用以制造可变曲率挤型件的挤型装置及挤型方法与流程

本发明有关于一种挤型装置及挤型方法，特别是关于一种用以制造可变曲率挤型件的挤型装置及挤型方法，可使一挤型件朝一曲线方向弯曲。

背景技术：

挤型是指将材料通过挤压方式成型，其原理是将挤压材/挤锭借由适度加热并加压，等速挤入模具来制成所需形状、尺寸及物理性质的产品，因此适合易塑形的金属及塑料成品的加工。挤型与人类生活息息相关，从餐具、电子产品到汽车工业与建筑等都被大量使用。

然而，一般挤型装置所生产的棒材、型材、管材...等，只能依据挤型方向作直线挤压，当为了满足各个工业领域中不同目的的圆弧型挤型材，则必须通过冲压、弯曲等工法二次成形。例如，挤型过程中制造弯曲的挤压型材时，传统上通过辊弯或弯折来弯曲单根型材，而制造时的生产效率依赖于挤压时所使用的挤压速度，但挤压速度增加所需的挤压压力相对提高，同时受限于挤型装置压出能力。

技术实现要素：

有鉴于此，因此，便有需要提供一种用以制造可变曲率挤型件的挤型装置及挤型方法，来解决前述的问题。

本发明的主要目的在于提供一种用以制造可变曲率挤型件的挤型装置，可使一挤型件朝一曲线方向弯曲。

本发明提供的一种用以制造可变曲率挤型件的挤型装置，包括：

一盛锭桶，用以容置一挤锭；

一挤压柱塞，用以伸入该盛锭桶，并沿一第一轴向对该挤锭进行挤压；一固定式模具，包括一开口，该开口连通该盛锭桶；以及

一复动式模具，连接于该固定式模具，并包括一贯孔与一第一模块，该贯孔连通该开口，该第一模块位于该贯孔内，且该第一模块相对该固定式模具而选择性直线移动或不移动，其中：

当该第一模块与该贯孔之间定义有一出口模穴，且该第一模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第一位移，则该挤压柱塞使该挤锭从该出口模穴流出而形成一第一挤型件，该第一挤型件与该第一模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第一摩擦力，借此使该第一挤型件朝一第一曲线方向弯曲，该第一曲线方向是指绕一第二轴向的正方向弯曲的方向，而该第二轴向的正方向垂直于该第一轴向。

该复动式模具更包括：

一第二模块，亦位于该贯孔内，且该第二模块相对该固定式模具而选择性直线移动或不移动，其中：

当该第一模块及第二模块与该贯孔之间定义有该出口模穴，且该第二模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第二位移时，则该挤压柱塞使该挤锭从该出口模穴流出而形成一第二挤型件，该第二挤型件与该第二模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第二摩擦力，借此使该第二挤型件朝一第二曲线方向弯曲，该第二曲线方向是指绕该第二轴向的负方向弯曲的方向。

该复动式模具更包括：

第三模块及第四模块，亦位于该贯孔内，且该第三及第四模块相对该固定式模具而选择性直线移动或不移动，其中：

当该第一模块至第四模块与该贯孔之间定义有该出口模穴，且该第三模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第三位移时，则该挤压柱塞使该挤锭从该出口模穴流出，而形成一第三挤型件，该第三挤型件与该第三模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第三摩擦力，借此使该第三挤型件朝一第三曲线方向弯曲，该第三曲线方向是指绕一第三轴向的正方向弯曲的方向，而该第三轴向的正方向垂直于该第一轴向及该第二轴向；以及

当该第一模块至第四模块与该贯孔之间定义有该出口模穴，且该第四模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第四位移时，则该挤压柱塞使该挤锭从该出口模穴流出，而形成一第四挤型件，该第四挤型件与该第四模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第四摩擦力，借此使该第四挤型件朝一第四曲线方向弯曲，该第四曲线方向是指绕该第三轴向的负方向弯曲的方向。

当该第一模块至第四模块与该贯孔之间定义有该出口模穴，且该第一及第三模块沿该第一轴向分别移动至该出口模穴外的第一位移及第三位移时，则该挤压柱塞使该挤锭从该出口模穴流出，而形成一第五挤型件，该第五挤型件与该第一模块及第三模块突出于该出口模穴外的部份之间分别具有该第一摩擦力及第三摩擦力，借此使该第五挤型件朝一第五曲线方向弯曲，该第五曲线方向是指绕一预定轴向的正方向弯曲的方向，该预定轴向位于该第二轴向的正方向与该第三轴向的正方向之间。

