TW202027942A - 射出成型設備及射出成型方法 - Google Patents

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Abstract

一種射出成型設備，包括一陶瓷粉末材料射出裝置、一超臨界流體提供裝置及一模具。陶瓷粉末材料射出裝置適於容納一陶瓷粉末材料。超臨界流體提供裝置適於提供一超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置。模具具有一模穴，其中陶瓷粉末材料射出裝置適於混合陶瓷粉末材料及超臨界流體而形成一混合材料，並射出混合材料至模穴內。此外，一種射出成型方法亦被提及。

Description

射出成型設備及射出成型方法
本發明是有關於一種成型設備及成型方法，且特別是有關於一種射出成型設備及射出成型方法。
陶瓷粉末射出成型技術因其高產能以及高尺寸複雜性，而在近年來開始受到重視並快速發展。然而，陶瓷粉末本身不具流動性，因此需要依靠其他添加劑來增加其流動性。然而，一般添加劑對其流動性的提升依舊無法滿足製程需求，容易因為流動性不足使產品發生翹曲等缺陷。此外，產品成型時會因所述添加劑與陶瓷粉末的分佈不均勻，造成產品密度不均，使得結構強度受到不良影響。
本發明提供一種射出成型設備及射出成型方法，可有效提升陶瓷粉末材料的流動性，且可使其密度均勻。
本發明的射出成型設備包括一陶瓷粉末材料射出裝置、一超臨界流體提供裝置及一模具。陶瓷粉末材料射出裝置適於容納一陶瓷粉末材料。超臨界流體提供裝置適於提供一超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置。模具具有一模穴，其中陶瓷粉末材料射出裝置適於混合陶瓷粉末材料及超臨界流體而形成一混合材料，並射出混合材料至模穴內。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型設備包括一管路及一壓力感測元件，其中管路連接於陶瓷粉末材料射出裝置與超臨界流體提供裝置之間，超臨界流體提供裝置適於透過管路提供超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置，壓力感測元件配置於管路。
在本發明的一實施例中，上述的超臨界流體提供裝置包括一氣體加壓單元，氣體加壓單元適於加壓一氣體而形成超臨界流體。
在本發明的一實施例中，上述的超臨界流體提供裝置包括一氣體加熱單元，氣體加壓單元適於加熱一氣體而形成超臨界流體。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型設備包括一氣體提供裝置，其中氣體提供裝置適於提供一氣體至模穴內而增加模穴內的壓力，以增加模穴內的陶瓷粉末材料的密度。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型設備包括一管路及一壓力感測元件，其中管路連接於模具與氣體提供裝置之間，氣體提供裝置適於透過管路提供氣體至模具，壓力感測元件配置於管路。
本發明的射出成型方法包括以下步驟。藉由一陶瓷粉末材料射出裝置容納一陶瓷粉末材料。藉由一超臨界流體提供裝置提供一超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置。藉由陶瓷粉末材料射出裝置混合陶瓷粉末材料及超臨界流體而形成一混合材料，並射出混合材料至一模具的一模穴內。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型方法包括藉由一氣體加壓單元加壓一氣體而形成超臨界流體。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型方法包括藉由一氣體加熱單元加熱一氣體而形成超臨界流體。
在本發明的一實施例中，上述的射出成型方法包括藉由一氣體提供裝置提供一氣體至模穴內而增加模穴內的壓力，以增加模穴內的陶瓷粉末材料的密度。
基於上述，本發明將超臨界流體混合於陶瓷粉末材料，以藉由超臨界流體的特性來降低陶瓷粉末材料的黏度，從而有效增加陶瓷粉末材料的流動性，減少射出成型過程中的阻力，以提升製程良率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例的射出成型設備的示意圖。請參考圖1，本實施例的射出成型設備100包括一陶瓷粉末材料射出裝置110、一超臨界流體提供裝置120、一模具130及一氣體提供裝置140。陶瓷粉末材料射出裝置110適於容納一陶瓷粉末材料。應注意的是，本實施例的一陶瓷粉末材料並非限制於單一陶瓷粉末粒子，而是指包括多個陶瓷粉末粒子組合而成的陶瓷粉末材料整體。
超臨界流體提供裝置120適於提供一超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置110。陶瓷粉末材料射出裝置110適於藉其螺桿112混合陶瓷粉末材料及超臨界流體而形成一混合材料，並射出混合材料(即陶瓷粉末材料及超臨界流體)至模具130的模穴132內。氣體提供裝置140適於提供一氣體至模穴132內而增加模穴132內的壓力，以增加模穴132內的陶瓷粉末材料的密度。所述氣體例如是惰性氣體。在混合材料被射出至模穴132內而成型之後，可再藉由脫脂及燒結等後續製程來完成射出成型產品的製作。
