成型裝置及氣體高壓成型方法
2023-04-27 20:09:31
專利名稱：成型裝置及氣體高壓成型方法
技術領域：
本發明涉及一種成型方法及裝置，特別是涉及一種氣體高壓成型方法及裝置。
背景技術：
現有電子產品的金屬殼體的製造多使用衝壓方式，以賦予金屬板殼體的外形。然而，在此方法中，往往造成金屬板在殼體彎折處造成拉傷。因此，又有氣體高壓成型方法的發展，例如圖1的示意圖，將鎂合金板1置於模2中的成型模3與密封模4之間合模，形成空洞5，成型模3具有一成型模穴6，利用氣體加壓管路7，將氣體加壓裝置8所形成的加壓氣體注入空洞5中，迫使鎂合金板1往成型模穴6的方向與成型模3的模壁貼合而成型。日本專利申請案公開第2004-249320號則揭示一種以氣壓加壓製造鎂合金製品的方法，其將鎂合金板在模穴中加熱，然後施加氣壓至部分程度的成型，將鎂合金板冷卻， 再加熱，然後施加氣壓進一步成型，反覆數次，以獲得最終成型品。再者，已知TWM342934教示在金屬板在模內成形後，通過側向脫料杆向上推動脫料框，以將金屬成型工件由模穴推出。但因脫模是靠側向脫料杆推動脫料框，脫料框脫料時會受到一側向力，而未能提供較為平衡作動的脫模裝置。因此，仍需要一種新穎的方法及機具以提高產量。
發明內容
本發明的一目的在於提供一種成型裝置及一種氣體高壓成型方法，以提高產量。在本發明的一方面，依據本發明的成型裝置包括一第一成型模、一位於第一成型模的一凹槽中的第一脫料件、一第二成型模、一位於第二成型模的一凹槽中的第二脫料件、 一位於第一成型模與第二成型模之間的密封模、一第一扣環及一第二扣環。第一扣環的一端扣住一第一連結塊，第一連結塊通過一位於第一成型模側壁的一第一通孔而與第一脫料件連結。第一通孔具有讓第一連結塊位移以移動第一脫料件而進行脫料功能的空間。第一扣環的另一端扣住密封模。第二扣環的一端扣住一第二連結塊，第二連結塊通過一位於第二成型模側壁的一第二通孔而與第二脫料件連結。第二通孔具有讓第二連結塊位移以移動第二脫料件而進行脫料功能的空間。第二扣環的另一端扣住密封模。在一開模動作中，由第一扣環的二端拉住第一成型模與密封模，並經由第一連結塊拉動第一脫料件；由第二扣環的二端拉住第二成型模與密封模，並經由第二連結塊拉動第二脫料件。在本發明的一方面，依據本發明的氣體高壓成型方法包括下列步驟。將一板材置於一成型裝置中併合模。成型裝置包括一成型模、一進氣模、及一脫料件。脫料件是位於成型模的一凹槽中。將加壓氣體經由進氣模注入成型裝置中，以迫使板材成型。將成型裝置開模。在進行開模時，以多個扣環拉住成型模與進氣模而固定開模距離，並且使每一扣環通過成型模與脫料件連結，而在開模時一併將脫料件拉動以使成型的板材脫模。本發明與現有的技術比較，在本發明中，一成型裝置具有多模穴，以多層板多模穴方式生產，在一次成型操作中可完成多件成型工件。再者，在較佳實施例中，可良好控制脫料機制，不卡模，因此產量可以數倍數方式增加。
圖1為現有的氣體高壓成型裝置的示意圖2為本發明的成型裝置的一實施例的剖面簡示圖
圖3為本發明的成型裝置的實施例的側視示意圖4為本發明的成型裝置的實施例的側視示意圖，其為部分開模狀態；
圖5為本發明的成型裝置的實施例的側視示意圖，其為完全開模狀態；
圖6為本發明的成型裝置的一成型模的實施例的平面示意圖7為圖6的成型模的沿AA』直線的截面示意圖8為本發明的成型裝置的一密封模的實施例的平面示意圖9為本發明的成型裝置的另一實施例的側視示意圖10為本發明的氣體高壓成型方法的主要步驟的流程圖。
主要元件符號說明
1鎂合金板2模
3成型模4密封模
5空洞6成型模穴
