用于注模成型具有突出部的部件的模具和方法 |
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| 申请号 | CN201210273382.6 | 申请日 | 2012-05-17 | 公开(公告)号 | CN102785331B | 公开(公告)日 | 2017-03-01 |
| 申请人 | 法雷奥照明公司; | 发明人 | 米歇尔·德马齐埃; 弗朗索瓦·戈瑟兰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于通过 注塑成型 大致薄的部件的模具和方法，所述部件通常是车辆照明装置和/或 信号 装置。所述模具包括用于互相抵靠设置且形成围封部(108)的两个半模具(104)和(106)，所述围封部用于通过注射被塑料(118)填充。塑料(118)通过部件的一端附近的注射 喷嘴 (110)来注入。由模具形成的容积(108)包括型腔(116)，所述型腔的容积可以借助于可移动元件(124)来调整。在塑料(118)注入的过程中，当塑料至少到达型腔的高度时，最初是零的型腔(128)逐渐增大。塑料因此能够从整个前部渗透到型腔中而不是必须将空气排出。由可调整容积的型腔(116)以此方式形成的突出部具有优选配合的最终形状且不会形成由于排出气体所造成的 缺陷 。(116)的容积通过可移动元件(124)的控制装置 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种模具元件，所述模具元件通过注塑成型来模制部件，所述模具元件包括： |
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| 说明书全文 | 用于注模成型具有突出部的部件的模具和方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于注模成型塑料部件的模具元件。本发明还涉及一种包括所述模具元件的模具。本发明也涉及一种注模成型塑料部件的方法以及一种通过所述方法制造的部件，尤其是照明装置和/或信号装置的部件。 背景技术[0002] 通过注模成型来铸模塑料部件其本身是被熟知且以通行的方法来实施。注模成型也称为注塑成型(plastic injection)，是使用热塑性塑料的方法。大部分热塑部件利用注塑成型来制造：塑料材料被软化然后注入到模具中，接下来被冷却。注模成型是用于大型制造部件的制造技术。首先，其可应用于塑料材料和弹性材料(橡胶)，同样也可应用于不同的金属和熔点相对比较低的合金：铝合金、锌合金(锌基合金)、黄铜或尤其是通过触变成型方法形成的镁合金。 [0003] 图1已知的模具2的剖面图。所述模具2主要包括两个半模具4和6，所述两个半模具互相靠着且形成为了形成部件被设计成被填充塑料的容积8。半模具6包括注射喷嘴10，通过通道12向注射喷嘴10供给塑料，且所述注射喷嘴10通过驱动装置14来致动。 [0004] 在塑料进入由模具2形成的容积8中的区域以更详细的方式示出在图的下面部分中，该部分是模具2的周围部分的放大图。注射喷嘴10在低点的位置上向容积8进行供给，使得塑料18首先会对部件的下部进行填充并随后填充上部。在图1的放大图中通过深色的区域来表示塑料18。容积8包括用于形成从待形成部件的其余部分突出的突出部的型腔16。在注射塑料的过程中，所述型腔16部分地被塑料填充而不是全部地被填充，这是因为在型腔16的远端积聚了空气。型腔不完整的填充可以从图1中看出。 [0005] 图2更详细地示出了在图1中的容积8的型腔16位置上的形成缺陷现象。流入到容积中的塑料18将所述容积部分地填充，上部位置通过凸弯月形形式形成的圆形表面来表示。可以看出，部件的突出部分20的形成是不完全的。所述部分20具有相对于型腔16的内表面形成的大于或等于1°的后角或间隙角(clearance angle)。