用於大規模生產的帶有集成澆口移除的注射模塑工具的製作方法
2023-07-12 02:51:41
專利名稱：用於大規模生產的帶有集成澆口移除的注射模塑工具的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及用於形成注射模塑部件的注射模塑(injection molding)方法和工具。更特別地，本發明涉及利用兩個模塑步驟進行注射模塑得到部件的方法和使模塑更高效的注射模塑工具。
背景技術：
注射模塑是用於生產塑性部件的一種最為常用的工藝。典型的注射模塑工藝通常包括(I)注射熔融的塑性材料至閉合的模具中，(2)允許該塑性材料冷卻並固化，和(3)從模具中推出該成品。該工藝可用來形成模塑的塑性部件，包括例如用於形成各種電子產品的殼體和附件。在一些情況中，注射模塑還可以用來在部件的外表面上放置裝飾性結構。在其它的情況中，塑性材料可以在已經模塑的部件上被模塑以製備例如具有兩種或更多種不同顏色或者由兩種或更多種不同材料形成的部件。這些結構的形成可以通過兩個模塑步驟來完成。例如，第一模塑步驟可以用來形成部件(如上作為例子所述的)，而第二模塑步驟可以用來在該部件的部分或者整個外周形成外層(或者反過來)。舉例而言，兩步注射模塑可以用來在硬層的上面形成軟層，在不透明層的上面形成透明層，或者形成多色的層。在一些情況中，這一模塑工藝可以用來形成外殼的結構壁。當一個機器和工具組通過兩次射出來進行模塑時，該工具典型地被稱為雙射工具。將模塑部件從第一工具轉移至第二工具以用於第二射出被稱為傳遞模塑(transfermolding)。基本過程可包括注射模塑得到部件，將該模塑部件轉移至第二工具，以及在該轉移的部件上模塑第二部分。該轉移過程可能增加工藝的複雜性以及循環時間。
發明內容
本發明描述了涉及用於提供具有可控光亮度和對比度的背光鍵盤的系統、方法和裝置的各種實施方式。根據一種實施方式，提供了一種用於大規模生產的注射模塑設備。該注射模塑設備包括第一工具和第二工具。該第一工具用於執行第一注射模塑射出以形成模塑部件，並且包括允許熔融塑性材料流進第一工具的腔的第一射出澆口。該第二工具用於對從第一工具轉移的模塑部件執行第二注射模塑射出。該第二工具具有與第一工具的腔間隔相匹配的腔間隔，並且該第二工具被構建為接收從第一工具轉移的、附連有第一射出澆口的模塑部件。所述模塑部件能夠在不去除澆口的情況下從第一工具轉移至第二工具。根據另一種實施方式，提供一種注射模塑工藝。根據該工藝,多個模塑部件同時從第一注射模塑工具被轉移至第二注射模塑工具。然後所述模塑部件在去除澆口之前被裝進第二注射模塑工具。根據又一種實施方式，提供一種用於大規模生產的注射模塑裝置。該裝置包括第一注射模塑工具和第二注射模塑工具。第一注射模塑工具包括以一定距離間隔開的多個腔。第二注射模塑工具具有與第一注射模塑工具的腔的間隔距離相同的距離間隔開的多個腔，並且第二注射模塑工具還包括澆口衝壓器，其被構建為用於從第一注射模塑工具移除澆口。
本發明將通過下文結合附圖的詳細闡述而被容易地理解，其中相同的附圖標記表示相同的結構元件，並且其中圖1是依然與用於模塑部件的第一工具的流道(runner)相連並通過其保持在一起的四個模塑部件的俯視立體圖。圖2示出來自第一注射模塑工具、仍與澆口相連的模塑部件，其正被裝到第二注射模塑工具中。圖3是在去除澆口(degate)之前在第二注射模塑工具中的模塑部件的側視截面圖。圖4是在去除澆口之後在第二注射模塑工具中的模塑部件的側視截面圖。圖5是模塑部件的俯視立體圖，這些模塑部件仍彼此連接並與來自第一工具的澆口相連接，而且被裝在第二注射模塑工具的它們各自的模腔中。圖6是圖5的模塑部件的俯視立體圖，其中第二工具的澆口衝壓器與第一工具的澆口相接觸。圖7為根據一實施方式的注射模塑工藝方法的流程圖。
