專利名稱：制造注射成型品的方法和注射成型用模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造注射成型品的方法和一種注射成型用模具。具體地，本發明涉及制造注射成型品的方法和在該制造方法中使用的注射成型用模具，該方法和模具可以提高從模具移除注射成型品的作業效率。
背景技術：
在通過使用設置有起模桿(ejector pin)的模具而成型樹脂的情況下，考慮到有效地從模具移除注射成型品，一般地，優選當打開模具時成型品被留置在模具的設置有起模桿的那側(通常為可動模具側)。在如上所述地成型品留置在模具的設置有起模桿的那側的情況下，通過起模桿的突出可以自動地從模具移除成型品，從而提高制造效率。因此，當要成型樹脂時，傳統地采用如下的制造注射成型品的方法，例如通過如下方式來控制打開模具時應當留置成型品的那側的模具部分(1)使不應當留置成型品的那側的模具呈錐形，而使應當留置成型品的另一側的另一個模具呈反向錐形，或者(2) 為成型品設置錐形部，或者(3)對不應當留置成型品的那側的模具進行脫模表面處理 (mold-releasing surface treatment)，或者(4)使用脫模齊[J (mold-releasing agent)。另一方面，已知通過使用起模活塞(ejector piston)作為用于從模具去除預成型體的起模裝置，起模活塞能夠被壓縮空氣朝向外側彈出，起模裝置在起模活塞的中央具有較大的通孔，從而在預成型體被冷卻時可以利用通孔吸引預成型體(日本特開 2000-511837號公報)。在利用通孔的吸引使圓筒狀襯套與預成型體緊密接合從而有效地冷卻預成型體之后，在下部包括起模裝置的圓筒狀襯套允許利用壓縮空氣彈出起模活塞而使預成型體從圓筒狀襯套移除。
發明內容
發明要解決的問題然而，根據上述現有技術的模具的加工和/或處理或使用脫模劑需要用于模具加工/處理的大量勞力和成本，不能對應當留置成型品的模具部分實施可靠控制，并且特別是在利用低粘性的材料來制造軟質成型品的情況下，通常以成型品留置在應當留置成型品一側的相反側的情形而告終。因此，需要如下的制造注射成型品的方法和注射成型用模具， 其能可靠地控制打開模具時應當留置成型品的模具部分，由此實現成型品的制造過程的有效自動化。在開發如上所述的制造方法和模具時，必須開發不使用如日本特開2000-511837 號公報所公開的具有這種大開孔的裝置的成型品制造方法，這是因為該制造方法和模具除了允許使用一般的材料制造成型品之外，還應當允許使用具有低粘性的如彈性體等材料來制造軟質成型品。如果使用的裝置具有如日本特開2000-511837號公報所公開的這種大開孔，當通過使用低粘性的材料制造成型品時，低粘性的材料將流入大開孔并且劣化成型質量。
用于解決問題的方案本發明的目的是有利地解決上述問題并且特征性地提供一種注射成型用模具，其包括固定模具和可動模具，在閉合所述注射成型用模具時，所述固定模具和所述可動模具限定用于成型的模腔；材料注射部件，其設置于所述固定模具和所述可動模具中的至少一方，用于將成型材料注射到所述模腔中；成型品移除部件，其設置于所述固定模具或所述可動模具，用于在打開所述注射成型用模具之后從所述注射成型用模具移除成型品；以及減壓吸引路徑，其設置在具有所述成型品移除部件的模具中并且能夠對所述模腔進行減壓。 通過在具有成型品移除部件模具部分(即，在打開模具時應當留置成型品的模具部分)中設置用于使模腔減壓的減壓吸引路徑，可以在打開模具時利用減壓吸引路徑減壓吸引模腔中的成型品，從而可以以高精度的方式控制打開模具時應當留置成型品的模具部分。在本發明中，考慮到成型材料的粘性、注射成型材料的注射壓力、減壓吸引過程中的吸引壓力等，減壓吸引路徑的尺寸被設計成使得成型品不留下任何減壓吸引路徑形狀的痕跡。也就是說，可以將減壓吸引路徑的尺寸設計成防止熔融狀態的樹脂進入減壓吸引路徑，而氣體能夠通過減壓吸引路徑。