專利名稱：壓模成形設備以及制造成形產品的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及壓模成形設備以及用于通過使用模具進行壓制成形產生成形產品(例如，例如高精度玻璃透鏡等光學器件)的成形產品制造方法，其中所述模具包括根據需要的光學元件形狀經受精度加工的上部模具、下部模具和模體(例如，套筒)，具體涉及壓模成形設備以及能夠以高生產率大規(guī)模產生具有高的輪廓精度和表面精度的成形產品制造方法。
背景技術：
已經開發(fā)出很多產生例如高精度薄膜透鏡等光學器件的方法，這種方法通過使用精度加工的模具進行壓制成形而不允許變軟的玻璃粘到模具上執(zhí)行(例如，參看日本已審專利申請出版物(JP-B)No.H7-29779，其對應于美國專利No.4,836,838)。
上述出版物披露了一種具有下述結構的設備，在所述結構中，通過連續(xù)傳送包含成形材料的模具使其通過包含彼此相鄰順序設置的加熱室、壓制室和冷卻室的多個處理室，由成形材料制造成形玻璃產品。通過具有上述結構的設備，可能維持模具的熱均勻性和以較高的處理速度連續(xù)產生成形產品。
一般而言，以高溫執(zhí)行對壓模成形設備的壓制(模壓，press)。具體而言，在成形材料是玻璃材料的情形下，壓制溫度高達500-800℃。為了保護形成在模具的成形表面上的模具材料(陶瓷、硬質合金等)和釋放(releasing)膜(以碳或貴金屬作為主要成分)，在這種高溫下，必須在非氧化氣體環(huán)境中執(zhí)行壓制。
因此，通過抽空空氣將每個加熱到高溫的處理室(例如其中執(zhí)行壓模的壓制室等)抽成真空，或使所述處理室充滿例如氮或氬等非氧化氣體環(huán)境。為了維持每個處理室中的氣體環(huán)境，必須在禁止空氣流到外部或從外部流入的狀態(tài)下執(zhí)行模具的裝載和卸載。
參看圖1和2，將描述在上述出版物中披露的設備的結構。
所述設備包括裝載/卸載室P1，設置在成形室1上方；以及多個處理室(第一加熱室P2、第二加熱室P3、裂化反應室P4、壓制室P5、第一緩冷室P6、第二緩冷室P7和速冷室P8)，沿圓周方向順序設置在成形室1中。成形室1(即，處理室P2至P8)的內部在非氧化氣體環(huán)境下是連續(xù)的。將包含成形材料(稍后示出，例如，為待成形的玻璃)的模具4放在轉臺2的支架(support)3上，并將其連續(xù)傳送通過處理室P2至P8。如圖1中所示，處理室P2至P8通過擋板(shutter)S1至S6彼此隔開(裂化反應室P4和壓制室P5之間沒有形成擋板)。
盡管在圖中沒有示出，但轉臺2具有設置在其中心處的轉軸和索引機(index machine)。支架3具有基部3a，所述基部設置有與安裝孔2a嚙合的底部凸起，所述安裝孔在轉臺2的外周部形成。包含待成形玻璃的模具4放在支架3上。支架3設置為使得模具4穿過成形室1內處理室P2到P8的每個的大致中心。
如圖2中所示，汽缸5設置在支架3下面，以上下移動支架3。
轉臺2設置有沿圓周方向排列的多個安裝孔2a。每個安裝孔2a都與多個支架3的每個接合。這樣，多個模具4出現在成形室1中，且連續(xù)形成成形產品。
在成形室1上方沿汽缸5的活塞桿5a的軸固定密封座(seal mount)6和鐘形罩(bell jar)8。成形室1設置有開口1a，所述開口1a形成在密封座6固定至的部分上。開口1a與密封座6連通。支架3從成形室1通過開口1a移動到密封座6內，且從密封座6出來移動到成形室1。密封座6設置有連接至抽氣室(稍后描述)的抽氣通道7。
通過汽缸9連接至密封座6和與密封座6分離，驅動位于密封座6上方的鐘形罩8。
