WO2014076347A1 - Procedimiento de termoconformado de piezas laminares flexibles. - Google Patents

Procedimiento de termoconformado de piezas laminares flexibles. Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a thermoforming process of flexible laminar pieces, which makes it possible to reproduce three-dimensional surfaces to obtain pieces or objects with finished shapes, especially based on plastic materials.
  • the process of the invention is carried out by means of a tool comprising at least one deformable surface on which, once the forms to be obtained are reproduced, the sheet to be formed is attached and the thermoforming thereof is carried out. , by applying heat on the sheet, which will then be pushed against the surface reproduced in the tool.
  • thermoforming process of plastic parts laminar pieces is already known, by means of a mold that is created from a deformable surface. On the deformable surface created the sheet piece to be formed is arranged and then the thermoforming thereof is applied, applying heat on the sheet piece, at the same time that vacuum is created between the sheet piece and the mold surface, through holes suckers. Another problem is that each time we proceed with forming with different shapes, it is necessary to create a new mold.
  • a tool for forming templates is known from US4510636, consisting of an infinity of attached and axially movable stems, which are mounted in a box. By applying certain shapes (sole of the foot) on the sterile end of the stems, the same shapes are reproduced at the inner end. On the forms reproduced at the inner end of the stems, which remain inside the box, the piece is applied to form the template, which is formed by pressurized air inflated in the chamber.
  • the template forming is done on the end of the stems opposite to the one on which the shape to be obtained was reproduced and also the forming is done by direct application of pressure on the external surface of the template, opposite to the support surface on the stems.
  • the present invention has as its object a thermoforming process of flexible laminar pieces, of the type initially exposed, in which the surface reproduced on the deformable surface of the tool has an infinity of points and / or lines through which vacuum is created and that are located close to each other.
  • a complete adaptation thereof is achieved to the mold shapes and thereby a perfect reproduction of the desired shapes in the laminar piece.
  • thermoforming of the laminar piece is carried out by means of a tool that has a deformable surface, constituted by an infinity of small independent areas, which can be supported by axially displaceable stems or be constituted by the section of said stems, which are mounted in a sealed lower chamber.
  • the small independent areas are separated by interstices that communicate with the lower sealed chamber, which in turn has a mouth through which said chamber can be connected with a vacuum source.
  • the necessary vacuum effect can be applied through the aforementioned interstices on the lower surface of the sheet to allow this piece to be applied on the forms reproduced by the ends of the stems and perfectly adapts to said shapes.
  • the process of the invention is carried out with a mold of the exposed type and comprises the following steps:
  • the deformable surface of the mold is constituted by an infinity of small independent areas separated by interstices through which the vacuum is applied to the sheet, to propel said piece against the independent areas and keep it attached on the same, all at the same time that heat is applied on the sheet.
  • the tool by which the process of the invention is carried out comprises a deformable surface consisting of countless small independent areas supported by axially movable stems, or defined by the section of the stems themselves, which are mounted in a waterproof bottom chamber.
  • the small independent areas that define the deformable surface are separated by interstices that communicate with the sealed chamber, which has a mouth for connection to a vacuum source.
  • the interstices that separate the small independent areas may consist of holes, grooves, or holes and grooves.
  • the stems can be propelled towards the position extracted by any system and also have means to block said stems in any retracted position and that when released from these means will recover the extracted position.
  • the displacement of the independent areas can be achieved by applying pressure on them, or by pulling the stems that support it.
  • the form to be obtained with the tool can be achieved by supporting and pressing the model to be reproduced on the set of independent areas, to achieve their displacement until the forms of the supported surface are reproduced.
  • the shapes that are desired to be obtained on the deformable surface of the tool can be achieved by pulling the stems that support the plates, for example through a computer-controlled mechanical system.
  • Figure 2 shows in longitudinal section the tool of Figure 1, with a foot applied on it.
  • Figure 3 corresponds to detail A of figure 1 on a larger scale.
  • Figure 4 is a view similar to Figure 2, with a sheet of thermoformed plastic material on the tool.
  • the attached drawings show a tool comprising a platform (1) that is composed of an infinite number of independent areas (2) of small dimensions, which are all located in the same plane and each of which is supported by an axially movable rod (3). All the rods (3) are parallel and are mounted in a support box (4), so that they can move axially between a position of maximum extraction, in which the areas (2) remain in coplanar position, and a position of maximum retraction, which will depend on the length of the stem (3). As indicated, all the rods will be axially movable and will have means that secure and maintain their position at any height and also allow their recovery to the position of maximum extraction.
  • the set of small areas (2) defines a deformable surface on which the mold to be reproduced will be applied.
