TWI616299B - 生產系統及成形方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種生產系統，包括一平板熱壓機及一預成形裝置，其中前述預成形裝置設於前述平板熱壓機之一側。前述預成形裝置包括一高分子移載模具、一壓力產生機構、一溫度控制模組、以及一模具移載機構，其中高分子移載模具包括相互連通的一容置空間和至少一穿孔，容置空間係用以容置一高分子材料。壓力產生機構可活動地容置於容置空間中，用以將前述高分子材料經由該穿孔壓出該容置空間。溫度控制模組和模具移載機構設置於高分子移載模具上，且模具移載機構包括至少一與穿孔連通之溝槽，其中高分子材料於溝槽內形成一半成品，且平板熱壓機熱壓前述半成品成為一具有特定形狀之物件。

Description

生產系統及成形方法

本發明係有關於一種生產系統。更具體地來說，本發明有關於一種具有預成形裝置之生產系統。

一般熱壓加工的步驟係把原料設置於成形槽中，經由加熱及壓製後形成產品，為了使原料易於反應，加熱溫度通常高於一百度，然而，若此原料為橡膠等含有硫化物之材料，則高溫下容易產生化學變化，若在加工過程中需暫時停止，則該批原料即無法繼續使用。此外，一般熱壓加工中亦容易產生過多的溢料，造成不必要的浪費。

為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種生產系統，包括一平板熱壓機及一預成形裝置，其中前述預成形裝置設於前述平板熱壓機之一側。前述預成形裝置包括一高分子移載模具、一壓力產生機構、一溫度控制模組、以及一模具移載機構，其中高分子移載模具包括相互連通的一容置空間和至少一穿孔，容置空間係用以容置一高分子材料。壓力產生機構可活動地容置於容置空間中，用以將前述高分子材料經由該穿孔壓出該容置空間。溫度控制模組和模具移載機構設置於高分子移載模具上，且模具移載機構包括至少一與穿孔連通之溝槽，其中高分子材料於溝槽內形成一半成品，且平板熱壓機熱 壓前述半成品成為一具有特定形狀之物件。

本發明一實施例中，前述模具移載機構包括一第一模板和一第二模板，第一模板具有至少一凸出部，且溝槽形成於第二模板上，其中凸出部可活動地容置於溝槽中。

本發明一實施例中，前述模具移載機構包括至少一氣孔和至少一封閉件，其中前述氣孔與溝槽連接，且封閉件活動地設置於氣孔。

本發明一實施例中，前述預成形裝置更包括一氣體控制元件，連接前述氣孔並透過氣孔對容置空間抽氣或注入氣體。

本發明一實施例中，前述模具移載機構可相對於高分子移載模具移動至平板熱壓機。

本發明一實施例中，前述溫度控制模組加熱該高分子材料至20~130度。

本發明一實施例中，前述溝槽之寬度與物件之寬度大致相同。

本發明更提供一種成形方法，包括設置一高分子材料於一高分子移載模具中、加熱前述高分子材料、擠壓前述高分子材料，使高分子材料由高分子移載模具之至少一穿孔進入一模具移載機構之一溝槽內，以形成一半成品、移動前述半成品至一平板熱壓機之一成形槽、以及利用平板熱壓機將前述半成品熱壓成為一具有預設形狀之物件，其中溝槽之寬度與物件之寬度大致相同。

