专利名称：镶嵌模制前盖及制造方法
技术领域：
本发明涉及塑料件模制，具体地说，涉及用预印制的薄板来进行镶嵌模制。
为了降低制作塑料件的复杂程度和成本，采用“模内装饰(in-molddecorating)”来免除辅助印制步骤，并避免用传统镶嵌模压的多个注射步骤。例如，自动化仪表前盖可能要求在单个模压塑料件上印制说明性内容、背景透光的半透明说明性内容(back-lit translucent legends)，及清晰的显示窗口，而其余部份则为暗黑或其它任何颜色。使用模内装饰时，塑料镶嵌板可预先印制上所期望的背景色，彩色或透明油墨的说明性内容及透明部份。镶嵌件被用热成形成接近前盖制成品(如果前盖整体上不平的活)的形状，然后用模冲切器或钢冲裁模(steelruled die)来修正镶嵌件的边缘，并制成任何窗口及开关孔。将成形的镶嵌件插入注塑模具中，然后将透明塑料注入镶嵌件的后面，将镶嵌件压成模具的形状，从而使镶嵌件成为前盖的外表面。
采用这种传统的方法，镶嵌件的边缘并不完全与前盖的边缘相吻合。镶嵌件切割及其它步骤中的加工公差要求在镶嵌件与确定成品件边缘的模具表面之间有某种公差间隙。如果缺少这种公差间隙，镶嵌件边缘就可能在合模时被压碎或养皱，产生不合格的产品。此外，压碎镶嵌件还导致模具损坏或过早磨损。在实际上，由于在模压期间材料流动及镶嵌件的切割和拉伸的不可预测性、公差间隙是不规则的。这会在光亮的模压材料中，尤其是在拉伸不可预测的前盖角部处产生难看的波纹状黑边缘。对于前盖边缘被掩盖的场合，例如仪表板缩进在一自动化仪表控制盘中时，由于波状边缘被遮盖住，因而不会有多大问题。但是对于象手持仪器壳体那样其整个表面均是可见的，因而要求外观精美的使用场合来说，现今的模内装饰技术还是不够的。
在本说明书公开的本发明实施例通过提供一种制作塑料壳体的方法来克服上述缺点，该制造方法是提供一印刷的有一中央部份的镶嵌件，该中央部份具有带边缘的周缘裙板，然后将此镶嵌件插入模具的第一侧的凹座中。镶嵌件的裙板长度比凹座的深度大些，从而使裙板边缘延伸过分模线。模具的第二侧在闭合时使凹座封闭，而且它还具有一个第二凹座，第二凹座用于容纳在分模线第二侧的裙板边缘。将塑料注入闭合的模具时，将镶嵌件压向第一侧，形成一个正面部分外表面覆盖有镶嵌件的前盖。此正面部份延伸覆盖了分模线下的裙板部份。
图1是本发明一个最佳实施例的手持仪表壳箱侧剖视图；图2是图1中实施例的局部放大图；图3，4及5是生产图1中实施例的一系列制造步骤的局部侧视图；图6是图1所示实施例嵌镶件部份的立体图；图7，8是图1所示实施例在第一制作步骤中的角部的局部放大剖视图；图9和10是图1所示实施例在第二制作步骤中的角部的放大局部剖视图。
图1所示手持仪器带有外壳10，外壳10带有一前盖12和后盖14，闭合成一个内部置有电气线路及构件的腔16。虽然各种形状的壳均可采用而不会偏离本发明的基本精神，但图1所示壳为一矩形盒状结构。
前盖10有大体上平整的中央平板部份20，在其每一边缘处垂下一个与之成为一体的侧裙板22。在中央平板部份20上覆盖一层薄塑料片镶嵌件23，镶嵌件23沿整个边缘延伸覆盖住每一侧裙板。镶嵌件可以印染上制成品壳体所期望的颜色，它也可以有印制的说明性内容，或可以有用于窥看内部情况的未印刷部份，或印刷背景衬托出的说明性内容。如图所示，镶嵌件上可以有显示前盖材料后面内容的窗口孔24。在这种情况下，透明的热塑性材料如聚碳酸酯形成一个用于观看腔16内的电子显示器26的窗户。作为一种替换，也可以通过在此镶嵌件上留下一不印刷的窗口部分而不用在镶嵌件上开口，并在其外表面上涂上耐擦刮涂层来保护镶嵌件材料的透明度。一穿过镶嵌件和前盖材料的孔30作为开关32操作入口。在此最佳实施例中，镶嵌件已被真空成形成接近制成品的形状，边缘基本切平。
