TW202003195A - 成型裝置、模具及成型品製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種成型裝置,可使用模具適當成型經微波照射的成型材料。[解決手段]具備:模具10,具備形成成型用腔室100的第一模具構件11及第二模具構件12,且第一模具構件11具有將模具10的外部與腔室100連通的連通孔111;微波傳送用的同軸纜線20,第一端部20a裝設於連通孔111;以及微波照射手段30,與同軸纜線20的第二端部20b連接,並透過同軸纜線20對腔室100內照射微波。

Description

成型裝置、模具及成型品製造方法
本發明關於具有模具的成型裝置等。
以往進行樹脂成型例如有以下方法:將石墨粉末與高分子化合物的混合物所構成的材料供給到模具並壓製成型、或使樹脂等材料熔融並由注射器供給至模具內的射出成型。壓製成型中預先將樹脂加熱至能夠變形的溫度,再藉由模具加壓成型,但材料會逐漸冷卻固化,而難以成型為期望的形狀。因此,若事先過度加熱則有材質劣化之虞,故藉由增大壓製壓力而提高成型精度,為了產生高壓力而有模具或其驅動機構大型化、重量化的問題。 因此有以下製造方法:在材料載置於打開的模具的狀態下,藉由微波使材料本身發熱,再關閉模具而成型為預定形狀(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開2003-168444號公報(第1頁、第4圖等)
[發明所欲解決的課題] 然而,即使使用上述微波的技術也有以下的課題,未必可精度佳且有效率地成型。
例如上述技術有以下問題:在打開模具狀態下,使微波加熱裝置移動至模具上,對供給至打開模具上的成型材料照射微波並進行加熱,使微波加熱裝置從模具上移走後,關閉模具並進行成型,故需要使微波加熱裝置移動至模具上的步驟及從模具上移走的步驟,因此需要用以使微波加熱裝置移動的機構等,裝置整體會變得複雜化,無法藉由簡單構成而進行成型。又,移動微波加熱裝置需要時間等,有作業效率較差的問題。
又,以微波加熱裝置照射微波並將材料加熱成型後,使微波加熱裝置移動並關閉模具而進行成型,故微波加熱步驟與關閉模具步驟間會因移動而產生時間差等,到與以往相同的模具關閉為止,以微波加熱的成型材料的溫度會降低,故難以調節成型時的溫度,對於成型時溫度調節較為重要的成型材料進行成型等情形時,則難以獲得較佳品質的成型品。
本發明是為了解決上述課題而完成者,目的在於提供一種成型裝置以及一種成型品的製造方法,可使用模具高精度且有效率地將以樹脂為基礎的材料進行成型。
[解決課題的技術手段] 本發明的成型裝置具備:模具,具備形成成型用腔室的多個模具構件,且具有使前述模具的外部與前述腔室連通的多個連通孔;微波傳送用的多個可變傳送手段,第一端部分別裝設於前述多個連通孔;以及微波照射手段,與前述多個可變傳送手段的第二端部連接,並透過前述多個可變傳送手段對前述腔室內照射微波。
藉由該構成可將照射微波的成型材料進行高精度且高效率地將以樹脂為基礎的材料成型。又,模具的壓力可比以往更低。例如在腔室內材料容易固化的位置設置照射手段、或以使模具內微波的強度分佈均一的方式設置各照射手段,藉此以微波照射直接加熱材料,且使材料會遍及至模具各角落,藉此,用如以往方式照射微波加熱後,可預防因微波加熱裝置或經加熱成型材料移動的時間而使成型材料固化。又,藉由可變傳送手段而可改變傳送路形狀,故可在裝設可變傳送手段狀態下使模具構件移動,可容易進行需移動模具構件的成型。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段對配置於前述腔室內的成型材料照射微波。
藉由該構成,可對成型材料進行微波照射並進行成型。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,配置於前述腔室內的成型材料為固體或液體的成型材料,前述微波照射手段對前述成型材料照射微波並加熱。
藉由該構成,可對成型材料進行微波照射並加熱而進行成型。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段以前述腔室內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式,對前述腔室內透過前述多個可變傳送手段分別照射微波。
藉由該構成,可以成為期望的強度分佈的方式進行微波照射並進行成型,可提供品質佳的成型品。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段透過前述多個可變傳送手段分別控制照射的微波位相。
藉由該構成而可控制位相,例如以微波使電場或磁場集中於期望處、或使期望範圍的電場分佈或磁場分佈均一等,可進行最適合成型品形狀或尺寸的微波照射。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段照射相異頻率的微波。
藉由該構成,例如可在不變更模具下以比介電損失較高的頻率進行微波照射,可進行最適合欲成型的成型品的微波照射。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段透過前述多個可變傳送手段照射相異輸出的微波。
藉由該構成,可變更輸出並改變微波的電場強度或磁場強度的分佈,可進行最適合欲成型的成型品的微波照射。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段在每個前述多個可變傳送手段使照射微波的期間為相異期間。
藉由該構成,可在腔室內相異位置中變更照射微波的期間並改變微波照射的程度,可進行最適合欲成型的成型品的微波照射。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述多個模具構件包括可動模及固定模,前述連通孔設置於可動模。
藉由該構成,連通孔一般位於成型品背面側的部分,故可降低連通孔對成型品外觀造成的影響。又,藉由在較輕量且較薄的可動模設置連通孔,可容易於固定模設置模具加工。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述多個模具構件具有照射微波時照射在前述腔室內的微波不會洩漏至前述模具的外部的形狀。
藉由該構成,照射微波時可使微波不會洩漏至模具外部。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述微波照射手段具有半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器。
藉由該構成而可控制微波的位相。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述可變傳送手段為同軸纜線或可變導波管。
藉由該構成,可藉由彎曲同軸纜線、或是使可變導波管彎曲或伸縮,而可在裝設同軸纜線或可變導波管狀態下移動模具構件,可進行需移動模具構件的成型。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述可變傳送手段為可撓性導波管或滑動式導波管。
藉由該構成,可藉由彎曲可撓性導波管、或是使滑動式導波管滑動並伸縮,藉此可在裝設可撓性導波管或滑動式導波管狀態下使模具構件移動,可進行需移動模具構件的成型。
又,本發明的成型裝置為在前述成型裝置中,前述模具為壓製成型用模具。
藉由該構成,可在模具構件接近過程中因應其距離照射最佳微波,藉此可對成型材料有效率照射微波。
又,本發明的模具具備形成成型用腔室的多個模具構件,其中,前述模具具有連通孔,使前述模具的外部與前述腔室連通,並裝設有用以對前述腔室照射微波的可變傳送手段。
藉由該構成,可適當成型照射微波的成型材料。又,可使用可變傳送手段進行微波照射,例如可在一個模具中於腔室內100照射相異頻率的微波。
又,本發明的模具為在前述模具中,裝設於前述連通孔的可變傳送手段用以對配置於前述腔室的成型材料照射微波。
藉由該構成可對成型材料照射微波,可使用微波照射而成型。
又,本發明的成型品製造方法具備:在模具的腔室內配置成型材料的步驟,前述模具具備形成成型用腔室的多個模具構件,且具有使前述模具的外部與前述腔室連通的連通孔;以及對於配置於前述模具的腔室內的成型材料,透過裝設於前述模具構件的連通孔的可變傳送手段而照射微波的步驟。
