专利名称：纳米真空模具装置及使用该模具装置的成型方法
技术领域：
本发明涉及一种模具装置及使用该模具装置的成型方法，特别是一种纳米真空模具装置及使用该模具装置的成型方法。
背景技术：
众所周知，使用目前的常规模具装置成型时，发泡形成的产品各部分密度基本一致。但是对于一般产品来说，通常只需外层密度、厚度达到一定标准即可，这样，常规模具装置生产的产品由于内部密度与外层密度一样大，从而浪费了大量的原料。此外，使用常规模具、在常压状态成型过程中，模腔内的多余气体最易聚集在模腔的内表面而使产品产生缺料、流痕、气泡等缺陷。
此外，常规模具在常压状态下成型时模腔压力较大，这样就需增加配方发泡剂的用量从而增加了成本。同时，由于原料在成型反应过程、发泡反应中释出的压力，或加热原料膨胀所增加的压力将对模腔内设定压力的造成较大影响，并导致误差，不利于保证成型品质的稳定。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米真空模具装置及使用该模具装置的成型方法，可以节省原料且由其成型的产品没有缺陷、表面光洁、品质优良稳定。
本发明一种纳米真空模具装置，包括上模部分及下模部分，上下模合模后形成模腔，所述纳米真空模具装置还包括真空抽气加压装置及真空排气恒压装置，真空抽气加压装置可根据成型需要对所述模腔进行抽气或充气加压，真空排气恒压装置用于控制成型时的模腔压力。其中，所述真空排气恒压装置包括恒压控制装置、透气栓以及阻料装置；所述真空抽气加压装置包括单向阀装置、阻气装置、透气栓以及阻料装置；所述阻料装置包括阻料纳米片及遮料透气布，所述阻气装置包括阻力重力球体及阻气垫片。
本发明一种纳米真空模具成型方法，包括如下步骤(1)将纳米真空模具装置安放于成型设备上并设定至适合成型的状态；(2)对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂；(3)灌注或添加原料到所述模腔；(4)在配方原料融合、架桥反应前，通过纳米真空模具装置之抽气口将模腔抽真空至设定压力并同时封闭抽气口；(5)按设定的压力、条件、流程成型成品。
其中，所述方法在成型成品的同时，纳米真空模具可对模腔内压力进行恒压控制。在对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂前，还包括对纳米真空模具装置进行真空部件安装及准备工作的步骤，所述真空部件安装及准备工作包括(A)打开真空抽气加压装置的单向阀，关闭真空排气恒压装置的单向阀；(B)打开模具；(C)将真空抽气加压装置及真空排气恒压装置的透气栓、阻料纳米片及遮料透气布分别安放在纳米真空模具相应位置。此外，在第(4)步骤前，所述方法还包括盖模加压锁合上下模的步骤。所述封闭抽气口是通过关闭真空抽气加压装置的单向伐而实现的。在第(5)步骤前，需要打开真空排气恒压装置的单向阀，在第(5)步骤后，所述方法还包括解除锁模压力、关闭真空排气恒压装置的单向阀，同时打开真空抽气加压装置的单向阀；然后将高压空气注入模腔；开启上下模，并将成型后的产品自模腔中取出。
采用本发明后，首先，因模穴内的真空反向压力，配方原料会首先紧贴模腔的内表面流动并由模腔内表面至中心方向逐层堆积，从而可使成品表皮形成高密度保护层，因此在配方设计上可提高发泡倍数、降低整体密度、减少成品平均重量、节省原料、达到降低成本的效果。同时亦可增加成品重点部位的功能与物性，生产出高品质且轻量化的成品；此外，模腔内的多余气体亦不会滞留在模腔的内表面，从而不致在产品表面产生缺料、流痕、气泡等缺陷，并且成品外观与模具花纹完全吻合。再次，由于原料紧贴模腔的内表面，在发泡过程中因真空原理已降低模模腔的压力，这样可减少配方发泡剂的用量而降低成本。最后，由于恒压阀的设置，可以恒压调节稳定模腔内的设定压力，从而可消除由于原料在成型反应过程、发泡反应中释出的压力或加热原料膨胀所增加的压力对模腔内设定压力的影响及造成的误差，因而确实保证成型品质的稳定。