支架3的基部3a設置有O形環(huán)3b，所述O形環(huán)位于覆蓋開口1a的部分處。密封座6設置有O形環(huán)6b和O形環(huán)6c，其中所述O形環(huán)6b位于與成形室1的上表面保持接觸的部分處，所述O形環(huán)6c位于待與鐘形罩8接觸的部分處。
密封座6、鐘形罩8、和O形環(huán)3b、6b、6c形成裝載/卸載室(氣密室)P1。
接著，將描述在上述出版物中披露的設備中的裝載/卸載室P1處進行的氣體交換。
模具4放在支架3上，并通過轉臺2的旋轉傳送通過處理室P2至P8。在完成成形后，模具4返回對應于裝載/卸載室P1的位置。接著，活塞桿5a升高。在升高活塞桿5a后，也升高支架3，以移動模具4使其通過開口1a到密封座6。
從而，位于支架3的基部(或凸緣部)3a的O形環(huán)3b壓在開口1a的周緣上，以使成形室1和裝載/卸載室P1的內部彼此分開(參看圖2中的雙點劃線)。在此狀態(tài)下，鐘形罩8通過活塞桿9a升高，接著通過機器人等(未示出)取出包含成形產品的模具4。這樣取出的模具4被傳送到通過拆卸裝置(未示出)拆卸模具4以取出模具4中的成形產品的步驟。
在取出包含成形產品的模具4后，將包含新成形材料的下一模具4通過機器人等(未示出)放在支架3上。接著，向下移動鐘形罩8，直到使鐘形罩8的凸緣部8a與密封座6的O形環(huán)6c接觸，從而形成裝載/卸載室P1。首先抽空裝載/卸載室P1，然后用非氧化氣體充滿裝載/卸載室P1。通過使裝載/卸載室P1與成形室內部連通，可將與成形室內的氣體環(huán)境相同的氣體用作非氧化氣體。
接著，當將模具4放在支架3上時，使活塞桿5a向下移動，以放低支架3，并使支架3返回轉臺2上。在此狀態(tài)下，密封座6和鐘形罩8保持彼此接觸。因此，即使開口1a打開，成形室1內的氣體也不會泄漏。
利用上述壓模成形設備，以下述方式形成成形產品。
將上面放置有模具4的支架3放在轉臺2上。通過轉臺2的旋轉傳送模具4使其連續(xù)通過處理室P2至P8。首先在加熱室(第一加熱室P2、第一加熱室P3、和/或裂化反應室P4)中將模具4加熱到適于壓模的溫度，從而軟化包含在其中的成形材料。參看必需的溫度升高和裂化，使用多個加熱室，并分別設置適當的溫度。將加熱到適當溫度的模具4傳送至具有壓制軸的壓制室P5。
在壓制室P5中，將預定負荷施加給模具4。被精度加工的上部和下部模具的成形表面的輪廓轉印(transfer)和復制到成形材料上，從而形成成形產品。所述成形產品保持包含在模具4中，并傳送至冷卻室(第一緩冷室P6、第二緩冷室P7、和/或速冷室P8)，從而以適當的冷卻速度將所述成形產品冷卻到接近轉變點的溫度。
此后，將被充分冷卻的模具4(包含成形產品)從冷卻室傳送到對應于裝載/卸載室P1的位置，并移動到如上所述的裝載/卸載室P1。
當將模具4移動到處理室P2至P8時，打開和關閉相鄰的處理室之間的擋板S1至S6。
因此，連續(xù)傳送模具，并執(zhí)行壓模。同時，在裝載/卸載室P1，將包含成形產品的模具取出，并放入另一包含新成形材料的模具。這樣，執(zhí)行連續(xù)成形。
然而，通過如上所述的連續(xù)成形獲得的成形產品可能具有例如厚度不均等有瑕疵的形狀等。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現，包含在模具中的成形材料在壓模之前移位，從而由于成形材料的移位造成例如厚度不均等瑕疵。這造成作為成形產品的光學器件具有有瑕疵的形狀和不足的有效光學直徑。