图2展示前、后盖之间的连接即接缝处的详细情况。前盖侧裙板有一接近垂直或垂直于中央板部份的主外表面34，但主表面34略有一点出模斜角，从而使它从侧向看略有点儿面向上方。表面34在边缘40处与倾斜的第二表面36相接，边缘40与分模线42重合。第二表面36侧向倾斜，从分模线42向下延伸，如图所示的此倾角约45°。第三表面44更为垂直地向下延伸，并在面向下的端面边缘46处终止延伸。
后盖14与前盖相配，并形成一凸缘50及内壁52，这两者构成接纳前盖边缘的阶形并与第三表面44及边缘46接触。一突缘54覆盖了前盖裙板的第三表面及部份第二表面，并具有呈45°角侧向上方的斜表面56。覆盖表面56及前盖第二表面36一起形成一V形沟57提供一显示审美情趣的特征，此特征可使尺寸微小变化相对沟宽度被忽略，它类似于传统矩形沟的显现特征。
后盖边缘将前盖板延伸到V形沟顶点处的覆盖线58以下的部分覆盖，只露出了前盖板斜表面36的一部分，镶嵌件23的边60延伸到覆盖线58以下而被遮蔽。因为镶嵌件的边缘以及不同部件之间可能有不同尺寸，所以边缘延伸得比予期制造公差大。这样除了能美观地将边缘遮蔽外，镶嵌件还能充分地沿前盖周边在分模线42处将边36覆盖，这样就收集了溢料，阻止棱边上形成模缝，减少了所须修剪量，甚至也减少了模具磨损。
图3-5展示镶嵌模塑成形本最佳实施例前盖的工艺方法。具有第一、二部份62及64的一模具可在打开和闭位位置之间沿轴线66彼此作相对趋近和分开运动。第一模具部份有一腔70，腔70的深度相应于分模线42以下的前盖深度。第二模具部份64有一槽72，槽72的形状用于形成分模线42以下的前板部份。槽72环绕着一个芯74。在模具闭合时，芯74填充了腔74的大部份，构成成品前盖的型腔。沿着槽周边间隔着分布有多个斜形导向件76，导向件76有向上的斜面，斜面中部与形成成品中表面36的模面36共面。在第一模部份62的相对面上制作有相应数目的精确尺寸的凹腔80。虽然导向件可以沿整个槽延伸中间不留任何间隙，来形成斜分模线，由于在上模部份分模线处要求有一刃形边缘会在模具维修及寿命方面产生不足而并不希望如此。
镶嵌件23已被真空成形成一敞口盒形，它充填入腔70的上表面，但它并不向外伸张到脱模角那么大。镶嵌件的下边缘60沿横向只延伸到它在制成品中设定的位置处，这样可以避免操作过程中面板受一般压力时，在前盖角部可能出现的边缘撕碎或弯曲现象。边缘60延伸到另一模具部份62分模线42之下，这样在模具闭合时，它首先接触斜表面36。如果镶嵌件的侧边略被压成弓形，那么此斜表面就如一个楔一样起作用，使镶嵌件边缘在闭合时被定位。导向件76也起同样的作用，用以校正可能会沿镶嵌件直线边缘出现的任何大一点儿的弓形弯曲，以便防止镶嵌件边缘在两半部份模具之间被挤碎。
参看图4，两半分开的模具已被移动到闭合位置时，镶嵌件边缘刚好压在模型面36’上。如图5所示，熔融的透明塑料82已被注入型芯74与镶嵌件间的空间。注入塑料的压力和高热及镶嵌件的柔性使镶嵌件侧向受挤压，因而被贴靠于该模型面上，而且充注满分模面处的斜形空间。如图所示沿着前盖直侧边中间部位，镶嵌件只有二维弯曲，不会在其整个面积上拉长或压缩。
