專利名稱：制造樹脂模具的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造樹脂模具的方法，該樹脂模具屬于易于使用的模具類型。
背景技術(shù)：
作為用于模制樹脂的模具，通常使用金屬模具，并且在某些情況下，例如對于試生產(chǎn)或者小規(guī)模生產(chǎn)而言，使用其面對模腔的平面是由樹脂制成的模具。
例如，在發(fā)明名稱為“制造樹脂模具的方法”的日本專利特許公開NO.2001-105438中描述了一種制造樹脂模具的方法，該文獻(xiàn)中的圖7、9和10列在以下圖中。
圖16(a)-16(c)是表示上述文獻(xiàn)中描述的現(xiàn)有技術(shù)的樹脂模具和其制造方法，其中圖16(a)、16(b)、16(c)分別是上述文獻(xiàn)的圖10、7和9。要注意的是，圖16(a)-16(c)中的所有部件是用新的附圖標(biāo)記來表示的。
圖16(a)是完成的樹脂模具的截面圖。樹脂模具100由前側(cè)模具部件101和后側(cè)模具部件102構(gòu)成。前側(cè)模具部件101包括其上設(shè)有樹脂層104的加強(qiáng)部件103，后側(cè)模具部件102包括其上設(shè)有樹脂層106的加強(qiáng)部件105。在樹脂層104和106之間形成模腔107。因此，樹脂模具100是其中面對模腔的平面由樹脂制成的模具。以下參考圖16(b)-16(c)對制造這種樹脂模具100的方法進(jìn)行說明。
在圖16(b)所示的步驟中，包括壓耳(clamping lug)部分111和112的母模110夾在加強(qiáng)部件103和105之間，分別在模具表面成型空間113和114中注入樹脂115和116。
在圖16(c)所示的步驟中，在樹脂115和116固化而形成樹脂層104和106之后，使加強(qiáng)部件103和105彼此分開，從而除去母模110。通過在已經(jīng)除去母模110的狀態(tài)下組裝加強(qiáng)部件103和105，從而獲得圖16(a)所示的樹脂模具100。
參考圖16(c)，作為母模110，通常使用通過在簡易制造中占優(yōu)勢的快速原型法制造的快速原型模。但是該快速原型模剛性不好，很容易撓曲。
如上所述，在圖16(a)所示步驟中，將樹脂115和116分別注入到模具表面成型空間113和114內(nèi)。在該步驟，不可避免地會發(fā)生注射定時的偏差，從而使母模110向右或者向左偏斜。為了防止母模110的這種偏斜，如圖中所示插入支撐部件117和118；但是母模110的與這些支撐部件117和118分開的部分是偏斜的。如果母模110偏斜，圖16(a)中所示的模腔107的形狀就變得不準(zhǔn)確，結(jié)果模制產(chǎn)品的成品精度降低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種制造樹脂模具的方法，它能夠防止母模偏斜。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明，提供一種制造樹脂模具的方法，其特征在于包括如下步驟制備具有與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)形狀的母模，并所述母模在其周邊包括壓耳部分，以及制備第一背表面加強(qiáng)部件和第二背表面加強(qiáng)部件；將母模夾在第一和第二背表面加強(qiáng)部件之間，從而在除壓耳部分之外的母模和第一背表面加強(qiáng)部件之間保持有第一樹脂填充空間，并且在除壓耳部分之外的母模和第二背表面加強(qiáng)部件之間保持有第二樹脂填充空間；用臨時性的填料填充第一樹脂填充空間，該臨時性填料適合于容易地注射到該第一樹脂填充空間內(nèi)并從其中排出；用作為樹脂模具材料的樹脂填充第二樹脂填充空間，固化樹脂；將臨時性填料從第一樹脂填充空間中排出；用作為樹脂模具材料的樹脂填充第一樹脂填充空間，固化該樹脂；以及除去母模。