藉由該構成,可適當成型照射微波的成型材料。又,可使用可變傳送手段照射微波,例如可在一個模具中於腔室內100照射相異頻率的微波。
[發明功效] 根據本發明,可使用模具適當成型經微波照射的成型材料。
以下參照圖式說明成型裝置等的實施方式。又,實施方式中附以相同符號的構成要件為進行相同運作,故有省略重覆說明的情況。
(實施方式1) 圖1為表示本實施方式中成型裝置的立體圖(圖1(a))、以及圖1(a)Ib-Ib線的剖面圖(圖1(b))。在此表示關閉成型裝置的模具的狀態。
以下,在本實施方式中舉成型裝置1000為縱型壓製成型裝置時為例說明。
成型裝置1000具備模具10、2條可變傳送手段的同軸纜線20、微波照射手段30、及冷卻裝置60。微波照射手段30具有2個微波振盪器300。模具10具備第一模具構件11及第二模具構件12。
第一模具構件11及第二模具構件12為形成成型用腔室100的模具。例如在第一模具構件11與第二模具構件12間,在關閉模具10狀態下形成成型用腔室100。關閉模具10的狀態例如為使模具10為閉模的狀態、或使構成模具10的第一模具構件11與第二模具構件12配置為進行最終成型的位置關係的狀態,是第一模具構件11與第二模具構件12最接近用以成型的狀態,也可視為是使第一模具構件11及第二模具構件12配合的狀態。腔室100為用以成型的空間或空洞,形成於第一模具構件11與第二模具構件12間。成型用腔室100為形狀對應成型品外形形狀的腔室。腔室100的形狀或尺寸等不拘。腔室100通常形成於第一模具構件11與第二模具構件12的對向部分。第一模具構件11及第二模具構件12的腔室100側的面在此稱為腔室100的內表面100a。成型用腔室100的內表面100a例如在成型時接觸成型材料。成型材料例如為成型用材料。又,腔室100通常是指關閉模具狀態下模具10內的空間等,為便於說明,有時也將關閉模具前以腔室內表面100a等所夾的空間(例如關閉模具10前存在於照射微波時模具10內的空間)等稱為腔室100。
在此說明第一模具構件11為所謂的可動模的可移動的模具構件且第二模具構件12為所謂的固定模的被固定的模具構件的情形。成型裝置1000為縱型成型裝置,故模具10的第一模具構件11及第二模具構件12配置成排列於縱方向,在第一模具構件11下表面與第二模具構件12上表面間形成有腔室100。第一模具構件11例如以位於第二模具構件12上方的方式,直接裝設或透過可裝卸可動板或固定板等而間接裝設於油壓驅動手段等所謂的閉模裝置(無圖示),並使該閉模裝置運作,藉此可使第一模具構件11在上下方向移動,亦即接近及遠離第二模具構件12的方向。但使第一模具構件11移動的手段並不限定於閉模裝置。又,可在第一模具構件11直接或間接裝設用以限制移動方向的導引用桿(無圖示)或連桿(無圖示)等。以下有時將第一模具構件11接近第二模具構件12方向的移動稱為閉模方向移動,將第一模具構件11遠離第二模具構件12方向的移動稱為開模方向移動。
又,只要例如以可互相接近或遠離的方式使第一模具構件11及第二模具構件12至少一者移動,則不拘是第一模具構件11或第二模具構件12何者可移動,例如也可為兩者皆移動。又,例如第一模具構件11及第二模具構件12的移動方向等不拘,第一模具構件11及第二模具構件1的配置位置關亦不拘。
第一模具構件11及第二模具構件12的材質可使用金屬或陶瓷等可利用於一般模具的材質。又,第一模具構件11及第二模具構件12的材質較佳為使用金屬等的高微波反射性材質,藉由使用如此材質而可使照射於腔室100內的微波在腔室100內反射並侷限於腔室100內,藉此可有效率利用微波,並減少洩漏至腔室100外的微波。又,欲以照射於腔室100內的微波加熱第一模具構件11及第二模具構件12至少一者時,第一模具構件11及第二模具構件12至少一者的腔室100側材質可為高比介電損失的具耐熱性介電體。
又,第一模具構件11與第二模具構件12較佳為照射微波時使照射於腔室100內的微波不會由腔室100洩漏至模具10外部的形狀。例如較佳為照射微波時腔室100以外的第一模具構件11與第二模具構件12間的間隙為不會洩漏微波的尺寸。例如較佳為在第一模具構件11與第二模具構件12關閉前狀態(例如相較於成型時,第一模具構件11與第二模具構件12的距離為分開的狀態)下對腔室100內照射微波時,該狀態中腔室100以外的第一模具構件11與第二模具構件12的所有間隙皆為不洩漏微波的尺寸。又,例如較佳為在第一模具構件11與第二模具構件12完全關閉狀態下對腔室100內照射微波時,該狀態中腔室100以外的第一模具構件11與第二模具構件12的所有間隙皆為不洩漏微波的尺寸。
在此,作為一例,在第二模具構件12的緣部整體以與第一模具構件11移動方向平行且向第一模具構件11側凸出的方式設置側壁121,第一模具構件11的第二模具構件12側部分具有嵌入該側壁121內側的形狀,該第二模具構件12的側壁121的內側面122、在第一模具構件11的該側面112內的嵌入部分與該內側面122對向的側面112之間的間隙,為使在關閉模具前照射微波時不會洩漏微波的尺寸。又,例如在第一模具構件11緣部整體設置與側壁121相同的向第二模具構件12側凸出的側壁,第二模具構件12的形狀,該第一模具構件11的側壁內側面、第二模具構件12的該側壁內的嵌入部分與該第一模具構件11的側壁內側面對向的側面之間的間隙,為使照射微波時該間隙不會洩漏微波。又,第二模具構件12緣部例如為以第一模具構件11移動方向為軸方向時,第二模具構件12的外周部分或其鄰近部分。
配置於腔室100內的成型材料例如可視為用以製造成型品的材料。成型材料例如為樹脂或樹脂原料等。在此,樹脂可為熱塑性樹脂。如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚醯胺、或聚對苯二甲酸丁二酯等的熱塑性樹脂。又,成型材料可為該等2種以上樹脂的組合。又,成型材料可為具有該等樹脂、以及玻璃纖維、碳纖維或植物性纖維等纖維類、碳酸鈣粉末、石墨粉末或金屬粉末等填料、或氧化矽凝膠等增黏劑的樹脂組成物。又,成型材料可為成型時發泡的樹脂組成物,也可為藉由添加發泡劑而發泡的具有樹脂及發泡劑的樹脂組成物。成型材料例如可以液狀、膏狀、流體狀(例如高黏度的流體狀)、粉末狀、錠粒狀、薄片狀、或塊狀等而供給至腔室100內。
在第一模具構件11設置有連通模具10的外部與腔室100的內表面100a的2個連通孔111。模具10的外部例如可視為模具10的外側、或設置有連通孔111的模具構件(在此為第一模具構件11)的外部等。各連通孔111較佳為軸方向直線狀延伸形狀的孔,但可為軸方向彎曲的孔。與連通孔111軸方向垂直的剖面較佳為圓形,但可為圓形以外的形狀(例如多邊形等)。連通孔111寬度可為固定或不固定。例如連通孔111寬度可由模具10的外部側向腔室100的內表面100a連續性或階段性變化,例如寬度可朝向內表面100a連續性或階段性變大。在此舉2個連通孔111配置於相對於第一模具構件11的腔室100內表面100a的中心呈點對稱位置的情形為例說明。但連通孔111配置並不限定於此。
相對於模具10具有的連通孔111,分別裝設同軸纜線20的第一端部20a。在此,同軸纜線20的第一端部20a側部分由模具10的外側插入連通孔111內。同軸纜線20的第一端部20a以第一端部20a不到達腔室100的內表面100a側的方式配置於連通孔111內。連通孔111例如可視為裝設有用以對腔室100內照射微波的同軸纜線20的孔。
在連通孔111的腔室100的內表面100a側嵌入具有微波透過性的栓狀構件50。栓狀構件50在腔室100側的表面形狀較佳為與其周邊腔室100的內表面100a形成相同面的形狀。栓狀構件50為防止腔室100內的成型材料在成型時侵入連通孔111內。栓狀構件50的材質較佳為高微波透過性的材質。栓狀構件50的材料例如較佳為陶瓷等具有耐熱性的微波透過性材料。栓狀構件50的厚度則不拘。
在配置於連通孔111內的同軸纜線20的第一端部20a與栓狀構件50間配置有微波天線40,與同軸纜線20的中心導體(無圖示)連接。同軸纜線20所傳送的微波由微波天線40射出。栓狀構件50具有微波透過性,故所射出微波穿過栓狀構件50照射於腔室100內。藉此,同軸纜線20所傳送微波經由連通孔111照射於腔室100內。若可對腔室100內照射微波,微波天線40的形狀或構造、長度等則不拘。微波天線40可與栓狀構件50相接或不相接。又,微波天線40的腔室100側部分可埋入栓狀構件50。又,微波天線40中,其前端可於腔室100內表面100a側露出或不露出。同軸纜線20的中心導體與微波天線40可以任意方式連接,例如可藉由未圖示的連接器等而連接。又,可在同軸纜線20的第一端部20a中使中心導體露出,並可將該露出部分使用作為微波天線40。