具體而言，如圖3A中所示，如果在成形材料X放置在模具中央的狀態(tài)下執(zhí)行壓模，則不會出現不均勻的厚度。另一方面，如果在壓模之前包含在模具中的成形材料X如圖3B中所示那樣移位，則在壓模期間產生具有不均勻厚度的成形產品。這造成作為成形產品的光學器件具有有瑕疵的形狀和不足的有效光學直徑。
當成形材料X包含在模具中時，成形材料X保持與上部和下部模具的成形表面接觸，且輕輕夾在這些表面之間。因此，一旦成形材料X移位和偏心，則成形材料X難以返回初始位置(中央位置)。
鑒于上述，充分執(zhí)行在模具中放置成形材料時的位置控制，以將成形材料放在模具中央。然而，即使將成形材料放在模具中央，也可能造成上述不均勻厚度出現。
在此情形下，本發(fā)明的發(fā)明人研究了上述移位的原因，并分析了在裝載/卸載室P1進行氣體交換時模具在裝載/卸載室P1中的行為。結果發(fā)現，模具中的成形材料由于裝載/卸載室P1的快速抽空而移位，或，模具自身振動造成包含在其中的成形材料移位。并且，進一步發(fā)現，由于抽氣造成模具在支架上傾斜，從而造成成形材料的移位。
特別地，在成形表面為球形或下部模具的凹成形表面的曲率半徑較大時上述移位是顯著的。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種壓模成形設備以及成形產品制造方法，其中通過防止成形材料在氣密室減壓期間移位，產生沒有不均厚度的成形產品。
根據本發(fā)明，提供了一種通過施加成形壓力給包含成形材料的模具執(zhí)行壓模的壓模成形設備，所述設備包括至少一個氣密室，用于在其中放置所述模具，以及減壓件，連接至氣密室，其中減壓件能在減壓過程中改變減壓速度。
所述壓模成形設備優(yōu)選進一步包括成形室，包含多個處理室中的至少一個，所述多個處理室包括加熱室、壓制室、和冷卻室，傳送件，用于在所述處理室中連續(xù)傳送模具，以及裝載單元，用于將模具裝進所述成形室中，裝載單元包括氣密室。
利用上述結構，即使執(zhí)行抽氣來減少氣密室(裝載/卸載室P1)中的壓力時，也能通過改變減壓速度防止成形材料在模具中移位。因此可能防止成形材料具有不均勻的厚度。
在上述設備中，減壓室包括用于從氣密室抽氣體的泵、用于連接氣密室和泵的抽氣通道、彼此平行設置在抽氣通道中的多個閥、以及用于控制閥的打開和關閉的控制器。
利用上述結構，通過控制閥的打開和關閉，可能通過首先緩慢抽氣體，然后迅速抽氣體，逐步改變減壓速度。
通過調整單個閥的開口度可能改變減壓速度，從而控制抽氣體積。
根據本發(fā)明，也提供了一種成形產品制造方法，包括供應成形材料到模具中，所述模具包括上部模具、下部模具和套筒，當處于軟化狀態(tài)的成形材料包含在模具中時，將成形材料壓模成成形產品，所述方法進一步包括在壓模之前，減少包含所述模具時的氣密室的壓力，在減壓過程中改變減壓速度，以及將所述模具從氣密室導入成形室中，所述成形室中具有預定氣體環(huán)境。
在所述成形產品制造方法中，成形室優(yōu)選包括處理室的至少一個，所述多個處理室包括加熱室、壓制室和冷卻室。
當如上所述逐步減少壓力時，即使在為了減少氣密室中的壓力而執(zhí)行抽氣時，也能防止成形材料在模具中移位，以便防止成形產品具有不均勻的厚度。
在所述根據本發(fā)明的方法中，減壓速度在減壓步驟期間提高。具體而言，減壓步驟包括初級減壓步驟，用于執(zhí)行初級減壓；以及次級減壓步驟，通過在所述初級減壓步驟之后提高初級減壓速度，執(zhí)行次級減壓，在所述氣密室中的壓力降低到2000Pa或更少時執(zhí)行所述次級減壓步驟。
根據本發(fā)明，在初級減壓中執(zhí)行抽氣，從而模具中的成形材料沒有移位。在氣密室中的壓力降低到2000Pa或更小，從而成形材料不可能移位后，提高減壓速度，從而有效地減少壓力。