本發明一實施例中，前述移動半成品至平板熱壓 機之一成形槽之步驟包括移動模具移載機構並對齊溝槽與成形槽、以及使半成品脫離溝槽。

本發明一實施例中，前述加熱該高分子材料之步驟包括提供一溫度控制模組、以及利用溫度控制模組加熱高分子材料，其中溫度控制模組加熱該高分子材料至70~90度。

100‧‧‧預成形裝置

110‧‧‧壓力產生機構

111‧‧‧凸起

120‧‧‧高分子移載模具

121‧‧‧容置空間

122‧‧‧穿孔

130‧‧‧溫度控制模組

140‧‧‧模具移載機構

141‧‧‧第一模板

141a‧‧‧凸出部

142‧‧‧第二模板

142a‧‧‧溝槽

200‧‧‧平板熱壓機

210‧‧‧上模

211‧‧‧成形槽

212‧‧‧溢料槽

220‧‧‧下模

221‧‧‧成形槽

230‧‧‧加熱片

A‧‧‧氣孔

A1‧‧‧第一方向

A2‧‧‧第二方向

B‧‧‧本體

C‧‧‧中心線

D1、D2‧‧‧寬度

R‧‧‧高分子材料

R1‧‧‧半成品

R2‧‧‧成形物

S‧‧‧封閉件

第1圖係表示本發明一實施例之生產系統示意圖。

第2圖係表示第1圖中之預成形裝置之剖視爆炸圖。

第3圖係表示第1圖中之預成形裝置去除第一模板後之上視圖。

第4A圖係表示第1圖中之平板熱壓機示意圖。

第4B圖係表示第4A圖中之下模的上視圖。

第5圖係表示高分子材料填入於容置空間中之示意圖。

第6圖係表示壓力產生機構擠壓高分子材料之示意圖。

第7圖係表示半成品形成於溝槽中之示意圖。

第8圖係表示對齊溝槽與成形槽之示意圖。

第9圖係表示半成品脫離溝槽之示意圖。

第10圖係表示利用平板熱壓機形成一具有特定形狀之物件之示意圖。

第11圖係表示本發明一實施例之成形方法之流程圖。

第12A、12B圖係表示本發明另一實施例中之模具移載機構示意圖。

以下說明本發明實施例之生產系統及成形方法。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

首先請參閱第1圖，本發明一實施例之生產系統包括一預成形裝置100以及一平板熱壓機200，其中預成形裝置100係將一高分子材料(例如橡膠、熱塑性彈性體(TPE)等)預成形為一半成品，平板熱壓機200再將此半成品熱壓成為一具有特定形狀之物件，以下將詳細介紹預成形裝置100以及平板熱壓機200之結構。

第2圖係表示第1圖中之預成形裝置100的剖視爆炸圖，前述預成形裝置100主要包括一壓力產生機構110、一高分子移載模具120、一溫度控制模組130、以及一模具移載機構140，其中高分子移載模具120係設置於前述壓力產生機構110和模具移載機構140之間，並形成有一容置空間121和至少一穿孔122，且穿孔122與容置空間121相互連通。壓力產生機構110具有一凸起111，其尺寸略小於前述容置空間121，在製造半成品時可將壓力產生機構110插入容置空間121內，藉以將高分子 材料擠入模具移載機構140中。

請一併參閱第1、2圖，於本實施例中，模具移載機構140包括一第一模板141和一第二模板142，其中第二模板142設置於第一模板141與高分子移載模具120之間。第一模板141上形成有至少一凸出部141a，而第二模板142上則形成有至少一溝槽142a，凸出部141a的尺寸與溝槽142a之尺寸大致相同，其中凸出部141a可封閉溝槽142a上端之開口並可於溝槽142a內上下移動(如第1圖中箭頭方向所示)。

第3圖係表示前述預成形裝置100移除第一模板141後之上視圖，如圖所示，本實施例中之第二模板142具有複數個溝槽142a，對應於高分子移載模具120上的複數個穿孔122，且穿孔122與溝槽142a連通。具體而言，前述溝槽142a大致位於第二模板142之中央並具有等距之間隔，其中每一個溝槽142a分別對應兩個穿孔122，且前述兩個穿孔122將長條形的溝槽142a沿X軸方向劃分為大致相等的三個區域，溫度控制模組130則嵌設於高分子移載模具120中並圍繞容置空間121。

此外，穿孔122和容置空間121係對稱於中心線C，因此高分子材料可經由穿孔122擠入溝槽142a中，且可均勻地擴散並填充於前述溝槽142a內。在本實施例中，模具移載機構140表面可鍍有表面離型劑(例如鐵氟龍、陶瓷粉墨、聚四氟乙烯(Polytetrafluorotrhylene，TPFE)等)，以利半成品的脫離。

於一些實施例中，溫度控制模組130亦可設置於高分子移載模具120上並且圍繞於高分子移載模具120之外側，或可在高分子移載模具120上鄰近容置空間121之位置處形成插 槽，並將加熱棒插入此插槽中，藉以對容置空間121內的高分子材料加熱。

接著請參閱第4A、4B圖，前述平板熱壓機200主要包括一產品模組以及一加熱系統。於本實施例中，產品模組包括一上模210和一下模220，加熱系統則包括兩個加熱片230，其中上模210及下模220係設置於兩個加熱片230之間。如第4A圖所示，上模210及下模220分別形成有相對向的成形槽211、221，且上模210上更形成有一溢料槽212。

應注意的是，前述溝槽142a之寬度D1(第3圖)與利用成形槽211熱壓形成的物件之寬度D2(第4B圖)大致相同，因此在平板熱壓機200加工後之溢料可大幅減少。

以下說明本發明一實施例之成形方法，請一併參閱第5~10圖以及第11圖，其中第11圖係表示前述成形方法之流程圖。首先，如第5圖所示，設置一高分子材料R於高分子移載模具120中(步驟S1)，更具體地來說，高分子材料R係設置於高分子移載模具120的容置空間121中。接著，溫度控制模組130可提供熱能以加熱高分子材料R(步驟S2)，使其具有可塑性，需特別注意的是，溫度控制模組130可加熱高分子材料R至20~130度(例如80度)，使高分子材料R不會因高溫而產生化學變化。

