模具组件、热成形装置、热成形方法及热成形品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使薄片材热成形并使之被覆于具有规定形状的基材的模具组件。而且，本发明还涉及一种使用了这种模具组件的热成形装置及热成形方法。另外，本发明涉及一种使用这种模具组件所制造的热成形品。
【背景技术】
[0002]关于含有上述那种模具组件的热成形装置，已知有日本特开2011-136471号公报(专利文献1)所记载的装置。此装置具备:包含有底板部[底部22]和自此底板部立起设置的周壁部[周壁部21]的第一模具构件[下框2];及包含有可相对于第一模具构件相对移动并和周壁部的上端部紧密接合的平板状的主体部和加热机构[加热器31]的第二模具构件[热板3]。第一模具构件的底板部开设有第一通气路径[通气孔2b]，在第二模具构件的和第一模具构件相对的侧面上开设有第二通气路径[通气孔3b]。此外，构成为能够通过两通气路径并利用调压机构[真空栗51、压缩机71]来调整在第一模具构件和第二模具构件的内部所形成的空间[收容空间R]的压力。使用此种装置，在由第一模具构件和第二模具构件构成的模具组件的内部，使薄片材被覆于基材。
[0003]在专利文献1的装置中，具体而言，是如以下所述那样将薄片材被覆于基材。首先，在第一模具构件的周壁部的上端部设有薄片材的状态下，使第二模具构件紧密接合于第一模具构件(第1工序)。其次，利用调压机构对薄片材和第二模具构件之间进行减压，使薄片材吸附在处于加热状态的第二模具构件而加热薄片材(第2工序)。与此并行地利用调压机构对薄片材和第一模具构件之间进行减压(第3工序)。接着，以维持第3工序的减压动作的状态停止薄片材的吸附动作，对薄片材和第二模具构件之间进行加压，使薄片材被覆于基材(第4工序)。藉此，可增大薄片材朝向基材的按压力，不论基材形状如何都可进行高质量的成形。另外，与为了维持被加热的薄片材的水平姿势而进行上下腔室内的真空压调整的情况(参照专利文献1的段落0005及图4)相比，其优点是能适当进行薄片材相对于基材形状的位置对准。
[0004]但是，就专利文献1的装置而言，被加热的薄片材是于第4工序中，以平面状的姿势作为初期状态而被覆于基材的。因此，在基材的外形具有规定形状(例如单纯薄板以外的形状)的情况下，导致不同部位的薄片材的伸长量的不均变大。例如在基材是具有平行于底板部的平板部和形成在该平板部的周围的侧壁部的托架状的情况下，与薄片材中被覆平板部的部分的伸长量相比，被覆侧壁部的部分的伸长量变大。其结果，于成形品的外周侧部分，有薄片材产生裂纹，或者薄片材相对于基材产生偏位的情形。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2011-136471号公报
【发明内容】
[0008]于是，企盼在将薄片材热成形且使之被覆于具有规定形状的基材时，避免薄片材产生裂纹或偏位。
[0009]本发明的模具组件用于在合模时形成于内部的收容空间内，使薄片材热成形并使之被覆于具有规定形状的基材，其特征构成在于，具备:第一模具构件，包含第一主体部和用于载置所述基材的载置部；及第二模具构件，包含:能够相对于所述第一主体部相对移动而与所述第一主体部紧密接合的第二主体部；以能够对所述第二主体部导热的方式设置的加热机构；及形成在所述第二主体部的与所述第一主体部相对的一侧的面上且具有仿照所述基材的外形的形状的凹部。