又,微波天線40的腔室100側的形狀為面狀等時,可省略栓狀構件50,並以該微波天線40的腔室100側面狀部分塞住連通孔111的腔室100側開口。
連通孔111的尺寸不拘。在此,連通孔111不使用作為微波的導波管,故連通孔111尺寸等可為不直接依存於同軸纜線20所傳送的微波的尺寸等。連通孔111尺寸例如較佳為在同軸纜線20插入連通孔111內時可插入同軸纜線20的尺寸。例如較佳為大於同軸纜線20的尺寸。
又,對連通孔111裝設同軸纜線20的第一端部20a並不限定於上述裝設方式。例如同軸纜線20若以使同軸纜線20所傳送的微波經過連通孔111照射於腔室100內的方式裝設,則可對連通孔111以任意方式進行裝設。如圖1(b)所示,可以同軸纜線20的第一端部20a位於連通孔111內的方式進行裝設,也可以第一端部20a不位於連通孔111內的方式進行裝設。例如第一端部20a可插入或不插入於連通孔111內。例如配置於連通孔111內的微波天線40長度為突出於模具10的外部的長度時,同軸纜線20以第一端部20a不位於連通孔111的方式進行裝設,可使同軸纜線20的中心導體在模具10的外部與連通孔111內的微波天線40連接。但較佳為以使連通孔111的軸心方向與同軸纜線20的軸心方向成為相同方向的方式進行裝設,較佳為以使連通孔111的軸心與同軸纜線20的軸心成為同軸的方式進行裝設。
又,同軸纜線20的第一端部20a可對連通孔111直接或間接裝設。例如第一端部20a可嵌入連通孔111內而裝設,也可藉由分別設置於第一端部20a及連通孔111的接頭等而裝設。如此接頭例如可利用使同軸纜線裝設於其他構件或機器等地習知接頭等。
又,同軸纜線20較佳為對連通孔111以可裝設的方式進行裝設。較佳為例如透過可裝卸的接頭等而裝設。
又,同軸纜線20較佳為用以下方式進行裝設:在第一端部20a裝設於連通孔111的狀態下,使微波不由連通孔111與同軸纜線20間的間隙等洩漏。例如同軸纜線20的第一端部20a插入連通孔111內,且同軸纜線20的插入連通孔111內的部分的側邊與連通孔111的內表面間有間隙等時,較佳為在該部分配置金屬網等屏蔽材。又,以連通孔111的外側連接同軸纜線20的第一端部20a與微波天線40時,較佳為以覆蓋該連接部分及連通孔111的方式配置微波反射性材料等的外罩。例如較佳為以覆蓋該等的方式配置接頭。又,同軸纜線20的第一端部20a附近會升溫,故可於由該模具露出的部分設置例如圓盤狀散熱片等冷卻機構。
又,同軸纜線20與微波天線40的連接並不限定於上述連接。例如同軸纜線20與微波天線40可透過同軸管(無圖示)等而連接。例如可將微波天線40與同軸管的中心導體(無圖示)的第一端部(無圖示)連接,並將該同軸管的中心導體的第二端部(無圖示)與同軸纜線20的中心導體(無圖示)的第一端部20a側的部分進行連接。該同軸管可整體配置於連通孔111內,也可使其一部分配置於連通孔111內,也可使整體裝設於連通孔111的外側。該同軸管可藉由嵌入連通孔111內等而固定於連通孔111。該同軸管與同軸纜線20例如可透過未圖示的接頭等而連接。又,同軸管與同軸纜線20較佳為藉由可裝卸接頭等而以可裝卸的方式進行連接。此於同軸管與微波天線40的連接亦同。
又,連通孔111的配置並不限定於圖1所示的配置。連通孔111例如較佳為因應腔室100形狀或尺寸等、或所照射的微波波長或強度等,而以使腔室100內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式進行配置。又,微波強度可為微波的電場強度或磁場強度。例如微波的強度分佈可為微波的電場強度分佈或微波的磁場強度。此於以下亦同。
第一模具構件11及第二模具構件12分別在內部設置有冷卻媒介的流路(無圖示)。冷卻媒介例如可利用水等一般可用於冷卻模具的冷媒。分別設置於第一模具構件11及第二模具構件12的冷卻媒介流路為分別透過供給用管61及排出用管62而與冷卻裝置60連接,由冷卻裝置60供給的冷卻媒介則透過供給用管61供給至冷卻媒介流路並在流路內循環,並透過排出用管62對冷卻裝置60排出。冷卻裝置60例如將透過排出用管62排出的媒介再次冷卻,並透過供給用管61供給至模具10。藉由冷卻,例如使模具10內成型材料固化或硬化,而可得成型品。用以冷卻模具的構成為習知,故在此省略詳細說明。又,若不需冷卻模具10時,則可省略冷卻媒介的流路、或供給用管61、排出用管62、及冷卻裝置60。又,用以冷卻具有成型裝置1000的模具的構成並不限定於此所說明者。
同軸纜線20具有第一端部20a及第二端部20b。一同軸纜線20的第一端部20a對一連通孔111進行裝設。例如分別對裝設於模具10的1或2個以上連通孔111分別裝設1條同軸纜線20。但可不對模具10具有的所有連通孔111裝設同軸纜線。在此說明分別對2個連通孔111的每一個裝設2條同軸纜線的情形。各同軸纜線20中,第二端部20b與微波照射手段30連接,而分別傳送微波照射手段30輸出的微波。
同軸纜線20的寬度等不拘。同軸纜線20例如使用可傳送微波照射手段30輸出的微波者。同軸纜線與形狀固定的一般導波管不同,可以一種類的纜線選擇性地傳送多個頻率的微波。又,雖使用後述可撓性導波管亦可對應預定的頻率範圍,但同軸纜線可對應較大範圍的頻率。例如可在不變更可傳送一頻率的微波的同軸纜線下,可傳送更高頻的微波。因此,藉由使用同軸纜線20,而可在不大幅變更模具10下傳送相異頻率的微波,並照射於腔室100內。微波照射手段30照射相異頻率的微波時,同軸纜線20例如可使用可傳送所有微波照射手段30照射的相異頻率的微波者。
微波照射手段30與同軸纜線20的第二端部20b連接,並透過同軸纜線20對模具10的腔室100內照射微波。具體而言,微波照射手段30具有的2個相異微波振盪器300分別與裝設於第一端部20a相異的連通孔111的相異2條同軸纜線20的第二端部20b連接,各微波振盪器300輸出的微波傳送至分別連接的同軸纜線20。各同軸纜線20傳送的微波從在連接於各同軸纜線20的第一端部20a的相異連通孔111內的微波天線40射出並照射於腔室100內。藉此,各微波振盪器300輸出的微波分別經過相異連通孔111而照射於腔室100內。
微波照射手段30例如對配置於腔室100內的成型材料照射微波。微波照射手段30例如藉由對腔室100內照射微波而加熱腔室100內的成型材料。又,在此的成型材料可視為成型結束前的成型材料。例如微波照射手段30加熱配置於腔室100內的固體成型材料,使其軟化及熔融、或保持在軟化及熔融的狀態。又,微波照射手段30例如加熱配置於腔室100內的液體成型材料並使其升溫或保溫。又,照射微波時腔室100內成型材料的狀態可為任意狀態。
微波照射手段30具有的各微波振盪器300只要可產生微波並輸出,則可為任意構造。微波振盪器300例如為半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器。將半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器使用作為微波振盪器300,藉此例如可控制輸出的微波位相。控制微波振盪器300輸出的位相時,較佳為使用半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器。又,微波振盪器300可為磁控管、調速管、磁旋管等微波振盪器。又,各微波振盪器300可具有放大器(無圖示)等。
微波振盪器300射出的微波的頻率或輸出等不拘。各微波振盪器300射出的微波頻率例如可為2.45GHz,也可為5.8GHz,亦可為24GHz,又可為915MHz,其他可為300MHz~300GHz範圍內的頻率。
又,微波照射手段30只要與同軸纜線20的第二端部20b連接,並透過同軸纜線20而對模具10的腔室100內照射微波,則不限定於上述。