具體實施例方式典型實施方式將根據附圖進行詳細的說明。應當理解，下文的說明並不用於將實施方式限制在某一優選的實施方式中。相反地，其意圖覆蓋可包括在所描述的實施方式的精神和範圍內的替換、改進和等同形式,如權利要求所定義的那樣。本文描述的實施方式允許快得多的生產率，因為模塑部件可以非常快速地從第一注射模塑工具移除並裝到第二工具中。此外，其不需要用於移除第一射出澆口的分離臺。在下文的敘述中，大量具體的細節用來提供對於本發明的透徹理解。然而，對於本領域技術人員來說，顯然可以實踐本發明而無需這些具體細節中的一些或全部。在其它的實例中，已知的工藝步驟沒有被詳細地描述以避免使本發明不必要的難於理解。一種典型的注射模塑裝置包括用於將熔融的塑性材料傳送至形成模塑部件的模腔的流道系統。該流道系統可以包括澆口，在其位置處熔融的塑性材料可以進入模腔以形成模塑部件。該流道系統還可以包括注入口，典型地其是熔融塑性材料可以流過其中的較大直徑的通道。該流道系統還可以包括若干流道，其是從注入口延伸至澆口的較小直徑的通道。由此，熔融塑性材料可以流經流道系統並通過一個或多個澆口進入模腔，從而當塑性材料冷卻並硬化時在模腔內形成模塑部件。在模塑部件硬化並冷卻後，其可以從模腔中被移除並去除澆口。去除澆口是將塑性材料流道從模塑部件切離的工藝。典型地，當模塑部件從模腔移除時，實施去除澆口以將模塑部件與流道系統分離。
有些時候，如上所述的，在該第二塑性部件被模塑之前，幾何構型或者其它工藝需要使第一模塑塑性部件被物理轉移至一不同的模塑模具。此類工藝被稱為傳遞模塑。在具有多於一個模腔的傳遞模具中，模塑部件通常從工具中被推出，去除澆口(如果需要的話)，然後被分別放進用於第二模塑射出的第二工具中。用於傳遞模塑工藝的現有方法和工具需要從第一工具收集模塑部件，去除澆口，然後將模塑部件分別裝進第二工具。經常地，所有的第一射出模塑部件或者在第一工具內去除澆口，或者在一個單獨的裝置內去除澆口。本文描述的一個實施方式將第二射出模塑過程與去除澆口結合在一起，由此消除了單獨的去除澆口步驟，而且使得能夠更快地將模塑部件裝在第二工具中。其還消除了對於單獨的澆口去除裝置的需求，因為去除澆口可以在第二模塑工具中執行。本文描述的一個實施方式允許在不將模塑部件分離並且不去除澆口的情況下將大量的模塑部件從第一模塑工具容易地轉移至第二模塑工具。也就是說，在所述實施方式中，第一組模塑部件可以從第一模塑工具轉移並裝進第二模塑工具，與此同時其仍通過流道系統相連。該第二模塑工具可以包括集成衝壓器，當其閉合的時候能夠移除流道系統從而去除澆口。圖1示出四個分別的模塑部件100，其仍與來自於用於模塑這些部件100的第一工具的澆口 120相連並通過其保持在一起。模塑部件100通過澆口保持連接。如圖1所示，澆口 120位於兩個模塑部件之間。將理解，在圖1所示的實施方式中，雖然示出四個模塑部件100，但是可以提供任意數量的模塑部件。根據一種實施方式，形成於第一注射模塑工具中的模塑部件100可以轉移至第二注射模塑工具200 (圖2)，以便在不將模塑部件100與第一工具的澆口 120分離的情況下進行注射模塑工藝的第二射出。通過消除去除澆口步驟，可以縮減循環時間並且可以消除對單獨的澆口去除裝置的需要。此外，由於模塑部件100仍然與澆口 120連接，所以它們可以在一個轉移步驟中一起裝進第二注射模塑工具200，而不是將各個單獨的模塑部件分別裝進第二工具200。由此，在第一射出之後，模塑部件100同時從第一工具轉移至第二工具200以進行注射模塑工藝的第二射出。在所描述的實施方式中，熔融塑性材料從流道(未示出)流進澆口 120，然後該熔融塑性材料流進腔的四個角部中的每一個以形成模塑部件。由此，如圖1所示的，在四個角部中的每一個處，澆口 120都與模塑部件100連接，以使得熔融塑性材料可以通過角部處的每一個澆口而流進模腔。然而可以理解，基於部件的幾何構型，可以為每個腔提供任意數量的澆口。圖2示出模塑部件100正在被裝進第二注射模塑工具200，同時模塑部件100仍通過來自於第一工具的澆口 120相互連接在一起。在第二注射模塑工具200中，模腔220之間的間隔D與第一工具的相同(在一些實施方式中微量縮減以考慮到流道在冷卻過程中的皺縮)，從而模塑部件100可以在單個步驟中容易地從第一工具轉移至第二工具200，同時仍通過澆口 120連接在一起。也就是說，模塑部件100可以在不相互分離或者去除澆口的情況下從第一工具直接轉移至第二工具。由此，單獨的澆口去除裝置是不必要的。此外，模塑部件100的轉移可以在單個步驟中完成，其中模塑部件100通過澆口 120相連接。圖3是具有已在第一工具中模塑的模塑部件100的第二工具200的側視截面圖，該模塑部件100被保持在第二工具的模腔220中。