[0010]依据此特征构成，因第二模具构件的第二主体部具有规定形状的凹部，故通过在加热薄片材的状态下使该薄片材吸附于凹部的表面，可将加热状态的薄片材在朝基材被覆前，赋形为和基材的外形类似的形状。因此，不论基材形状如何，均可将最终获得的成形品中因部位不同而导致的薄片材的伸长量不均抑制在较小范围。因此，可有效避免在成形品的外周侧部分产生裂纹或发生薄片材相对于基材偏位等。
[0011 ] 以下，针对本发明的模具组件的优选方式作说明。
[0012]本发明的一较佳方式为，所述第一模具构件还包含形成于所述第一主体部的与所述第二主体部相对的一侧的面上的凹部，以在合模方向观察时，所述第一模具构件的凹部的外缘包含所述第二模具构件的凹部的外缘的方式，设定所述第一模具构件的凹部和所述第二模具构件的凹部的位置关系。
[0013]依据此构成，被预先赋形成和基材的外形类似的形状的状态的薄片材在赋形部分的周围，在合模方向观察时，在和第一模具构件的凹部重叠的位置具有还维持平面状的平面状包围部分。此平面状包围部分在模具组件内使薄片材(此处尤指赋形部分)移动并使之被覆于基材时，以第一模具构件的凹部的外缘为起点朝该凹部的底部侧一边变位一边伸长。亦即，平面状包围部分是作为在薄片材中一边弯曲一边延伸的屈伸部发挥作用。藉此，易于使预先赋形的状态的薄片材的赋形部分保持其形状地被覆于基材。从而，可更有效避免在成形品的外周侧部分产生裂纹或发生薄片材相对于基材偏位等。
[0014]本发明的一较佳方式为，所述第一模具构件的凹部的外缘和所述第二模具构件的凹部的外缘之间的、沿着所述第二主体部的和所述第一主体部相对的一侧的面的间隔长度被设定为所述第一模具构件的凹部深度的0.6倍?2.5倍。
[0015]第一模具构件的凹部的外缘和第二模具构件的凹部的外缘之间的、沿着第二主体部的和第一主体部相对的一侧的面的间隔长度，相当于在合模方向观察时上述平面状包围部分的宽度。在平面状包围部分的宽度比第一模具构件的凹部深度小太多的情况下，该平面状包围部分有可能无法充分发挥作为屈伸部一边弯曲一边延伸的功能。另一方面，在平面状包围部分的宽度比第一模具构件的凹部深度大太多的情况下，对基材被覆1次所需的薄片材的尺寸变大，并不符合经济效益。于是，考虑这些点而将平面状包围部分的宽度设定成第一模具构件的凹部深度的0.6倍?2.5倍，由此，可避免过度的成品率提升并有效避免产生裂纹或偏位等。
[0016]本发明的一较佳方式为，所述第二模具构件还包含多个通气路径，该多个通气路径分别在该第二模具构件的凹部的表面形成开口且连接于调压机构，多个所述通气路径的路径长度设定成:随着在合模方向观察时的开口位置从所述凹部的最深部向外缘侧的靠近而变长。
[0017]依据此构成，多个通气路径的路径长度设定成随着在合模方向观察时开口位置从凹部的外缘部向最深部的靠近而变短。因此，在调压机构进行气体吸引时，处于加热状态的薄片材从最深部缓缓地朝向外缘部追随凹部形状。因此，可有效避免在对薄片材赋形时产生整体偏位。另外，在对第二模具构件和薄片材之间进行加压时，从调压机构供给的压缩气体是于最深部先行喷出，在外缘部稍慢喷出。因此，可使薄片材相对于基材从最上部缓缓地朝外缘部被覆。亦即，亦可有效避免被预先赋形的薄片材在朝基材被覆时导致整体的偏位。因此，薄片材可相对于基材高精度进行位置对准。
[0018]本发明的一较佳方式为，多个所述通气路径分别在与所述第二模具构件的凹部的表面大致正交的方向形成开口。