  • the mold to be reproduced consists of the sole of one foot.
  • thermoformable material On the forms reproduced on the platform (1) a sheet (7) of thermoformable material is then arranged, figure 4, to which heat is applied, for its thermoforming, at the same time that said sheet is propelled against the shapes of the platform (1).
  • the chamber (4) has a mouth or nozzle (8) to which a vacuum source is connected that acts on the lower surface of the sheet (7) through the holes (6).
  • the tool from which the shape to be reproduced is obtained is constituted by a surface composed of an infinity of points, allowing to scan the configuration of any body to obtain a surface that can also be modified by varying the coordinates of the small areas (2), for example by means of the corresponding software.
  • molds and articles in general of different configurations can be manufactured, starting from the deformable surface of the tool that scans the shapes to be reproduced, allowing then to change the configuration of its points, to introduce corrective concepts, and everything This always ensuring a perfect adaptation of the sheet to be formed on the surfaces reproduced in the tool.
  • the coordinates of the different areas (2) which depend on the position of the rods (3) that support them, could be controlled by a computerized mechanical system, functioning in this way as a peripheral of a computer that would control, by means of the corresponding software the position of each area (2).
  • the areas (2) may consist or be defined by the cross-section of the stems themselves (3), among which the interstices through which the vacuum would be applied on the surface would be defined bottom of the sheet to conform.
  • the small independent areas (2) can be of hexagonal contour, being laterally attached to each other.
  • the interstices (6) through which the vacuum will be applied to the sheet (7) to be formed consist of holes (6) that are located at the point of coincidence of the vertices of adjacent independent areas (2).

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Abstract

Procedimiento para el termoconformado de piezas laminares flexibles, mediante una herramienta que presenta una superficie (1) deformable constituida por una infinidad de pequeñas áreas independientes (2), soportadas por vástagos (3) axialmente desplazables y montados en una caja estanca (4). Entre las áreas independientes (2) se delimitan intersticios (6) que están en comunicación con la cámara estanca (4), a través de los cuales se aplica vacío sobre la superficie inferior de la lámina (7) a conformar.

Description

PROCEDIMIENTO DE TERMOCONFORMADO DE PIEZAS LAMINARES
FLEXIBLES
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de termoconformado de piezas laminares flexibles, que permite reproducir superficies tridimensionales para obtener piezas u objetos con formas acabadas, especialmente a base de materiales plásticos. El procedimiento de la invención se lleva a cabo mediante una herramienta que comprende al menos una superficie deformable sobre la que, una vez reproducidas las formas que se quieren obtener, se adosa la pieza laminar a conformar y se lleva a cabo el termoconformado de la misma, mediante la aplicación de calor sobre la pieza laminar, que luego será impulsada contra la superficie reproducida en la herramienta.
Antecedentes de la invención
Por la US6640413 es ya conocido un procedimiento de termoconformado de piezas laminares de material plástico, mediante un molde que se crea a partir de una superficie deformable. Sobre la superficie deformable creada se dispone la pieza laminar a conformar y a continuación se procede al termoconformado de la misma, aplicando calor sobre la pieza laminar, al mismo tiempo que se crea vacío entre la pieza laminar y la superficie del molde, a través de orificios succionadores. Otro problema es que cada vez que se procede al conformado con formas diferentes, es necesaria la creación de un nuevo molde.
Por la US4510636 es conocida una herramienta para formación de plantillas, constituida por una infinidad de vástagos adosados y axialmente desplazables, que van montados en una caja. Mediante la aplicación de determinadas formas (planta del pie) sobre el extremo esterno de los vástagos, las mismas formas se reproducen en el extremo interno. Sobre las formas reproducidas en el extremo interno de los vástagos, que quedan dentro de la caja, se aplica la pieza para formar la plantilla, la cual se conforma mediante aire a presión inflado en la cámara. En esta herramienta el conformado de la plantilla se realiza sobre el extremo de los vástagos opuesto a aquel sobre el que se reprodujo la forma a obtener y además el conformado se realiza mediante aplicación directa de presión sobre la superficie externa de la plantilla, opuesta a la superficie de apoyo sobre los vástagos.