如上述般將超臨界流體混合於陶瓷粉末材料，可藉由超臨界流體的特性來降低陶瓷粉末材料的黏度，從而有效增加陶瓷粉末材料的流動性，減少射出成型過程中的阻力，以提升製程良率。此外，如上述般增加模穴132內的壓力，可在射出成型過程中藉由高壓的環境讓陶瓷粉末材料維持於緊實的狀態，使其密度均勻，以提升製程良率。
詳細而言，本實施例的超臨界流體提供裝置120包括一氣體加壓單元122及一過濾單元124。過濾單元124適於過濾來自一氣體儲存單元50的氣體(如惰性氣體)，且經過濾的氣體被輸送至氣體加壓單元122。氣體加壓單元122適於加壓此氣體而形成超臨界流體。依據來源氣體的不同，氣體加壓單元122可更改為氣體加熱單元或氣體加壓/加熱單元，以對來源氣體進行加熱或加壓/加熱，本發明不對此加以限制。
另一方面，本實施例的氣體提供裝置140包括一氣體注入單元142及一過濾單元144。過濾單元144適於過濾來自一氣體儲存單元60的氣體(如惰性氣體)，且經過濾的氣體被輸送至氣體注入單元142。氣體注入單元142適於藉由氣體反壓(Gas Counter Pressure)技術將此氣體注入模具130，以增加模具130內的壓力。
此外，本實施例的射出成型設備100包括一管路150及一壓力感測元件152。管路150連接於陶瓷粉末材料射出裝置110與超臨界流體提供裝置120之間，超臨界流體提供裝置120適於透過管路150提供超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置110，壓力感測元件152配置於管路150而可用於感測氣體注入陶瓷粉末材料射出裝置110時的壓力，據以控制超臨界流體提供裝置120將氣體注入陶瓷粉末材料射出裝置110時的注入壓力。
類似地，本實施例的射出成型設備100包括另一管路160及另一壓力感測元件162。管路160連接於模具130與氣體提供裝置140之間，氣體提供裝置140適於透過管路160提供氣體至模具130，壓力感測元件162配置於管路160而可用於感測氣體注入模具130時的壓力，據以控制氣體提供裝置140將氣體注入模具130時的注入壓力。
在其他實施例中，可省略氣體提供單元140的配置，或可省略超臨界流體提供裝置120的配置，本發明不對此加以限制。以下藉由圖式對此舉例說明。
圖2是本發明另一實施例的射出成型設備的示意圖。圖3是圖2的射出成型設備的射出成型方法流程圖。圖2所示射出成型設備100A與圖1所示射出成型設備100的不同處在於，圖2所示實施例省略了氣體提供單元140的配置，其超臨界流體提供裝置120的操作流程相同或相似於圖1所示實施例的超臨界流體提供裝置120的操作流程，配合圖3簡述如下。首先，藉由陶瓷粉末材料射出裝置110容納陶瓷粉末材料(步驟S602)。接著，藉由超臨界流體提供裝置120提供超臨界流體至陶瓷粉末材料射出裝置110(步驟S604)。藉由陶瓷粉末材料射出裝置110混合陶瓷粉末材料及超臨界流體而形成混合材料，並射出混合材料至模具130的模穴132內(步驟S606)。
圖4是本發明另一實施例的射出成型設備的示意圖。圖5是圖4的射出成型設備的射出成型方法流程圖。圖4所示射出成型設備100B與圖1所示射出成型設備100的不同處在於，圖2所示實施例省略了超臨界流體提供裝置120的配置，其氣體提供單元140的操作流程相同或相似於圖1所示實施例的氣體提供單元140的操作流程，配合圖5簡述如下。首先，藉由陶瓷粉末材料射出裝置110容納陶瓷粉末材料(步驟S702)。接著，藉由陶瓷粉末材料射出裝置110射出至少陶瓷粉末材料至模具130的模穴132內(步驟S704)。藉由氣體提供裝置140提供氣體至模穴132內而增加模穴132內的壓力，以增加模穴132內的陶瓷粉末材料的密度(步驟S706)。
綜上所述，本發明將超臨界流體混合於陶瓷粉末材料，以藉由超臨界流體的特性來降低陶瓷粉末材料的黏度，從而有效增加陶瓷粉末材料的流動性，減少射出成型過程中的阻力，以提升製程良率。此外，本發明利用氣體提供裝置來增加模穴內的壓力，以在射出成型過程中藉由高壓的環境讓陶瓷粉末材料維持於緊實的狀態，使其密度均勻，以進一步提升製程良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
50、60:氣體儲存單元 100、100A、100B:射出成型設備 110:陶瓷粉末材料射出裝置 112:螺桿 120:超臨界流體提供裝置 122:氣體加壓單元 124:過濾單元 130:模具 132:模穴 140:氣體提供裝置 142:氣體注入單元 144:過濾單元 150、160:管路 152、162:壓力感測元件
圖1是本發明一實施例的射出成型設備的示意圖。 圖2是本發明另一實施例的射出成型設備的示意圖。 圖3是圖2的射出成型設備的射出成型方法流程圖。 圖4是本發明另一實施例的射出成型設備的示意圖。 圖5是圖4的射出成型設備的射出成型方法流程圖。
50、60:氣體儲存單元
100:射出成型設備
110:陶瓷粉末材料射出裝置
112:螺桿
120:超臨界流體提供裝置
122:氣體加壓單元
124:過濾單元
130:模具
132:模穴
140:氣體提供裝置
142:氣體注入單元
144:過濾單元
150、160:管路
152、162:壓力感測元件