[0019]依据此构成，所有通气路径的朝向凹部的表面的开口面积可设为实质相等。由此，对于薄片材整体而言，能够使将薄片材向第二模具构件(凹部)的吸附、将薄片材从第二模具构件(凹部)的喷出大致均匀化。因此，可避免例如通气路径的开口部的痕迹残留于薄片材，可维持成形品良好的外观。
[0020]本发明的一较佳方式为，在所述第二模具构件的凹部的最深部具有朝所述载置部侧局部突出的突出部。
[0021]依据此构成，在调压机构进行气体吸引时，容易使处于加热状态的薄片材从最深部缓缓朝向外缘部追随凹部形状。另外，在对第二模具构件和薄片材之间进行加压时，容易使薄片材相对于基材，从最上部缓缓朝外缘部被覆。因此，可更有效避免在薄片材赋形时或该赋形后的薄片材朝基材被覆时产生偏位。因此，可更加提高薄片材相对于基材的位置精度。
[0022]本发明的一较佳方式为，所述薄片材是具有图案层的装饰薄片，所述第二模具构件还包含隔热构件，其设置在该第二模具构件的凹部中的与所述基材的反曲部对应的位置。
[0023]在薄片材是具有图案层的装饰薄片的情况下，除了因不同部位的薄片材的伸长量不均而使薄片材相对于基材偏位的问题外，还有外观性降低的课题。例如在基材的反曲部附近，薄片材的伸长量容易变大，有图案歪斜或反差变大的情况。这点，如上所述，通过在与凹部中的基材的反曲部对应的位置设置隔热构件，可避免在该位置的薄片材伸长。因此，可调整薄片材伸长量，可进一步提升被装饰后的成形品的外观性。
[0024]本发明的一较佳方式为，所述第一模具构件还包含以包围所述载置部的方式设置于所述第一主体部上的框状的中间壁部，所述第二主体部能够隔着所述中间壁部与所述第一主体部紧密接合。
[0025]依据此构成，与第一模具构件构成为不含有中间壁部的情况相比，第二模具构件的凹部深度变浅。因此，在第二模具构件的凹部以外的部分添加薄片材时，因为薄片材和凹部的表面的分隔距离变短，故能短时间加热薄片材。其结果，可缩短从薄片材加热到薄片材的赋形，进而到对基材被覆薄片材为止的整体的周期时间。
[0026]本发明的热成形装置的特征构成在于，具备:上述模具组件；薄片保持部，其将所述薄片材以卷绕成卷的状态保持；薄片引出部，其把持所述薄片材的端部来引出该薄片材；滑行机构，使所述第一模具构件在从合模方向观察时和所述第二模具构件重叠的重复位置与不和所述第二模具构件重叠的非重复位置之间滑行移动；及薄片切断部，其在比所述收容空间靠薄片进给方向的上游侧的位置切断所述薄片材。
[0027]依据此特征构成，在将薄片材热成形并使之被覆于具有规定形状的基材的情况下，可避免产生裂纹或薄片材相对于基材偏位，且通过卷到薄片(roll to sheet)的连续处理可有效率地获得成形品。
[0028]以下，针对本发明的热成形装置的优选方式作说明。
[0029]本发明的一较佳方式为，还具备以能够相对于所述第一模具构件接触及分离的状态设置的冷却机构。
[0030]依据此构成，在第一模具构件和冷却机构分离的状态下，例如薄片材被覆于基材时，可使基材和薄片材适当地黏着。另一方面，在使薄片材黏着于基材后，通过使第一模具构件和冷却机构接触，可有效率地冷却基材和薄片材并使他们粘接起来。因此，可缩短到获得成形品为止的周期时间。
[0031]本发明的使用具有在合模时在内部形成收容空间的一对第一模具构件及第二模具构件的模具组件，在所述收容空间内使薄片材热成形并使之被覆于具有规定形状的基材的热成形方法的特征构成在于:所述第一模具构件包含用于载置所述基材的载置部，所述第二模具构件包含构成为能够加热且具有仿照所述基材的外形的形状的凹部；包括:加热工序，加热以与所述第二模具构件的所述