Descripción de la invención
La presente invención tiene por objeto un procedimiento de termoconformado de piezas laminares flexibles, del tipo inicialmente expuesto, en el que la superficie reproducida en la superficie deformable de la herramienta dispone de infinidad de puntos y/o líneas a través de las que se crea vacío y que están situadas próximas entre sí. De este modo, al colocar la pieza laminar a conformar sobre la superficie reproducida del molde y aplicar calor y vacío sobre dicha pieza laminar, se consigue una completa adaptación de la misma a las formas del molde y con ello una perfecta reproducción de las formas deseadas en la pieza laminar. Según otro aspecto de la invención, el termoconformado de la pieza laminar se lleva a cabo mediante una herramienta que presenta una superficie deformable, constituida por una infinidad de pequeñas áreas independientes, que pueden estar soportadas por vástagos axialmente desplazables o estar constituidas por la sección de dichos vástagos, los cuales van montados en una cámara inferior estanca.
De acuerdo con la invención, las pequeñas áreas independientes quedan separadas por intersticios que comunican con la cámara inferior estanca, la cual a su vez dispone de una boca a través de la que puede conectarse dicha cámara con una fuente de vacío. Con esta disposición se podrá aplicar, a través de los intersticios citados, el efecto de vacío necesario sobre la superficie inferior de la pieza laminar para permitir que esta pieza quede aplicada sobre las formas reproducidas por los extremos de los vástagos y se adapte perfectamente a dichas formas.
El procedimiento de la invención se lleva a cabo con un molde del tipo expuesto y comprende las siguientes etapas:
a) Reproducir sobre la herramienta con superficie deformable las formas que se desean obtener;
b) Calentar la pieza laminar flexible hasta su punto óptimo de reblandecimiento; c) Adosar sobre las formas reproducidas la pieza laminar a conformar;
d) Proceder al termoconformado de dicha pieza laminar mediante aplicación de vacio. De acuerdo con la invención, la superficie deformable del molde está constituida por infinidad de pequeñas áreas independientes separadas por intersticios a través de los que se aplica el vacío a la pieza laminar, para impulsar a dicha pieza contra las áreas independientes y mantenerla adosadas sobre las mismas, todo ello al mismo tiempo que se aplica calor sobre la pieza laminar.
Como se ha indicado anteriormente, la herramienta mediante la que se lleva a cabo el procedimiento de la invención comprende una superficie deformable constituida por infinidad de pequeñas áreas independientes soportadas por vástagos axialmente desplazables, o definidas por la sección de los propios vástagos, los cuales van montados en una cámara inferior estanca. De acuerdo con la invención las pequeñas áreas independientes que definen la superficie deformable están separadas por intersticios que se comunican con la cámara estanca, la cual dispone de una boca para su conexión a una fuente de vacío. Los intersticios que separan las pequeñas áreas independientes pueden consistir en orificios, ranuras, o bien orificios y ranuras.
Los vástagos pueden estar impulsados hacia la posición extraída por cualquier sistema y disponer además de medios para bloquear a dichos vástagos en cualquier posición retraída y que al ser liberados de estos medios recuperarán la posición extraída.
El desplazamiento de las áreas independientes puede lograrse mediante presión aplicada sobre las mismas, o bien traccionando de los vástagos que la soportan. En el primer caso la forma que se desea obtener con la herramienta puede lograrse apoyando y presionando el modelo a reproducir sobre el conjunto de áreas independientes, para lograr el desplazamiento de las mismas hasta reproducir las formas de la superficie apoyada. En el segundo caso, las formas que se desean obtener sobre la superficie deformable de la herramienta pueden lograrse traccionando de los vástagos que soportan las placas, por ejemplo a través de un sistema mecánico controlado por ordenador.
Breve descripción de los dibujos El procedimiento de la invención podrá comprenderse mejor a la vista de los dibujos adjuntos, en los que: - La figura 1 es una vista en planta de una herramienta para la realización del procedimiento de la invención.
La figura 2 muestra en sección longitudinal la herramienta de la figura 1 , con un pie aplicado sobre la misma.
- La figura 3 corresponde al detalle A de la figura 1 a mayor escala.
La figura 4 es una vista similar a la figura 2, con una lámina de material plástico termoconformada sobre la herramienta.
Descripción detallada de un modo de realización
En los dibujos adjuntos se muestra una herramienta que comprende una plataforma (1 ) que está compuesta a base de una infinidad de áreas (2) independientes de pequeñas dimensiones, las cuales están situadas todas en un mismo plano y cada una de las cuales queda soportada por un vástago (3) axialmente desplazable. Todos los vástagos (3) son paralelos y van montados en una caja soporte (4), de modo que puedan desplazarse axialmente entre una posición de máxima extracción, en la cual las áreas (2) quedan en posición coplanaria, y una posición de máxima retracción, que dependerá de la longitud del vástago (3). Como se ha indicado todos los vástagos serán desplazables axialmente y dispondrán de medios que aseguren y mantengan su posición a cualquier altura y también permitan su recuperación hasta la posición de máxima extracción.
