專利名稱：用于注模成型具有突出部的部件的模具和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于注模成型塑料部件的模具元件。本發明還涉及一種包括所述模具元件的模具。本發明也涉及一種注模成型塑料部件的方法以及一種通過所述方法制造的部件，尤其是照明裝置和/或信號裝置的部件。
背景技術：
通過注模成型來鑄模塑料部件其本身是被熟知且以通行的方法來實施。注模成型也稱為注塑成型(plastic injection),是使用熱塑性塑料的方法。大部分熱塑部件利用注塑成型來制造塑料材料被軟化然后注入到模具中，接下來被冷卻。注模成型是用于大型制造部件的制造技術。首先，其可應用于塑料材料和彈性材料(橡膠)，同樣也可應用于不同的金屬和熔點相對比較低的合金鋁合金、鋅合金(鋅基合金)、黃銅或尤其是通過觸變成·型方法形成的鎂合金。圖I已知的模具2的剖面圖。所述模具2主要包括兩個半模具4和6，所述兩個半模具互相靠著且形成為了形成部件被設計成被填充塑料的容積8。半模具6包括注射噴嘴10，通過通道12向注射噴嘴10供給塑料，且所述注射噴嘴10通過驅動裝置14來致動。在塑料進入由模具2形成的容積8中的區域以更詳細的方式示出在圖的下面部分中，該部分是模具2的周圍部分的放大圖。注射噴嘴10在低點的位置上向容積8進行供給，使得塑料18首先會對部件的下部進行填充并隨后填充上部。在圖I的放大圖中通過深色的區域來表示塑料18。容積8包括用于形成從待形成部件的其余部分突出的突出部的型腔16。在注射塑料的過程中，所述型腔16部分地被塑料填充而不是全部地被填充，這是因為在型腔16的遠端積聚了空氣。型腔不完整的填充可以從圖I中看出。圖2更詳細地示出了在圖I中的容積8的型腔16位置上的形成缺陷現象。流入到容積中的塑料18將所述容積部分地填充，上部位置通過凸彎月形形式形成的圓形表面來表示。可以看出，部件的突出部分20的形成是不完全的。所述部分20具有相對于型腔16的內表面形成的大于或等于1°的后角或間隙角(clearance angle)。此外,突出部分20的端部22具有不平且不規則的表面。在塑料18流入到型腔16中時，空氣被排出且從下游被吸出。尤其是塑料的粘度和流速作為不同的流變參數的函數，所述空氣的一部分可能保持被封在位于型腔16入口的下游的區域23中。作為不同的流變參數的函數，在型腔前部流過的流也可能受還在部件中產生各種缺陷的厚度的突然改變的干擾。這些現象導致制成的部件中出現不同類型的缺陷。
發明內容
本發明的目的是提出至少解決上述其中一個問題的方案。更具體地說，本發明的目的是提出一種用于注模成型部件的制造模具和用于制造所述減少甚至消除上述缺陷的部件的模制方法，所述部件具有諸如柱狀部的至少一個突出部。本發明在于一種用于通過注塑成型來模制部件的模具元件，其包括用于接收塑料和形成所述部件的表面，所述表面包括適于形成部件的突出部的型腔，需要注意的是，模具元件包括在型腔中以平移方式可移動的元件，所述可移動元件適于在模制部件的過程中調整型腔的容積。根據本發明有利的實施方式，可移動元件被構造成使其外表面可以設置在型腔的開口的位置或高度。根據本發明的另一個有利的實施方式，型腔在縱向上且可以在橫向上具有大致細長或甚至為直線的形狀，可移動元件可沿縱向移動且優選地占據型腔截面的較大部分，優選地是占據型腔截面的至少80 %，更優選地是占據至少90 %。根據本發明另一個有利的實施方式，可移動元件通過驅動裝置可以平移。在一個實施例中，驅動裝置適于使可移動元件從型腔的開口移動到型腔中。驅動裝置可以是液壓類型的。驅動裝置當然也可以是其他類型，例如氣動的、電動的或是本領域的技術人員公知的其他類型。