图1是本发明纳米真空模具装置真空抽气加压装置的剖视图；图2是本发明纳米真空模具装置真空排气恒压装置的剖视图；图3是本发明纳米真空模具装置成型方法的主要流程图。
具体实施例方式
下面结合附图进一步阐述本发明。
请参阅图1及图2，本发明纳米真空模具装置包括上模10、模芯20、下模30、真空抽气加压装置及真空排气恒压装置。
其中，上模10的中央形成有上下贯通的通孔12及12’。模芯20对应通孔12自上而下依次开设第一开孔22及第二开孔26，对应通孔12’则自上而下依次开设第一开孔22’及第二开孔26’。模芯20底端对应所述第二开孔26及26’分别向下凸设凸缘21及21’。下模30内部形成有一模腔31。合模时，上模10及下模30将模芯20夹持于两者之间，膜芯20的一部分嵌入下模30的模腔31中央。
参考图1，所述真空抽气加压装置由单向阀座50、单向阀54、阻气重力球体70、阻气垫片60、透气栓23、阻料纳米片24及遮料透气布25组成。其中，单向阀座50螺锁于上模10的通孔12顶端，其顶端开有一通气口52，侧面安装有单向阀54。阻气垫片60中间形成有一锥形孔62(未标示)，其对应模芯20第一开孔22的位置放置在通孔12的底端并与模芯20的顶端紧密贴合。
阻气重力球体70置放于通孔12内的所述阻气垫片60的锥形孔62上方；透气栓23则容放于模芯20的第二开孔26内。阻料纳米片24及遮料透气布25收容于模芯20的凸缘21内部，其中，阻料纳米片24紧密贴合在透气栓23的底面，而遮料透气布25则贴合于阻料纳米片24的底面。
参考图2，真空排气恒压部分由阀座50’、恒压阀80、单向阀54’、透气栓23’、阻料纳米片24’及遮料透气布25’组成。其中，阀座50’螺锁于上模10的通孔12’顶端，其顶端开有一通气口52’，侧面安装有单向阀54’，恒压阀80对应于通气口52’安装于单向阀座50’的顶端。透气栓23’容放于模芯20的第二开孔26’内；阻料纳米片24’及遮料透气布25’则收容于模芯20的凸缘21’内部并且阻料纳米片24’紧密贴合在透气栓23’的底面，而遮料透气布25’则贴合于阻料纳米片24’的底面。
在本发明中，真空模具之配件中除了透气栓及置放遮料透气布、阻料纳米片之模芯外，其它装置均可固定安装在成型机械设备上，并且作电子式的自动设定控制。上模10和模芯20装配在一起构成上模部分，其中模芯20根据制造需要可以省略。
在本发明中，上述各主要装置的功能如下遮料透气布此透气布可隔离模腔31内于清理或喷涂界面剂时内含的固体物质，直接附着于纳米片和透气栓而影响真空、加压气体之流通，而且可与灌注或添加之原料于成型时一体结合而不影响成品之功能与外观。此外，重复置放透气布更可确保真空操作之顺畅。
阻料纳米片阻料纳米布由纳米材料制成，是一种只透气不透水的结构材料。任何使用于灌注或添加成型的无机化学原料的分子结构都大于水分子，故阻料纳米布进一步确保透气栓直接与界面剂、无机化学原料的接触而不致影响透气栓之功能。
透气栓在高温、高压下能阻隔含有固体成份的胶熔原料渗入或流失。
阻气重力球体采用高密度金属制成的正圆球体。当模腔进行真空低压操作结束时，藉由地心引力及模腔真空低压之吸引力可在第一时间封闭阻气垫片60的锥形孔62以确保模腔中之真空压力。
阻气垫片该阻气垫片为软性垫片，可以配合阻气重力球体完全阻隔模腔31进气口之通道。
单向阀用于设定控制模腔中真空或加压状态的操作模式。
恒压阀用于设定成型过程中模腔31所需的适当压力，并可自动调节及排除因成型操作、反应中所产生的过大的压力。
参考图3，本发明一种纳米真空模具成型方法，包括如下步骤(1)将纳米真空模具装置安放于成型设备上并设定至适合成型的状态；(2)对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂；(3)灌注或添加原料到所述模腔；(4)在配方原料融合、架桥反应前，通过纳米真空模具装置之抽气口将模腔抽真空至设定压力并同时封闭抽气口；(5)按设定的压力、条件、流程成型成品。