又,微波照射手段30可使一微波振盪器300輸出的微波分歧並傳送至2條同軸纜線20,並由裝設有各同軸纜線20的2個連通孔111對腔室100內照射微波。例如可將一微波振盪器300透過分歧器(無圖示)或分配器(無圖示)等分歧手段等,而與在2個連通孔111裝設有第一端部20a的2條同軸纜線20的第二端部20b連接,並將一微波振盪器300輸出的微波透過2條同軸纜線20而傳送。此時,各同軸纜線20的第二端部20b可視為是與同軸纜線20的分歧器等連接的部分等,也可視為是分歧器等分歧手段與微波振盪器300連接的部分。又,例如使用半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器作為微波振盪器300,且使一微波振盪器300輸出的微波分歧,將分歧的各微波以分別相異的放大器放大,並透過同軸纜線20傳送,此時可將各放大器視為分別相異的微波振盪器300。
微波照射手段30可照射相異頻率的微波。例如微波照射手段30可具有可變更頻率的1個以上微波振盪器300,並透過同軸纜線20而變更照射的微波頻率。又,微波照射手段30具有照射相異頻率微波的2個以上微波振盪器,可將連接於一同軸纜線20的第二端部20b的微波振盪器切換為照射相異頻率微波的2個以上微波振盪器的任一者並利用。又,微波照射手段30可具有分別照射相異頻率微波的2個微波振盪器300,並透過與個別微波振盪器300連接的同軸纜線20,由相異連通孔111照射相異頻率的微波。此時,例如可由所有微波振盪器300同時輸出相異頻率的微波,也可不同時輸出微波。
微波照射手段30例如可以提高成型材料的比介電損失的方式照射相異頻率的微波。本實施方式中,使用可傳送相異頻率微波的同軸纜線20進行照射微波,故可在不製作變更模具10等或不更換同軸纜線20下,於相同模具10的腔室100內照射相異頻率的微波。此於其他實施方式中亦同。微波照射手段30可因應成型材料的比介電損失的經時變化而經時照射相異頻率的微波,亦可在使用一模具10進行使用相異成型材料成型等的相異成型時,照射相異頻率的微波。藉此,例如可配合每個成型材料的比介電損失差異、或成型材料溫度變化所造成的比介電損失變化,而使微波加熱效率最佳化或使其提高。
例如有時會配合成型品等級等而使用一模具製造具有相同形狀的相異材質成型品。另一方面,已知微波加熱等中,比介電損失成為最大的微波頻率等會因加熱對象的成型材料等而異。由此來看,以一模具使用相異成型材料進行成型時,以加熱效率等點來看,較佳為對每個成型材料照射該成型材料最佳頻率的微波而進行成型。同軸纜線20可傳送相異頻率的微波,故各實施方式的成型裝置1000中,可透過同軸纜線20於模具10的腔室100內照射相異頻率的微波,使用一模具10成型時可進行相異頻率的微波照射。藉此,例如如上述,藉由一模具10進行使用相異成型材料的成型時,可照射適合成型材料的頻率的微波,並可提高加熱效率等。
又,微波加熱中,已知因材料溫度會使比介電損失成為最大的微波頻率產生相異。因此,以加熱效率等觀點來看,在進行微波照射加熱成型材料的步驟中,較佳為因應成型材料的溫度變化,而以使照射的微波頻率在該溫度中的比介電損失變大的方式變更頻率。本實施方式的成型裝置1000中使用同軸纜線20照射微波,故可在模具的腔室100內照射相異頻率的微波,例如藉由微波照射而加熱成型材料時,可變更微波照射手段30輸出的微波頻率,而進行適合成型材料現在的溫度的頻率的微波照射。又,可在模具10裝設未圖示的溫度感測器等並檢測成型時成型材料溫度,也可預先進行實驗等取得照射微波時溫度經時變化的顯示資訊,並使用該資訊由經過時間取得溫度。
又,例如上述實施方式的成型裝置中,取代將裝設同軸纜線20的第一端部20a的連通孔111設置於模具,亦考慮將形狀固定的一般導波管等裝設於模具並對腔室100內進行微波照射,但導波管要依每個傳送微波波長決定其剖面形狀或剖面尺寸、長度等。因此,相較於使用同軸纜線,使用如此一般導波管時可傳送頻率的範圍較窄,也無法如同軸纜線般大幅變更頻率。因此,為了在裝設導波管的模具照射頻率大幅相異的微波,而需製作替換模具。又,相較於使用同軸纜線,難以如使用同軸纜線般在使用一模具進行成型中途大幅變更頻率。
微波照射手段30例如可透過多個同軸纜線20照射相異強度的微波。例如微波照射手段30可對每個同軸纜線20照射相異強度的微波。例如微波照射手段30可為以下:具有照射強度相異微波的2個以上微波振盪器300,將連接於一同軸纜線20的第二端部20b的微波振盪器切換為照射強度相異微波的2個以上微波振盪器任一者而利用。又,微波照射手段30具有的微波振盪器300可控制個別輸出開關。
又,微波照射手段30透過相異同軸纜線20傳送的微波的位相可為同位相或相異位相。
微波照射手段30可透過2條同軸纜線20從2個連通孔111控制個別照射的微波位相。控制透過2條同軸纜線20分別於腔室100內照射的微波位相,藉此例如可藉由微波彼此的干涉等而對腔室100內均等照射微波、在腔室100內1個以上期望處集中微波、或使微波強度增強。藉此例如可以使腔室100內微波強度分佈成為期望分佈的方式進行控制。又,例如可以使2個微波振盪器300所射出微波位相成為同位相的方式,而控制微波照射手段30。在此,位相控制例如可視為初期位相控制。微波照射手段30所輸出位相相異微波例如可為同頻率的位相相異微波。
例如作為分別連接於2條同軸纜線20的具有微波照射手段30的2個微波振盪器300,可使用可控制輸出微波位相者,也可藉由個別控制該等輸出的微波位相而個別控制分別連接的由相異同軸纜線20照射的微波位相。可控制位相的微波振盪器300例如為具備位相器或位相控制器(無圖示)等的微波振盪器。可控制位相的微波振盪器300例如為具有半導體型振盪器(或注入鎖定型振盪器)、及變更該半導體型振盪器(或注入鎖定型振盪器)輸出微波位相的位相器或位相控制器的微波振盪器。例如藉由未圖示的控制手段等,而控制各微波振盪器300的位相。控制位相的控制手段例如可具有微波照射手段30。又,可僅控制2個微波振盪器300中任一者的位相。又,使一微波振盪器300輸出的微波分歧並將分歧的各微波位相以個別相異的位相器或位相控制器(無圖示)變更並透過同軸纜線20傳送時,可將各位相器或位相控制器分別視為可控制位相的相異微波振盪器300。又,例如使用磁控管作為微波振盪器300時,也可將一微波振盪器300輸出的微波使用分歧手段等分歧,並將分歧的微波分別透過同軸纜線20傳送。又,此時,可使用位相器或位相控制器變更分歧微波至少1個以上的位相並傳控至同軸纜線,也可以放大器放大分歧微波至少1個以上並傳送至同軸纜線。
又,微波照射手段30例如可具有輸出相異位相的微波的2個以上微波振盪器300,以作為與1條同軸纜線20連接的微波振盪器,將與同軸纜線20連接的微波振盪器300切換為輸出相異位相的微波的微波振盪器300,藉此可透過1條同軸纜線20而照射相異位相的微波。
微波照射手段30例如具備多個微波振盪器300,且可以產生與其他微波振盪器300相異位相的微波的方式,而控制該微波振盪器300中至少一部分。又,可以使多個微波振盪器300射出的微波位相成為同位相的方式,而控制微波照射手段30。位相控制例如可視為初期位相控制。
又,微波照射手段30較佳為以使腔室100內微波的強度分佈成為期望強度分佈的方式透過2條同軸纜線20而由2個連通孔111對腔室100內照射微波。此於其他實施方式中亦同。例如可用以下方式個別設定微波照射手段30:以使透過2條同軸纜線20分別於腔室100內照射的微波強度成為相異強度或相同強度等的方式,使腔室100內微波的強度分佈成為期望的強度分佈。又,可經時變更由個別連通孔111照射的強度。
又,例如微波照射手段30可以使腔室100內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式,而控制透過2條同軸纜線20分別於腔室100內照射的微波位相。例如藉由控制由第一模具構件11具有的2個連通孔111分別照射的微波位相,而變更藉由干涉等使微波彼此強度的相長位置或相消位置、微波集中位置等,故藉由分別控制照射的微波位相,而可使微波的強度分佈成為期望的強度分佈。所照射的微波的位相可經時變化。