但是，在拐角部位处或者如在一替换方案中可能要求的圆廓形的周边各部份处，为了适应模具的形状，镶嵌件原先真空成形的形状必定会受压缩或被抻长。具体地说，镶嵌件为适应分模线以上裙板的形状，必然向外伸展，但是在分模线下面则是向内伸展。对于快速的注塑模压成形来说，镶嵌件并没有足够的时间快速拉伸来在拐角的分模线处产生向外的突出部分。为了确保镶嵌件的边缘能向下延伸到被下盖的边缘覆盖，镶嵌件的下边缘一开始就被制作成在制成品中的设计尺寸。这样，此边缘就不会被明显地抻长或压缩。但是，在拐角部位84处的裙板中间部份将要求抻长，使之在分模线处充分地延伸。由于这是超过了正常模压成形条件下的镶嵌件材料的能力，故在拐角部位84的裙板上配置数个沿垂直方向走向的皱褶或槽纹86。这些槽纹张开成光滑表面，从而扩大到充满模拐角部位，而无须有明显的抻长。这些槽纹在分模线处最深，以满足该处所要的最大抻长，槽纹朝向镶嵌件的边缘部份及中央扳部份成楔状。图7和8展示了在注入塑料前的皱褶(纵向槽)及其外貌，图9和10展示了纵向槽如何展开成平面状的。
在此最佳实施例中，镶嵌件是由聚碳酸酯制作，厚约0.015吋(0.38毫米)。此材料的绝缘性能确保符合电气仪表的安全标准，此厚度允许保角弯曲，而更加刚性的替换材料则不能保角弯曲。此注塑模压成形材料也推荐用聚碳酸酯。前盖为3.25吋(8.3毫米)×6吋(152毫米)×0.85吋(22毫米)壁厚一般为0.1吋(2.5毫米)。
镶嵌件和注塑模压材料要选择成相容的。在模压成形的热及压力作用下，镶嵌件的一薄层熔化而产生能有效粘接的连接。在本最佳实施例中，两种材料是相同组份的聚碳酸酯，虽然其它配合的材料也可被采用。不一样但是相容的材料如聚碳酸酯-ABS也可以用来与聚碳酸酯连接。当镶嵌件背面印有说明性内容或类似物时，印墨也变成熔化层的一部份，而且应该选择成相容的，以避免损害结构的整体性。当用不兼容印墨时，应该在镶嵌件的外表面印刷。
虽然以实施例的形式公开了本发明，但本发明并不受实施例的限止。
权利要求
1.一种制作塑料壳体的方法，它具有以下步骤提供一个有一中央部份及一裙板部份的已印制好的镶嵌件，裙板部份从中央部份的周边向下悬垂并终止于一边缘；将镶嵌件插入具有接纳此镶嵌件的第一凹座的第一模具部份中，第一凹座由终止于与模具分模线重合的直线处的周缘壁确定；镶嵌件的裙板长度大于第一凹座的深度，从而使裙板的边缘延伸到分模线之下；移动第二模具部份到第一模具部份接触的闭合位置来闭合凹座，第二模具部份有一与镶嵌件裙板正对的第二凹座，从而使此裙板部份在模具处于闭合位置时伸进第二凹座中；将塑料充注入第一、二凹槽座中镶嵌件与第二模具部份之间的区域，并将镶嵌件压向第一凹座。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，镶嵌件有一平塑料板，使塑料板热成形而形成裙板部份。
3.如权利要求2形成所述方法，还包括切割镶嵌件，形成边缘的步骤。
4.如权利要求2所述方法，其特征在于，镶嵌件有一角部，裙板在该处形成一斜角；热成形面板的步骤还包括在裙板上形成可扩张的隆起脊线，从而使得裙板的角部可以扩张而填充凹座。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，将镶嵌件压向第一凹座的步骤还包括使裙板的中间部份沿横向扩张到裙板边缘的范围外。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，将镶嵌件压向第一凹座的步骤还包括沿裙板的中间部份形成一边缘。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，该边缘与模具的分模线一致。