如上所述的，第二工具200具有與第一工具相匹配的模腔間隔(縮減任意的皺縮)以便從第一工具接收仍附有澆口 120的模塑部件100。該第二模塑工具200還可以具有集成的用於去除澆口的澆口衝壓器260，從而在模腔220閉合時移除澆口 120。當第二工具200的模腔220閉合的時候，在澆口衝壓器260與澆口 120接觸之前，彈簧加載保持模塊240可以固定模塑部件100。由此，在這個實施方式中，來自於第一工具的澆口 120的去除澆口工藝與第二注射模塑工具200集成。可以提供彈簧偏置保持模塊280，以在澆口衝壓器260與澆口 120接觸之前將模塑部件100固定。在這個實施方式中，當模腔模塊220接近至模芯290上時，澆口衝壓器260與澆口 120相接觸。當模腔模塊220和模芯290相互接近但是完全閉合之前，澆口衝壓器260與每個澆口 120相接觸，如圖3所示。如圖3所示的，澆口衝壓器260被安置為使得它們與模腔模塊220的移動側一起移動。圖4顯示，當模腔模塊220閉合的時候，澆口衝壓器260向下移動並向每個澆口 120施加力以對模塑部件100進行澆口去除。在該實施方式中，當模腔模塊220處於閉合位置時，澆口衝壓器260可以向下移動並且從上面向澆口 120施加力。當第一模塑部件100的澆口去除發生時，每個澆口 120從模塑部件100移除，並以箭頭G的方向下落通過設置在每個澆口 120下方的通道270，如圖3所示的。如圖3所示，通道270可以穿過第二工具200的模芯290。如圖4所示，澆口 120然後可以經過另一通道272從第二工具200穿出。在一種實施方式中，可以使用空氣將澆口 120從通道272中吹出。圖5和6詳細顯示了第二工具200內第一模塑部件100的澆口去除過程。將會理解，在所述實施方式中，在第二工具200內發生第二注射模塑射出之前，在第一工具內模塑的部件100被去除澆口從而將模塑部件100與第一工具的澆口 120相分離。圖5為模塑部件100的俯視立體圖，這些模塑部件仍彼此連接並與來自於第一工具的澆口 120相連接，而且被裝在第二注射模塑工具200的它們各自的模腔220中。圖6是圖5所示的模塑部件100的俯視立體圖，其中第二工具200的澆口衝壓器260與第一工具的澆口 120相接觸。如上所討論的，所述實施方式中的澆口衝壓器260從上面與澆口 120相接觸，並且移動以推動澆口 120向下移動，從而使澆口 120與模塑部件100分離。如在圖6示出的實施方式中所示例的，澆口衝壓器260與澆口 120的中央部分相接觸以推動澆口 120向下移動。當澆口 120與模塑部件100分離時，澆口 12落入位於澆口 120下方的通道270中。在一些實施方式中，被去除的澆口 120可以堆疊在通道270中。在一種實施方式中，通道270可以具有這樣的形狀，即，使得澆口 120可以在通道270中堆疊。作為例子，每個通道270可以具有與澆口 120相對應的橫截面形狀。在一種實施方式中，通道270可以具有這樣的形狀，即，使得當澆口 120被向下推的時候，澆口 120不能水平移動，由此迫使澆口 120被推離模塑部件100。將參考圖7描述一種使模塑部件從一個注射模塑工具轉移至另一個注射模塑工具的模塑工藝。下面將參考步驟700-750描述一種模塑工藝。在步驟700，在第一注射模塑工具中執行第一注射模塑過程以形成模塑部件。在步驟710，提供第二注射模塑工具。該第二注射模塑工具的模腔相互間隔開，其間隔距離與第一注射模塑工具的相同。該間隔使得來自於第一注射模塑工具的模塑部件能夠在單個步驟中一起轉移至第二工具。由此，在步驟720，模塑部件在不分離並且不從模塑部件去除澆口的情況下從第一工具轉移至第二工具。因此，這些模塑部件同時從第一注射模塑工具轉移至第二注射模塑工具。在步驟730，當模塑部件處於第二工具中的時候，模塑部件與第一工具的澆口分離。在模塑部件去除澆口之後，在步驟740，可以對第二工具內的模塑部件執行第二注射模塑過程(即，第二射出)。在步驟750，由兩個注射模塑過程步驟製得的注射模塑部件可以從第二工具移除。前述的用於解釋說明目的的闡述使用特定的術語來提供對於本發明的深入的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，這些特定的細節並不是實施本發明所要求的。由此，上述本發明具體實施方式
