具有振動裝置之成形機構的製作方法

2023-07-03 15:44:46 1

專利名稱：具有振動裝置之成形機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種成型機構，特別是配設具有振動裝置之成形機構且組設在一 成型機內。該成型機包含塑料射出成型機，或橡膠射出成型機，或其它使一液態 材料固化形成預定形狀物品之成型機。
技術背景由於塑料部件是由液態塑料注入一射出成型機之模具內固化成型，因此具有 成本低、生產速度快等優點。對於傳統產業，或是電子產業、光電產業，塑料部 件的使用率都相當高。目前精密塑料零件之射出成型品質，除了使用精密模具外，尚依賴塑料射出 機械之性能、精密度、穩定性及射出過程中之各項條件參數(例如射出速度、射 出壓力、料管溫度等)的控制。然而對於機器本身性能、精密度、穩定性並不是 那麼好的射出設備而言，即使在射出過程中將各項條件參數調校至最佳狀態，成 型之工件品質的穩定性仍然不容易達到最佳品質，而且在試模過程中也會浪費掉 許多時間。除此之外，薄形工件容易在成型後因為殘留應力的作用而發生變形或 翹曲。解決塑料射出成型對象之殘留應力的方法之一是藉由模具熱流道(料液流道)及/或冷流道(冷卻水流道)的設計而達成，例如中國臺灣專利公告第41709號、第 493528號及第M250801號皆是利用上述方式來消除殘留應力。然而此種方法會 使得模具因為熱流道及冷流道的設計而變得更複雜；此外，根據每一產品的大小、形狀，熱流道與冷流道皆需要特別設計，因此藉冷、熱流道設計來消除殘留應力 的方式不具通用性。另外，中國臺灣專利公告第487628號揭露一種光碟用超音波射出成形模， 該模具包含可動模及固定模，且表面對應模孔開設一或複數開縫，此外在射出成 型時施加超音波於模孔內。如此藉由各開縫抑制在光碟片直徑方向的傳動振幅， 使得光碟片具有較佳的產品品質且容易脫模。然而採用此種方法所需模具必需特 別設計，包含將各開縫開設在(n入)/4[n-l，3，5，…]之處，且模具的固定部份或噴嘴 部份必須與超音波的振動節點一致，才能達到上述效果，因此會增加模具的設計 難度。總結以上所揭露之先前技術，藉冷、熱流道位置以消除應力的設計，或是限制模具表面開設複數開縫的位置，以及限制模具的固定部份或噴嘴部份的配設位 置，使超音波振動能有效作用於模孔內以達到提高產品品質及易於脫模的設計， 都存在模具設計困難且需特別設計等缺點，而且尚未揭示振動頻率及振動量之控制與調整，無疑會提高試模的時間。發明內容本發明之一目的在於提供一種具有振動裝置之成形機構，其具有可以消除射 出成型之殘留應力的功效。本發明另一目的在於提供一種具有振動裝置之成形機構，其具有可以提高模 穴內的材料流動性及均勻性的功效，且減少射出件變形以提高工件品質。本發明又一目的在於提供一種具有振動裝置之成形機構，其可以調整振動裝 置的振動頻率及振動量，以減少試模時間。為實現上述目的，本發明採取以下設計方案一種具有振動裝置之成形機構， 用以配置在具有一成型機控制器之一成型機中，液態材料能夠注入該成型機構內 並固化成預定物品，其特徵在於，該成型機構包含 一第一成型模； 一第二成型 模配置在該第一成型模的相對位置，且該第二成型模與該第一成型模能夠互相產 生相對運動； 一第一振動裝置組設在該第一成型模或該第二成型模的表面； 一振 動控制器連結該第一振動裝置，且該振動控制器用以控制該振動裝置之工作狀 態；其中，該第一振動裝置用以在固化成型過程作為一振動源用以帶動該第一成 型模或第二成型模振動產生一第一方向的振動位移。本發明的優點是本發明所揭露的成型機構包含 一第一成型模與一第二成 型模配置在該第一成型模的相對位置，且該第二成型模與該第一成型模能夠互相 產生相對運動； 一或多個振動裝置組設在該第一成型模及/或該第二成型模表面； 一振動控制器與各振動裝置聯機，且分別控制各振動裝置的振動頻率及振動量； 如此在射出材料之射出與冷卻至固化的過程中，各振動裝置產生振動源以帶動第 一成型模及/或第二成型模產生一或多個方向的振動位移。上述結構中可以利用 一個振動裝置配合一振動方向轉換體的組合取代多個振動裝置，同樣可以達到提 供多個方向的振動位移的效果。據此實施可以消除射出件的殘留應力，又可提高 模穴內的材料流動性及均勻性，且減少射出件變形以提高工件品質，以及減少試 模時間。


圖1為本發明第一實施例示意2為本發明第二實施例示意3為本發明第三實施例示意圖具體實施方式