在本發(fā)明的所述方法中，所述模具包括作為所述套筒的圓柱形模體，所述上部模具和所述下部模具分別配合到所述圓柱形模體的上部和下部，所述圓柱形模體具有至少一個與由所述上部模具和所述下部模具限定的成形空間連通的通風孔。
根據本發(fā)明，即使在模具具有形成在模體中的通風孔，以便容易在壓模過程中抽空模具內部時，也能快速執(zhí)行抽氣，但不會造成移位。
在本發(fā)明的所述方法中，模具支撐在放在氣密室中的支架上。
根據本發(fā)明，即使在為了易于將模具放到支架上和從支架取出模具，而將模具僅放在支架上的情形下，也能防止模具中的成形材料由于減壓期間模具的下落、振動、或傾斜造成移位。
在本發(fā)明的所述方法中，在執(zhí)行次級減壓后將成形室中的氣體導入氣密室中。
根據本發(fā)明，將成形室中的氣體以想要的速率供給已經被抽氣的裝載室內。這樣，順利執(zhí)行氣體交換。并且，不需要另外的用于供應非氧化氣體的氣體源。
如上所述，根據本發(fā)明，可能防止成形材料在氣密室(模具裝載室)減壓期間移位。因此，防止成形產品出現不均勻的厚度。并且，無需延長成形周期時間，就可有效執(zhí)行氣密室的氣體交換。


圖1是用于描述分別根據本發(fā)明和根據現有技術的壓模成形設備的示意性平面圖；圖2是圖1中的裝載/卸載室的垂直截面圖；圖3A和3B是用于描述模具和成形材料之間的位置關系和成形產品的狀態(tài)的模具的截面圖；圖4是根據本發(fā)明的第一實施例的壓模成形設備的示意性框圖；圖5是示出在根據本發(fā)明的第一實施例的壓模成形設備中進行氣體交換時裝載/卸載室P1中的壓力和時間之間的關系的曲線圖；以及圖6是根據本發(fā)明的第二實施例的壓模成形設備的截面圖。
具體實施例方式
現在，將參看附圖描述本發(fā)明的第一實施例。
根據第一實施例的壓模成形設備在成形室和成形室中的處理室的結構上與上述出版物中披露的圖1所述的傳統(tǒng)設備相同。
具體而言，所述設備包括成形室1、位于成形室1上方的裝載/卸載室P1、多個處理室(第一加熱室P2、第二加熱室P3、裂化反應室P4、壓制室P5、第一緩冷室P6、第二緩冷室P7和速冷室P8)，這些處理室沿圓周方向順序設置在成形室1中。成形室1即處理室(處理部)P2至P8的內部在非氧化氣體環(huán)境下是連續(xù)的。將包含成形材料(待成形的玻璃)的模具4放在轉臺2的支架3上，并將其連續(xù)通過處理室P2至P8。如圖中所示出的，處理室P2至P8通過擋板S1至S6彼此隔開(裂化反應室P4和壓制室P5之間沒有形成擋板)。
如圖3A和3B中所示，模具4包括下部模具41、上部模具42和用作套筒的圓柱形模體43。模體43設置有通風孔43a和43b。一個或多個(優(yōu)選兩個到六個)通風孔43a在圓周方向上的不同位置以大體相同的高度穿過模體43，以連接限定在上部和下部模具42和41之間的空間以及模體43外部。多個通風孔43b在圓周方向上的不同位置以大體相同的高度穿過模體43，以連接上部模具42的移動空間和模體43外部。
這些通風孔主要用以在壓模期間釋放模具4內部中的氣體到外部，也有助于裝載/卸載室P1的氣體交換期間模具4中的氣體交換。在此實施例中，包含成形材料的模具4放在裝載/卸載(氣密)室P1中的支架3上，接著執(zhí)行裝載/卸載室P1的氣體交換(抽氣體并充滿非氧化氣體)。