7氣體加壓管路8氣體加壓裝
10成型裝置12,14成型模
16、18、70成型模20、22、24、26、脫料件
28,30
32、34、36、84密封模38,72模穴
40、86進氣通道50,52扣環
54、60、78連結塊55、56、58、82螺栓
71通孔74凹槽
76脫料環80空間
88開口90密封墊圈
92,94導柱101、103、105步驟
具體實施例方式圖2顯示一依據本發明的具體實施例的一剖面簡示圖，以幫助說明與了解。成型裝置10，包括成型模12、14、16及18、脫料件20及22分別位於成型模12及14的一凹槽中、 脫料件24及26分別位於成型模16及18 —側的一凹槽中、脫料件28及30分別位於成型模16及18另一側的一凹槽中、密封模32、34及36分別位於成型模12與成型模16之間、 成型模16與成型模18之間、及成型模18與成型模14之間。成型模12及成型模14的一面及成型模16及18的兩面可各包括一模穴38，模穴本身或是可進一步包括一模仁而具有形狀以獲得所欲形狀的成型物件，不限定為凸模或凹模。可進一步設置一抽氣孔以將模穴的氣體抽出，以更有利於氣體高壓成型。當成型裝置10是用於氣體高壓成型時，密封模32、34及36可進一步包括一進氣通道40，此時，也可將密封模稱為進氣模。而在合模狀態下，密封模與相鄰的兩成型模各形成一空穴，可使進氣通道與此兩空穴均相通。多個進氣模的進氣通道可彼此相通或個自獨立，可使用同一個或不同的加壓氣體源。可利用進氣閥以控制氣體的進入。圖2僅顯示其中若干部件，省略其他若干部件，以便先把此部分的部件清楚顯示。 圖3進一步顯示一依據本發明的實施例的成型裝置的側視圖，其為合模的狀態。密封模32 與其一側相鄰的成型模12內的脫料件20以扣環50彼此扣住，密封模32也與其另一側相鄰的成型模16內的脫料件24以扣環52彼此扣住。類似的，密封模34及36也分別與其相鄰的二成型模內的脫料件以一扣環彼此扣住，不再贅述。以成型模12、密封模32、及成型模16為例，扣環50的一端扣住連結塊54，此可通過例如螺栓55達成，使扣環50仍可沿螺栓55滑動。扣環50的另一端扣住密封模32，此也可通過例如螺栓56達成，使扣環50仍可沿螺栓56滑動。連結塊54通過成型模12側壁的一通孔而與脫料件20連結。此通孔具有讓連結塊54位移的空隙，當拉動連結塊54時， 使與連結塊54連結的脫料件20連帶被拉動以進行脫料。扣環50的長度較螺栓55與螺栓 56在合模狀態時相距的距離為長，因此，在開模進行中，諸模彼此間的距離會漸拉開，當扣環兩端盡頭均到達螺栓55及56後，可被螺栓55及56卡住，連結塊54接著帶動脫料件20 繼續移動，連結塊54有通孔的空間可資移動，如圖3所示的成型模12是位於成型裝置10 的頂部，則連結塊54被往下拉，帶動脫料件20往下移動一距離，以便頂出成型物件而脫料。 此移動可直到通孔的底部為止。而成型模12與密封模32因被扣環50拉住，也因此能固定開模的距離。密封模32憑藉著扣環50懸吊在成型模下方。同理，扣環52的一端則扣住密封模32，另一端扣住連結塊60，以將密封模32與成型模16 二者拉住。其他扣環也同樣作用，因此開模後即將諸模層層拉開。扣環的個數及位置並無特別限制，較佳設置於不影響合模的位置，而在例如氣體高壓成型的場合，也要考慮設置於不影響模穴氣密的位置，例如可設置於各模外部側面。可將多個扣環分散設置，其位置及其個數以彼此不互相影響及開模時不影響平衡為考量，例如每一脫料件可搭配例如一、二、三或四個扣環，以便開模時能夠平順的拉動所扣住的脫料件。