该第一模块至第四模块为方形或圆弧形剖面。

该第一模块至第四模块以环形对称排列。

当该第一位移愈大，则该第一挤型件朝该第一曲线方向弯曲愈大。

该复动式模具更包括：

至少一推动楔块，用以控制该第一模块沿该第一轴向前后移动。

上述的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置，更包括：

一穿心轴，伸入该出口模穴内。

本发明还提供一种用以制造可变曲率挤型件的挤型方法，包括下列步骤：

沿一第一轴向对该挤锭进行挤压；以及

当一复动式模具的第一模块与该复动式模具的一贯孔之间定义有一出口模穴，且该第一模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第一位移，则使该挤锭从该出口模穴流出而形成一第一挤型件，该第一挤型件与该第一模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第一摩擦力，借此使该第一挤型件朝一第一曲线方向弯曲，该第一曲线方向是指绕一第二轴向的正方向弯曲的方向，而该第二轴向的正方向垂直于该第一轴向。

本发明的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置具有下述优点：一、突破性的模具与制程开发，改变传统挤型在线弯曲制程需通过复杂外部机构进行弯折的固有模式。二、高温材料塑性区弯曲成形时，可避免机械弯曲产生的应力残留与弹性回弹变形现象。三、固定式模具与复动式模具的机构简易化，节省模具制造成本。四、减少整个挤型设备与时间成本，提升产业效益与获利。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的剖面示意图；

图2为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的部分立体示意图；

图3为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的剖面示意图，其显示第一挤型件朝一第一曲线方向弯曲；

图4为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的剖面示意图，其显示第二挤型件朝一第二曲线方向弯曲；