其中，所述方法在成型成品的同时，纳米真空模具可对模腔内压力进行恒压控制。在对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂前，还包括对纳米真空模具装置进行真空部件安装及准备工作的步骤，所述真空部件安装及准备工作包括(A)打开真空抽气加压装置的单向阀，关闭真空排气恒压装置的单向阀；(B)打开模具；(C)将真空抽气加压装置及真空排气恒压装置的透气栓、阻料纳米片及遮料透气布分别安放在纳米真空模具相应位置。此外，在第(4)步骤前，所述方法还包括盖模加压锁合上下模的步骤。所述封闭抽气口是通过关闭真空抽气加压装置的单向伐而实现的。在第(5)步骤前，需要打开真空排气恒压装置的单向阀，在第(5)步骤后，所述方法还包括解除锁模压力、关闭真空排气恒压装置的单向阀，同时打开真空抽气加压装置的单向阀；然后将高压空气注入模腔；开启上下模，并将成型后的产品自模腔中取出。
作为本发明的一个实施例，所述纳米真空模具装置的成型方法如下第一步、将纳米真空模具装置安放于成型设备上并设定至适合成型的状态；第二步、打开真空抽气加压装置的单向阀54，关闭真空排气恒压装置的单向阀54’；第三步、打开模具；第四步、将真空抽气加压装置的透气栓23、阻料纳米片24及遮料透气布25分别安放在模芯20的第二开孔26及凸缘21内部，将真空排气恒压部分的透气栓23’、阻料纳米片24’及遮料透气布25’分别安放在模芯20的第二开孔26’及凸缘21’内部；第五步、对模腔31进行一般成型操作处理或喷涂界面剂(图中未标示)；第六步、灌注或添加原料到模腔31内；第七步、盖模加压锁合上下模；第八步、在配方原料融合、架桥反应前，通过真空阻料抽气加压装置之抽气口52快速将模腔31抽真空至设定压力并同时关闭单向伐54；第九步、打开真空排气装置的单向阀、按设定的压力、条件、流程成型成品；第十步、解除锁模压力、关闭真空排气恒压装置的单向阀54’，同时打开真空抽气加压装置的单向阀54；第十一步、将高压空气注入模腔31；第十二步、开启上下模，并将成型后的产品自模腔31中取出。
其中，在第八步抽真空过程中，灌注或添加的原料于熔融状态时，因模穴内的真空反向压力，会首先紧贴模腔31的内表面流动并由模腔31内表面至中心方向逐层堆积。这样，当配方原料为发泡材料时，真空减压状态下原料熔融后紧贴模腔31的内表面堆积，再由模腔31内表面至中心方向发泡成型，由此而形成的产品外层密度较高、厚度加厚，而内层密度相对大幅度降低，即可使成品表皮形成高密度保护层，因此在配方设计上可提高发泡倍数、降低整体密度、减少成品重量，达到降低成本的效果。同时亦可增加成品重点部位的功能与物性，生产出高品质且轻量化的成品。而使用一般的模具装置成型时，发泡形成的产品各部分密度基本一致。而对于一般产品来说，只需外层密度、厚度达到一定标准即可，这样，由本发明纳米真空模具装置生产出的产品在外层密度一样的情况下可节省相当多内层的原料。此外，由于抽真空过程中原料紧贴模腔31的内表面堆积而没有空气之阻挡，这样模腔31内的多余气体便不会滞留在模腔31的内表面，从而不致在产品表面产生缺料、流痕、气泡等缺陷，并且成品外观与模具花纹完全吻合。而使用一般模具成型过程中，模腔31内的多余气体则最易聚集在模腔31的内表面而产生缺料、流痕、气泡等缺陷。
再次，由于原料紧贴模腔31的内表面，在发泡过程中因真空原理已降低模模腔31的压力，这样可减少配方发泡剂的用量而降低成本。
最后，由于恒压阀80的设置，可以恒压调节稳定模腔31内的设定压力，从而可消除由于原料在成型反应过程、发泡反应中释出的压力或加热原料膨胀所增加的压力对模腔31内设定压力的影响及造成的误差，因而确实保证成型品质的稳定。