為便於進一步了解本發明之目的手段，茲附以較佳實施例圖詳細說明如後 請參閱圖1，圖中揭露一成型機10配設有一成型機構20。其中成型機10 為塑料射出成型機，或橡膠成型機，或是類似材料可以藉由液態冷卻固化而形成 預定對象之成型機。在成型機10的一側配設有一注料管12對應成型機構20且 將熔融狀態的原料注入該成型機構20內。此外，該成型機也可以是金屬或其合 金的壓鑄成型機。成型機構20包含一第一成型模22與一第二成型模24。其中第一成型模22 由一第一模板32及一第一模座34組合成；第二成型模24由一第二模板36及一 第二模座38組合成。隨著第一底型模22與第二成型模24的相對運動，第一模 座34與第二模座36互相接近或互相遠離。一般而言，因為第一成型模22與注料管12相接，所以第一模板32為一鎖 模固定板，第一模板32與第一模座34結合後為固定在成型機10上。而第二成 型模24可相對第一成型模22移動。一振動裝置40配設在第一模板32表面，或第二模板36表面。 一振動控制 器50與振動裝置40連結，此外，振動控制器50也可以進一步與一成型機控制 器60連結。其中振動裝置40能夠產生高頻振動及輸出推力用以推動第一成型模 22及第二成型模24朝向一個方向往復振動位移。上述的高頻振動低於20K Hz。振動控制器50可以調整及控制振動裝置40的工作電流及振動頻率。其中調 整工作電流等效於調整振動裝置40的輸出功率，故可藉此適用於各種不同規格及大小的模具，以及達到調整模具振動位移量的效果；而調整振動裝置40的振 動頻率等效於調整模具的振動速率，所以可提高模具內熔融態原料的流動性及分布的均勻性。另外，因為配設振動控制器50使得振動裝置40可被調整及控制， 在試模過程，使用者可以簡便且快速地進行調整及校正，因此具有減少試模時間 的功效。值得注意的是，由已知的焊接加工方法中知曉藉由一邊焊接一邊振動的方 式，可以在焊接金屬尚未冷卻凝固前，達到使焊接金屬材料組織均勻及降低殘留 應力之效果；因此在熔融狀態的原料冷卻至固化的過程，藉由振動裝置40的作 用使模具內的原料產生振動且動態地逐漸冷卻，可以使塑料材料冷卻後的組織均 勻且降低殘留應力。因為上述的振動裝置40必須推動第一成型模22及第二成型模24，所以必 須具有較大的輸出功率。目前可以採用大磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Matedals)製成致動器，其具有比壓電材料更大之輸出功率與行程，同時耐用性 與可靠性也比壓電材料高。請參閱圖2,本實施例取多個振動裝置40分別定義為第一振動裝置、第二 振動裝置及第三振動裝置，且分別配設在第一成型模22及/或第二成型模24的 不同位置。藉由各振動裝置40分別提供一方向之振動位移，則藉由振動控制器 50的作用，第一成型模22及/或第二成型模24可以產生分別被定義為第一方向、 第二方向及第三方向等多個不同向之振動位移。如此一來，第一成型模22與第 二成型模24內部的熔融原料可以藉此得到多方向消除應力的效果，而且熔融原 料的流動性及均勻性皆明顯提高，故可以提高產品品質。請參閱圖3,本實施例取一振動方向轉換體42與一振動裝置40組合用以取代多個振動裝置40之設計，其中振動方向轉換體42是一能夠將一輸入振動方向 轉換成多個振動方向輸出之裝置。當振動裝置40與振動方向轉換體42的組合配 設在第一成型模22及/或第二成型模24表面，則振動裝置40的輸出振動方向經 由振動方向轉換體42的作用，得以驅動第一成型模22及第二成型模24朝多個 方向振動。是以本發明在塑料射出過程中，利用Terfenol-D材料做為一種振蕩裝置且固 定在射出機之鎖模板上，當塑料流體在模具中流動且還沒有冷卻成型之前，對仍 處於高溫狀態塑料材料做某種頻率之振蕩一段時間，使塑料材料更均勻分布在模 穴中，同時也藉由對材料之振動，讓材料在成型過程中所產生之殘留應力更均勻 分布或降低，減少射出工件之變形量，達到容易控制精密零件之射出成型條件， 提升射出零件之品質與減少射出零件試模之時間。
權利要求
1. 一種具有振動裝置之成形機構，用以配置在具有一成型機控制器之一成型機中，液態材料能夠注入該成型機構內並固化成預定物品，其特徵在於，該成型機構包含一第一成型模；一第二成型模配置在該第一成型模的相對位置，且該第二成型模與該第一成型模能夠互相產生相對運動；一第一振動裝置組設在該第一成型模或該第二成型模的表面；一振動控制器連結該第一振動裝置，且該振動控制器用以控制該振動裝置之工作狀態；其中，該第一振動裝置用以在固化成型過程作為一振動源用以帶動該第一成型模或第二成型模振動產生一第一方向的振動位移。