又,微波照射手段30可使分別透過2條同軸纜線20照射微波的期間為相異期間。例如微波照射手段30可使每條同軸纜線20照射微波的期間為相異期間。例如微波照射手段30可使透過2條同軸纜線20照射微波的期間為相異期間或相同期間。相異期間是指例如期間彼此的結束時刻與開始時刻中至少一者為相異。例如藉由使透過相異同軸纜線20所進行的微波照射期間為相異期間,而可以使腔室100內微波的強度分佈以經時相異的方式進行變更。又,可由腔室100的形狀及與連通孔111的位置的關係等,而對成型材料進行最佳加熱。例如可使位於腔室100厚度(例如第一模具構件11與第二模具構件12的距離)較厚部分的連通孔111的微波照射比位於厚度較薄部分的連通孔111的微波照射更早開始,藉此可均等加熱腔室100內的成型材料。例如藉由未圖示的控制手段等而控制進行照射的時期或長度。又,微波照射可斷斷續續地進行。又,使微波照射手段30具有的一微波振盪器300的輸出以分歧手段等分歧並與2條同軸纜線20連接時,可於至少一條同軸纜線20設置阻斷傳送微波的阻斷手段等,並適宜操作或控制該阻斷手段,而在相異時機阻斷經分歧且由2條同軸纜線20傳送的微波,藉此可使透過2條同軸纜線20照射微波的照射期間為相異期間。
圖2為用以說明使用成型裝置1000的成型品製造方法的剖面圖(圖2(a)~圖2(d))。圖2中省略冷卻裝置60、供給用管61、及排出用管62等。
以下使用圖2說明使用成型裝置1000的成型品製造方法的具體例。在此舉成型熱塑性樹脂為例說明。
(步驟S101)首先,如圖2(a)所示,在使第一模具構件11移動至第二模具構件12上方並保持的狀態,亦即打開模具10的狀態下,在第二模具構件12的腔室100的內表面100a上配置錠粒狀熱塑性樹脂80。
(步驟S102)接著,如圖2(b)所示,運作未圖示的閉模裝置等使第一模具構件11往關閉模具10的方向移動。亦即,使第一模具構件11往下方移動,並使第一模具構件11接近配置於其下方的第二模具構件12。接著,使第一模具構件11移動至進行成型前的位置。該狀態中,第一模具構件11的腔室100的內表面100a與第二模具構件12的腔室100的內表面100a的距離比成型時的距離更寬。又,該狀態中,第二模具構件12的側壁121的內側面122與第一模具構件11的該內側面122對向的側面112相接且間隙幾乎為0,該間隙為不使微波通過的尺寸。
(步驟S103)使微波照射手段30的2個微波振盪器300分別產生微波並輸出,輸出的微波分別透過同軸纜線20傳送,由連接於同軸纜線20的第一端部20a的微波天線40分別射出,穿過栓狀構件50於腔室100內照射。藉此,如圖2(b)所示,微波500由各連通孔111於腔室100內照射。藉由照射微波500而使熱塑性樹脂80加熱軟化及熔融。又,如上述,微波不會由第二模具構件12的側壁121的內側面122與第一模具構件11的該內側面122對向的側面112的間隙洩漏,故微波損失較少,又,不需用以預防從模具10洩漏微波的構成(例如覆蓋成型裝置1000的模具10部分整體的屏蔽等)。可因應熱塑性樹脂而設定微波500的照射時間等、腔室100尺寸、或照射微波的強度、波長等。在此的微波500是為了說明而示意表示的照射微波,並不一定正確表示實際微波500的照射方向等。
(步驟S104)停止由微波照射手段30的輸出微波,如圖2(c)所示,藉由閉模裝置等而使第一模具構件11往閉模方向移動並關閉模具,在第一模具構件11與第二模具構件12間的成型用腔室100中,進行經軟化及熔融的熱塑性樹脂80的成型。
(步驟S105)由冷卻裝置60透過供給用管61及排出用管62使冷卻媒介於分別設置於第一模具構件11與第二模具構件12冷卻媒介用流路中循環,並冷卻熱塑性樹脂。藉此使熱塑性樹脂80固化並結束熱塑性樹脂80的成型。
(步驟S106)如圖2(d)所示,藉由閉模裝置而使第一模具構件11往模具10打開方向,亦即往上方移動,而打開模具10。接著取出成型品81。
又,可在步驟S102使第一模具構件11移動至進行成型前的位置之後,暫時停止第一模具構件11的移動,在步驟S103進行微波照射,也可在步驟S102使第一模具構件11移動至進行成型前的位置之後,在不停止第一模具構件11的移動下在步驟S103進行微波照射。又,只要在成型結束前照射微波即可,例如可在關閉模具10狀態且在冷卻開始前進行微波照射。
以上,本實施方式中,透過裝設於模具10的連通孔111第一端部20a的同軸纜線20而對模具10的腔室內照射微波,藉此不需將用以於成型材料照射微波的裝置等移動至模具上方等,可容易且迅速進行微波照射,且以微波照射加熱後可迅速進行成型,藉此可得高品質的成型品,可適宜進行使用模具照射微波的成型材料的成型。
又,本實施方式中,可從設置於模具10的連通孔111使用同軸纜線20照射微波,故可使用一模具10進行照射相異頻率的微波的成型。又,微波照射手段30輸出的微波的傳送路為使用可撓性且可彎曲或延伸的同軸纜線20,藉此傳送路的處理等較為容易,而使成型裝置1000的設計等較為容易。
又,本實施方式中,成型裝置1000為使用作為模具10的壓製成型用模具的壓製成型裝置,藉此可在模具構件接近的過程中照射微波,藉此可以適當距離對成型材料有效率照射微波。
又,裝設有同軸纜線20的連通孔111可設置於固定模的第二模具構件12,但較佳為如上述實施方式設置於可動模的第一模具構件11。其原因認為一般模具中可動模為與成型品背面側相接的模具構件,故連通孔111的痕跡等即使殘留於成型品,對成型品品質所造成的影響亦較少。又,上述實施方式的成型裝置中,即使微波傳送路並非同軸纜線20而是使用形狀固定的一般導波管(無圖示)時,如此導波管不具可撓性且無法彎曲或延伸,又,導波管長度等亦會被傳送微波的頻率而限制,故為了將以導波管與微波照射手段30連接的模具構件使用作為可動模,例如需使微波照射手段及導波管與可動模一起移動,會使構成複雜化,認為無法容易獲得由可動模模具構件進行微波照射的構成。對此,本實施方式中,可變傳送手段以可撓性同軸纜線20傳送微波並照射,故可在不使微波照射手段30配置等移動下,僅使裝設有同軸纜線20的模具構件移動。因此,可由可動部的模具構件容易進行微波照射。又,在較輕量較薄的可動模設置連通孔,藉此,相較於設置於固定模,較容易加工模具。又,此於其他實施方式中亦同。
(實施方式2) 上述實施方式中說明進行壓製成型的縱型成型裝置,但本實施方式中說明將上述實施方式中說明的成型裝置適用於進行射出成型的橫型成型裝置的例子。
圖3為表示本實施方式中成型裝置的構成的剖面圖。 成型裝置2000具備模具10a、2條同軸纜線20、微波照射手段30、冷卻裝置60、供給用管61、排出用管62、及射出裝置70。2條同軸纜線20、微波照射手段30、冷卻裝置60、供給用管61、及排出用管62與上述實施方式相同,故在此省略詳細說明。
模具10a具備第一模具構件11a及第二模具構件12a。成型裝置2000為橫型成型裝置,故在此模具10a的第一模具構件11a及第二模具構件12a是在橫方向排列配置,第一模具構件11a的側邊與第二模具構件12a的側邊之間形成有腔室100。
第一模具構件11a將上述第一模具構件11以具有成為該腔室100內表面100a的面的下表面與第二模具構件12a對向側邊的方式進行配置,且與第一模具構件11具有相同構成,故在此省略詳細說明。又,在此,第一模具構件11a為可動模,且以在接近及離開第二模具構件12a的方向,亦即在橫方向移動的方式直接或間接裝設於閉模裝置(無圖示)等。又,成型裝置2000可具有限制第一模具構件11a移動方向的導桿或連桿等。
第二模具構件12a將上述第二模具構件12以具有成為該腔室100內表面的面的上表面成為與第一模具構件11a對向側邊的方式進行配置,並進一步設置有注入孔221,注入孔221以外的構成與第二模具構件12相同,故在此說明省略。注入孔221為設置用以將由射出裝置70射出的成型材料注入腔室100內,且連通腔室100與第二模具構件12a的外部的孔。注入孔221的外側與射出裝置70的射出口71連接,由射出裝置70的射出口71射出的成型材料由注入孔221的腔室100側的開口注入腔室100內。注入的成型材料例如為以加熱軟化及熔融的成型材料。設置於模具10的注入孔221為習知技術,故省略說明。
射出裝置70為射出成型材料的裝置,具有射出成型材料的射出口71。射出裝置70的構造等不拘。射出裝置70為習知技術,故省略說明。
圖4為用以說明使用成型裝置2000的成型品製造方法的剖面圖(圖4(a)~圖4(d))。圖4中省略微波照射手段30、冷卻裝置60、供給用管61、及排出用管62等。
以下使用圖4說明使用成型裝置2000的成型品製造方法的具體例。在此舉熱塑性樹脂的成型為例說明。