图5为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的前视示意图；

图6为本发明的第一实施例的具有方形剖面的三维棒材挤型件的立体示意图；

图7为本发明的另一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的前视示意图；

图8为本发明的另一实施例的具有圆形剖面的三维棒材挤型件的立体示意图；

图9为本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的剖面示意图，其显示更包括一穿心轴；

图10a为本发明的第一实施例的具有方形剖面的三维管材挤型件的立体示意图；

图10b为本发明的第一实施例的具有圆形剖面的三维管材挤型件的立体示意图；

图11a为本发明的第二实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的前视示意图；以及

图11b为本发明的第三实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置的前视示意图。

【符号说明】

1挤型裝置；

1’挤型裝置；

1a挤型裝置；

1b挤型裝置；

11盛锭桶；

12挤压柱塞；

13固定式模具；

131开口；

132第一导槽；

133第二导槽；

14复动式模具；

140推动楔块；

141第一模块；

141’第一模块；

142第二模块；

142’第二模块；

143第三模块；

143’第三模块；

144第四模块；

144第四模块；

145贯孔；

150出口模穴；

150’出口模穴；

151第一出口模穴；

152第二出口模穴；

16穿心轴；

9挤锭；

90三维棒材挤型件；

90’三维棒材挤型件；

90a三维管材挤型件；

90b三维管材挤型件；

91第一挤型件；

92第二挤型件；

a第一轴向；

c1第一曲线方向；

c2第二曲线方向；

c3第三曲线方向；

c4第四曲线方向；

c5第五曲线方向；

d1第一位移；

d2第二位移；

p预定轴向；

x第二轴向；

y第三轴向；

f1第一摩擦力；

f2第二摩擦力。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参考图1至图5，其显示本发明的第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1。该挤型装置1包括：一盛锭桶11、一挤压柱塞12、一固定式模具13及一复动式模具14。该盛锭桶11用以容置一挤锭9。该挤锭9的材质可为铁、铝、镁、钛等的金属材质或其合金材质。该挤压柱塞12用以伸入该盛锭桶11，并沿一第一轴向a对该挤锭9进行挤压。该固定式模具13包括一开口131，该开口131连通该盛锭桶11。该复动式模具14连接于该固定式模具13，并包括一贯孔145、第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144，该贯孔145连通该开口131。第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144皆位于该贯孔145内，相邻模块的边缘相互邻接，且该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144以环形对称排列。该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144相对该固定式模具13而可选择性直线移动或不移动，例如该固定式模具13具有多个第一导槽132，该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144可沿该固定式模具13的多个第一导槽132而直线移动或不移动。该复动式模具14更包括至少一推动楔块140，用以控制该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144沿该第一轴向a前后移动。举例，该固定式模具13具有多个第二导槽133，该至少一推动楔块140为第一至第四楔块，可沿该固定式模具13的多个第二导槽133(亦即沿第三轴向y的正方向或负方向)移动，且该第一至第四楔块的斜面可分别接触该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144的斜面进行移动。

该固定式挤型模具13及该复动式模具14的材质可为模具钢、碳钢、不锈钢或其他金属材料与非金属材料，上述中的模具钢是指可用来制造冷冲模、热锻模或压铸模等模具的钢种。该固定式模具13与复动式模具14可视为一体的。

请参考图3及图5，根据本发明的第一弯曲模式，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有一出口模穴150(亦即该出口模穴150的剖面面积为该贯孔145的剖面面积减去该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144的剖面面积)，且该第一模块141沿该第一轴向a移动至该出口模穴150外的一第一位移d1时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该出口模穴150流出而形成一第一挤型件91，该第一挤型件91与该第一模块141突出于该出口模穴150外的部份之间具有一第一摩擦力f1，借此使该第一挤型件91朝一第一曲线方向c1弯曲，该第一曲线方向c1是指绕一第二轴向x的正方向弯曲的方向，而该第二轴向x的正方向垂直于该第一轴向a。当该第一位移d1愈大，则该第一挤型件91朝该第一曲线方向c1弯曲愈大（即曲率越大）。

请参考图4及图5，根据本发明的第二弯曲模式，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有该出口模穴150，且该第二模块142沿该第一轴向a移动至该出口模穴150外的一第二位移d2时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该出口模穴150流出而形成一第二挤型件92，该第二挤型件92与该第二模块142突出于该出口模穴150外的部份之间具有一第二摩擦力f2，借此使该第二挤型件92朝一第二曲线方向c2弯曲，该第二曲线方向c2是指绕该第二轴向x的负方向弯曲的方向。

请再参考图5及图1，同理，根据本发明的第三弯曲模式，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有该出口模穴150，且该第三模块143沿该第一轴向a移动至该出口模穴150外的一第三位移(图未示)时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该出口模穴150流出，而形成一第三挤型件(图未示)，该第三挤型件与该第三模块143突出于该出口模穴150外的部份之间具有一第三摩擦力，借此使该第三挤型件朝一第三曲线方向c3弯曲，该第三曲线方向c3是指绕一第三轴向y的正方向弯曲的方向，而该第三轴向y的正方向垂直于该轴向及该第二轴向x。再者，根据本发明的第四弯曲模式，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有该出口模穴150，且该第四模块144沿该第一轴向a移动至该出口模穴150外的一第四位移(图未示)时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该出口模穴150流出，而形成一第四挤型件(图未示)，该第四挤型件与该第四模块144突出于该出口模穴150外的部份之间具有一第四摩擦力，借此使该第四挤型件朝一第四曲线方向c4弯曲，该第四曲线方向c4是指绕该第三轴向y的负方向弯曲的方向。

另外，请再参考图5及图1，根据本发明的第五弯曲模式，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有该出口模穴150，且该第一及第三模块141、143沿该第一轴向a分别移动至该出口模穴150外的第一及第三位移(图未示)时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该出口模穴流出，而形成一第五挤型件(图未示)，该第五挤型件与该第一及第三模块模块141、143突出于该出口模穴150外的部份之间分别具有该第一及第三摩擦力，借此使该第五挤型件朝一第五曲线方向c5弯曲，该第五曲线方向c5是指绕一预定轴向p的正方向弯曲的方向，该预定轴向位于该第二轴向x的正方向与该第三轴向y的正方向之间。

本发明主要借由挤型过程中，挤型件将离开出口模穴时，通过复动模具的至少一模块的位移增加该挤型件的外单轴面或外多轴面形成拉应力，使得该轴面流速降低达到该挤型件弯曲变形的目的。