具體地，在將制造較軟的成型品的情況下，減壓吸引路徑和模腔之間的連接部的尺寸(間隙)可以在0. 003mm 0. 015mm的范圍，優選在 0. 005mm 0. OlOmm的范圍。通過將上述間隙設定為0. 003mm以上，可以更可靠地控制打開模具時應當留置成型品的模具部分。通過將上述間隙設定為0.015mm以下，可以更可靠地防止在成型品中產生毛刺(即、減壓吸引的痕跡)。考慮到可靠地控制將留置成型品的模具部分并且可靠地防止產生毛刺，上述間隙優選在0. 005mm 0. OlOmm的范圍。在本發明的注射成型用模具中，優選所述成型品移除部件是能夠朝向所述模腔突出的起模桿，所述減壓吸引路徑是利用所述起模桿和所述注射成型用模具之間的間隙形成的。在如上所述減壓吸引路徑是通過利用各起模桿和模具之間的極窄間隙而形成的情況下，不必專門在模具中形成減壓吸引路徑用的孔，由此能夠利用現有的模具容易地制造注射成型用模具，而不用大幅地對其變形。此外，由于不必單獨設置專門用作減壓吸引路徑的孔，因此不會增加產生毛刺的部位的數目。此外，由于起模桿和模具之間的間隙極窄，因此即使在通過使用如彈性體等低粘性的材料來制造成型品的情況下，也可以防止減壓吸引路徑的形狀給成型品留下痕跡。此外，與通過專門形成的用于減壓吸引的孔來進行減壓吸引的情況相比，在通過起模桿和模具之間的間隙來對模腔中的成型品進行減壓吸引的情況下，沿起模桿的外周以分散的方式在較寬的區域施加吸引力，因此可以可靠地吸引成型品， 可以可靠地控制打開模具時將留置成型品側的模具部分，并且即使通過使用較低粘性的材料來制造成型品，也能顯著防止產生毛刺。此外，在減壓吸引路徑是通過利用各起模桿和模具之間的間隙而形成的情況下，設置在模具中主要用于允許起模桿突出/后退的空間在減壓吸引過程中產生緩沖效果，由此在通過使用較低粘性的材料制造成型品時，可以可靠地控制減壓吸引過程中的壓力，并且可以顯著防止成型品發生變形。此外，在通過各起模桿和模具之間的間隙來對成型品減壓吸引的情況下，成型品在與模具部分的接近/分離方向 (閉合/打開方向)平行的方向上被吸引，從而與成型品在其它方向上(例如，與模具部分的接近/分離方向垂直的方向上)被吸引的情況相比，可以可靠地吸引成型品，并且可靠地控制打開模具時將留置成型品側的模具部分。此外，與采用如空氣起模等其它成型品移除部件的情況相比，通過使用起模桿可以可靠且容易地從模具移除成型品，這是因為，起模桿在模具部分的接近/分離方向上突出/后退并且確保從模具可靠地移除成型品。考慮到起模桿的滑動特性，上述間隙的尺寸可以被設置成防止熔融樹脂進入間隙而允許氣體通過間隙。間隙的尺寸優選在0. 003mm 0. 015_的范圍，更優選在0. 005mm 0. OlOmm的范圍。 通過將上述間隙設定為0. 003mm以上，可以更可靠地控制打開模具時將留置成型品的模具部分。通過將上述間隙設定為0.015mm以下，可以更可靠地防止在成型品中產生毛刺(即、 減壓吸引的痕跡)。考慮到可靠地控制將留置成型品的模具部分并且可靠地防止產生毛刺， 上述間隙優選在0. 005mm 0. OlOmm的范圍。本發明的制造注射成型品的方法，其通過使用上述注射成型用模具來制造注射成型品，所述方法包括以下步驟使所述固定模具和所述可動模具緊密接觸以閉合所述注射成型用模具并且形成所述模腔；使用所述材料注射部件將成型材料注射到所述模腔中而形成成型品；分離所述固定模具和所述可動模具，以破環兩者之間的緊密接觸并且打開所述注射成型用模具；以及通過所述成型品移除部件移除所述成型品，以收集所述成型品，其中，至少在打開所述注射成型用模具的步驟中利用所述減壓吸引路徑對所述模腔施加減壓吸引。由于使用減壓吸引路徑減壓吸引模腔內部，成型品被吸引在模腔內的減壓吸引路徑側。