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因此在模制部件時可以更加精確地控制型腔容積的調整。顯然可以賦予部件的突出部可重復的形狀，例如基準形狀。本發明還在于一種用于通過注塑成型模制部件的模具，其包括至少兩個模具元件，所述模具元件用于互相協作以形成符合待形成的部件的形狀的圍封部，所述圍封部用于沿著主流動方向來接收所述塑料，其特征在于，模具元件中的至少一個符合本發明。根據本發明有利的實施方式，型腔在通過注模制造部件的過程中被設置成大致橫向于塑料流動的主方向。型腔包括縱軸，所述縱軸在型腔的水平位置處與主流動方向形成優選地在30° -90°范圍內、更優選地在45° -90°范圍內的角度。當所述角度小于90°時，型腔可以沿流動方向或相反方向定向。根據本發明另一個有利的實施方式，所述部件具有大致薄的形狀，優選地具有基本上呈層狀的形狀，由型腔形成的部分從薄部件突出，尤其是從部件的主表面突出。根據本發明另一個有利的實施方式，模具包括用于將塑料供給到模制型腔中的通道，型腔在模制過程中沿著塑料流動的方向設置在所述通道的下游。本發明還在于一種通過注塑成型模制部件的方法，其包括以下步驟a)使用模具形成符合待形成部件的形狀的圍封部，所述圍封部包括用于形成部件的突出部的型腔；b)將塑料注入到模具的圍封部中；需要注意的是所述方法還包括以下附加步驟c)在步驟b)的過程中在所述容積的增大方向上進行對型腔容積的調整。根據本發明有利的實施方式，步驟c)中的調整在于在塑料的水平位置已經到達型腔入口時增大型腔的容積。根據本發明另一個有利的實施方式，步驟c)中的調整發生在位于型腔入口中和/或位于型腔入口前面的塑料還未凝固之時。所述特征的優點是模制的元件不會出現裂縫，尤其是在部件的突出部不會出現裂縫。因而可以使用在應力下容易開裂的塑料，例如聚碳酸酯或PMMA。根據本發明另一個有利的實施方式，步驟c)中的調整從小于型腔最終容積的20%、優選地小于10%、更優選地小于5%的型腔容積開始。優選地，型腔的全部最終容積在步驟c)開始時被填充。根據本發明另一個有利的實施方式，模具如本發明所述或包括根據本發明所述的模具元件。根據本發明另一個有利的實施方式，模制部件是車輛的照明裝置和/或信號裝置的元件，且通過型腔形成的突出部是例如柱狀部。所述突出部可以是照明裝置和/或信號裝置的其他元件的固定柱狀部。根據本發明另一個有利的實施方式，部件的突出部具有小于或等于部件總體積的15%、優選的是10%、更優選的是5%的體積。根據本發明另一個有利的實施方式，所述方法包括 附加步驟d)，所述附加步驟d)在于在步驟c)之后在所述容積減小的方向上調整型腔的容積。根據本發明的一個有利的實施方式，步驟d)中的調整在于在塑料的水平位置達到預定尺寸，尤其是基準尺寸時減小型腔的容積。仍然根據本發明另一個有利的實施方式，步驟d)中的調整達到大于型腔最終容積的85%、優選的大于型腔最終容積的90%、更優選地大于型腔最終容積的95%的型腔容積。該附加步驟d)能夠確保突出部的形狀和尤其能夠避免在所述突出部中出現收縮孔。本發明還在于包括突出部的元件，尤其是車輛的照明裝置和/或信號裝置的元件，其特征在于，其由根據本發明所述的方法制造和突出部的端部具有通過步驟c)形成的邊緣。根據本發明有利的實施方式，突出部具有小于IOMPa的殘余應力。這個特征可以通過例如鉆孔方法來測量。本發明的前述特征通過調整型腔容積能夠實現注射材料的逐漸滲透，所述注射材料因此能夠隨著型腔容積的增大在橫過型腔的前面逐漸前進到型腔中。待形成的部件通常是薄的，優選地形成板。型腔的平均截面和/或進入截面優選地小于或等于型腔中的部件的最小截面。