此外，突出部分20的端部22具有不平且不规则的表面。在塑料18流入到型腔16中时，空气被排出且从下游被吸出。尤其是塑料的粘度和流速作为不同的流变参数的函数，所述空气的一部分可能保持被封在位于型腔16入口的下游的区域23中。作为不同的流变参数的函数，在型腔前部流过的流也可能受还在部件中产生各种缺陷的厚度的突然改变的干扰。这些现象导致制成的部件中出现不同类型的缺陷。 发明内容[0006] 本发明的目的是提出至少解决上述其中一个问题的方案。更具体地说，本发明的目的是提出一种用于注模成型部件的制造模具和用于制造所述减少甚至消除上述缺陷的部件的模制方法，所述部件具有诸如柱状部的至少一个突出部。 [0007] 本发明在于一种用于通过注塑成型来模制部件的模具元件，其包括：用于接收塑料和形成所述部件的表面，所述表面包括适于形成部件的突出部的型腔，需要注意的是，模具元件包括在型腔中以平移方式可移动的元件，所述可移动元件适于在模制部件的过程中调整型腔的容积。 [0008] 根据本发明有利的实施方式，可移动元件被构造成使其外表面可以设置在型腔的开口的位置或高度。 [0009] 根据本发明的另一个有利的实施方式，型腔在纵向上且可以在横向上具有大致细长或甚至为直线的形状，可移动元件可沿纵向移动且优选地占据型腔截面的较大部分，优选地是占据型腔截面的至少80％，更优选地是占据至少90％。 [0010] 根据本发明另一个有利的实施方式，可移动元件通过驱动装置可以平移。在一个实施例中，驱动装置适于使可移动元件从型腔的开口移动到型腔中。驱动装置可以是液压类型的。驱动装置当然也可以是其他类型，例如气动的、电动的或是本领域的技术人员公知的其他类型。 [0011] 因此在模制部件时可以更加精确地控制型腔容积的调整。显然可以赋予部件的突出部可重复的形状，例如基准形状。 [0012] 本发明还在于一种用于通过注塑成型模制部件的模具，其包括至少两个模具元件，所述模具元件用于互相协作以形成符合待形成的部件的形状的围封部，所述围封部用于沿着主流动方向来接收所述塑料，其特征在于，模具元件中的至少一个符合本发明。 [0013] 根据本发明有利的实施方式，型腔在通过注模制造部件的过程中被设置成大致横向于塑料流动的主方向。型腔包括纵轴，所述纵轴在型腔的水平位置处与主流动方向形成优选地在30°-90°范围内、更优选地在45°-90°范围内的角度。当所述角度小于90°时，型腔可以沿流动方向或相反方向定向。 [0014] 根据本发明另一个有利的实施方式，所述部件具有大致薄的形状，优选地具有基本上呈层状的形状，由型腔形成的部分从薄部件突出，尤其是从部件的主表面突出。 [0015] 根据本发明另一个有利的实施方式，模具包括用于将塑料供给到模制型腔中的通道，型腔在模制过程中沿着塑料流动的方向设置在所述通道的下游。 [0016] 本发明还在于一种通过注塑成型模制部件的方法，其包括以下步骤：a)使用模具形成符合待形成部件的形状的围封部，所述围封部包括用于形成部件的突出部的型腔；b)将塑料注入到模具的围封部中；需要注意的是所述方法还包括以下附加步骤：c)在步骤b)的过程中在所述容积的增大方向上进行对型腔容积的调整。 [0017] 根据本发明有利的实施方式，步骤c)中的调整在于在塑料的水平位置已经到达型腔入口时增大型腔的容积。 [0018] 根据本发明另一个有利的实施方式，步骤c)中的调整发生在位于型腔入口中和/或位于型腔入口前面的塑料还未凝固之时。所述特征的优点是模制的元件不会出现裂缝，尤其是在部件的突出部不会出现裂缝。因而可以使用在应力下容易开裂的塑料，例如聚碳酸酯或PMMA。 [0019] 根据本发明另一个有利的实施方式，步骤c)中的调整从小于型腔最终容积的20％、优选地小于10％、更优选地小于5％的型腔容积开始。优选地，型腔的全部最终容积在步骤c)开始时被填充。 [0020] 根据本发明另一个有利的实施方式，模具如本发明所述或包括根据本发明所述的模具元件。 [0021] 根据本发明另一个有利的实施方式，模制部件是车辆的照明装置和/或信号装置的元件，且通过型腔形成的突出部是例如柱状部。所述突出部可以是照明装置和/或信号装置的其他元件的固定柱状部。 [0022] 根据本发明另一个有利的实施方式，部件的突出部具有小于或等于部件总体积的15％、优选的是10％、更优选的是5％的体积。 [0023] 根据本发明另一个有利的实施方式，所述方法包括附加步骤d)，所述附加步骤d)在于在步骤c)之后在所述容积减小的方向上调整型腔的容积。 [0024] 根据本发明的一个有利的实施方式，步骤d)中的调整在于在塑料的水平位置达到预定尺寸，尤其是基准尺寸时减小型腔的容积。 [0025] 仍然根据本发明另一个有利的实施方式，步骤d)中的调整达到大于型腔最终容积的85％、优选的大于型腔最终容积的90％、更优选地大于型腔最终容积的95％的型腔容积。 [0026] 该附加步骤d)能够确保突出部的形状和尤其能够避免在所述突出部中出现收缩孔。 [0027] 本发明还在于包括突出部的元件，尤其是车辆的照明装置和/或信号装置的元件，其特征在于，其由根据本发明所述的方法制造和突出部的端部具有通过步骤c)形成的边缘。 [0028] 根据本发明有利的实施方式，突出部具有小于10MPa的残余应力。这个特征可以通过例如钻孔方法来测量。 [0029] 本发明的前述特征通过调整型腔容积能够实现注射材料的逐渐渗透，所述注射材料因此能够随着型腔容积的增大在横过型腔的前面逐渐前进到型腔中。待形成的部件通常是薄的，优选地形成板。型腔的平均截面和/或进入截面优选地小于或等于型腔中的部件的最小截面。附图说明 [0030] 本发明其他特征和优点将借助以下描述和附图更好地被理解，其中： [0031] -图1是用于带有至少一个突出柱状部的大致为薄部件的部件的现有技术的模具的剖面图； [0032] -图2是图1中模具容积的关键部分的放大图，图2示出了在通过注塑成型制造部件时可能产生的各种缺陷； [0033] -图3是本发明的模具的剖面图； [0034] -图4是图3中模具容积的关键部分的放大图，图4示出了模制部件的第一步骤；以及 [0035] -图5是图3中模具容积的关键部分的放大图，图5与图4相似，但图5示出了模制部件的第二步骤。 具体实施方式[0036] 图3中以剖面示出的模具102主要包括两个半模具104和106。所述两个半模具104和106用于以形成围封部108的方式被设置成和保持互相接触。所述围封部用于通过注射被塑料填充而形成通常是很薄的部件，例如用于车辆的照明和/或信号装置的部件。围封部108由半模具104和106的相应表面109和111限定。 [0037] 右侧半模具106包括具有控制单元114和塑料入口112的注射喷嘴110。所述喷嘴110的出口在待形成部件的一端附近或在所述部件的供给通道附近进行排放。 [0038] 左侧半模具104包括设置在相应开口中的插入件126。插入件126的外表面与半模具104的邻接表面109在同一平面上。插入件126包括被设置成使可移动杆124通过的通孔。所述可移动杆124通过液压类型的驱动装置128以平移方式移动。驱动装置当然可以是其他类型，例如气动式、电动式或是本领域的技术人员公知的其他类型。 [0039] 如在图3所示的放大部分中可见，可平移的杆124最初占据由穿过插入件126的通道形成的型腔116的全部或几乎全部的容积。在注射操作开始时，所述型腔的容积几乎是零。在注射操作的过程中，可以在增大的方向上通过杆的逐渐移动来进行铸模。插入件的厚度等于或大于杆的最大行程，即型腔的最大深度。 [0040] 以适应注塑成型的温度条件且适于支撑和保持可移动杆124的材料制造插入件。需要注意的是，根据包括可移动杆的模具元件所选用的材料，插入件不一定是必须存在的。 