(步驟S201)首先,如圖4(a)所示,使未圖示的閉模裝置等運作,並使第一模具構件11a往接近第二模具構件12a方向移動至成型時位置,成為關閉模具10狀態。第一模具構件11a與第二模具構件12a間形成有成型用腔室100。
(步驟S202)接著,如圖4(b)所示,由射出裝置70的射出口71射出加熱軟化及熔融的熱塑性樹脂80,由第二模具構件12a的注入孔221往腔室100內注入熱塑性樹脂80。注入時分別由微波照射手段30的2個微波振盪器300輸出微波,透過分別連接於微波振盪器300的同軸纜線20,由各連通孔111往腔室100內照射微波。藉由照射微波而可預防注入腔室100內的熱塑性樹脂80在充滿腔室100內前因模具10而被冷卻固化。
(步驟S203)如圖4(c)所示,若熱塑性樹脂80往腔室100內的注入結束,則停止從微波照射手段30輸出微波,由冷卻裝置60透過供給用管61及排出用管62使冷卻媒介於分別設置於第一模具構件11a及第二模具構件12a的冷卻媒介用流路中循環,而冷卻熱塑性樹脂80。藉此固化熱塑性樹脂80並結束熱塑性樹脂80的成型。
(步驟S204)如圖4(d)所示,藉由未圖示的閉模裝置使第一模具構件11a往模具10a打開方向,亦即離開第二模具構件12a的橫方向移動,而打開模具10a。接著取出成型品81。
又,只要在成型結束前進行步驟S202的微波照射,則可在任一時期進行,例如可在注入熱塑性樹脂80前開始,也可與注入開始同時開始,也可在從腔室100充滿熱塑性樹脂80後到冷卻開始前之間進行照射。例如藉由未圖示的控制手段等,而進行微波照射手段30的微波照射控制或射出裝置70的樹脂射出控制等。
以上,本實施方式中,透過在模具10a的連通孔111裝設有第一端部20a的同軸纜線20而對模具10a的腔室100內照射微波,故即使在射出成型時亦可容易且迅速地進行微波照射,可適當進行使用模具照射微波的成型材料成型。又,射出成型時可降低射出壓,可簡化注射器。
又,上述各實施方式中說明模具為2個模具構件,亦即以第一模具構件及第二模具構件而構成的情形,但構成模具的模具構件數目並不限定於2個,可為2個以上。例如模具可以3個以上模具構件構成。又,模具以多個模具構件構成時,例如不拘以哪一個模具構件使用作為固定模且以哪一個模具構件使用作為可動模。模具以多個模具構件構成時,例如各實施方式中第一模具構件與第二模具構件的說明可適當取代為多個模具構件的說明。例如模具以多個模具構件構成時,各實施方式等中,第一模具構件的說明可適當取代為多個模具構件中使用作為可動模的模具構件、或具有裝設同軸纜線20的連通孔111的模具構件的說明,第二模具構件的說明可適當取代為多個模具構件中使用作為固定模的模具構件、或未裝設同軸纜線20的模具構件的說明。
又,具有裝設有同軸纜線20的第一端部20a的連通孔111的模具構件並不限定於一個,模具具有的多個模具構件中有1個以上即可。例如具有連通孔111的模具構件可為模具具有的多個模具構件中的一部分,也可為全部。例如上述各實施方式中,可將1個以上連通孔111設置於第二模具構件。又,連通孔111可設置於構成模具的2個以上模具構件中的固定模,也可設置於可動模,也可設置於固定模與可動模兩者。又,第一模具構件等具有連通孔111的模具構件分別具有的連通孔111數目並不限定於2個,例如具有1個以上連通孔111即可。例如上述實施方式1的第一模具構件11及實施方式2的第一模具構件11a具有的連通孔111數目為1或2個以上即可,也可為3個以上。又,一模具的多個模具構件具有連通孔111時,各模具構件具有的連通孔111數目可相同或相異。又,配置於各模具構件的連通孔111配置或連通孔111尺寸(例如直徑或長度等)可相同或相異。又,模具10具有的1或2個以上連通孔111的配置不拘。1或2個以上連通孔111較佳為例如配置於一位置,使腔室100內微波的強度分佈成為期望的強度分佈。
又,微波照射手段30只要為透過對模具具有的1或2個以上連通孔111分別裝設的同軸纜線20而照射微波者,則可為任意構成,例如上述各實施方式中說明,微波照射手段30可具有與1或2個以上連通孔111同數目的微波振盪器300。又,例如微波照射手段30可使1個以上微波振盪器300的輸出分歧,並透過2個以上同軸纜線20分別輸出微波。又,模具具有的連通孔111為構成模具的多個模具構件所具有的連通孔111。
又,模具具有2個以上連通孔111時,微波照射手段30透過模具的多個連通孔111分別照射的微波頻率可與上述各實施方式同樣地為相同頻率或相異頻率,頻率可為可變或固定。例如微波照射手段30可與上述實施方式1同樣地以提高成型材料的比介電損失的方式,於腔室100內照射相異頻率的微波。
又,模具具有裝設同軸纜線20的2個以上連通孔111時,微波照射手段30由2個以上連通孔111透過同軸纜線20射出的微波強度可與上述各實施方式同樣地為相同或相異,微波強度可為可變或固定。
又,模具具有裝設同軸纜線20的2個以上連通孔時,微波照射手段30可與上述各實施方式同樣地透過同軸纜線20由多個連通孔111中的1個以上控制所照射的微波位相。
又,模具以3個以上模具構件構成時,與上述實施方式1同樣地,裝設同軸纜線20的連通孔111較佳為設置於構成模具的多個模具構件中的可移動模具構件,亦即設置於可動模。
又,模具具有裝設同軸纜線20的2個以上連通孔111時,微波照射手段30可以使腔室100內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式,對腔室100內透過2個以上同軸纜線20分別照射微波。例如微波照射手段30可與上述實施方式1同樣地,以使透過多個同軸纜線20分別於腔室100內照射的微波強度成為相異強度或相同強度等的方式個別設定、或控制透過多個同軸纜線20分別於腔室100內照射的微波位相、或使分別透過多個同軸纜線20照射微波的期間成為相異期間並以使腔室100內微波的強度分佈成為期望強度分佈的方式照射微波。又,控制位相使微波強度局部提高時,裝設同軸纜線20的連通孔111數目更佳為3個以上。例如以使由3個以上連通孔111照射的微波在腔室100內期望位置干涉相長的方式,而控制個別微波的位相,藉此可在期望位置局部加熱等。
(實施方式3) 又,上述各實施方式中,傳送微波照射手段30輸出微波的傳送手段使用同軸纜線20,作為取代可使用可撓性導波管。
圖5(a)為表示本發明的實施方式3的成型裝置第一例的圖式,圖中以剖面表示模具部分。該成型裝置1000a使用可撓性導波管25而取代上述實施方式1中說明的進行壓製成型的成型裝置中的同軸纜線20。
可撓性導波管25例如為可撓曲性導波管。可撓性導波管25例如為側邊具有蛇腹狀的金屬箔等且形成為筒形狀的導波管。可撓性導波管一例例如參照以下非專利文獻1。 非專利文獻1:「方形長型可動導波管」,[online],古川C&B股份有限公司,[平成30年12月7日檢索],網際網路<URL:https://www.furukawa-fcb.co.jp/product/micro/longpipe.htm>。 但本實施方式中可使用的撓性導波管25並不限定於具有上述構造者。在此表示使用長度方向垂直剖面形狀為矩形形狀者作為可撓性導波管25的例子。但可撓性導波管25的剖面形狀並不限定於矩形,例如可為剖面形狀為弧角的矩形或楕圓形或圓形等。在此,剖面形狀例如為可撓性導波管開口剖面形狀。可撓性導波管25剖面形狀與連通孔111剖面形狀較佳為同形狀。例如上述可撓性導波管25剖面形狀為矩形時,連通孔111剖面形狀較佳為亦為矩形。但可撓性導波管25與連通孔111的剖面形狀可為相異形狀。
可撓性導波管25與同軸纜線20同樣地,對模具10的連通孔111裝設第一端部25a,且第二端部25b與微波照射手段30連接。在此表示第一端部25a以覆蓋模具10外側連通孔111所開口部分的方式裝設的例子。藉此使連通孔111與可撓性導波管25的第一端部25a的開口連通。但可撓性導波管25的第一端部25a對連通孔111的裝設方式只要可使在可撓性導波管25內傳送的微波透過連通孔111於模具10的腔室100內照射,則不限定於上述裝設方式。例如第一端部25a對連通孔111的裝設方式可適當利用與同軸纜線20的第一端部20a裝設於連通孔111的裝設方式相同方式。例如與同軸纜線20的第一端部20a同樣地,可以可撓性導波管25的第一端部25a插入連通孔111內的方式進行裝設。又,亦可使可撓性導波管25的第一端部25a透過接頭(無圖示)等而間接裝設於連通孔111。又,與同軸纜線20的第一端部20a同樣地,可於可撓性導波管25的第一端部25a裝設天線(未圖示),並可將該天線配置於連通孔111內。可撓性導波管25較佳為對設置於模具10的可動模的連通孔111進行裝設。連通孔111或天線(無圖示)可設於較輕量較薄的可動模設置連通孔111,藉此相較於設置於固定模,加工模具更為容易。又,可撓性導波管25的第一端部25a較佳為可裝卸地裝設於連通孔111。在此,第一端部25a設置有凸緣26,該凸緣26以螺栓(無圖示)可裝卸地裝設於連通孔111所開口部分的周圍。又,在此,可撓性導波管25的開口部與連通孔111的第一端部25a側的開口部為同形狀且同尺寸,且以開口部彼此重疊的方式裝設。該開口彼此可不為同形狀,也可不為同尺寸。又,用以可裝卸地裝設可撓性導波管25的構造等並不限定於上述。