8.一种前盖，它具有一中央平板部份，它具有面向第一方向的外表面及面向相反的第二方向的内表面；一从平板部份的周边悬垂下的裙板，裙板至少在某种程度上相对第二方向倾斜放置；裙板有一第一主表面，主表面背离中央平板部份的方向，而且至少有一点儿朝向第一方向；裙板有在分模线处与第一主表面相连接的第二表面，它背离中央平板部份的方向，而且至少略微朝向第二方向，从而使第一、二表面有方向相反的出模斜度；以及一个已经印刷上材料的单片板，它覆盖并形成中央平板部份的外表面，并延伸过裙板的第一表面，而且覆盖和形成裙板第二表面的至少一部份。
9.如权利要求8所述前盖，其特征在于，裙板环绕中央平板部份，形成一面向第二方向的凹座。
10.如权利要求8所述前盖，其特征在于，整个第一表面是被面板覆盖的。
11.如权利要求8所述前盖，其特征在于，面板延伸到分模线之下。
12.如权利要求8所述前盖，其特征在于，它还有一个后盖，后盖可与裙板配合形成一个腔，而且后盖有一周缘，它部份地覆盖裙板第二表面下部，而露出裙板第二表面的上部。
13.如权利要求12所述前盖，其特征在于，面板覆盖裙板第二表面的整个上部，从而使面板的边缘被下盖隐藏。
14.如权利要求12所述前盖，其特征在于，后盖有一配合表面，配合表面至少部份地面向第一方向，并部份地以相应于裙板第二表面的角度向内倾斜，从而使此配合表面与裙板第二表面进行面-面接合。
15.如权利要求12所述前盖，其特征在于，后盖有一面向外的周缘表面，而且周缘表面部份地朝向第一方向；在装配时，周缘表面与裙板的第二表面形成一V形沟。
16.一模压成形的塑料前盖，它具有一镶嵌件，它具有作为前盖主外表面的第一表面及相反的第二表面；粘接于第二表面、与第二表面构成整体的一模铸材料；构成第一及第二前盖部份之间界限的分模线；第一、二前盖部份各有相应的出模斜度，因此使前盖易于脱模；以及镶嵌件覆盖第一前盖部份的主要部份，而且延伸过分模线，至少部份地覆盖第二前盖部份。
17.如权利要求16所述有盖，其特征在于，镶嵌件和模铸材料是相同的材料。
18.如权利要求16所述前盖，其特征在于，分模线环绕着前盖的整个周缘延伸，而且镶嵌件延伸过全部分模线。
19.如权利要求16所述前盖，其特征在于，分模线在呈夹角的接缝表面之间形成连接。
20.如权利要求16所述前盖，其特征在于，还有一后盖，后盖可与前盖配合而覆盖住前盖第二部份的一部份，而且整个第二部份被后盖及镶嵌件的组合中的一构件覆盖。
全文摘要
一种制造塑料壳的方法,先在带中央部分的预印制镶嵌件上制造出带边的环绕裙板部分,再将镶嵌件插入一模具第一侧上的凹座中。镶嵌件裙板的长度大于凹座的深度,从而使裙板的边缘延伸过分模线。将模具第二侧闭合使凹座封闭,模具的第二侧有第二凹座,第二凹座接纳在分模线第二侧的裙板边缘。将塑料注入闭合的模具时,将镶嵌件压向第一侧,并将镶嵌件覆盖在前盖前部的外面,镶嵌件还延伸覆盖了分模线下面的裙板部分。
文档编号B29K105/32GK1200979SQ9811509
公开日1998年12月9日 申请日期1998年5月13日 优先权日1997年5月13日
发明者J·S·莱福德 申请人:特克特朗尼克公司