以上所揭露的仅为本发明纳米真空模具装置及其成型方法的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种纳米真空模具装置，包括上模部分及下模部分，上下模合模后形成模腔，其特征在于所述纳米真空模具装置还包括真空抽气加压装置，该真空抽气加压装置可根据成型需要对所述模腔进行抽气或充气加压。
2.根据权利要求1所述的纳米真空模具装置，其特征在于所述纳米真空模具装置还包括真空排气恒压装置，该真空排气恒压装置用于控制成型时的模腔压力。
3.根据权利要求2所述的纳米真空模具装置，其特征在于所述真空排气恒压装置包括恒压控制装置、透气栓以及阻料装置；所述真空抽气加压装置包括单向阀装置、阻气装置、透气栓以及阻料装置；所述阻料装置包括阻料纳米片及遮料透气布，所述阻气装置包括阻力重力球体及阻气垫片。
4.一种纳米真空模具成型方法，其特征在于包括如下步骤(1)将纳米真空模具装置安放于成型设备上并设定至适合成型的状态；(2)对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂；(3)灌注或添加原料到所述模腔；(4)在配方原料融合、架桥反应前，通过纳米真空模具装置之抽气口将模腔抽真空至设定压力并同时封闭抽气口；(5)按设定的压力、条件、流程成型成品。
5.根据权利要求4所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于所述方法在成型成品的同时，纳米真空模具可对模腔内压力进行恒压控制。
6.根据权利要求5所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于所述方法在对模腔进行一般成型操作处理或喷涂界面剂前，还包括对纳米真空模具装置进行真空部件安装及准备工作的步骤。
7.根据权利要求6所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于所述真空部件安装及准备工作包括(A)打开真空抽气加压装置的单向阀，关闭真空排气恒压装置的单向阀；(B)打开模具；(C)将真空抽气加压装置及真空排气恒压装置的透气栓、阻料纳米片及遮料透气布分别安放在纳米真空模具相应位置。
8.根据权利要求4或7所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于在第(4)步骤前，所述方法还包括盖模加压锁合上下模的步骤。
9.根据权利要求8所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于所述封闭抽气口是通过关闭真空抽气加压装置的单向伐而实现的。
10.根据权利要求9所述的纳米真空模具成型方法，其特征在于在第(5)步骤前，需要打开真空排气恒压装置的单向阀，在第(5)步骤后，所述方法还包括解除锁模压力、关闭真空排气恒压装置的单向阀，同时打开真空抽气加压装置的单向阀；然后将高压空气注入模腔；开启上下模，并将成型后的产品自模腔中取出。
全文摘要
一种纳米真空模具装置，包括上模部分、下模部分、真空抽气加压装置及真空排气恒压装置。其中，真空排气恒压装置包括恒压控制装置、透气栓以及阻料装置；真空抽气加压装置包括单向阀装置、阻气装置、透气栓以及阻料装置；阻料装置包括阻料纳米片及遮料透气布，阻气装置包括阻力重力球体及阻气垫片。使用本发明纳米真空模具装置可有效节省材料，防止产品表面产生缺料、流痕、气泡等缺陷，并且成品外观与模具花纹完全吻合，确实保证成型品质的稳定。本发明还公开了使用该模具装置的成型方法。
文档编号B29C43/56GK1611338SQ200310111908
公开日2005年5月4日 申请日期2003年10月27日 优先权日2003年10月27日
发明者蔡茂徵 申请人:刘志强