完全可以想到以任何方式加工或形成模具元件，从而直接在所述元件中形成通道以便能够容纳可移动杆和形成型腔。 [0041] 图4和5中更详细地示出了在注射塑料的过程中不同几何形状的型腔的容积的铸模。图4示出了部件形成的第一步，在所述第一步中开始从注射喷嘴110并通过控制部件114注射塑料，所述控制部件114向围封部108移动从而能够将塑料118推进围封部108中。这将对围封部的下部进行填充直到高于或等于杆124的高度。在这个阶段，杆124位于与型腔的最小容积相对应的位置上。更具体地说，在图4示出的情况中，最小的容积是零容积，杆124的端部与形成成型的围封部108的表面的相邻表面齐平。 [0042] 在图5中，塑料118对围封部108的填充水平与图4中的填充水平相似。杆124在与型腔容积增大相应的方向上开始平移。在型腔前面的塑料还未凝固和未受到压力。所述塑料因此可以逐渐地对型腔变化的容积进行填充而防止型腔中存有大量空气。塑料可以随着型腔的增大自由地对型腔的容积进行填充。塑料可以在杆124开始移动时就快速地与型腔的可移动底部接触，随后在其整个前部上前进并填充以此方式形成的容积。 [0043] 如图5示出的放大部分可见，存在于型腔中且在成形过程中形成部件突出部120的塑料与型腔的壁持续接触。由以此方式形成的突出部120的壁和型腔相应的壁形成的角度α实际上为零。此外，部件的突出部120的前表面或端面在其周边形成一个或多个为明显圆形或非圆形(矩形、方形等)的环形边缘122，所述环形边缘对应于杆124和插入件126的相应通道之间存在的间隙，其中所述杆124被容纳在所述插入件126中。所述间隙显然通过杆124的前边缘的倒圆或斜面至少形成在杆的端部处。 [0044] 在图3-5示出的具体情况中，待形成部件的突出部120相对于型腔不具有后角或间隙角。在从模具移走的过程中，杆124可以在与型腔容积减小相应的方向上移动从而使所述部分120从型腔中出来。 [0045] 示出在图3-5中的待形成部件的突出部120的截面是圆形的，这是为了能够简单清晰地对本发明进行展示。实际上，待形成部件的突出部可以具有不同的截面。型腔容积的占用原理可以应用到各种截面中。此外，杆或可移动部件不需要占据型腔的全部截面。占据型腔截面的至少80％、优选的是90％、更优选的是95％就足以保证上述有利的效果。 [0046] 还是为了能够简单清晰地对本发明进行展示，示出在图3-5中的型腔与塑料流动的主方向垂直布置。实践中，型腔可以采用除了图中所示的几何形状之外的其他几何形状，尤其是可以与塑料的主流动方向形成非是90。的倾斜角度。 [0047] 同样需要注意的是，待形成部件可以包括多个如图3-5中示出的突出部。模具因此可以包括多个具有如上所述不同容积的型腔装置。 [0048] 上述本发明的优点对于小截面的突出部特别有利。在小截面的型腔的情况下，根据塑料注射的流变状态，所述塑料可以快速地覆盖型腔的入口和防止型腔远端中存在空气的排出和/或防止其流动受到厚度变化的干扰。优选地，突出部的体积构成部件总体积的至少10％，优选地是5％，更优选地是1％。 [0049] 突出部的容积可以是大约几个mm3，例如，对于总体积为大约几百cm3(例如100-3 3 800cm)的成型部件来说，突出部的体积可以为5-50mm。 [0050] 型腔容积可以以不同的方式成型。型腔容积的增大可以从塑料到达型腔的入口开始。在材料的一定长度或柱存在于型腔下游时，型腔容积的增加也可以开始地更晚些，从而使面对型腔的塑料具有一定压力水平。此外，型腔容积的调整速率取决于不同的因素，例如尤其取决于塑料凝固的速率。 [0051] 上述关于注塑成型说明的本发明可以适用于所有塑料和弹性材料以及各种熔点相对低的金属和金属(例如铝合金、锌合金(锌基合金)、黄铜或尤其是通过触变成型方法形成的镁合金)的注射成型。 |
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