的說明僅用於闡釋和說明的目的。它們並不是窮盡的或是用於將本發明在限制所揭示的特定的形式中。對於本領域技術人員來說顯而易見的是，根據上述教導可以有許多改進和變形。所選擇和描述的實施方式用於最好地解釋本發明的原理和其實踐應用，以由此使得本領域技術人員能夠最好地利用本發明和具有適合於特定應用意圖的各種改進的各種實施方式。本發明的保護範圍通過權利要求及其等同物來界定。
權利要求
1.一種用於大規模生產的注射模塑設備，包括 第一工具，用於執行第一注射模塑射出以形成模塑部件，該第一工具包括多個第一射出澆口，所述澆口允許熔融塑性材料流進第一工具的腔；和 第二工具，用於對從第一工具轉移的模塑部件執行第二注射模塑射出，其中該第二工具具有與第一工具的腔間隔相匹配的腔間隔，並且該第二工具被構建為接收從第一工具轉移的、附連有第一射出澆口的模塑部件，其中所述模塑部件能夠在不去除澆口的情況下從第一工具轉移至第二工具。
2.根據權利要求1的注射模塑設備，其中第二工具包括多個澆口衝壓器，所述澆口衝壓器被構建為對從第一工具轉移的模塑部件進行澆口去除。
3.根據權利要求1的注射模塑設備，其中第二工具包括被去除的第一射出澆口能夠穿過的通道。
4.根據權利要求3的注射模塑設備，其中所述通道具有與所述澆口相匹配的截面形狀。
5.根據權利要求1的注射模塑設備，其中第二工具進一步包括彈簧加載保持模塊，用於在轉移的模塑部件被去除澆口時固定該模塑部件。
6.根據權利要求1的注射模塑設備，其中該設備被構建為從第一工具同時轉移多個模塑部件至第二工具。
7.一種注射模塑工藝，包括 從第一注射模塑工具同時轉移多個模塑部件至第二注射模塑工具；和 在所述多個模塑部件去除澆口之前，將所述多個模塑部件裝進第二注射模塑工具。
8.根據權利要求7的注射模塑工藝，其中第二注射模塑工具具有多個相互之間相隔一定距離的模腔，其中第二注射模塑工具的模腔之間的距離長度與第一注射模塑工具的模腔之間的距離長度相匹配。
9.根據權利要求7的注射模塑工藝，進一步包括在第二注射模塑工具中對模塑部件進行澆口去除。
10.根據權利要求9的注射模塑工藝，進一步包括在模塑部件去除澆口之後，在第二注射模塑工具中執行注射模塑過程。
11.根據權利要求9的注射模塑工藝，其中去除澆口包括使用第二注射模塑工具的澆口衝壓器向來自於第一注射模塑工具的澆口施加力。
12.根據權利要求7的注射模塑工藝，其中所述多個模塑部件從第一注射模塑工具直接轉移至第二注射模塑工具。
13.根據權利要求7的注射模塑工藝，其中所述模塑部件在被轉移之前在第一注射模塑工具中進行注射模塑。
14.一種用於大規模生產的注射模塑裝置,包括 第一注射模塑工具，包括以一定距離間隔開的多個腔；和 第二注射模塑工具，具有以與第一注射模塑工具的腔的間隔距離相同的距離間隔開的多個腔，其中第二注射模塑工具包括多個澆口衝壓器，所述澆口衝壓器被構建用於從第一注射模塑工具移除澆口。
15.根據權利要求14的注射模塑裝置，其中第二注射模塑工具包括被放置為使去除的澆口穿出第二注射模塑工具的通道。
16.根據權利要求15的注射模塑裝置，其中所述澆口能夠在通道內堆疊。
17.根據權利要求14的注射模塑裝置，其中該裝置被構建為將在第一注射模塑工具中模塑的多個部件同時轉移至第二注射模塑工具。
18.根據權利要求17的注射模塑裝置，其中該裝置被構建為在所述多個部件不去除澆口的情況下轉移所述多個部件。
19.根據權利要求14的注射模塑裝置，其中第二注射模塑工具包括彈簧加載機構，用於在模塑部件被去除澆口時使其固定。
全文摘要
本公開涉及用於大規模生產的帶有集成澆口移除的注射模塑工具。描述了具有兩個模塑步驟的注射模塑方法以及用於該方法的工具的實施例。用於大規模生產的轉移工具允許在不將模塑部件從流道分離並且不去除澆口的情況下，將模塑部件從一個注射模塑工具轉移至另一個注射模塑工具。這種可以在不去除澆口並且模塑部件彼此不分離的情況下執行的單個轉移步驟可減少循環時間和複雜性。
文檔編號B29C45/38GK103029259SQ201110361910
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者C·M·斯坦勒, W·布萊達爾, K·R·斯蒂爾 申請人:蘋果公司