toggle mould clamping mechanism)以及例如是油壓缸的動機機械。鎖模單元23的末端機構可沿一軸穩定地作單軸移動。如圖5所示，本例在應用時，鎖模單元23之二連桿可分別設置於可動側型盤22的各側。

本發明所謂的射出單元(Injection Unit)24用以融解、混和塑膠粒，並升壓射出融化的塑膠液。詳細而言，射出單元主要由入料筒、加熱管、加壓設備等組成。入料筒一般為漏斗狀，負責塑膠粒的進料，加熱管外圍有加熱器，負責加溫使得塑膠顆粒軟化，加壓設備負責提高壓力以供液態狀塑膠射出。

如圖5所示，在本實施例中，射出成型模具1的可動側的模板(可動側固定板)13與動力機械(在本圖式中未繪示)連動，也就是射出成型模具1可藉由動力機械所提供的驅動力，使得活動側的模板11帶動模仁12朝向靠近模仁15的方向移動，並使模板11與模板14連接並為合模。在合模後，模板13得進一步受力向固定側的模板16方向施加壓力，使彈簧17受到第一模板11與第二模板14的推擠而呈現壓縮狀態。固定側模板(固定側固定板)16位於固定盤21和彈簧17之間。可動側的模板13(可動側固定板)位於可動側型板22與模板14之間。鎖模單元(Clamping Uuit)23設於可動側型板22的一側，具體而言，如圖所示，鎖模單元(Clamping Uuit)23位於可動側型板22的相對下方，且鎖模單元(Clamping Uuit)23包括上述所提到的動力機械。在本實施例中，固定側型盤21具有材料輸入口210，射出單元(Injection Unit)24對應於固定側型盤21的材料輸入口210設置。

圖6是本發明一實施例的光學元件製造方法的流程示意圖。本實施例的光學元件製造方法是透過如圖1~圖4所示的射出成型模具1、1a或是如圖5所示的射出成型裝置2來完成。如圖6所示，本實施例的光學元件製造方法包括以下步驟。首先，如步驟S1所示，驅動可動側模板13朝向固定側模板16方向移動；接著，如步驟S2所示，使設於可動側模板13與固定側模板16之間第一模板11與第二模板14接觸。此時，為合模狀態。而第一模板11中設有第一模仁12，第二模板14中設有第二模仁15，且第二模板14與固定側模板16間設有彈簧17；然後，如步驟S3所示，注入熱融塑膠於第一模仁12及第二模仁15間之空隙；然後，進一步的使可動側的模板13往固定側模板16移動，此時，模板14會連帶使其後方的彈簧受壓縮，使可動側模板13與固定側模板16的距離變小，並連帶使模穴C變小。而原設於模穴C中的材料會經由特定流道排出。而若採用圖4的設計，則除模板14後的彈簧17會被壓縮外，模仁15亦會受壓向反方向壓縮。隨後，如步驟S4所示，冷卻空隙中之熱融膠，使熱融膠形成光學元件；然後，如步驟S5所示，驅動可動側模板13，向遠離固定側模板16方向移動，而彈簧17、17a則對模板14及模仁15提供回復力。

綜上所陳，在本發明實施例的射出成型模具的結構設計下，由於彈簧設於第二模板及固定側模板之間(也就是設於固定側)，可有效避免射出成型模具的可動側(可動側固定板、第一模板、第一模仁)受到彈簧的影響，進而增加可動側作動時的精度(平衡)，此外，亦可有效縮減射出成型模具可動側的體積。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、1a‧‧‧射出成型模具

11‧‧‧第一模板

12‧‧‧第一模仁

13‧‧‧可動側模板

14‧‧‧第二模板

15‧‧‧第二模仁

16‧‧‧固定側模板

17、17a‧‧‧彈簧

18‧‧‧第一襯套

19‧‧‧第二襯套

110‧‧‧第一孔穴

140‧‧‧第二孔穴

161‧‧‧凹陷

2‧‧‧射出成型裝置

21‧‧‧固定側型板

22‧‧‧可動側型板

23‧‧‧鎖模單元

24‧‧‧射出單元

210‧‧‧材料輸入口

C‧‧‧模穴

D‧‧‧作動方向

S1~S5‧‧‧步驟

圖1是本發明一實施例的射出成型模具於合模前的剖面示意圖。 圖2是本發明一實施例的射出成型模具於合模後、壓縮前的剖面示意圖。 圖3是本發明一實施例的射出成型模具於合模後、壓縮後的剖面示意圖。 圖4是本發明另一實施例的射出成型模具於合模後、壓縮前的剖面示意圖。 圖5是本發明一實施例的射出成型裝置的剖面示意圖。 圖6是本發明一實施例的光學元件製造方法的流程示意圖。

Claims (9)

1. 一射出成型模具，包括： 一第一模板，該第一模板上設有一第一孔穴； 一第一模仁，設於該第一模板之該第一孔穴中； 一可動側模板，設於該第一模板一側； 一第二模板，設於該第一模板之另一側，且該第二模板上設有一第二孔穴； 一第二模仁，設於該第二模板之第二孔穴中； 一固定側模板，設於該第二模板之另一側；以及 一彈簧，設於該第二模板及該固定側模板之間。
2. 一射出成型裝置，依一方向依序包括： 一可動側固定板； 一第一模板； 一第二模板； 一彈簧；及 一固定側固定板； 其中，而且另外設有， 一第一模仁，設於該第一模板中；以及 一第二模仁，設於該第二模板中； 而且，該可動側固定板與一動力機械連動。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的射出成型模具之任一者，進一步包括一第一櫬套及一第二襯套，該第一襯套設於該第一模板與該第一模仁之間，該第二襯套設於該第二模板與該第二模仁之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的射出成型模具，其中，該固定側模板設有一凹陷，該彈簧設置於該凹陷中。
5. 如申請專利範圍第4項所述的射出成型模具，其中，該可動側固定板可沿一作動方向移動，該彈簧沿作動方向的路徑與該第一模仁沿作動方向的路徑並不重疊。
6. 如申請專利範圍第5項所述的射出成型模具，進一步包括一第二彈簧，設於該固定側模板與該第二模仁之間，該第二彈簧沿作動方向的路徑與該第二模仁沿作動方向的路徑重疊。
7. 如申請專利範圍第7項所述的射出成型裝置，進一步包括一鎖模單元，設於該可動側型板的一側，該鎖模單元包括該動力機械。
8. 如申請專利範圍第7項所述的射出成型裝置，進一步包括一射出單元，該固定側型板具有一材料輸入口，該射出單元對應於該材料輸入口設置。
9. 一種光學元件的製造方法，包括以下步驟： 驅動一可動側模板，向一固定側模板方向移動； 使設於該可動側模板與該固定側模板之間一第一模板與一第二模板接觸，而該第一模板中設有一第一模仁，該第二模板中設有一第二模仁，且該第二模板與該固定側模板間設有彈簧； 注入一熱融塑膠於該第一模仁及該第二模仁間之空隙； 冷卻該空隙中之該熱融膠，使該熱融膠形成光學元件；以及 驅動該可動側模板，向遠離該固定側模板方向移動。