如圖4中所示，在本實施例的壓模成形設備中，裝載/卸載室P1連接至作為平行通道的抽氣通道7。抽氣通道7設置有閥11和12。抽氣通道7連接至具有充分大的抽氣能力的抽氣件，例如，旋轉泵14和/或機械增壓泵13。如果必要，可通過可調節(jié)流件15使抽氣路線(evacuation route)節(jié)流，從而將抽氣能力限制在適當范圍內。
在本實施例中，至少通過連接至裝載/卸載室P1的抽氣通道7、設置在抽氣通道7中的閥11和12、包括旋轉泵14和/或機械增壓泵13的抽氣件、和控制器(將稍后描述)的組合形成減壓件。
例如，將具有10000cm3/sec能力的旋轉泵(油封旋轉真空泵)14用于2000Pa。對于低于2000Pa的減壓，另外使用具有77000cm3/sec能力的機械增壓泵13，同時使旋轉泵14保持操作。這里使用的機械增壓泵13是輔助真空泵，能在結合干泵、旋轉泵、或水環(huán)泵使用時提高減壓速度。
在將模具4裝入成形室1中時，需要用于氣體交換的抽氣。因此，如果模具4的裝載和卸載是在分離的室(即裝載室和卸載室)中執(zhí)行的，則至少在裝載室中執(zhí)行減壓(抽氣)。
在本實施例的壓模成形設備中，如圖4中所示，氣體通道設置有閥17，且可調節(jié)流閥18連接在具有處理室的成形室1和裝載/卸載室P1之間。
控制器16控制設置在抽氣通道7中的閥11和12、作為抽氣件的旋轉泵14和/或機械增壓泵13、用于調節(jié)抽氣路線的開口度的可變節(jié)流閥15、以及閥17的操作。
將例如氮氣等非氧化氣體從非氧化氣體源18通過閥20供給成形室1。
接著，將對使用上述設備執(zhí)行減壓操作進行描述。首先，將對成形材料在模具4中移位的原因進行描述。
在接近大氣壓力的范圍內進行初步抽氣期間，快速減壓形成裝載/卸載室P1中的氣流。這導致從穿過模體43的通風孔43a和43b的不均衡的抽氣，從而移動模具4中的成形材料。快速減壓使得模具4在支架3上振動或傾斜，從而使模具4中的成形材料移位。
成形材料輕輕夾在下部模具41和上部模具42之間。因此，一旦成形材料移位，則成形材料難以返回其初始位置。因此，一旦移位發(fā)生，則在后面執(zhí)行的壓模步驟中，在成形材料移位的狀態(tài)下執(zhí)行成形。結果，形成具有不均勻厚度的成形產品。
鑒于上述，在本實施例中，如圖5中所示，關于抽氣，執(zhí)行初級減壓(即，初級減壓)和在初級減壓之后的次級減壓(即，次級減壓)。如圖5中所示，當裝載/卸載室P1中的壓力減小時，減壓速度(當在大氣壓力下的裝載/卸載室P1壓力減少時每單位時間的壓差)較小?？紤]裝載/卸載室P1的體積和形狀以及模具4的位置，在使得裝載/卸載室P1在初級減壓狀態(tài)下(減壓速度最大時)沒有形成氣流的范圍內，即在使得模具4沒有傾斜或模具4中的成形材料沒有移動的范圍內選擇初級減壓中的減壓速度。這樣，包含在模具4中的成形材料的移位得到抑制。
當開始抽氣并降低裝載/卸載室P1中的壓力時，降低抽氣速度。因此，如果維持初級減壓能力，則如圖5中的虛線所表示的，需要花費相當長的時間來執(zhí)行充分抽氣(例如，將裝載/卸載室P1中的壓力降低到100Pa或更小，優(yōu)選10Pa或更小)。這種較長的抽氣時間整體影響成形過程的周期時間，從而是不理想的。因此，利用在使得成形材料的移位得到抑制的范圍內選擇的初級減壓能力將壓力減小到理想壓力是不理想的。
如易于從圖5理解的，在本實施例中，當裝載/卸載室P1內部的壓力減少到2000Pa或更小時，減壓速度降低(即，執(zhí)行次級減壓(或次級減壓))。例如，通過在次級減壓期間增強抽氣件14和13的操作，或通過在次級減壓期間另外使用輔助抽氣件，可提高減壓速度?；颍辽?，在有效抵制減壓速度降低中這種另外的抽氣是有用的。換言之，利用能改變減壓速度的減壓件，在減壓過程中有效恢復可能降低的減壓速度，這有利于壓模的生產效率。在本實施例中，利用旋轉泵14執(zhí)行初級減壓，同時除了旋轉泵14外，利用機械增壓泵13執(zhí)行次級減壓。在本實施例中，在初級減壓期間，通過節(jié)流閥15限制旋轉泵14的能力，從而選擇適當范圍。