本發明其他特征和優點將借助以下描述和附圖更好地被理解，其中-圖I是用于帶有至少一個突出柱狀部的大致為薄部件的部件的現有技術的模具的剖面圖；-圖2是圖I中模具容積的關鍵部分的放大圖，圖2示出了在通過注塑成型制造部件時可能產生的各種缺陷；-圖3是本發明的模具的剖面圖；-圖4是圖3中模具容積的關鍵部分的放大圖，圖4示出了模制部件的第一步驟；以及-圖5是圖3中模具容積的關鍵部分的放大圖，圖5與圖4相似，但圖5示出了模制部件的第二步驟。
具體實施例方式圖3中以剖面示出的模具102主要包括兩個半模具104和106。所述兩個半模具104和106用于以形成圍封部108的方式被設置成和保持互相接觸。所述圍封部用于通過注射被塑料填充而形成通常是很薄的部件，例如用于車輛的照明和/或信號裝置的部件。圍封部108由半模具104和106的相應表面109和111限定。右側半模具106包括具有控制單元114和塑料入口 112的注射噴嘴110。所述噴嘴110的出口在待形成部件的一端附近或在所述部件的供給通道附近進行排放。左側半模具104包括設置在相應開口中的插入件126。插入件126的外表面與半模具104的鄰接表面109在同一平面上。插入件126包括被設置成使可移動桿124通過的通孔。所述可移動桿124通過液壓類型的驅動裝置128以平移方式移動。驅動裝置當然可以是其他類型，例如氣動式、電動式或是本領域的技術人員公知的其他類型。如在圖3所示的放大部分中可見，可平移的桿124最初占據由穿過插入件126的通道形成的型腔116的全部或幾乎全部的容積。在注射操作開始時，所述型腔的容積幾乎是零。在注射操作的過程中，可以在增大的方向上通過桿的逐漸移動來進行鑄模。插入件的厚度等于或大于桿的最大行程，即型腔的最大深度。·以適應注塑成型的溫度條件且適于支撐和保持可移動桿124的材料制造插入件。需要注意的是，根據包括可移動桿的模具元件所選用的材料，插入件不一定是必須存在的。完全可以想到以任何方式加工或形成模具元件，從而直接在所述元件中形成通道以便能夠容納可移動桿和形成型腔。圖4和5中更詳細地示出了在注射塑料的過程中不同幾何形狀的型腔的容積的鑄模。圖4示出了部件形成的第一步，在所述第一步中開始從注射噴嘴110并通過控制部件114注射塑料，所述控制部件114向圍封部108移動從而能夠將塑料118推進圍封部108中。這將對圍封部的下部進行填充直到高于或等于桿124的高度。在這個階段，桿124位于與型腔的最小容積相對應的位置上。更具體地說，在圖4示出的情況中，最小的容積是零容積，桿124的端部與形成成型的圍封部108的表面的相鄰表面齊平。在圖5中，塑料118對圍封部108的填充水平與圖4中的填充水平相似。桿124在與型腔容積增大相應的方向上開始平移。在型腔前面的塑料還未凝固和未受到壓力。所述塑料因此可以逐漸地對型腔變化的容積進行填充而防止型腔中存有大量空氣。塑料可以隨著型腔的增大自由地對型腔的容積進行填充。塑料可以在桿124開始移動時就快速地與型腔的可移動底部接觸，隨后在其整個前部上前進并填充以此方式形成的容積。如圖5示出的放大部分可見，存在于型腔中且在成形過程中形成部件突出部120的塑料與型腔的壁持續接觸。由以此方式形成的突出部120的壁和型腔相應的壁形成的角度a實際上為零。此外，部件的突出部120的前表面或端面在其周邊形成一個或多個為明顯圓形或非圓形(矩形、方形等)的環形邊緣122，所述環形邊緣對應于桿124和插入件126的相應通道之間存在的間隙，其中所述桿124被容納在所述插入件126中。