2. 如權利要求1所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該第一成型 模包含第一模板以及一第一模座結合該第一模板，該第一振動裝置配設在該第一 模板表面。
3. 如權利要求1所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該第二成型 模包含第二模板以及一第二模座結合該第二模板，該第一振動裝置配設在該第二 模板表面。
4. 如權利要求1所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該成型機為 一塑料或橡膠射出成型機。
5. 如權利要求l所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該振動控制 器連結該成型機控制器。
6. 如權利要求1所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，它還包含一 第二振動裝置，該第二振動裝置配設在該第一成型模或第二成型模表面且與該振 動控制器連結用以提供一第二方向的振動位移，其中該第一振動裝置所提供的第 一方向與該第二方向不平行。
7. 如權利要求6所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，它還包含一 第三振動裝置，該第三振動裝置配設在該第一成型模或第二成型模表面且與該振 動控制器連結且提供一第三方向的振動位移，其中該第三振動裝置所提供的第三 方向與該第一方向、第二方向皆不平行。
8. —種具有搌動裝置之成形機構，用以配置在具有一成型機控制器之一成型 機中，液態材料能夠注入該成型機構內並固化成預定物品，其特徵在於，該成型 機構包含一第一成型模；一第二成型模配置在該第一成型模的相對位置，且該第二成型模與該第一成 型模能夠互相產生相對運動；一振動方向轉換體組設在該第一成型模或該第二成型模之一的表面； 一振動裝置與該振動方向轉換體結合；一振動控制器連結該振動裝置，且該振動控制器用以控制該振動裝置之工作 狀態；其中，該振動裝置用以在固化成型過程作為一振動源用以輸出振動頻率及振 動量至該振動方向轉換體，且藉該振動方向轉換體作用使得該第一成型模或第二 成型模振動產生多方向的振動位移。
9. 如權利要求8所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該第一成型 模包含第一模板以及一第一模座結合該第一模板，該振動裝置配設在該第一模板 表面。
10. 如權利要求8所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該第二成 型模包含第二模板以及一第二模座結合該第二模板，該振動裝置配設在該第二模 板表面。
11. 如權利要求8所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該成型機為一塑料或橡膠射出成型機。
12. 如權利要求8所述之具有振動裝置之成形機構，其特徵在於，該振動控 制器連結該成型機控制器。
全文摘要
本發明公開了一種具有振動裝置之成形機構，包含一第一成型模，一第二成型模配置在該第一成型模的相對位置且能夠相對運動，一個或多個振動裝置組設在第一成型模及/或第二成型模表面，又一振動控制器與各振動裝置聯機以分別控制各振動裝置的振動頻率及振動量；如此在射出材料之射出與冷卻至固化的過程中，各振動裝置產生振動並帶動第一成型模及/或第二成型模產生一或多個方向的振動位移。又可以利用一個振動裝置配合一振動方向轉換體的組合取代多個振動裝置，同樣可以達到提供多個方向的振動位移的效果。據此實施可以消除射出件的殘留應力，又可提高模穴內的材料流動性及均勻性，且減少射出件變形以提高工件品質，以及減少試模時間。
文檔編號B29C45/56GK101244623SQ20071000505
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月12日 優先權日2007年2月12日
發明者張熙榮, 方景亮, 陳慶明 申請人:財團法人精密機械研究發展中心