因此，在本發明中，通過在由減壓吸引路徑進行減壓吸引的狀態下打開模具，可以將模具打開成使得成型品被留置在設置有減壓吸引路徑的模具部分。優選在吸引壓力在_85kPa -IOOkPa范圍的條件下進行減壓吸引。通過將吸引壓力設定為_85kPa或更強可以更可靠地控制將留置成型品側的模具部分。在本發明的制造注射成型品的方法中，優選在收集成型品步驟之前停止減壓吸引。通過在收集成型品步驟之前停止減壓吸引，可以使移除成型品所需的力、即施加在成型品上的負荷較小。結果，也可以減小吸引所需的時間和能量。在本發明中，可以在打開模具之前的任何時間開始減壓吸引。例如，在注射材料時進行減壓吸引的情況下，可以將材料可靠地注射到模腔中。在注射材料時以及打開模具的過程中進行減壓吸引的情況下，注射材料時和打開模具時的吸引壓力可以不同。發明的效果根據本發明的注射成型用模具，由于用于對模腔進行減壓的減壓吸引路徑被設置在設置有成型品移除部件的模具部分(即，打開模具時將留置成型品的模具部分)中，因此打開模具時通過使用減壓吸引路徑而對模腔中的成型品進行減壓吸引，可以高精度地控制打開模具時將留置成型品側的模具部分。通過調整減壓吸引路徑的尺寸，本發明的注射成型用模具可以用于制造較軟的成型品(例如，JISA硬度為60°以下的彈性體成型品)。特別地，本發明的注射成型用模具可以優選用于制造JISA硬度為20°以下的較軟的成型品。此外，根據本發明的制造注射成型品的方法，由于在進行減壓吸引的狀態下打開模具，因此模具可以被打開成使得成型品被留置在設置有減壓吸引路徑的模具部分。
圖1是示出根據本發明的一個實施方式的注射成型用模具的基本結構的說明性截面圖。圖2A是示出由圖1的注射成型用模具來制造成型品的步驟的閉合模具步驟的說明圖。
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圖2B是示出由圖1的注射成型用模具來制造成型品的步驟的成型步驟的說明圖。圖2C是示出由圖1的注射成型用模具來制造成型品的步驟的打開模具步驟的說明圖。圖2D是示出由圖1的注射成型用模具來制造成型品的步驟的收集成型品步驟的說明圖。圖3是示出在本發明的一個實施方式中使用的注射成型設備和減壓吸引設備的說明圖。
具體實施例方式將參照附圖詳細說明本發明的一個實施方式。在本實施方式中，圖1是示出根據本發明的一個實施方式的注射成型用模具的基本結構的說明性截面圖。圖2A 圖2D是示出通過使用圖1所示的注射成型用模具來制造成型品的過程的說明圖。如圖1和圖2A 圖2D所示，本發明的一個實施方式的注射成型用模具10包括固定模具(部分)20和可動模具(部分)30。當閉合模具時，固定模具20和可動模具30在模具10的內部限定成型用模腔50，該模腔采用成型品的期望形狀。注射成型用模具10在該模具被安裝在傳統的注射成型設備(未示出)的狀態下使用。具體地，為了同時制造例如16個成型品，16個固定模具20被安裝在注射成型設備的固定側，16個可動模具30被安裝在注射成型設備的可動側，使得可動模具30分別與固定模具20相對。在本實施方式中， 注射成型用模具10是3板式模具(3 plate-type mold)，本說明書省略了其具體視圖和說明。本發明適用于2板式模具或3板式模具。在本實施方式中，固定模具20包括固定側安裝板21，其用于通過螺栓或夾具 (未示出)將固定模具20固定到注射成型設備；橫澆道脫料板(runner striper plate) 28； 固定側模具板22 ；以及第一成型品形成部23，其設置于固定側模具板22，用于在閉合模具時形成模腔50的一部分。此外，固定側模具板22設置有導向套(未示出)，可動模具30的導向桿(Pin)35與該導向套接合，以在閉合模具時使可動模具30與固定模具20對準。此外，固定模具20設置有作為材料注射部件的路徑，在成型過程中，通過將如彈性樹脂等熔融樹脂從注射成型設備的注射裝置注射到模腔，該材料注射部件用于將熔融樹脂作為成型材料注射進模腔50。