響應于來自控制器16的信號，可控制地打開和關閉閥11和12的每個。具體而言，打開閥11，關閉閥12，直到裝載/卸載室P1中的壓力通過初級減壓降低到2000Pa。低于2000Pa，也打開閥12。
當對裝載/卸載室P1抽氣并將壓力降低到2000Pa或更小，優(yōu)選到1000Pa或更小時，即使提高減壓速度(抽氣)。成形材料也不會移位。
裝載/卸載室P1中的壓力由傳感器(未示出)測量。當檢測到裝載/卸載室P1中的壓力通過初級減壓降低到2000Pa時，響應于來自控制器16的信號打開閥12，且響應于來自控制器16的信號，操縱機械增壓泵13。這樣，開始次級減壓。
在開始次級減壓的時刻，減壓速度偏離初級減壓的減壓速度曲線，并且提高減壓速度。換言之，減壓速度曲線具有拐點。同樣在此情形下，隨著裝載/卸載室P1中的壓力的降低，減壓速度逐漸降低。因此，優(yōu)選的是使用具有充分高的能力的抽氣件，以使所需要的成形時間不會過長。
這樣，在本實施例中，在初級減壓階段選擇抽氣件的抽氣能力，以使減壓速度落在預定范圍內。以此方式，消除上述缺點。并且，為了縮短生產周期時間，在實現到預定范圍(2000Pa或更小)的減壓后，在特定時間點提高減壓速度。因此，避免了厚度不均，同時沒有降低大規(guī)模生產效率。因此，本實施例是非常有效的。
在本實施例中，執(zhí)行兩級抽氣。可選地，考慮要達到的壓力和所需要的成形時間，可執(zhí)行多于兩級的多級抽氣。例如，通過提供相應于級數的多個抽氣通道7，和在各個抽氣通道處設置閥，可實現多級抽氣。
在本實施例中，氣密室是用于裝載和卸載模具的裝載/卸載室。將易于理解，如果裝載室和卸載室分離形成，則本發(fā)明可應用于裝載室和卸載室。
在本實施例中，處理室包括第一加熱室、第二加熱室、裂化反應室、壓制室、第一緩冷室、第二緩冷室和速冷室。然而，處理室的數量不限于上述。可根據成形產品的玻璃材料和形狀適當選擇處理室的數量。
第二實施例本發(fā)明不僅適用于上述實施例，也適用于各種類型的壓模成形設備。
參看圖6，根據本發(fā)明的第二實施例的壓模成形設備包括裝配在裝配臺上的設備本體，且包括形成成形室1的加熱室P2、壓制室P5和緩冷室P6。在加熱室P2的入口側，設置用于裝載模具4的裝載室P1。在緩冷室P6的窗口側，設置用于卸載4的卸載室P1’。
機器人(未示出)的臂31在裝載室P1和壓制室P5之間往復移動。機器人(未示出)的臂37在卸載室P1’和壓制室P5之間往復移動。臂31和37具有分別在其末端形成的保持部32和38，所述保持部用于模具4的下部(下部模具41和模體43的部分)。
盡管沒有詳細示出，但與第一實施例中的模具4相似，用在第二實施例中的模具4也包括下部模具41、上部模具42、和設置有通風孔43a和43b的圓柱形模體43。
隔板33設置在裝載室P1和加熱室P2之間，可被打開和關閉。隔板36設置在卸載室P1’和緩冷室P6之間，可被打開和關閉。當關閉隔板33時，裝載室P1進入氣密狀態(tài)，且利用通過抽氣通道7的抽氣壓力減少。在減壓(抽氣)后，逐漸打開隔板33，以將加熱室P2中的氣體供給裝載室P1。這樣，執(zhí)行氣體交換。
盡管圖中未示出，但與第一實施例相同，抽氣路經7是分別設置有閥11和12的平行通道。第一實施例相同，平行的抽氣通道7連接至具有充分高的抽氣能力的抽氣件，例如，旋轉泵14和/或機械增加泵13。