又,取代在連通孔111的腔室100側設置栓狀構件50,可以使可撓性導波管25的第一端部25a的開口部與腔室100的內表面為相同高度或幾乎相同高度的方式,將第一端部25a插入連通孔111內而裝設,可以與栓狀構件50相同材料的構件塞住第一端部25a的開口部。
可撓性導波管25的第二端部25b與微波照射手段30只要以使微波照射手段30輸出的微波傳送至可撓性導波管25內的方式進行連接,則連接方式不拘。例如可撓性導波管25的第二端部25b可透過無法變形的導波管(無圖示)或同軸纜線等而與微波照射手段30連接。在此的可撓性導波管25的第二端部25b與微波照射手段30的連接可視為例如與微波照射手段30具有的微波振盪器300的連接。
又,個別對於設置於模具10的2個以上連通孔111分別裝設2個以上可撓性導波管25時,與上述各實施方式同樣地,可具有多個微波振盪器300,其中微波照射手段30分別連接於2個以上可撓性導波管25。藉此,微波照射手段30可將各微波振盪器300輸出的微波傳送至與各微波振盪器300連接的可撓性導波管,並由裝設於各可撓性導波管25的2個以上連通孔111照射腔室100內。
又,個別對於設置於模具10的2個以上連通孔111分別裝設2個以上可撓性導波管25時,與上述各實施方式同樣地,微波照射手段30具有的磁控管或半導體型振盪器等一微波振盪器300可透過導波管用分歧器(無圖示)或分配器(無圖示)等分歧手段等而連接於2個以上可撓性導波管25。藉此,微波照射手段30可將一微波振盪器300輸出的微波分歧,並傳送至2個以上可撓性導波管25,可由裝設有各可撓性導波管25的2個以上連通孔111對腔室100內照射微波。又,分歧手段、微波振盪器300可直接連接或透過導波管等而連接,其連接方式為任意而不拘。
又,例如使用由輸入微波分別取出相異強度的微波的分歧器,使磁控管或半導體型振盪器等微波振盪器300輸出的微波分歧,藉此可使經分歧微波強度為相異強度,又,透過磁控管或半導體型振盪器等一微波振盪器300與分歧手段(無圖示)等連接的2個以上可撓性導波管25長度為相異長度,藉此可使分歧後傳送各可撓性導波管25並於腔室100內照射的微波位相為相異位相。又,使磁控管或半導體型振盪器等一微波振盪器300輸出的微波使用分歧手段等分歧並個別傳送至可撓性導波管25,且對經分歧微波至少1個以上使用導波管型位相器或位相控制器變更位相並傳送至可撓性導波管25,藉此可使於腔室100內照射的微波位相為相異位相。又,同樣地,可對經分歧微波至少1個以上以放大器放大並傳送至可撓性導波管25,藉此可使經分歧微波強度為相異強度。又,可於透過磁控管或半導體型振盪器等一微波振盪器300與分歧手段等連接的2個以上可撓性導波管25至少一者設置可視需要阻斷微波傳送的阻斷手段,藉此可使由各可撓性導波管25於腔室100內照射的微波期間為相異期間。
又,上述中說明取代實施方式1中所說明的成型裝置1000的同軸纜線20而使用可撓性導波管25的情形,實施方式2中所說明的成型裝置2000中可使用可撓性導波管25取代同軸纜線20。
圖5(b)為表示本發明的實施方式3的成型裝置第二例的圖式,圖中以剖面表示模具部分。該成型裝置2000a使用可撓性導波管25取代上述實施方式2中所說明進行射出成型的成型裝置中的同軸纜線20。可撓性導波管25對模具10a的裝設方式或可撓性導波管25對微波照射手段30的裝設方式等與上述第一例相同,故在此省略說明。
如上述第一例與第二例所示,在取代同軸纜線20而使用可撓性導波管的成型裝置中,亦與上述實施方式1及2同樣地,微波照射手段30可以腔室內微波強度分佈成為期望強度分佈的方式,透過多個可撓性導波管25分別對腔室100內照射微波。又,微波照射手段30可透過多個可撓性導波管25分別於腔室100內照射經控制位相微波。又,腔室內期望的強度分佈例如可藉由腔室形狀及多個連通孔111配置等而設定,也可控制透過多個可撓性導波管25分別照射的微波位相而設定。又,也可透過多個可撓性導波管25於腔室100內照射相異輸出微波。又,可透過多個同軸纜線在腔室100內進行照射期間分別相異的微波照射。
以上,本實施方式的成型裝置中透過可撓性導波管25對模具的腔室100內照射微波,藉此與使用同軸纜線時同樣地,可適當進行使用模具照射微波的成型材料成型。又,與同軸纜線相比,可撓性導波管的微波衰減較小,故可以高能量效率成型。
又,進行成型時或在成型前後中需移動構成模具的1個以上模具構件,但本實施方式中,與同軸纜線20同樣地使用具可撓性且可彎曲或延伸的可撓性導波管25作為微波照射手段30輸出的微波傳送路,藉此,與使用形狀固定且無法變更形狀的導波管作為傳送路時不同,例如在移動裝設有連通孔111的模具構件時,即使不與模具構件一起移動微波照射手段30,亦可藉由彎曲或延伸可撓性導波管25而移動模具構件,可提高便利性,且不需用以移動微波照射手段30的手段等,可使具備成型裝置的系統整體小型化。
又,將本實施方式的成型裝置使用作為將模具壓製成型用模具,藉由此壓製成型裝置而可在模具構件接近過程中照射微波,藉此可以適當距離對成型材料有效率照射微波。
又,本實施方式中,當然可與上述實施方式1及2同樣地,模具具有的連通孔可為3個以上。又,微波照射手段30可具有2個以上微波振盪器300,且各微波振盪器300可透過分歧手段等與分別裝設於連通孔111的2個以上可撓性導波管25連接。又,多個微波振盪器300的一部分可透過分歧手段等與2個以上可撓性導波管25連接,其他微波照射手段300可分別與一可撓性導波管25連接。又,微波照射手段30具有2個以上微波振盪器300且各微波振盪器300透過分歧手段等分別與2個以上可撓性導波管25連接時,各微波振盪器300輸出微波期間可為相異期間。
又,上述實施方式中說明一成型裝置,用以傳送微波照射手段30輸出的微波的手段為可撓性導波管25,但用以傳送微波照射手段30輸出的微波的手段為可變導波管即可。可變導波管例如為上述可撓性導波管20、或具有可使導波管長度伸縮的滑動機構的滑動式導波管(無圖示)等可傳送微波且可使微波傳送路的形狀變形的導波管。微波傳送路的形狀可變形是指例如傳送路的形狀具有可撓曲性或具有伸縮性。例如可撓性導波管25為可撓曲性可變導波管。又,滑動式導波管(無圖示)為伸縮性可變導波管。滑動式導波管的滑動機構例如具有與伸縮鏡頭或望遠鏡等相同的管或筒伸縮機構。滑動式導波管可參照專利文獻的日本特開平8-288710號公報。將如此可變導波管作為傳送微波照射手段30輸出的微波的手段,藉此與上述各實施方式同樣地,例如移動設置有連通孔111的模具構件時,即使不與模具構件一起移動微波照射手段30,亦可將可變導波管彎曲或延伸、或在模具構件移動方向使滑動機構滑動並伸縮,藉此而移動模具構件,可提高便利性,且不需用以移動微波照射手段30的手段等,可使具備成型裝置的系統整體小型化。又,可變導波管中,第一端部裝設於模具的連通孔,第二端部連接於微波照射手段。例如可變導波管的第二端部與微波輸出手段具有的微波振盪器連接。又,與模具連接的2個以上可變導波管可以分配器等分歧手段(無圖示)分歧。
又,上述各實施方式中說明一成型裝置,用以傳送微波照射手段30輸出的微波的手段為同軸纜線20或可撓性導波管等可變導波管,但用以傳送微波照射手段30輸出的微波的手段只要為可變傳送手段,則不限定於上述構成。可變傳送手段例如為同軸纜線20或可變導波管等可傳送微波且微波傳送路的形狀可變形的手段。微波傳送路的形狀可變形與上述相同,例如為傳送路的形狀具有可撓曲性或具有伸縮性。例如該可變傳送手段的第一端部裝設於模具的連通孔,第二端部連接於微波照射手段。例如可變傳送手段的第二端部可與微波照射手段具有的微波振盪器連接。