请参考图5及图6，在本实施例中，当该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144为方形剖面，且该第一模块141、第二模块142、第三模块143和第四模块144与该贯孔145之间定义有该出口模穴150时，该出口模穴150为方形剖面。根据本发明的第一至第五弯曲模式的设计，可获得具有方形剖面的三维棒材挤型件90。请参考图7及图8，在另一实施例中，当该第一模块141’、第二模块142’、第三模块143’和第四模块144’为圆弧形剖面，且该第一模块141’、第二模块142’、第三模块143’和第四模块144’与该贯孔145之间定义有该出口模穴150’时，该出口模穴150’为圆形剖面。根据本发明的第一至第五弯曲模式的设计，可获得具有圆形剖面的三维棒材挤型件90’。

请参考图9、图10a及图10b，本发明的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1更包括一穿心轴16，其伸入该出口模穴150内。根据本发明的第一至第五弯曲模式的设计，可获得具有方形或圆形剖面的三维管材挤型件90a、90b。

请参考图11a，其显示本发明的第二实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1a。第二实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1a大体上类似于第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1，相同组件标示相同的标号。第二及第一实施例的挤型装置1a与挤型装置1的差异为：第二实施例的挤型装置1a可以只包括该第一模块141。当该第一模块141与该贯孔145之间定义有一第一出口模穴151(亦即该第一出口模穴151的剖面面积为该贯孔145的剖面面积减去该第一模块141的剖面面积)，且该第一模块141沿该第一轴向a移动至该第一出口模穴151外的一第一位移d1时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该第一出口模穴151流出而形成一第一挤型件91，该第一挤型件91与该第一模块141突出于该第一出口模穴151外的部份之间具有一第一摩擦力f1，借此使该挤型件91朝一第一曲线方向c1弯曲，该第一曲线方向c1是指绕一第二轴向x的正方向弯曲的方向，而该第二轴向x的正方向垂直于该第一轴向a。当该第一位移d1愈大，则该第一挤型件朝该第一曲线方向c1弯曲愈大(类似图3所示)。

本发明的第二实施例的一种用以制造可变曲率挤型件的挤型方法，包括下列步骤：沿一第一轴向对一挤锭进行挤压；以及当一复动式模具的第一模块与该复动式模具的一贯孔之间定义有一出口模穴，且该第一模块沿该第一轴向移动至该出口模穴外的一第一位移，则使该挤锭从该出口模穴流出而形成一第一挤型件，该第一挤型件与该第一模块突出于该出口模穴外的部份之间具有一第一摩擦力，借此使该第一挤型件朝一第一曲线方向弯曲，该第一曲线方向是指绕一第二轴向x的正方向弯曲的方向，而该第二轴向x的正方向垂直于该第一轴向a。

请参考图11b，其显示本发明的第三实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1b。第三实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1b大体上类似于第一实施例的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置1，相同组件标示相同的标号。第三及第一实施例的挤型装置1b与挤型装置1的差异为：第三实施例的挤型装置1b可以只包括该第一模块141及第二模块142。当该第一模块141及第二模块142与该贯孔145之间定义有一第二出口模穴152(亦即该第二出口模穴152的剖面面积为该贯孔145的剖面面积减去该第一模块141及第二模块142的剖面面积)，且该第二模块142沿该第一轴向a移动至该第二出口模穴152外的一第二位移d2时，则该挤压柱塞12使该挤锭9从该第二出口模穴152流出而形成一第二挤型件92，该第二挤型件92与该第二模块142突出于该第二出口模穴152外的部份之间具有一第二摩擦力f2，借此使该挤型件91朝一第二曲线方向c2弯曲，该第二曲线方向c2是指绕该第二轴向x的负方向弯曲的方向(类似图4所示)。

本发明的用以制造可变曲率挤型件的挤型装置具有下述优点：一、突破性的模具与制程开发，改变传统挤型在线弯曲制程需通过复杂外部机构进行弯折的固有模式。二、高温材料塑性区弯曲成形时，可避免机械弯曲产生的应力残留与弹性回弹变形现象。三、固定式模具与复动式模具的机构简易化，节省模具制造成本。四、减少整个挤型设备与时间成本，提升产业效益与获利。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。