再者，較佳於模的一側不裝設扣環，留給操作者取出成型物件的空間。圖4顯示各模拉開後但各脫料件尚未拉動的狀態。圖5顯示全部模及脫料件拉開的狀態。扣環的形狀並不局限於附圖中的形狀，例如可為長形的單環，或是煉環也可達成所需，只要能夠界定所扣住的二模分開的距離即可。所扣住的二模較佳為相鄰的二模，即成型模與密封模，但也可以是扣住不相鄰接的二模。依據本發明的一精神，只要是扣環的一端能將成型模凹槽中的脫料環拉動，同時拉住此成型模，另一端能拉住其他的模，用於使上面的模懸吊住下面的模(各模是上下配置時)或一側的模拉住另一側模(各模是左右配置時)並使模與模之間能分開適當的距離即可。再者，當模是上下配置時，位於上部的扣環可能需承受下部模的總重量，此時，也可增設扣環以懸吊於更上部的模，或是懸吊於一更強固的機臺，以減輕各扣環的受力。圖6顯示一成型模的實施例平面圖，圖7顯示如圖6的成型模的沿AA』直線的截面示意圖。上述圖2的各成型模也可具有此種結構。成型模70具有一模穴72，在凹槽74中設置一脫料件。此例中的脫料件為環狀，而為一脫料環76。成型模70的側壁具有通孔71， 一連結塊78位於通孔71中以與脫料環76連結，通孔71留有供連結塊78移動的空間80。可設置一螺栓82以供扣環扣合。依圖6所示，可供4個扣環扣合，分置於成型模兩側。圖8顯示一密封模的平面圖，密封模84其具有一進氣通道86。密封模84中間的地方具有一開口 88，因此合模時，進氣通道86與相鄰的模穴相通。密封模84的兩側面上可視需要各設置一密封墊圈90，或稱閉氣條，以於合模時，提供更良好的空穴氣密狀態。用於本發明的成型裝置的成型模、脫料環、扣環及螺栓等材質可依所需而定，當使用於高壓氣體成型時，可採用例如抗高溫高壓及耐腐蝕的鋼材。依據本發明的成型裝置可視需要另包括一加熱裝置，在成型裝置的模穴中放置有板材時，用以將板材加熱，以利成型的進行。加熱裝置可與最外側成型模的外側表面結合， 用以對成型模加熱，利用熱傳導以對各空穴內的板材加熱，其可為例如電熱絲或加熱板；但不限於此。再者，如圖3至圖5所示，依據本發明的成型裝置可另包括至少一導柱92，貫穿各模，用以定位。可包括例如二、三或四個導柱，最佳為四個導柱。或者，依據本發明的成型裝置可包括二組相向的導柱以聯合貫穿各模。每組導柱個數為至少一個，例如可包括二、三或四個導柱。但導柱個數並無特別限制，只要能良好配置及良好進行定位功能即可。第一組導柱由最上層往下貫穿各模，即，貫穿成型模12、若干個密封模及若干個位於中間的成型模， 例如附圖中的導柱92。第二組由下層往上貫穿各模，即，貫穿成型模14及其餘沒被第一組導柱貫穿的密封模及成型模(以完全開模的狀態來看)，例如導柱94。更佳，使第一組導柱與第二組導柱重複貫穿至少一相同的密封模或成型模，如此定位效果更穩固。當模穴需要密封性時，導柱的位置較佳在模穴的外圍，例如位於脫料件與各模的邊緣之間，但以不影響取出成型物件等操作的位置為考量。依據本發明的成型裝置可另包括一動力裝置，以將最外的兩成型模相向或相背位移以進行合模或開模。例如，可使成型模12及14分別固定於動力裝置的兩機臺模座上，啟動動力裝置以控制兩機臺模座的開合，而控制成型裝置的合模或開模。例如，其中一機臺模座固定位置，另一機臺模座帶動成型模以進行開合。此時，上述導柱的長度較佳比合模時的模總高度為短，導柱長度過長時，需再於機臺模座上製造容納導柱的空洞。圖9顯示一依據本發明的成型裝置的另一實施例。成型裝置70僅包括三層模，即一成型模12、一密封模32及一成型模14。脫料件20位於成型模12的一凹槽中，脫料件22 位於成型模14的一凹槽中。