通过抽吸的热成型模具装置及使用该模具装置的制造方法与流程

本发明涉及机动车辆的内饰件或内包覆件的实施领域，更具体地涉及包括或者由热塑性材料片材或板构成的该类型元件，所述热塑性材料片材或板适配地构形，并且具有或不具有在块中成型的起伏图案。

背景技术：

本发明的目的更确切地在于提供一种模具装置，所述模具装置用于基于片材或板通过负压成型制造零件，本发明的目的还在于提供一种使用该装置的制造方法以及一种通过该方法获得的内饰件。

现有技术(参见例如：FR2900862，US2013/0221698)中已知通过负压成型(更已知英文名称为“Negative Vacuum Forming”)制造零件的不同制造方法。

通常，在该类型的方法中，塑性材料的片材或板被预热，然后安置在两个模具部分(或半模)之间，所述两个模具部分(或半模)在闭合期间使所述塑性材料的片材或板预成型，以及在模具完全闭合之后，在与所述零件的可见面接触的模具部分位置处施加相对的真空，以实施所述零件的最终成型。任选地在由于表面抽吸的受压抵靠时，在可见表面上实施起伏图案或糙面(grainage)(阴性图案存在于受到抽吸的模具部分上)。

该真空成型方法具有多个优点，其中，尤其是可见表面需具有的图案和变形的优异质量，以及这些图案和变形的精确定位。

然而，当需(即使局部地)改变图案时，和/或当需设置例如用于不同版本的相同零件的一个或多个具体变形时，需布置与所述零件的版本同样多的模具部分(至少用于可见面)，即使这些版本中的一些仅可通过较小或局部的差异(改变配件容置部的凹进部分的尺寸或形状，管理局部变形区域的存在/不存在，创建装配区域或设备锚定部或凸出装饰件的毛坯，……)彼此区分。

此外，不同版本的相同零件的两个制造阶段之间所需的更换使工具和工作人员的效率和生产率下降，并且需获取允许快速更换模具部分的特定部件。

在现有实践中，由热塑性材料制成的薄膜或零件的负热成型通常借助于由镍制成的具有贝壳形状的模具部分实施，所述模具部分具有能够将存在于要成型且要印制的片材与所述贝壳状件之间的气体排出的极细的孔。由该真空实施的降压能够使成型和雕刻出所述片材的凹凸部分。该贝壳状件通过电解沉积整体地制成。极其困难甚至不可能具有附加部分，而两个贝壳状部分之间的接合部从所制成的零件上不可见。因此如果期望可选结构，例如用于装饰条的容置部、用于通风机的容置部、用于启动按钮的容置部，目前必须有与可选版本同样多的不同贝壳状件。

为了试图克服该限制，本申请人已开发出第一解决方案，在所述第一解决方案中，互配的模具部分(相对于实施负热成型的具有贝壳形状的模具部分)装备有用于局部中空成型的零件，所述用于局部中空成型的零件是可动的并且与真空源或抽吸源联接。

在经加热片材(通过抽吸抵靠在第一模具部分上)的一般热成型之后并且在所述零件活化时，该用于成型的零件与所述片材形成抽吸腔室，所述片材处在允许塑性变形的状态，所述抽吸腔室实施所期望的局部变形。

该解决方案描述在以本申请人的名义的n°15305881.3的欧洲申请中。尽管该解决方案令人满意，观察到，在一些情况下，尤其是根据所述方法的时序、所述片材的材料类型和/或该片材的厚度，当通过负热成型处理的预成型薄膜或零件可能经受回缩而所述薄膜或零件未完全冷却并且贝壳状件侧的抽吸已切断时，(两个模具部分之间的薄膜/零件的半自由度)，所产生零件的最终尺寸小于预期尺寸。

技术实现要素：

本发明的目的尤其在于通过在上述背景下提出第二解决方案来克服该缺点。

为此，本发明的目的尤其在于提供一种热成型模具装置，所述热成型模具装置用于基于由热塑性材料制成的片材实施具有薄壁的零件，

所述模具装置包括具有工作表面的两个模具部分，所述工作表面的形状基本互配，所述两个模具部分中的至少一个是可动的，以便限定所述模具的打开状态和闭合状态，所述两个模具部分中的第一模具部分包括抽吸部件，所述抽吸部分用于使所述片材贴靠在所述第一模具部分的工作表面上，

