专利名称：具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有加热装置的成型机，特别是一种具有可依素材受热后的性质或变化等条件而调整膜片素材被加热的位置，以及膜片素材与成型模具的相对距离的薄膜成型机。
背景技术：
在现有技术上制造一具有表面装饰的成型物时，是采用一种模内装饰(In MoldDecoration, IMD)技术将一装饰图像设于利用射出成型方式制成的工件上；其可以采用印刷的方式先将装饰图像印制于一膜片素材上，以形成一具有装饰图像的薄膜，该薄膜被置入模具内后再施予射出成型，使射出成型后的工作直接和该薄膜结合，进而完成一具有表面装饰的成品。 由于前述技术在制造具有表面装饰的物品时，必须先将薄膜成型为所需的立体外形，再经过冲切修整，最后再置入射出模具中进行射出成型制程，其制程较繁杂、制造良率较低且制造成本较高。此外，无法应用于非射出成型制品上。又由于薄膜在弯曲处及转角处容易产生龟裂或皱折，且成型深度受限于材料特性而容易造成不良的装饰图像，致使应用于模内装饰技术的工件在外形的设计上有许多条件限制。中国台湾M344243号专利权的主要目的在于改善前述现有技术的问题，其提供一种具表面装饰的成品的成型机，包括一机体、设于该机体的上模座、一可与该上模座对合的下模座，该下模座包含一可动部及一固定部，该可动部可上、下移动的设置于该下模座，该固定部穿设于该可动部且设有一治具；机体内部设有一红外线加热装置，该加热装置可移动至该上模座与下模座之间；一真空抽气装置设置于该机体且连接该下模座；以及一低压热气供应装置设置于该机体且连接于该上模座，用以提供低压热气。M344243号专利权所揭露的成型机整合了真空成型及气体成型的功能，藉由交互使用此两种成型方式，使得薄膜在立体结构转折处的成型精密度可以提高，进而可成型出良好的装饰图像。再者，此成型机无需先将薄膜成型为所需的立体外形，且省去冲切、射出等加工程序，可以简化制程、降低制造成本、提升制造良率。此成型机也可应用于塑料材料或金属材料的工件，没有工件材质及工件外形的限制。在膜片成型的实务方面，许多可热成型膜片素材(例如聚碳酸酯)在进行成型之前必须先施予预热以适当软化，其预热的方式可以将膜片素材放置在水平的素材承载装置上，再将加热器以水平状态接近该膜片素材进行烘烤，当膜片素材在适当的温度与时间受热软化后，因为受到重力作用而会有不同程度的下垂，致产生不规则波浪变形，之后又会摊平等多重变化，以致于膜片素材在预热过程中与上、下模具的相对位置常常无法获得最佳搭配，容易影响最终成型后的工件质量；此种情形在300mmX300mm以上的大尺寸I吴片素材更趋明显，常常膜片素材受热后尚未达到最佳预热条件时就因为重力作用导致变形下垂而过早接触到具有明显温度差异的下模，致使膜片素材因为温差而影响性质，因而时常造成成型不良的状况。
实用新型内容本实用新型的主要目的是针对前述整合了真空成型、气压成型、热压成型等功能的薄膜成型机，提供一种可依膜片素材受热时间与素材变化程度等性质差异，而任意调整膜片素材被加热的位置，以及膜片素材和成型模具的相对距离的机构，使膜片素材能在加热过程中不会受到过早接触成型模具的干扰下获得最佳的预热后，再更完善地置入模具中进行成型。本实用新型的特征是在薄膜成型机的机体设置有一下模、一设于该下模相对上方的上模、一可被驱动进出该上模与下模之间的素材承载装置、以及一可被驱动进出该上模与下模之间且具有至少一热源的加热装置，所述机体设有一位移控制机构，该素材承载装置与加热装置均设于该位移控制机构， 该位移控制机构由一动力源驱动往上或往下移动，进而带动该素材承载位置与加热位置同步往上或往下移动，即藉由该位移控制机构配合计算机程序的设定，可同步控制该素材承载装置与加热装置往上或往下移动，从而可依膜片素材被加热后的性质或变化等条件而设定膜片素材被成型前，膜片素材与下模的相对距离，避免膜片素材在未完成加热前过早接触具有明显温度差异的下模，影响最终的成型质量，所述动力源包含有一可程序伺服马达与一传动机构，该伺服马达驱动该传动机构，再由该传动机构带动该基座往上或往下移动。