扣環50的一端例如使用螺栓55扣住連結塊54，連結塊54通過一位於成型模12側壁的通孔而與脫料件20連結。通孔具有讓連結塊54位移以移動脫料件20以進行脫料功能的空間。扣環50的另一端例如使用螺栓56扣住密封模32。扣環 52的一端例如使用螺栓58扣住密封模32，扣環的另一端扣住連結塊60，連結塊60通過成型模14側壁的通孔而與脫料件22連結，通孔具有讓連結塊60位移以移動脫料件22而進行脫料功能的空間。在合模狀態下，成型模12將與密封模32形成一空穴，及密封模32將與成型模14形成一空穴。在開模狀態下，成型模12將與密封模32分開，而由扣環50拉住成型模12與密封模32，及成型模14與密封模32分開，而由扣環52拉住成型模14與密封模32。成型裝置70也如上述可進一步包括導柱，例如92及94。及其他可能的修飾與變化也如上述，在此不再贅述。可注意的是，當欲增加成型裝置的層數時，可使例如成型模14為兩面均具有模穴構造及設置有脫料件的成型模，並增加一密封模，並可再增加一成型模以疊置。增加層數的成型裝置的實施例可參閱圖3至圖5。依據本發明的精神，本發明的成型裝置中，模的層數並無特別的限制，可參酌各部件強度、重量、尺寸等性質並依需求而定。再者，本發明的成型裝置並不限於以垂直方向配置，在有定位的設置下，幾乎任何方向均可，例如水平配置。在本發明的另一方面，參考圖3至圖5及圖10，依據本發明的氣體高壓成型方法， 包括下列步驟。將多個板材分別定位於如上述的成型裝置中併合模，如步驟101。每兩模之間夾掣一板材。使板材的周緣超出空穴的周緣，以利氣密性。各模以多個導柱做定位，如上述。將加壓氣體注入各空穴中，使各板材成型，如步驟103。各進氣通道可相通，而由一氣壓源供應加壓氣體；或者由各進氣通道個別供應加壓氣體，此可依所需而定。或者供應高溫加壓氣體。或可先將板材加熱，再於加熱狀態下進行高壓成型，例如可加熱至大於室溫至 520°C的範圍，及加氣壓至大於常壓至150公斤/平方公分的範圍，此可依機具及板材的材質與設計而定，並無特別限制。成型後，進行步驟105，將各模拉開以進行開模，在進行開模時，以扣環將各脫料件陸續拉出以進行脫模。例如以多個扣環50拉住成型模12與密封模 16 (在氣體高壓成型時，其為進氣模)而固定開模距離，並且使扣環50通過成型模12與脫料件20連結，而於開模時一併將脫料件20拉動以使成型的板材脫模。參考圖9及圖10，當使用上述的三層模結構的成型裝置時，依據本發明的氣體高壓成型方法包括下列步驟。將兩板材分別定位於如上述所述的成型裝置中併合模，如步驟 101。第一成型模與密封模之間及密封模與第二成型模之間，分別夾掣一板材。使各該板材的周緣超出各空穴的周緣。各模以多個導柱做定位，如上述。將加壓氣體注入各空穴中，使各板材成型，如步驟103。氣壓與溫度條件可如上述。成型後，進行步驟105，將各模拉開以進行開模，在進行開模時，以扣環將脫料件陸續拉出，以進行脫模。板材可為適合氣體高壓成型的任何板材，例如金屬板材，較佳為超塑性金屬板材， 例如鎂合金等。在本發明中，可使用扣環扣住一成型模內的脫料件與相鄰的密封模(若於上下配置的情形，則是懸吊狀態)，及固定模與模之間的開模距離；成型時同時將多片的板材置於成型模上，然後可利用例如機臺模座上升，以使各模由最下層模逐漸向上合模，進行氣體高壓成型之後，機臺模座下降，以使各模由最上層模逐漸向下開模。舉例來說，當各成型模內的脫料件固定的螺栓均已卡至扣環一端及密封模的螺絲均卡至扣環的另一端時，此時機臺模座繼續下降，各模由上而下持續由扣環將脫料件拉出脫模。