所述抽吸部件包括：一方面，主抽吸部件，所述主抽吸部件能够并用于在第一模具部分的工作表面的大部分上生成负压或抽吸，以及另一方面，至少一个次抽吸部件，所述至少一个次抽吸部件能够并用于至少部分地以相对于所述主抽吸部件独立的方式在所述工作表面的至少一个具体受限区域位置处生成负压或抽吸，

该模具装置的特征在于，第二模具部分包括用于中空成型的至少一个一体化区域或添加零件，所述区域或零件布置成当所述模具闭合时处于与所述第一模具部分的工作表面的一个或相应每个具体受限区域恰好相对，所述一个或每个次抽吸部件可独立于所述主抽吸部件地被控制，以至少用于使所述一个或每个次抽吸部件停止或为了使抽吸中止。

本发明还涉及一种使用上述模具装置的制造方法。

附图说明

通过阅读以下涉及作为非限制性示例给出的多个优选实施例的详细说明和附图，将能够更好地理解本发明，在所述附图中：

-图1A和图1B是通过抽吸或负压的热成型模具装置的根据本发明两个实施例的示意性侧视剖视图；

-图1C是第一模具部分的根据本发明的具体实施例的示意性剖视图，所述第一模具部分是如图1A或图1B所示的装置的一部分；

-一方面图2A至图2D以及另一方面图4A至图4G是如图1B所示的模具装置的示意性侧视剖面图，这些图示出了用于制造按照根据本发明的方法的具有薄壁的零件或薄膜的连续性不同操作步骤，即分别为无局部中空变形(图2A至图2D)和有局部中空变形(图4A至图4G)；

-图3是使用图2A至图2D所示的方法实施变型获得的零件或薄膜的剖视图；

-图5A是使用图4A至图4G所示的方法实施变型获得的零件的剖视图；

-图5B是图5A所示的局部A的按照其它比例的视图；以及

-图6A至6C是侧视剖面图的细节图，示出了根据本发明的制造方法的实施变型的三个连续性步骤，更具体地借助于如图1B所示的模具装置示出了变形和脱模的阶段。

具体实施方式

附图中的图1、图2和图4示出了一种热成型模具装置，所述热成型模具装置用于基于由热塑性材料制成的片材2实施具有薄壁2”的零件或薄膜2。

所述模具装置1包括具有工作表面4、4'的两个模具部分3和3'，所述工作表面的形状基本互配或不互配，所述两个模具部分中的至少一个是可动的，以便限定所述模具的打开状态和闭合状态，所述两个模具部分3、3'中的第一模具部分3包括抽吸部件5，所述抽吸部件用于使所述片材2'贴靠在所述第一模具部分的工作表面4上，所述工作表面通过真空变形最终地实施零件2的成型(一般形状+起伏图案)。

抽吸部件5包括：一方面，主抽吸部件5'，所述主抽吸部件能够并用于在所述第一模具部分3的工作表面4的大部分6上生成负压或抽吸，以及另一方面，至少一个次抽吸部件5”，所述至少一个次抽吸部件5能够并用于至少部分地以相对于所述主抽吸部件5'独立的方式在所述工作表面4的至少一个具体受限区域6'位置处生成负压或抽吸。

为了简化视图，密封部件、真空抽吸部件以及所述模具部分3与3'的移动部件未示出在附图上，或部分地示意性示出在图1C上。

根据本发明，第二模具部分3'包括用于中空成型的至少一个一体化区域或添加零件7，所述区域或零件7布置成当所述模具闭合时处于与第一模具部分3的工作表面4的一个或相应每个具体受限区域6'恰好相对，所述一个或每个次抽吸部件5”可独立于所述主抽吸部件5'地被控制，以至少用于使所述一个或每个次抽吸部件停止或为了使抽吸中止。

因此，本发明提供了一种模具装置1，所述模具装置能够选择性地实施具有或不具有局部中空变形区域14的零件或薄膜2，这取决于所述装置1的控制，同时在该局部变形操作期间维持所述薄膜或零件2紧密地抵靠在所述第一模具部分3并且在工作表面4的大部分6位置处，因此阻止了该薄膜或零件2的在未受到局部变形的区域中的任何回缩或任何变形。