所述間隙顯然通過桿124的前邊緣的倒圓或斜面至少形成在桿的端部處。在圖3-5示出的具體情況中，待形成部件的突出部120相對于型腔不具有后角或間隙角。在從模具移走的過程中，桿124可以在與型腔容積減小相應的方向上移動從而使所述部分120從型腔中出來。示出在圖3-5中的待形成部件的突出部120的截面是圓形的，這是為了能夠簡單清晰地對本發明進行展示。實際上，待形成部件的突出部可以具有不同的截面。型腔容積的占用原理可以應用到各種截面中。此外，桿或可移動部件不需要占據型腔的全部截面。占據型腔截面的至少80%、優選的是90%、更優選的是95%就足以保證上述有利的效果。還是為了能夠簡單清晰地對本發明進行展示，示出在圖3-5中的型腔與塑料流動的主方向垂直布置。實踐中，型腔可以采用除了圖中所示的幾何形狀之外的其他幾何形狀，尤其是可以與塑料的主流動方向形成非是90。的傾斜角度。同樣需要注意的是，待形成部件可以包括多個如圖3-5中示出的突出部。模具因此可以包括多個具有如上所述不同容積的型腔裝置。上述本發明的優點對于小截面的突出部特別有利。在小截面的型腔的情況下，根據塑料注射的流變狀態，所述塑料可以快速地覆蓋型腔的入口和防止型腔遠端中存在空氣的排出和/或防止其流動受到厚度變化的干擾。優選地，突出部的體積構成部件總體積的至少10 %，優選地是5 %，更優選地是I %。突出部的容積可以是大約幾個mm3，例如，對于總體積為大約幾百cm3 (例如·IOO-SOOcm3)的成型部件來說，突出部的體積可以為5-50mm3。型腔容積可以以不同的方式成型。型腔容積的增大可以從塑料到達型腔的入口開始。在材料的一定長度或柱存在于型腔下游時，型腔容積的增加也可以開始地更晚些，從而使面對型腔的塑料具有一定壓力水平。此外，型腔容積的調整速率取決于不同的因素，例如尤其取決于塑料凝固的速率。上述關于注塑成型說明的本發明可以適用于所有塑料和彈性材料以及各種熔點相對低的金屬和金屬(例如鋁合金、鋅合金(鋅基合金)、黃銅或尤其是通過觸變成型方法形成的鎂合金)的注射成型。
權利要求
1.一種模具元件(104)，所述模具元件通過注塑成型來模制部件，所述模具元件包括 用于接收塑料和形成所述部件的表面(109)，所述表面包括適于形成所述部件的突出部(120)的型腔(116)； 其特征在于，所述模具元件(104)包括在所述型腔(116)中以平移方式可移動的元件(124)，所述可移動元件適于在所述部件的模制期間調整所述型腔的容積。
2.根據權利要求I所述的模具元件(104)，其特征在于，所述可移動元件(124)被構造成使得所述可移動元件的末端外表面能夠被設置在所述型腔(116)的開口的位置或高度，尤其是與所述開口齊平。
3.根據權利要求I或2所述的模具元件(104)，其特征在于，所述型腔(116)在縱向上為大致細長的形狀，所述可移動元件(124)能夠在所述縱向上移動且優選地占據所述型腔的截面的較大部分，優選地占據至少80 %，更優選地占據至少90 %。
4.一種用于通過注塑成型模制部件的模具，所述模具包括至少兩個模具元件(104，106)，所述模具元件(104，106)用于互相協作以形成符合待形成的所述部件的形狀的圍封部(108)，所述圍封部(108)用于沿主流動方向接收塑料(118)，其特征在于，所述模具元件(104)中的至少一個如權利要求I至3中任一項所述。
5.根據權利要求4所述的模具，其特征在于，所述型腔(116)在通過注模成型制造所述部件的過程中被設置成基本上橫向于所述塑料(118)的所述主流動方向。