將如此可變傳送手段使用作為傳送微波照射手段30所輸出微波的手段,藉此與上述各實施方式同樣地,例如移動設置有連通孔111的模具構件時,即使不與模具構件一起移動微波照射手段30,亦可將可變傳送手段彎曲或延伸、或在模具構件的移動方向使滑動機構滑動伸縮,藉此移動模具構件,可提高便利性,且不需用以移動微波照射手段30的手段等,可使具備成型裝置的系統整體小型化。
使用如此可變傳送手段的成型裝置亦與上述各實施方式同樣地,微波照射手段30可以腔室內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式透過多個可變傳送手段分別對腔室100內照射微波。又,與上述各實施方式同樣地,微波照射手段30可透過多個可變傳送手段分別於腔室100內照射經控制位相的微波。又,腔室內期望的強度分佈例如可藉由腔室形狀及多個連通孔111的配置等而設定,亦可控制透過多個可變傳送手段分別照射的微波位相而設定。又,與上述各實施方式同樣地,可透過多個可變傳送手段於腔室100內照射相異輸出的微波。又,與上述各實施方式同樣地,可透過多個可變傳送手段於腔室100內進行照射期間個別相異的微波照射。
又,與上述同軸纜線20或可撓性導波管25等同樣地,與模具連接的2個以上可變傳送手段可以分配器等分歧手段(無圖示)分歧。又,可與上述同軸纜線20或可撓性導波管25的情形同樣地,可將經分歧且分別傳送至可變傳送手段的微波至少一者放大並輸出相異強度微波。又,與上述同軸纜線20或可撓性導波管25的情形同樣地,可使用位相器等控制經分歧且分別傳送至可變傳送手段的微波至少一者的位相,並使於腔室內輸出的微波位相為相異位相。又,可將經分歧且分別傳送至可變傳送手段的微波至少一者在預先決定的固定或不定時機等阻斷等,藉此可使微波的照射期間為相異期間。
又,可變傳送手段可以可傳送微波方式連接相異構造的可變傳送手段(例如同軸纜線與可撓性導波管)。又,可變傳送手段為可具有傳送路的形狀可變形部分與形狀不可變形部分的手段。但如此可變傳送手段較佳為可藉由使形狀可變形的部分形狀變形(例如彎曲或伸縮)而可在不取下可變傳送手段下使設置有連通孔111的模具構件等移動。例如以可傳送微波的方式將同軸纜線及可變導波管至少一者、可變導波管以外為形狀不可變的導波管等的形狀固定的傳送手段進行連接者,其可視為具有傳送路可變形部分及不可變形部分的可變傳送手段。
又,上述各實施方式中舉成型裝置為縱型壓製成型裝置時或橫型射出成型裝置時為例說明,但成型裝置只要是利用模具成型的裝置,則不限定於該等裝置。例如成型裝置可為橫型壓製成型裝置或縱型射出成型裝置。
本發明不限定於以上實施方式,可行各種變更,該等亦包括於本發明的範圍內而不需贅言。
[產業上的可利用性] 如上述,本發明的成型裝置等適於使用模具的成型裝置等,尤其可使用作為利用微波照射的成型裝置等。
10、10a‧‧‧模具 11、11a‧‧‧第一模具構件 12、12a‧‧‧第二模具構件 20‧‧‧同軸纜線 20a、25a‧‧‧第一端部 20b、25b‧‧‧第二端部 25‧‧‧可撓性導波管 26‧‧‧凸緣 30‧‧‧微波照射手段 40‧‧‧微波天線 50‧‧‧栓狀構件 60‧‧‧冷卻裝置 61‧‧‧供給用管 62‧‧‧排出用管 70‧‧‧射出裝置 71‧‧‧射出口 100‧‧‧腔室 100a‧‧‧內表面 111‧‧‧連通孔 112‧‧‧側面 121‧‧‧側壁 122‧‧‧內側面 221‧‧‧注入孔 300‧‧‧微波振盪器 500‧‧‧微波 1000、1000a、2000、2000a‧‧‧成型裝置
圖1為表示本實施方式1中成型裝置的立體圖(圖1(a))及剖面圖(圖1(b))。 圖2為表示使用同成型裝置的成型品製造方法的剖面圖(圖2(a)~圖2(d))。 圖3為表示本實施方式2中的成型裝置的剖面圖。 圖4為表示使用同成型裝置的成型品製造方法的剖面圖(圖4(a)~圖4(d))。 圖5為表示本實施方式3中成型裝置第一例的圖式(圖5(a))、及第二例的圖式(圖5(b))。
10‧‧‧模具
11‧‧‧第一模具構件
12‧‧‧第二模具構件
20‧‧‧同軸纜線
20a‧‧‧第一端部
20b‧‧‧第二端部
30‧‧‧微波照射手段
40‧‧‧微波天線
50‧‧‧栓狀構件
60‧‧‧冷卻裝置
61‧‧‧供給用管
62‧‧‧排出用管
100‧‧‧腔室
100a‧‧‧內表面
111‧‧‧連通孔
112‧‧‧側面
121‧‧‧側壁
122‧‧‧內側面
300‧‧‧微波振盪器
1000‧‧‧成型裝置

Claims (17)

  1. 一種成型裝置,具備: 模具,具備形成成型用腔室的多個模具構件,且具有使前述模具的外部與前述腔室連通的多個連通孔; 微波傳送用的多個可變傳送手段,第一端部分別裝設於前述多個連通孔;以及 微波照射手段,與前述多個可變傳送手段的第二端部連接,並透過前述多個可變傳送手段對前述腔室內照射微波。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段對配置於前述腔室內的成型材料照射微波。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之成型裝置,其中, 配置於前述腔室內的成型材料為固體或液體的成型材料, 前述微波照射手段對前述成型材料照射微波並加熱。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段以前述腔室內微波的強度分佈成為期望的強度分佈的方式,對前述腔室內透過前述多個可變傳送手段分別照射微波。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段透過前述多個可變傳送手段分別控制照射的微波位相。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段照射相異頻率的微波。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段透過前述多個可變傳送手段照射相異輸出的微波。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段使透過多個可變傳送手段照射微波的期間為相異期間。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述多個模具構件包括可動模及固定模, 前述連通孔設置於可動模。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述多個模具構件具有照射微波時照射於前述腔室內的微波不會洩漏至前述模具的外部的形狀。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述微波照射手段具有半導體型振盪器或注入鎖定型振盪器。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述可變傳送手段為同軸纜線或可變導波管。
  13. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述可變傳送手段為可撓性導波管或滑動式導波管。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之成型裝置,其中, 前述模具為壓製成型用模具。
  15. 一種模具,具備形成成型用腔室的多個模具構件,其中, 前述模具具有多個連通孔,使前述模具的外部與前述腔室連通,並分別裝設有用以對前述腔室內照射微波的多個可變傳送手段。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之模具,其中, 裝設於前述連通孔的可變傳送手段為用以對配置於前述腔室的成型材料照射微波的可變傳送手段。
  17. 一種成型品製造方法,具備: 在模具的腔室內配置成型材料的步驟,前述模具具備形成成型用腔室的多個模具構件,且具有使前述模具的外部與前述腔室連通的多個連通孔;以及 對於配置於前述模具的腔室內的成型材料,透過分別裝設於前述模具的多個連通孔的多個可變傳送手段而照射微波的步驟。
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