因此，依據本發明的成型裝置以多層板多模穴方式生產，能以不增加成型設備前提下，將板材於多穴中一次操作完成成型，可使產量以數倍數方式增加。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種成型裝置，包括第一成型模；第一脫料件，位於該第一成型模的一凹槽中；第二成型模；第二脫料件，位於該第二成型模的一第一面的一凹槽中；第一密封模，其位於該第一成型模與該第二成型模之間；第一扣環，其一端扣住一第一連結塊，該第一連結塊通過一位於該第一成型模側壁的一第一通孔而與該第一脫料件連結，該第一通孔具有讓該第一連結塊位移以移動該第一脫料件而進行脫料功能的空間，該第一扣環的另一端扣住該第一密封模；及第二扣環，其一端扣住一第二連結塊，該第二連結塊通過一位於該第二成型模側壁的一第二通孔而與該第二脫料件連結，該第二通孔具有讓該第二連結塊位移以移動該第二脫料件而進行脫料功能的空間，該第二扣環的另一端扣住該第一密封模，其中，在一開模動作中，由該第一扣環的該二端拉住該第一成型模與該第一密封模，並經由該第一連結塊拉動該第一脫料件，及由該第二扣環的該二端拉住該第二成型模與該第一密封模，並經由該第二連結塊拉動該第二脫料件。
2.如權利要求1所述的成型裝置，其中，該第一密封模包括進氣通道。
3.如權利要求1所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第一扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第一脫料件以脫料。
4.如權利要求1所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第二扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第二脫料件以脫料。
5.如權利要求2所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第一扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第一脫料件以脫料。
6.如權利要求2所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第二扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第二脫料件以脫料。
7.如權利要求1所述的成型裝置，另包括加熱裝置，其用以在該成型裝置中置有一板材時，將該板材加熱。
8.如權利要求1至7中的任一項所述的成型裝置，另包括導柱，其貫穿各模，用以定位。
9.如權利要求1至7中的任一項所述的成型裝置，進一步包括多個導柱，其各貫穿各模，用以定位。
10.如權利要求1至7中的任一項所述的成型裝置，另包括第一導柱及第二導柱，用以定位，該第一導柱貫穿該第一成型模及該第一密封模，及該第二導柱貫穿該第二成型模及該第一密封模。
11.如權利要求1至7中的任一項所述的成型裝置，另包括多個第一導柱及多個第二導柱，用以定位，各該第一導柱貫穿該第一成型模及該第一密封模，及各該第二導柱貫穿該第二成型模及該第一密封模。
12.如權利要求1所述的成型裝置，其中，在各該第一密封模的兩側面上設置有一密封墊圈，以於合模時，進一步提供該成型裝置氣密狀態。