6.根據權利要求4或5所述的模具，其特征在于，所述部件具有大致薄的形狀，優選地具有基本上呈層狀的形狀，由所述型腔(116)形成的所述部分(120)從薄的所述部件突出，尤其是從所述部件的主表面突出。
7.根據權利要求4至6中任一項所述的模具，其特征在于，所述模具包括將所述塑料供給到所述模制型腔中的通道(110)，所述型腔(116)在模制過程中在所述塑料的流動方向上設置在所述通道的下游。
8.—種通過注塑成型模制部件的方法，包括以下步驟 a)使用模具(104，106)形成符合待形成的所述部件的形狀的圍封部(108)，所述圍封部(108)包括用于形成所述部件的突出部(120)的型腔(116)； b)將塑料(118)注入到所述模具(104，106)的所述圍封部(108)中； 其特征在于以下附加步驟 c)在步驟b)的過程中，在容積增大的方向上調整所述型腔(116)的容積。
9.根據權利要求8所述的模制方法，其特征在于，步驟c)中的所述調整包括在所述塑料(118)的水平面到達所述型腔的入口時增加所述型腔(116)的容積。
10.根據權利要求9所述的模制方法，其特征在于，在位于所述型腔(116)的入口中和/或位于所述型腔(116)入口的前面的塑料(118)還未凝固之時進行步驟c)中的所述調難iF. O
11.根據權利要求8至10中任一項所述的模制方法，其特征在于，步驟c)中的所述調整從小于所述型腔的最終容積的20%、優選地小于所述型腔的最終容積的10%、更優選地小于所述型腔的最終容積的5%的所述型腔(116)的容積開始。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的模制方法，其特征在于，所述模具(104，106)如權利要求4至7中任一項所述或包括根據權利要求I至3中任一項所述的模具元件(104)。
13.根據權利要求8至12中任一項所述的模制方法，其特征在于，模制的所述部件是車輛的照明裝置和/或信號裝置的元件，并且通過所述型腔形成的所述突出部例如是柱狀部(120)。
14.根據權利要求8至13中任一項所述的模制方法，其特征在于，所述部件的所述突出部(120)具有小于或等于所述部件的總體積的15%、優選的小于或等于所述部件的總體積的10%、更優選的小于或等于所述部件的總體積的5%的體積。
15.一種車輛照明和/或信號裝置的元件，包括突出部(120)，其特征在于，所述元件由根據權利要求8至14中任一項所述的方法制造，所述制造方法顯著之處在于，所述突出部(120)的端部具有通過步驟c)形成的邊緣(122)。
全文摘要
本發明涉及一種用于通過注塑成型大致薄的部件的模具和方法，所述部件通常是車輛照明裝置和/或信號裝置。所述模具包括用于互相抵靠設置且形成圍封部(108)的兩個半模具(104)和(106)，所述圍封部用于通過注射被塑料(118)填充。塑料(118)通過部件的一端附近的注射噴嘴(110)來注入。由模具形成的容積(108)包括型腔(116)，所述型腔的容積可以借助于可移動元件(124)來調整。在塑料(118)注入的過程中，當塑料至少到達型腔的高度時，最初是零的型腔(116)的容積通過可移動元件(124)的控制裝置(128)逐漸增大。塑料因此能夠從整個前部滲透到型腔中而不是必須將空氣排出。由可調整容積的型腔(116)以此方式形成的突出部具有優選配合的最終形狀且不會形成由于排出氣體所造成的缺陷。
文檔編號B29C45/26GK102785331SQ20121027338
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者弗朗索瓦·戈瑟蘭, 米歇爾·德馬齊埃 申請人:法雷奧照明公司