本实用新型的位移控制机构的技术手段，包含有一利用可程序伺服马达控制可进行上升或下降的一对基座，各基座两端分别设有各自独立且呈水平配置的第一导螺杆和第二导螺杆，该第一导螺杆与第二导螺杆各自由独立的伺服马达与控制作动旋转，并将加热装置与素材承载装置活动地设于该基座上，使得加热装置与素材承载装置均可在基座上水平移动，而基座被驱动上升或下降时可同步带动加热装置及素材承载装置往上或往下移动，所述素材承载装置设有多个具备螺孔的第一导块，该第一导块的螺孔螺旋配合于第一导螺杆，使该素材承载装置被第一导螺杆驱动水平移动；所述加热装置的本体的下方设有多个具备螺孔的第二导块，该第二导块的螺孔螺旋配合于该第二导螺杆，使该加热装置被第二导螺杆驱动水平移动；藉此，当素材承载装置将膜片素材输送至上、下模具间的工作区，且加热装置移位至该素材承载装置上方(或下方)对膜片素材加热时，该位移控制机构可以依膜片素材受热后的性质或变化等条件，预先设定膜片素材需要与下模(或上模)保持的距离而控制基座上升或下降的位移行程，进而调整膜片素材与下模(或上模)之间的适当距离，避免膜片素材在被加热的过程中过早接触到下模(或上模)。本实用新型的加热装置的热源可以是一种红外线加热器。本实用新型的薄膜成型机，其下模可以设置真空抽气装置，以提供将模具中的气体抽出而对膜片素材进行真空成型；上模则设置气体供应装置，以提供高压气体进入模具内对膜片素材进行气压成型；所述上模与下模也可以相对闭合，或甚至适当地对成型模具提供加热源，以对膜片素材进行高压或热压成型。本实用新型的薄膜成型机因为设置了前述的位移控制机构，因而可以依据膜片素材本身的材料性质特性或条件而调整受热变化后与下模(或上模)的间距，从而降低或避免膜片素材受热后可能产生的变形或多重变化而过早接触下模所可能造成成型不良的问题，进而提升膜片素材受热后置入模具内的对位精准度，最终获得更精良的成型制品。
图I为显示本实用新型薄膜成型机的结构的示意图；图2为显示本实用新型薄膜成型机将膜片素材输送至工作区，且压掣装置将膜片素材压掣固定后的实施例示意图；图3为显示本实用新型薄膜成型机的加热装置移位至膜片素材上方进行加热的实施例示意图；图4为显示本实用新型薄膜成型机的位移控制机构将素材承载装置与加热装置同步下移后的实施例不意图；图5为显示本实用新型薄膜成型机的真空抽气装置作动后，将置于下模上的膜片素材施予真空成型后的实施例示意图；图6为显示本实用新型薄膜成型机的上模与下模合模后，气体供应装置作动供应高压气体，以对膜片素材进一步进行气压成型的实施例示意图；图7为显示本实用新型薄膜成型机的上模可以是一种热压成型模，并对膜片素材进行热压成型的实施例示意图；图8为显示本实用新型薄膜成型机将膜片素材成型后，上模开启的实施例示意图；以及图9为显示本实用新型薄膜成型机将膜片素材成型后进行脱模的实施例示意图。主要组件符号说明I位移控制机构11 基座12A第一导螺杆12B第二导螺杆13动力源14A第一伺服马达14B第二伺服马达2 下模21驱动机构22 模仁23真空抽气装置3 上模31气体供应装置4素材承载装置41承载座42第一导块5压掣装置51 压板6加热装置61第二导块[0042]7膜片素材具体实施方式
以下配合图式及组件符号对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。此外，以下所述的本实用新型的薄膜成型机，是以上、下合模及开模的成型做为实施例进行说明；当然，相同的工作原理也适用于水平合模或开模的成型机，但不在本实施例中进行说明。请参考图1，本实用新型提供的薄膜成型机，是在一机体设置有一位移控制机构I、一下模2、一设于该下模2相对上方的上模3、一可被驱动进出该上模3与下模2之间的素材承载装置4、一用来对放置在素材承载装置4上的膜片素材7进行固定的压掣装置5， 以及一可被驱动进出该上模3与下模2之间的加热装置6。其中，下模2设于机台的相对下方位置，其内部设有一模仁22，下模2的下方设有一驱动机构21，该驱动机构21作动时可带动下模2往上或往下移动；一般而言，该驱动机构21以包含液压缸的液压设备为最佳，因为可以提供较大的压力；当然，驱动机构21也可以是包含气压缸的气压设备，或是由马达驱动的螺杆机构。下模2的下方还设有一真空抽气装置23，该真空抽气装置23连接设于下模2底部的气孔，真空抽气装置23具有抽气马达，当真空抽气装置启动时，可以透过气孔将下模2内部的空气抽出而形成负压，以进行真空成型，其工作方式将在后面进一步叙述。