在加熱室P2的上部和下部設置有預熱加熱器34。壓制室P5內部設置有加熱器35。壓制室P5內部設置有支架3，用于接收放在上面的模具4和用于垂直移動到加熱器35；壓制軸9b，同心地面對支架3且可垂直移動。壓制軸9b施加壓力給放在支架3上的模具4的上部模具42，從而執(zhí)行壓模。
在同樣具有上述結構的形成設備中，從裝載室P1進行快速抽氣(減壓)將形成裝載室P1中的氣流，從而由保持部32保持的模具4振動或傾斜。此外，從穿過模體43的通風孔43a抽氣是不均衡的，從而模具4中的成形材料不受歡迎地移動。
同樣在根據第二實施例的成形設備中，與第一實施例中相同，優(yōu)選逐步執(zhí)行減壓。
實例利用根據本發(fā)明的第一實施例的壓模成形設備，將初步成形為球形的光學玻璃(玻璃預制體)用作成形材料，形成凹彎月透鏡。
利用機器人(未示出)將初步成形為球形的玻璃預制體供給處于卸下狀態(tài)的模具。此后，裝配模具。將模具放在裝載/卸載室P1中，并執(zhí)行氣體交換。
以下述方式執(zhí)行抽氣。當將裝載/卸載室P1保持在大體壓力時，打開閥11(關閉閥12)，且通過具有1000cm3/sec的抽氣能力的旋轉泵14執(zhí)行初級抽氣。通過可變節(jié)流閥15預先使設置有閥11的抽氣通道7節(jié)流，從而降低抽氣能力。結果，平均抽氣速度為150cm3/sec，且在六秒內抽空體積為900cm3的裝載/卸載室P1中的氣體。
對于抽氣過程，在初級抽氣開始約4秒后，裝載/卸載室P1中的壓力減少到約2000Pa。同時，除了旋轉泵14外，操縱具有77000cm3/sec的抽氣能力的機械增壓泵，且打開閥12，以開始次級抽氣。通過執(zhí)行次級抽氣約兩秒，裝載/卸載室P1中的壓力減少到約10Pa。
以上述方式，在總共為約6秒內完成抽氣。此后，關閉閥11和12，打開閥17，以將成形室1中的氣體導入裝載/卸載室P1中。此時，如果氣體導入速度過大，則可造成成形材料的移位發(fā)生。因此，通過使閥18適當節(jié)流，將成形材料保持在模具4中的中央。然而，由于從成形室1導入氣體需要非常短的時間(與抽氣期間的減壓速度類似，導入造成的增壓速度沒有降低)，所以分段的(stepwise)操作是不必要的。
接著，在裝載/卸載室P1的氣體交換后，放低汽缸5的活塞桿5a，以便放低上面放置模具4的支架3，并將其放在轉臺2上。此后，使上面放置模具4的支架3連續(xù)通過第一和第二加熱室P2和P3、裂化反應室P4、壓制室P5、第一和第二緩冷室P6和P7、以及速冷室P8進行處理。這樣，連續(xù)形成玻璃壓模透鏡。利用10個模具，總共形成100個透鏡。在此情形下，沒有造成由于厚度不均形成的形狀瑕疵。
本發(fā)明可應用于這樣一種壓模成形設備，所述設備用于通過防止成形期間的厚度不均產生輪廓精度和表面精度提高的光學元件(例如，高精度玻璃透鏡)。本發(fā)明也可應用于使用壓模成形設備制造成形產品(例如，光學器件)。
權利要求
1.一種壓模成形設備，用于通過施加成形壓力給包含成形材料的模具，進行壓模，所述設備包括至少一個氣密室，用于在其中放置所述模具，以及連接至所述氣密室的減壓件，其中所述減壓件能在減壓過程中改變減壓速度。
2.根據權利要求1所述的壓模成形設備，進一步包括成形室，包含多個處理室中的至少一個，所述多個處理室包括加熱室、壓制室和冷卻室，傳送件，用于將所述模具連續(xù)傳送到所述處理室中，以及裝載單元，用于將所述模具裝進所述成形室中，所述裝載單元包括所述氣密室。