Claims (10)

  1. 一種射出成型設備，包括： 一陶瓷粉末材料射出裝置，適於容納一陶瓷粉末材料； 一超臨界流體提供裝置，適於提供一超臨界流體至該陶瓷粉末材料射出裝置；以及 一模具，具有一模穴，其中該陶瓷粉末材料射出裝置適於混合該陶瓷粉末材料及該超臨界流體而形成一混合材料，並射出該混合材料至該模穴內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型設備，包括一管路及一壓力感測元件，其中該管路連接於該陶瓷粉末材料射出裝置與該超臨界流體提供裝置之間，該超臨界流體提供裝置適於透過該管路提供該超臨界流體至該陶瓷粉末材料射出裝置，該壓力感測元件配置於該管路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型設備，其中該超臨界流體提供裝置包括一氣體加壓單元，該氣體加壓單元適於加壓一氣體而形成該超臨界流體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型設備，其中該超臨界流體提供裝置包括一氣體加熱單元，該氣體加熱單元適於加熱一氣體而形成該超臨界流體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型設備，包括一氣體提供裝置，其中該氣體提供裝置適於提供一氣體至該模穴內而增加該模穴內的壓力，以增加該模穴內的該陶瓷粉末材料的密度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的射出成型設備，包括一管路及一壓力感測元件，其中該管路連接於該模具與該氣體提供裝置之間，該氣體提供裝置適於透過該管路提供該氣體至該模具，該壓力感測元件配置於該管路。
  7. 一種射出成型方法，包括： 藉由一陶瓷粉末材料射出裝置容納一陶瓷粉末材料； 藉由一超臨界流體提供裝置提供一超臨界流體至該陶瓷粉末材料射出裝置；以及 藉由該陶瓷粉末材料射出裝置混合該陶瓷粉末材料及該超臨界流體而形成一混合材料，並射出該混合材料至一模具的一模穴內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的射出成型方法，包括藉由一氣體加壓單元加壓一氣體而形成該超臨界流體。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的射出成型方法，包括藉由一氣體加熱單元加熱一氣體而形成該超臨界流體。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的射出成型方法，包括藉由一氣體提供裝置提供一氣體至該模穴內而增加該模穴內的壓力，以增加該模穴內的該陶瓷粉末材料的密度。
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