上模3则设于机台的相对于下模2的上方，该上模3可以设置成固定位置，让下模2相对于上模3移动以合模或开模。上模3也可以由另一机构驱动进行上、下移动，而下模则设置在固定位置，让上模3相对于下模2移动以合模或开模(本实施例没有图示)。上模3的上方则设置一气体供应装置31，该气体供应装置31包含有气压源，并经由管路连接该气压源与设于上模3的气孔，当气体供应装置31启动时，可以将高压气体透过气孔注入模具内形成空气压力(简称气压)，以对模具内的膜片素材7进行气压成型，其工作方式将在后面进一步叙述。下模2与上模3之间为成型的工作区，在此工作区进一步设有一压掣装置5，所述压掣装置5包含有一压板51，压板51位于下模2与上模3之间；在机台则设置有用来驱动压板51上升或下降的作动组件(例如气压缸、油压缸、电磁阀、电动电磁机构或任何一种适当的具有动力的组件，图中未显示)。本实用新型的位移控制机构I包含有一对呈水平设在机台适当位置的基座11，该对基座11的两端分别延伸至机台的两侧，基座11的一端设置前述的素材承载装置4，基座11的相对另一端设置前述的加热装置6。两基座11两端分别设有各自独立且呈水平配置的第一导螺杆12A与第二导螺杆12B,第一导螺杆12A与第二导螺杆12B各自由独立的第一伺服马达14A与第二伺服马达14B控制作动旋转。素材承载装置4包含一具有镂空孔并能放置一膜片素材7的承载座41，承载座41的下方设置多个具有螺孔的第一导块42，第一导块42的螺孔螺旋配合于第一导螺杆12A，因此，当第一导螺杆12A被第一伺服马达14A驱动正向或反向旋转时，可以带动承载座41往第一方向移动而进入下模2与上模3之间的工作区，当承载座41往相反的第二方向移动时，则是使承载座41离开下模2与上模3之间的工作区。[0049]加热装置6可以是一种红外线加热器，也可以是任何一种适当的可以产生热能的设备。该加热装置6的本体的下方设有多个具有螺孔的另一第二导块61，该第二导块61的螺孔螺旋配合于基座11第二导螺杆12B，因此，当第二导螺杆12B被第二伺服马达14B驱动正向或反向旋转时，可以带动加热装置6往第一方向移动而进入下模2与上模3之间的工作区；当加热装置6往相反的第二方向移动时，则是离开下模2与上模3之间的工作区。前述基座11可以被控制往上方或往下方移动，进而使素材 承载装置4与加热装置6同步上升或下降。其控制基座11上移或下移的方式，可以是将基座11呈悬吊地连接于一设在机台上方的动力源13，藉由动力源13驱动基座11上升或下降。所述动力源13可以是一种可程序伺服马达(图未显示)与传动机构的整合形态，伺服马达由预设的计算机程序控制运转而使传动机构运作，进而带动基座11往上或往下移动。所述动力源13也可以是一种油压设备或气压设备，利用液压或气压动力带动基座11往上或往下移动。所述动力源13也可以设于基座11下方(例如伺服马达)，同样可以达到驱动基座11往上或往下移动的目的。本实用新型薄膜成型机对膜片素材的不同阶段成型示意图，说明如下本实用新型欲进行膜片素材7与成型工件的结合时，首先如图I所示，将一膜片素材7放置于素材承载装置4的承载座41上，然后启动素材承载装置4使承载座41水平移位至下模2与上模3之间的工作区，然后操作压掣装置5使压板51下降直到压板51将膜片素材7压掣固定(如图2所示)。加热装置6则依据膜片素材7的材料性质或条件而需要加热的时间与程度，预先调整在其在垂直方向的适当位置；其调整方式属现有技艺，并非本实用新型诉求的重点，故不予赘述。加热装置6的位置设定完成后即可启动而水平移位至下模2与上模3之间的膜片素材7上方(如图3所示)。然后由驱动机构21驱动下模2往上移动，让下模2上方与素材承载装置4的承载座41对合(如图4所示)，于此同时，加热装置6在已调整好的适当距离对膜片素材7进行加热。当膜片素材7被加热至固态与软化状态的临界点时，真空抽气装置23立即启动以抽出下模2内的空气，下模2内因为形成负压而使膜片素材7伏贴于模仁22表面成型(如图5所示)，即所谓的真空成型；所述真空抽气装置23可以依成型作业实际的需求调整气体被抽出时的流量与流速。