該路徑是由直澆道(sprUe)25、橫澆道(runner) 26和內澆道(gate) 27 構成。當制造成型品時，通過直澆道25加料的成型材料流過橫澆道26并且從內澆道27注射到模腔50。固定模具20具有傳統的3板式模具的結構，其包括支撐桿29(圖1 圖3 中僅示出了上側支撐桿，省略了下側支撐桿)，其在閉合模具時能與可動模具30的導向套 (未示出)接合，從而支撐桿29可以引導橫澆道脫料板28和固定側模具板22的運動；止動螺栓(未示出)；拉伸連桿(未示出)等。可動模具30包括可動側安裝板31，其用于通過螺栓(未示出)將可動模具30固定到注射成型設備的可動板上；間隔塊32，其通過如螺栓等固定部件(未示出)固定在可動側安裝板31上；可動側模具板33，其設置在比間隔塊32靠近固定模具20的一側(即， 圖1的間隔塊32的右手側)，其具有在閉合模具時與第一成型品形成部23 —起限定模腔 50的第二成型品形成部34 ；接收板70，其設置在間隔塊32和可動側模具板33之間；導向桿35，其設置在可動側模具板33上并且在閉合模具時能與固定模具20的導向套接合；以及導向套，其能與固定模具20的支撐桿29接合。此外，作為用于從模具移除成型品的成型品移除部件的兩個起模桿37和兩個起模板38、以及在閉合模具時用于輔助起模板38移動并且定位于可動側安裝板31側并且還用于減緩閉合模具時的沖擊的兩個返回桿36被設置在可動模具30的間隔塊32、接收板70 和可動側模具板33內側。具體地，兩個起模板38被設置在間隔塊32的內側的空間42中， 以能夠在圖1中的左手/右手側前進/后退。此外，延伸到第二成型品形成部34(限定模腔50的表面)的兩個起模桿37和延伸到可動模具30和固定模具20的抵接面的兩個返回桿36被一個起模板38 (位于可動側安裝板31側)從后側固定，其中，桿37、36被安裝在固定模具20側(圖1中的右手側)的另一個起模板38上。在本實施方式中，各返回桿36均設置有作為彈性體的彈簧39，從而彈簧39總是沿從可動側模具板33朝向可動側安裝板31 的方向(圖1的左手側)向起模板38施力。根據上述可動模具30的結構，在打開模具之后，通過由注射成型設備的起模裝置抵抗彈簧39的力而將起模板38朝向可動側模具板33推動，起模桿37從第二成型品形成部34的限定模腔50的表面突出，由此，可以可靠地從模具移除成型品(見圖2D)。在移除成型品之后，通過彈簧39的彈性力的作用而使起模板38朝向可動側安裝板31側移動。如果由彈簧39單獨施加的彈性力不能將起模板38返回到其被起模裝置推動之前的初始位置，則當下一成型品被制造時起模板38將完全返回到其被起模裝置推動之前的初始位置， 這是因為，固定模具20和可動模具30接觸，并且通過固定模具20將返回桿36朝向可動側安裝板31側推動。可動模具30的間隔塊32設置有減壓吸引孔40，其用于使空間42與如真空泵等減壓吸引設備(未示出)連通。在可動側模具板33和接收板70的層和各起模桿37之間設置0.003mm 0.015mm范圍的間隙41。因此，當減壓吸引設備與減壓吸引孔40連接以實施減壓吸引時，間隙41、空間42和減壓吸引孔40形成減壓吸引路徑，并且模腔50的內部在與模具10的接近/分離方向(閉合/打開方向)平行的方向上沿起模桿37的外周被減壓吸引。空間42產生緩沖效果，以穩定減壓吸引過程中的吸引壓力。因為間隙41極窄，所以成型材料不會在成型加工的過程中從模腔50流入間隙41，并且可以防止在成型品中產生毛刺。將參照圖2A至圖2D說明通過使用上述注射成型用模具來制造注射成型品60的程序。首先，在通過使用可動模具30的導向桿35和固定模具20的導向套使可動模具 30與固定模具20對準的情況下，通過使用注射成型設備的模具閉合機構使可動模具30與固定模具20緊密接觸并且在該位置固定以閉合模具，以形成模腔50 (見圖2A)。