如第6、7圖所示，待加熱一定時間後，壓力產生機構110可沿一第一方向A1向上方移動(例如以油壓或螺桿方式帶動)，使凸起111進入高分子移載模具120的容納空間121中並擠壓前述高分子材料R，此時高分子材料R會經由穿孔122進 入模具移載機構140之溝槽142a中，以形成如第7圖所示的半成品R1(步驟S3)。接著，請參閱第8圖，可沿一第二方向A2移動前述模具移載機構140，並使溝槽142a和半成品R1對齊下模220上的成形槽221(步驟S4)，其中第二方向A2垂直第一方向A1。於一些實施例中，模具移載機構140可沿第一方向A1及第二方向A2移動。

然後，如第9圖所示，可使前述模具移載機構140的第一模板141相對於第二模板142移動，以藉由凸出部141a推動前述半成品R1，使半成品R1脫離溝槽142a並落在成形槽221上(步驟S5)。最後，如第10圖所示，利用前述平板熱壓機200中的上模210和下模220相互壓合，以將半成品R1熱壓成為一具有特定形狀的物件R2(步驟S6)。此時，模具移載機構140可再回到高分子移載模具120上方，使壓力產生機構110繼續擠壓高分子材料R至模具移載機構140內以製造半成品R1，藉此生產效率可獲得大幅提升。

於一些實施例中，可以以手動方式直接將半成品R1移動至平板熱壓機200的成形槽221上。此外，如第12A、12B圖所示，於另一實施例中，前述模具移載機構140亦可僅包括一本體B及一封閉件S，且本體B上形成有相互連通的溝槽142a及氣孔A，其中封閉件S可相對於本體B左右移動，此外預成形裝置100中可設置與氣孔A連接之一氣體控制元件(未圖示)。當封閉件S封閉氣孔A時(第12A圖)，半成品可成形於溝槽142a中，而當封閉件S由氣孔A移開後(第12B圖)，氣體控制元件(例如氣體幫浦)可透過氣孔A抽氣以產生吸力吸附溝槽142a中的 半成品，以避免黏性較低的半成品在移動模具移載機構140時掉落，或者氣體控制元件亦可透過氣孔A將氣體注入溝槽142a以使半成品脫離溝槽142a。

綜上所述，本發明提供一種生產系統及成形方法，可避免高分子材料因為溫度控制模組的溫度產生化學變化而變質。再者，由於預成形裝置所產生的半成品寬度與最終的物件寬度相當，因此可減少溢料的產生。另一方面，經由本發明之預成形裝置所產生的半成品可緊密地填充溝槽，因此內部不會產生氣泡，使熱壓後的物件品質可獲得顯著提升。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何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，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個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，當可做些許之更動與潤 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。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

Claims (10)

1. 一種生產系統，包括：一平板熱壓機，包括：一產品模組；以及一加熱系統，連接該產品模組；以及一預成形裝置，設置於該平板熱壓機之一側，包括：一高分子移載模具，包括相互連通的一容置空間和至少一穿孔，其中該容置空間係用以容置一高分子材料；一壓力產生機構，可活動地容置於該容置空間中，用以將該高分子材料經由該穿孔壓出該容置空間；一溫度控制模組，設置於該高分子移載模具上；以及一模具移載機構，設置於該高分子移載模具上，包括至少一溝槽，且該溝槽與該穿孔連通，其中該高分子材料於該溝槽內形成一半成品，且該平板熱壓機熱壓該半成品成為一具有特定形狀之物件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生產系統，其中該模具移載機構包括一第一模板和一第二模板，該第一模板具有至少一凸出部，且該溝槽形成於該第二模板上，其中該凸出部可活動地容置於該溝槽中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之生產系統，其中該模具移載機構包括至少一氣孔，且該模具移載機構更包括一氣體控制元件，其中該氣孔連接該溝槽，且該氣體控制元件連接該氣孔並透過該氣孔對容置空間抽氣或注入氣體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之生產系統，其中該模具移載機 構可相對於該高分子移載模具移動至該平板熱壓機。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生產系統，其中該溝槽之寬度與該物件之寬度大致相同。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生產系統，其中該壓力產生機構係由油壓或螺桿方式帶動。
7. 一種成形方法，包括：設置一高分子材料於一高分子移載模具中；加熱該高分子材料；擠壓該高分子材料，使該高分子材料由該高分子移載模具之至少一穿孔進入一模具移載機構之一溝槽內，以形成一半成品；移動該半成品至一平板熱壓機之一成形槽；以及利用該平板熱壓機將該半成品熱壓成為一具有特定形狀之物件，其中該溝槽之寬度與該物件之寬度大致相同。
8. 如申請專利範圍第7項所述之成形方法，其中移動該半成品至該平板熱壓機之一成形槽之步驟包括：移動該模具移載機構並對齊該溝槽與該成形槽；以及使該半成品脫離該溝槽。
9. 如申請專利範圍第7項所述之成形方法，其中加熱該高分子材料之步驟包括：提供一溫度控制模組；以及利用該溫度控制模組加熱該高分子材料，其中該溫度控制模組加熱該高分子材料至20~130度。
10. 如申請專利範圍第7項所述之成形方法，其中該成形方法更 包括提供一壓力產生機構，並利用該壓力產生機構向上方擠壓該高分子材料。