待真空成型完成后，加热装置6被驱动退出工作区，然后驱动机构21再驱动下模2上升和上模3合模，随即由气体供应装置31供应高压气体进入上模3内，利用气体压力平均作用于伏贴在模仁22上的膜片素材7 (如图6所示)，得以让膜片素材7的成型表面更为平整。在本实用新型的实际成型作业中可以依实际的需要而决定成型的程序，例如，也可以在膜片素材7置于上模3与下模2之间后，先由气体供应装置3将高压气体注入上模3内，让膜片素材7受到平均的气体压力而伏贴在下模2的模仁22上，然后再启动真空抽气装置23进一步将下模2内的气体抽出形成负压，让膜片素材7进一步获得伏贴平整效果。当然，本实用新型的薄膜成型机也可以选择更换不同的上模3，而使上模3和下模2直接对合并施予高压力让膜片素材7成型(如图7所示)，甚至在上模3与下模2合模成型的同时，利用预加热的上、下模以进行热压成型。当前述的真空成型与气压成型均完成后，即如图8所示，停止真空抽气装置23与气体供应装置31的运作后予以泄压，然后下模2与上模3分离开模，再利用真空抽气装置23反向通入气体进入下模2，即可将成型后的工件脱离下模2 (如图9所示)。以上所述者仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图具以对本实用新型 做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。
权利要求1.一种具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，是在一机体设置有一下模、一设于该下模相对上方的上模、一可被驱动进出该上模与下模之间的素材承载装置、以及一可被驱动进出该上模与下模之间且具有至少一热源的加热装置，其特征在于， 所述机体设有一位移控制机构，该素材承载装置与加热装置均设于该位移控制机构，该位移控制机构由一动力源驱动往上或往下移动，进而带动该素材承载装置与加热装置同步往上或往下移动。
2.如权利要求I所述的具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，其特征在于，所述动力源包含有一可程序伺服马达与一传动机构，该伺服马达驱动该传动机构，再由该传动机构带动该基座往上或往下移动。
3.如权利要求I所述的具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，其特征在于，所述位移控制机构，包含有一对基座，各基座两端分别设有各自独立且呈水平配置的第一导螺杆与第二导螺杆，该第一导螺杆与第二导螺杆各自由独立的伺服马达与控制作动旋转，所述素材承载装置设有多个具备螺孔的第一导块，该第一导块的螺孔螺旋配合于第一导螺杆，使该素材承载装置被第一导螺杆驱动水平移动；所述加热装置的本体的下 方设有多个具备螺孔的第二导块，该第二导块的螺孔螺旋配合于该第二导螺杆，使该加热装置被第二导螺杆驱动水平移动。
4.如权利要求I所述的具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，其特征在于，所述下模设有真空抽气装置。
5.如权利要求4所述的具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，其特征在于，所述上模设有气体供应装置。
专利摘要本实用新型提供一种具有可调整素材加热位置与成型模具间距离的薄膜成型机，其在机体设置有一下模、一设于该下模相对上方的上模、一可被驱动进出该上模与下模之间的素材承载装置、以及一可被驱动进出该上模与下模之间且具有至少一热源的加热装置；该素材承载装置与加热装置均设于一位移控制机构，藉由该位移控制机构配合计算机程序的设定，可同步控制该素材承载装置与加热装置往上或往下移动，从而可依膜片素材被加热后的性质或变化等条件而设定膜片素材被成型前，膜片素材与下模的相对距离，避免膜片素材在未完成加热前过早接触具有明显温度差异的下模，影响最终的成型质量。
文档编号B29L7/00GK202781576SQ20122015549
公开日2013年3月13日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年3月21日
发明者蔡维杰 申请人:蔡维杰