在彈簧39 單獨施加的彈性力不能將起模板38返回到其被起模裝置推動之前的初始位置的情況下， 在該階段，返回桿36被推動，從而使起模板38完全返回到其被起模裝置推動之前的初始位置。接著，作為成型材料的熔融樹脂(彈性樹脂)通過直澆道25、橫澆道26和內澆道 27從注射成型設備的注射裝置注射到模腔50，以制造成型品60 (見圖2B)。在該階段，模腔的內部優選地通過設置在減壓吸引孔40處的減壓吸引設備被減壓到例如-85 -IOOkPa, 從而確保樹脂快速且充分的充填到模腔50。
然后通過使用傳統的手段，使注射到模腔50中的材料冷卻且固化到允許成型品60從模具移除的硬度。然后在通過設置在減壓吸引孔40處的減壓吸引設備施加-85 -IOOkPa范圍的吸引壓力的狀態下，可動模具30與固定模具20分離，以打開模具。 當打開模具時，因為成型品60被減壓吸引設備朝向可動模具30側吸引，所以成型品60留置在可動模具30側(見圖2C)。最后，在停止減壓吸引設備的減壓吸引之后，通過由注射成型設備的起模裝置抵抗彈簧39的力而將起模板38朝向可動側模具板33側推動，起模桿37從第二成型品形成部34的限定模腔50的表面突出，以從模具移除成型品60(見圖2D)。如圖2C和圖2D所示，可以通過使用樹脂移除機器人等(未示出)移除仍殘留在固定模具20的直澆道25、橫澆道26和內澆道27中的固化樹脂。根據通過使用本實施方式的注射成型用模具10的制造注射成型品的方法，當打開模具時，可以可靠地將注射成型品60留置在可動模具30側(即，設置起模桿37和減壓吸引孔40的模具部分側)。在本實施方式中，利用可動側模具板33和接收板70的層和各起模桿37之間的間隙41對模腔50的內部進行減壓吸引。然而，本發明的制造注射成型品的方法和注射成型用模具不限于本實施方式的制造注射成型品的方法和注射成型用模具，可以單獨地在模具中設置專門用于減壓吸引的路徑。更具體地，可以以使通孔滿足上述預定的間隙要求的方式，在可動模具中設置用于使模腔與可動模具的外側連通的通孔作為減壓吸引路徑。此外， 在模腔由多個構件(或插入件)限定的模具中，可以利用構件之間的間隙和/或構件與模具之間的間隙作為減壓吸引路徑來對模腔的內部減壓。此外，起模桿37和減壓吸引路徑可以被設置在固定模具側。此外，可以在2板式模具中采用本發明的制造注射成型品的方法和注射成型用模具。此外，本發明的制造注射成型品的方法和注射成型用模具可以與傳統的諸如模具表面處理等用于控制將留置成型品側的模具部分的技術一起使用。在本發明中，其中設置有成型品移除部件的模具部分還設置有用于減壓吸引的減壓吸引路徑，從而在打開模具時成型品被可控地留置在該模具部分中。然而，在本發明中， 可以接受的是，為與具有成型品移除部件的模具部分面對的模具部分設置加壓路徑，從而當打開模具時從加壓路徑吹送的加壓空氣等使成型品壓靠具有成型品移除部件的模具部分，以對打開模具時將留置成型品側的模具部分實施控制。實施例下面將詳細說明本發明的實施例。應當注意，本發明不限于這些實施例。圖3示出根據上述實施方式的注射成型用模具10經由可動模具30的減壓吸引孔 40與緩沖箱80和真空泵81相連的結構。在該實施例中，減壓吸引孔40經由減壓吸引管線 82與緩沖箱80連接。減壓吸引管線82在到達緩沖箱80之前呈T字形分支。減壓吸引管線82的從T字形分支點延伸并且與緩沖箱80連接的路徑設置有第一閥83。減壓吸引管線82的從T字形分支點延伸并且不與緩沖箱80連接的另一路徑(具有開口端的路徑)設置有第二閥84。此外，緩沖箱80與真空泵81連接，從而緩沖箱80的內部維持預定的真空度。實施例1 6