3.根據權利要求1所述的壓模成形設備，其中所述減壓件包括用于從所述氣密室抽氣體的泵、用于連接所述氣密室和所述泵的抽氣通道、彼此平行設置在所述抽氣通道中的多個閥、以及用于控制所述閥的打開和關閉的控制器。
4.根據權利要求2所述的壓模成形設備，其中所述減壓室包括用于從所述氣密室抽氣體的泵、用于連接所述氣密室和所述泵的抽氣通道、彼此平行設置在所述抽氣通道中的多個閥、以及用于控制所述閥的打開和關閉的控制器。
5.一種成形產品制造方法，包括供應成形材料到模具中，所述模具包括上部模具、下部模具和套筒，當所述處于軟化狀態(tài)的成形材料包含在所述模具中時，將所述成形材料壓模成成形產品，所述方法進一步包括在所述壓模之前，減少包含所述模具時的氣密室的壓力，在所述減壓過程中改變減壓速度，以及將所述模具從氣密室導入成形室中，所述成形室中具有預定氣體環(huán)境。
6.根據權利要求5所述的成形產品制造方法，其中所述成形室包括處理室的至少一個，所述多個處理室包括加熱室、壓制室和冷卻室。
7.根據權利要求5所述的成形產品制造方法，其中在所述減壓步驟期間提高所述減壓速度。
8.根據權利要求6所述的成形產品制造方法，其中在所述減壓步驟期間提高所述減壓速度。
9.根據權利要求5所述的成形產品制造方法，其中所述減壓步驟包括初級減壓步驟，用于執(zhí)行初級減壓；以及次級減壓步驟，在所述初級減壓步驟之后通過提高初級減壓速度執(zhí)行次級減壓，所述次級減壓步驟是在所述氣密室中的壓力降低到2000Pa或更少時被執(zhí)行的。
10.根據權利要求6所述的成形產品制造方法，其中所述減壓步驟包括初級減壓步驟，用于執(zhí)行初級減壓；以及次級減壓步驟，在所述初級減壓步驟之后通過提高初級減壓速度執(zhí)行次級減壓，所述次級減壓步驟是在所述氣密室中的壓力降低到2000Pa或更少時被執(zhí)行的。
11.根據權利要求9所述的成形產品制造方法，其中所述模具包括作為所述套筒的圓柱形模體，所述上部模具和所述下部模具分別配合到所述圓柱形模體的上部和下部，所述圓柱形模體具有至少一個與由所述上部模具和所述下部模具限定的成形空間連通的通風孔。
12.根據權利要求10所述的成形產品制造方法，其中所述模具包括作為所述套筒的圓柱形模體，所述上部模具和所述下部模具分別配合到所述圓柱形模體的上部和下部，所述圓柱形模體具有至少一個與由所述上部模具和所述下部模具限定的成形空間連通的通風孔。
13.根據權利要求9所述的成形產品制造方法，其中所述模具支撐在放在所述氣密室中的支架上。
14.根據權利要求10所述的成形產品制造方法，其中所述模具支撐在放在所述氣密室中的支架上。
15.根據權利要求9所述的成形產品制造方法，其中在執(zhí)行所述次級減壓后將所述成形室中的氣體引入所述氣密室中。
16.根據權利要求10所述的成形產品制造方法，其中在執(zhí)行所述次級減壓后將所述成形室中的氣體引入所述氣密室中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于施加成型壓力于包含成形材料的模具以執(zhí)行壓模的壓模成形設備，包括保持氣密的裝載室(換言之，氣密室)P1。裝載室P1連接至減壓室，所述減壓室包括抽氣件14和13，設置在連接至裝載室P1的抽氣通道7中，用于抽空裝載室P1中的氣體；以及多個閥11和12，彼此平行地設置在抽氣通道7中。當抽空裝載室P1時，減壓室在減壓過程中改變減壓速度。
文檔編號C03B11/00GK1769224SQ20051010630
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月21日 優(yōu)先權日2004年9月21日
發(fā)明者藤本忠幸 申請人:Hoya株式會社