片材2'被预热，有利地在工作区域4的大部分6位置处维持抽吸直到所述薄膜或零件2完全固化和冻结。

当然，工作表面4的部分6和所述一个或多个区域6'可与相同的抽吸或真空源联接，所述抽吸或真空源由模具装置1的操纵部件(未示出)控制，所述操纵部件包括至少一个特定切断部件(未示出)，所述至少一个特定切断部件用于切断所述一个或每个区域6'的供应。在变型中，所述部分6和一个或每个区域6'也可与不同的源联接(图1C)。

本领域技术人员容易理解到，通过上述布置，可使用相同模具装置1实施不同版本的相同薄膜或零件2，即：没有任何局部变形区域14，具有一个或多个局部变形区域14，或具有上述区域14的集合，当设置有多个区域或零件7并且在所述零件或薄膜2的制造期间不使用、使用一些或使用全部区域或零件。此外，这些不同版本可按所希望和选择(或者由命令强加)的顺序制造，而不影响在所生产零件方面的生产率或效率，除了需用于实施所述一个或多个附加局部变形的额外时间。然而，至少其中一部分的该时长处在需用于能够使刚刚在模具中成型的零件2充分冷却的任何原因状态。

根据本发明的第一实施变型，一个或每个次抽吸部件5”能够且用于在第一模具部分3的工作表面的一个或每个具体受限区域6'位置处生成正压或吹送动作，以便将片材2'或壁2”局部地推向且推入到区域或零件7中。

因此，零件或薄膜2的壁2”或片材2'的一个或每个局部变形通过由第一模具部分3产生的正动作获得，所述第一模具部分可与适配正压源(所述适配正压源与用于所述一个或多个具体限定区域6'的抽吸源交替地使用)联接，第二模具部分3'可没有任何用于成型或变形的主动部件。

根据本发明的有利的实施例，尤其如图1、图2和图4所示，第一模具部分3包括可透气的具有多穿孔或多孔的壁8、主抽吸腔9和至少一个次抽吸腔9'，所述具有多穿孔或多孔的壁提供了所述部分3的工作表面4，所述腔9和9'位于与工作表面4相反的壁8侧并且与一个或多个抽吸线路联接，并且所述腔部分地由所述具有多穿孔或多孔的壁8中的一部分限界，所述一部分对应于工作表面4的大部分6或者分别对应于所述表面4的一个或至少一个具体受限区域6'，所述具有多孔或多穿孔的壁8、所述抽吸腔9和9'以及所述一个或多个抽吸线路共同形成了主抽吸部件5'和次抽吸部件5”。

根据本发明的另一个特征，第一模具部分3的工作表面4包括结构性起伏图案，所述结构性起伏图案在所述工作表面的整个范围上，即在所述工作表面的大部分6位置处以及所述工作表面的一个或多个具体受限区域6'位置处。

因此，起伏图案16(例如糙面)可存在于壁2”的一个或多个经受局部中空变形的部分上，还可存在于这些变形14的侧面以及底部位置处。

优选地，为了简化在薄膜或零件2的壁2”的区域14的边缘位置处的变形，设置使第一模具部分3的工作表面4的一个或每个具体受限区域6具有的表面延伸至少稍微大于第二模具部分3'上存在的用于中空成型的区域或添加零件7的对应表面延伸，尤其是周边稍微超出。

为了获得精确的局部变形14，并且使所述局部变形的边缘14”的精细度(finition)得到控制，本发明有利地提出了一个或每个用于中空成型的添加零件7可平移移动，优选地沿着与第二模具部分3'的工作表面4'基本垂直的方向或者沿与局部地相切于所述工作表面4'的平面基本垂直的方向，所述零件7有利地以可替换的方式装配在所述第二模具部分3'上。

因此，可使一个或每个零件7移动，以与壁2”在实施该壁的局部变形之前接触。此外，在需要时可设置不同类型的零件7。

按照本发明的第二实施变型，以相对于上述第一变型可交替或可累积的方式考虑，可设置使抽吸线路10与一个或每个用于中空成型的区域或添加零件7联接，所述区域或零件7有利地包括具有多孔或多穿孔的壁7'，所述具有多孔或多穿孔的壁提供了工作表面或中空构形表面。