根據本發明的方法利用注射成型用模具10來進行注射成型。具體地，在通過真空泵81使緩沖箱80的內部維持如表1所示的各對應的真空度的狀態下，閉合模具10。然后，例如與來自成型設備的模具閉合信號對應地打開第一閥83。在打開第一閥83的狀態下 (即，模腔50的內部處于減壓吸引的狀態下)，作為成型材料的彈性體被注射到模腔50、冷卻且固化。此后，在維持第一閥83打開的狀態下，打開模具。在完成模具打開之后，關閉第一閥83，打開第二閥84，在減壓吸引被解除的狀態下利用起模桿37收集成型品。在這些實施例中，以如下方式進行成型通過在注射成型設備中設定16個模具并且每次注射(shot) 以20秒為循環周期通過一次注射(即，閉合模具一注射材料一冷卻固化一打開模具一移除成型品)自動地成型16個成型品。在成型加工之后成型品留置在固定模具側的情況下，由于使成型品從模具移除需要大致2分鐘，因此產生2分鐘的停機時間。成型加工持續2個小時，然后，評價成型品留置在固定模具側的注射的次數、總的停機時間和所制造的成型品的數目。表1中示出結果。比較例1除了在成型材料注射和固化之后并且在打開模具之前已經通過閉合第一閥83和打開第二閥84解除減壓吸引的狀態下打開模具之外，以與實施例1 6相同的方式制造成型品。在該情況下，由于成型品在每次注射中都留置在固定模具側，因此自動成型加工不適用。因此，為參考目的，表1僅示出了成型品留置在固定模具側并且必須手動從模具收集成型品(循環時間30秒)的注射的次數和所制造的成型品的數目。表 權利要求
1.一種注射成型用模具，其包括固定模具和可動模具，在閉合所述注射成型用模具時，所述固定模具和所述可動模具限定用于成型的模腔；材料注射部件，其設置于所述固定模具和所述可動模具中的至少一方，用于將成型材料注射到所述模腔中；成型品移除部件，其設置于所述固定模具和所述可動模具中的任意一方，用于在打開所述注射成型用模具之后從所述注射成型用模具移除成型品；以及減壓吸引路徑，其設置在具有所述成型品移除部件的模具中并且能夠對所述模腔進行減壓。
2.根據權利要求1所述的注射成型用模具，其特征在于，所述成型品移除部件是能夠朝向所述模腔突出的起模桿，所述減壓吸引路徑是利用所述起模桿和所述注射成型用模具之間的間隙形成的。
3.—種制造注射成型品的方法，其通過使用權利要求1或2所述的注射成型用模具來制造注射成型品，所述方法包括以下步驟使所述固定模具和所述可動模具緊密接觸以閉合所述注射成型用模具并且形成所述模腔；使用所述材料注射部件將成型材料注射到所述模腔中而形成成型品；分離所述固定模具和所述可動模具，以破環兩者之間的緊密接觸并且打開所述注射成型用模具；以及通過所述成型品移除部件移除所述成型品，以收集所述成型品，其中，至少在打開所述注射成型用模具的步驟中利用所述減壓吸引路徑對所述模腔施加減壓吸引。
4.根據權利要求3所述的制造注射成型品的方法，其特征在于，所述方法還包括在收集成型品的步驟之前停止減壓吸引。
全文摘要
本發明的目的是提供一種制造注射成型品的方法和注射成型用模具，其能夠對打開模具時應當留置成型品的模具部分實施可靠控制，從而實現成型品制造過程的有效自動化，并且適用于較軟成型品的制造。具體地，本發明提供一種注射成型用模具(10)，其包括固定模具(20)和可動模具(30)，在閉合模具時，固定模具和可動模具用于限定用于成型的模腔(50)；材料注射部件(25、26、27)，其設置于固定模具(20)和可動模具(30)中的至少一方，用于將成型材料注射到模腔(50)中；成型品移除部件(37、38)，其設置于固定模具(20)和可動模具(30)中的任意一方，用于在打開模具之后從模具移除成型品；以及減壓吸引路徑，其設置在具有成型品移除部件(37、38)的模具(30)中并且能夠對模腔(50)進行減壓。本發明的制造注射成型品的方法采用注射成型用模具(10)。
文檔編號B29C45/40GK102202862SQ20098014361
公開日2011年9月28日 申請日期2009年9月28日 優先權日2008年9月29日
發明者福田泰典 申請人:株式會社普利司通