13.如權利要求1所述的成型裝置，另包括第三脫料件，位於該第二成型模的一第二面的一凹槽中；第三成型模；第四脫料件，位於該第三成型模的一第一面的一凹槽中；第二密封模，其位於該第二成型模與該第三成型模之間；第三扣環，其一端扣住一第三連結塊，該第三連結塊通過一位於該第二成型模側壁的一第三通孔而與該第三脫料件連結，該第三通孔具有讓該第三連結塊位移以移動該第三脫料件而進行脫料功能的空間，該第三扣環的另一端扣住該第二密封模；及第四扣環，其一端扣住一第四連結塊，該第四連結塊通過一位於該第三成型模側壁的一第四通孔而與該第四脫料件連結，該第四通孔具有讓該第四連結塊位移以移動該第四脫料件而進行脫料功能的空間，該第四扣環的另一端扣住該第一密封模或該第二密封模，其中，在一開模動作中，由該第三扣環的該二端拉住該第二成型模與該第二密封模，並經由該第三連結塊拉動該第三脫料件，及由該第四扣環的該二端拉住該第三成型模與該第一密封模或該第二密封模，並經由該第四連結塊拉動該第四脫料件。
14.如權利要求13所述的成型裝置，其中，該第二密封模包括進氣通道。
15.如權利要求13所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第三扣環或第四扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第三脫料件或該第四脫料件以脫料。
16.如權利要求14所述的成型裝置，另包括一、二或三個與第三扣環或第四扣環相同機制的扣環，用以在該開模動作中平順拉動該第三脫料件或該第四脫料件以脫料。
17.如權利要求13所述的成型裝置，另包括加熱裝置，其用以於該成型裝置中置有一板材時，將該板材加熱。
18.如權利要求13至17中的任一項所述的成型裝置，另包括導柱，其貫穿各模，用以定位。
19.如權利要求13至17中的任一項所述的成型裝置，另包括第一導柱及第二導柱，用以定位，該第一導柱及該第二導柱相向並聯合貫穿該第一成型模、該第一密封模、該第二成型模、該第二密封模及該第三成型模。
20.如權利要求19所述的成型裝置，其中，該第一導柱及該第二導柱貫穿同一密封模或成型模。
21.如權利要求13所述的成型裝置，其中，在該第二密封模的兩側面上設置有密封墊圈，以於合模時，提供該成型裝置氣密狀態。
22.—種氣體高壓成型方法，包括將一板材置於一成型裝置中併合模，其中該成型裝置包括一成型模、一進氣模、及一脫料件，該脫料件位於該成型模的一凹槽中；將加壓氣體經由該進氣模注入該成型裝置中，以迫使該板材成型；及將該成型裝置開模，其中，在進行該開模時，以多個扣環各拉住該成型模與該進氣模而固定開模距離，並且使該多個扣環各通過該成型模與該脫料件連結，而在開模時一併將該脫料件拉動以使成型的該板材脫模。
23.如權利要求22所述的方法，其中，該加壓氣體為高溫加壓氣體。
24.如權利要求22所述的方法，在使該板材成型之前，進一步包括加熱步驟，以將該板材加熱。
全文摘要
本發明公開一種成型裝置及氣體高壓成型方法。在本發明中的成型裝置為多層板多模穴態樣，並且使用扣環將成型模中的脫料件與一密封模彼此扣住，如此可用於脫模並可固定各模開模距離，再者，成型時可同時將多片的板材置於二模之間，使各模逐漸合模，進行成型之後，使各模逐漸開模，當各成型模內的脫料件與密封模二者分別滑移至各扣環兩端時，持續由扣環將各成型模內的脫料件拉出脫模。因此，在一次成型操作中可完成多件成型工件而可增加產量。
文檔編號B21D26/021GK102259131SQ20101018963
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者劉坤誠, 吳哲東, 楊濬鴻, 許伯楠 申請人:毅嘉科技股份有限公司