按照该第二变型的实践实施例，与上述第一变型组合或不组合，第二模具部分3'包括用于中空成型的至少一个零件7，所述至少一个零件具有周边边缘7”并且可选择性地通过抽吸线路10与抽吸源联接或与用于施加降压的降压源联接，并且所述至少一个零件可在回撤位置和展开位置之间移动，一方面，在所述回撤位置上，所述用于成型的零件7位于与经热成型零件2的壁2”至多齐平的位置，甚至在相对于第二模具部分3'的表面回缩或者至多齐平的位置，以及另一方面，在所述展开位置上，所述用于成型的零件7通过周边边缘7”靠近或压靠在所述经热成型零件2的壁2”上，而抵靠在第一模具部分3上(边缘7”与片材2”之间的距离例如在0至1mm之间)。

优选地，用于成型的零件7的周边边缘7”具有朝向内部弯曲的构形并且任选地设置有压缩密封件7”'，所述压缩密封件能够在接触时或在开始变形时和经热成型零件2的壁2”限界出基本密封的腔11。此外，所述用于中空成型的零件7可装配成可动，任选地在引导下在设置于第二模具部分3'中的容置部12中平移，在所述用于成型的零件7的展开位置上，所述引导还优选地被确保。

边缘7”因此具有轮廓(尤其是边缘轮廓的内表面)，所述轮廓适配于变形区域14的边缘14”所希望的形状，特别是至少稍微变圆或变弧以避免片材2'的断裂和因此避免零件2的壁2”的断裂。因此，边缘7”的形状(实际上该边缘的内侧构形)确定了零件2的局部变形区域14的边缘14”的形状。

有利地，用于中空成型的零件7有利地具有贝壳形状并且优选地以可轻易替换的方式装配在至少一个支撑轴13上，所述至少一个支撑轴具有抽吸通道或者由抽吸管道10横穿，所述抽吸管道与至少一个通孔、与次通道或与微穿孔联接，所述至少一个通孔、次通道或微穿孔设置在所述用于成型的零件7的壁7'中并且通到所述用于成型的零件7的工作内表面或内构形面。此外，该用于中空成型的零件7的双向移动可借助于气动或液压提升机构实施，所述气动或液压提升机构装配和定位在第二模具部分3'上或中，所述零件7的滑动引导通过提升机构和/或通过附加的具体引导结构实施。

作为示例示出在附图上的实施例仅示出了唯一一个用于中空成型的零件7。

然而，在变型中，尽管未示出，可设置至少两个零件7，所述至少两个零件装配或不装配在相同模具部分3、3'中并且可选择性地独立地活化。

由于一个或每个用于中空成型的零件7的任选的可拆卸装配，模具装置1可达到较大或更大的通用性，特别是达到在制造不同版本的零件2方面的多功能性。

本发明的目的还在于提供一种通过使用上述模具装置1基于由热塑性材料制成的片材2'制造具有薄壁的零件2的制造方法，所述零件2需包括或不包括具有具体构型的至少一个局部区域14。

如附图中的图2和图4所示，该方法包括将任选地受到预热的片材2'安置在第一和第二模具部分3和3'之间，包括闭合所述模具，从而在第一和第二模具部分3和3'之间形成基本密封的腔室15，并且任选地使所述片材2'预成型，并且包括通过塑性变形使所述片材2'构形，所述塑性变形通过所述片材在吸取或抽吸作用下紧密地压靠在第一模具部分3的工作表面或构形表面4上进行，以便实施零件2，打开所述模具，并且从所述模具中取出所产生的经热成型零件。

根据本发明，所述方法还包括在所述片材2'通过压靠在第一模具部分3上而构形之后并且在所述第一模具部分处在允许塑性变形的状态时根据要获取的零件2的版本在需要时实施片材2'的至少一个局部变形，一个或每个局部变形操作通过所述片材部分14'在存在于第二模具部分3'位置处的用于中空成型的区域或零件7中的移动执行，并且在在第一模具部分3的工作表面4的所述一个或多个具体受限区域6'位置处取消抽吸之后，要变形的一个或多个片材部分14'的移动通过在所述一个或多个具体受限区域6'位置处的吹送动作、通过在用于中空成型的区域或零件7位置处的抽吸动作或者通过上述两个动作的组合来获得，在实施一个或多个局部变形期间，片材2'维持紧密地抵靠在第一模具部分3的工作表面4的大部分6上。