El conjunto de pequeñas áreas (2) define una superficie deformable sobre la que se aplicará el molde que se desea reproducir.
En el ejemplo representado en los dibujos el molde a reproducir consiste en la planta de un pie.
Para ello, según se muestra en los dibujos, sobre la plataforma (1 ) se aplican los pies (5) de una persona, presionando la planta contra la superficie deformable definida por el conjunto de áreas (2), las cuales se desplazarán en diferente magnitud, dependiendo de las zonas del pie aplicadas sobre las mismas. Entre áreas o placas consecutivas (2) existirán intersticios de separación, por ejemplo en forma de pequeños orificios (6), según se representa en la figura (3).
Según se muestra en la figura 2, la forma de la planta del pie queda reproducida sobre la plataforma (1 ), gracias a la diferencia de desplazamiento de las distintas áreas (2). Esta forma reproducida se mantiene en la herramienta al retirar el pie (5), según se muestra en la figura 4.
Sobre las formas reproducidas en la plataforma (1 ) se dispone seguidamente una lámina (7) de material termoconformable, figura 4, a la que se aplica calor, para su termoconformado, al mismo tiempo que se impulsa a dicha lámina contra las formas de la plataforma (1 ). Para ello, la cámara (4) dispone de una boca o boquilla (8) a la que se conecta una fuente de vacío que actúa sobre la superficie inferior de la lámina (7) a través de los orificios (6).
De este modo, a través de los orificios (6), fogura 3, se aplicará el vacío a la superficie inferior de la lámina (7), provocando su adaptación a las formas reproducidas por el desplazamiento de las áreas (2). El calor necesario para el conformado de la lámina (7) puede aplicarse desde la superficie superior de dicha lámina.
Con la constitución descrita, la herramienta a partir de la cual se obtiene la forma a reproducir está constituida por una superficie compuesta por una infinidad de puntos, permitiendo escanear la configuración de cualquier cuerpo para obtener una superficie que además puede ser modificiada variando las coordenadas de las pequeñas áreas (2), por ejemplo mediante el correspondiente software.
En definitiva, con el procedimiento descrito pueden fabricarse moldes y artículos en general de distintas configuraciones, a partir de la superficie deformable de la herramienta que escanea las formas a reproducir, permitiendo luego cambiar la configuración de sus puntos, para introducir conceptos correctores, y todo ello asegurando siempre una perfecta adaptación de la pieza laminar a conformar sobre las superficies reproducidas en la herramienta.
Las coordenadas de las diferentes áreas (2), que dependen de la posición de las varillas (3) que las soportan, podrían controlarse mediante un sistema mecánico computerizado, funcionando de esta manera como un periférico de un ordenador que controlaría, mediante el correspondiente software la posición de cada área (2).
Las áreas (2), tal y como ya se ha indicado, pueden consistir o estar definidas por la sección transversal de los propios vástagos (3), entre los que se definirían los intersticios a través de los que se aplicaría el vacío en la superficie inferior de la lámina a conformar. Según se muestra en la figura 3, las pequeñas áreas independientes (2) pueden ser de contorno hexagonal, quedando lateralmente adosadas entre sí. Los intersticios (6) a través de los que se aplicará el vacío a la lámina (7) a conformar consisten en orificios (6) que están situados en el punto de coincidencia de los vértices de áreas independientes (2) adyacentes.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . - Procedimiento de termoconformado de piezas laminares flexibles, mediante una herramienta que presenta una superficie deformable constituida por una infinidad de pequeñas áreas independientes, desplazables en un mismo sentido, cuyo procedimiento comprende reproducir sobre dicha superficie deformable las formas a obtener, aplicación de calor a la pieza laminar, adosar sobre las formas reproducidas la pieza laminar a conformar, y proceder al termoconformado de dicha pieza laminar mediante vacío, caracterizada porque las pequeñas áreas independientes están separadas por intersticios a través de los que se aplica el vacío a la pieza laminar, para impulsarla y adosarla contra las áreas independientes.
2. - Herramienta para el termoconformado de piezas laminares flexibles, que comprende una superficie deformable constituida por una infinidad de pequeñas áreas independientes soportadas por vástagos axialmente desplazables, que van montados en una cámara estanca, caracterizada porque las pequeñas áreas independientes están separadas por intersticios que se comunican con la cámara estanca, y la cámara estanca dispone de una boca para su conexión a una fuente de vacío.
3. - Herramienta según reivindicación segunda caracterizado por que las pequeñas áreas independientes son de contorno hexagonal y van adosadas lateralmente, estando los intersticios constituidos por orificios situados en el punto de coincidencia de los vértices de áreas adyacentes.
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