更确切地，根据本发明的优选的变型，实施片材2'局部变形14的步骤包括执行以下操作：

-在第一模具部分3的工作表面4的所述具体受限区域6'位置处放松抽吸；

-使用于中空成型的零件7从回撤位置移动直到展开位置，在所述展开位置上，所述用于中空成型的零件任选地在受控压的作用下通过周边边缘7”靠近或抵靠在形成零件2的壁2”的片材2'上；

-在用于成型的零件7中施加抽吸或实施降压和/或从具体受限区域6'吹送，以便使片材2'局部地变形并且将所述片材紧密地贴靠在所述用于成型的零件的壁7'的表面上；

-在零件7位置处切断抽吸和/或在表面部分6'位置处取消吹送；

-使用于成型的零件7朝向回撤位置的移动。

根据本发明的方法的如图6A至图6C所示的子变型，所述制造方法包括：在在一个或每个具体受限区域6'位置处放松抽吸之后，首先通过吹送实施第一局部变形，以促使片材2'与零件7的边缘7”接触，然后所述薄膜2'的区域14通过抽吸抵靠在所述零件7的内表面上而实施补充变形和最终成型。

作为示例，特别是当片材2由聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯类型的材料构成时，在通过抽吸成型阶段期间，所述片材2被预热以达到大约180℃到210℃的温度，当所述材料还处在塑性变形状态(即在大约150℃至170℃的温度之间)时，所述局部变形阶段通过吹送和/或抽吸并且借助于区域或零件7执行可选的后续局部变形阶段。

在经优化的生产管理的背景下，所述方法可包括在确定生产时期中根据给定的制造程序选择性地产生零件2，所述给定的制造程序由例如在所期望的零件1版本方面的多样化客户要求的重组来产生，所述零件包括或不包括具有具体变形或构型的一个或多个局部区域14。

在上述背景下，所述方法还可包括在制造不同版本的零件2的两个周期或程序之间替换一个或多个用于中空成型的零件7，所述不同版本的零件需具有在构型和外观上不同的一个或多个局部变形区域14。

一方面根据图2A至图2D另一方面根据图4A至图4G，理解到，零件2的制造方法的两个进展方案可使用如图1B所示的模具装置1实施，即：

-引入和预热片材2'(图2A和图2B/图4A和图4B：这些附图是相同的)；

-闭合模具并且在整个工作表面4位置处通过使用主抽吸部件5'和次抽吸装置5”抽吸(相同的图2C和图4C)；

-选项1：在零件2冷却之后，(在部件5'和5”位置处)切断所述抽吸，打开所述模具并且取出所述零件(图2D)；

-选项2：用于中空成型的零件7通过平移展开并且与零件2的贴靠在工作表面4上的壁2”接触，在所述区域6'位置处放松(同时在表面4的剩余位置处维持)所述抽吸，并且通过该区域6'的吹送动作开始和/或在零件7位置处的抽吸动作开始(图4D)；壁部分14'变形并且采用零件7的内部形状(图4E)；局部抽吸和/或吹送被切断并且零件7通过平移退回到第二模具部分3'中，同时使变形部分14'脱模(图4F)；抽吸被切断，所述模具被打开，并且零件2在冷却之后被取出(图4G)。

片材2'的加热装置1'可或是固定的并且布置在所述模具旁边(在将片材2'安置在分开的两个模具部分3和3'之间之前加热所述片材)，或是可动的(在模具闭合之前在所述模具中加热片材2'，如图2B和图4B所示)。

最后，如图3和图5所示，本发明还涉及一种内饰件或内包覆件，所述内饰件或内包覆件或是由具有薄壁2”的经热成型零件2形成，或是包括由这种零件2提供的表观表面。该零件2可选地包括至少一个局部区域14，所述至少一个局部区域具有壁2”的局部变形或者具体局部构型，尤其是中空变形，并且所述至少一个局部区域优选地使表面上状态为重复的起伏图案16。

按照本发明，经热成型零件2借助于上述制造方法获得并且包括至少一个中空变形14，所述至少一个中空变形构成例如用于接收配件的容置部，以及任选地构成存在于所述零件2的整个表面上的重复的起伏图案。

当然，本发明不限于在附图中所描述和所示的实施例。修改仍然可能，尤其是从各种元件的构成方面或通过等效技术的替代，而因此不脱离本发明的保护范围。