母模的背表面由已經(jīng)注入到第一樹脂填充空間內(nèi)的臨時性填料支撐。在這種狀態(tài)下，注入作為樹脂模具材料的樹脂以填充第二樹脂填充空間。然后在母模的背表面被已注入用來填充第二樹脂填充空間的樹脂支撐的狀態(tài)下，注入作為樹脂模具材料的樹脂來填充第一樹脂填充空間。以這種方式，在利用作為樹脂模具材料的樹脂填充空間的時候，由于母模的背表面被臨時性填料或者已經(jīng)注入用來填充相對空間的作為樹脂模具材料的樹脂支撐，因此可防止母模發(fā)生偏斜。結(jié)果，可以獲得具有高精度的模腔，因此獲得了具有所需形狀的模制產(chǎn)品。


圖1是采用了本發(fā)明的小型摩托車的側(cè)視圖；圖2是采用了本發(fā)明的座位的截面圖；圖3是采用了本發(fā)明的座位的底視圖；圖4是采用了本發(fā)明的座位底板的截面圖；圖5是用于本發(fā)明的母模的截面圖；圖6是表示本發(fā)明制造步驟的視圖；圖7是本發(fā)明的母模夾緊步驟；圖8是本發(fā)明臨時性填料填充步驟的視圖；圖9是本發(fā)明組裝體倒轉(zhuǎn)的視圖；圖10是本發(fā)明樹脂填充步驟的視圖，其中第二樹脂填充空間填充有作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂；圖11是本發(fā)明臨時性填料排出步驟的視圖；圖12是本發(fā)明組裝體的再次倒轉(zhuǎn)的視圖；圖13是本發(fā)明樹脂填充步驟的視圖，其中第一樹脂填充空間填充有作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂；圖14是本發(fā)明母模除去步驟的視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明制造的樹脂模具的截面圖；圖16(a)-16(c)表示現(xiàn)有技術(shù)樹脂模具以及其制造方法的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)指出，附圖要沿著字符的方向看。
圖1是采用了本發(fā)明的小型摩托車的側(cè)視圖。小型摩托車10是包括車體框架11的機(jī)動車。前輪12和把手13設(shè)置在車體框架11的前部上。后輪16通過擺動式動力單元15設(shè)置在車體框架11的后部上。載物箱17和座位20設(shè)置在靠近后輪16之上的位置上。載物箱17是具有大尺寸外殼的箱體，能夠容納頭盔18，其中通過打開座位20來在載物箱17中放入或者從中取出頭盔18。
圖2是采用本發(fā)明的座位的截面圖。作為20包括表層21、由海綿制成的墊層部件22、以及由樹脂模制產(chǎn)品制成的座位底板23。座位底板23是剛性部件，用于通過軟墊部件22和表層21接受駕駛者的身體重量。
圖3是采用了本發(fā)明的座位底板。座位底板23是一個復(fù)雜的成型為大致為橢圓形的部件，包括頭盔保持器24、多個通孔25…(符號“…”表示多個的意思，同樣情況適用于以下部分)以及形成為環(huán)繞通孔25…的突出肋部分26和27。座位底板23采用樹脂模制方法利用模具制成。
圖4是采用本發(fā)明的座位底板的截面圖。應(yīng)當(dāng)指出，為了便于描述，該圖中所示座位底板的截面形狀比圖2中所示的座位底板23的截面形狀更加簡化，因此該圖中座位底板由附圖標(biāo)記28表示。座位底板的總長度為L，其代表性厚度為t1。
圖5是用于本發(fā)明的母模的截面圖。母模30的截面形狀為兩個壓耳部分32和33從長度為L的模部分31的兩端突出。
使壓耳部分32的厚度為t2，圖4所示的厚度t1和厚度t2的總和為模型部分的代表性厚度T1。因此，模具30比圖4所示的座位底板28大。
優(yōu)選的母模30是通過快速原型法制成的樹脂模具。快速原型法的優(yōu)點(diǎn)在于可以制造短時間使用的模型。但是母模30可以通過其他的任何制造方法來制造?；蛘撸改?0可以采用樹脂之外的材料例如輕金屬來制造。
以下描述采用母模30制造樹脂模具的方法。
圖6是表示本發(fā)明制備步驟的視圖。在該步驟中，制備第一背表面加強(qiáng)部件40。第一背表面加強(qiáng)部件40包括臨時性填料注入孔/樹脂注入孔41，臨時性填料溢流孔/樹脂溢流孔42，各種起模桿43、44、45和46以及插入件47和48。
第一背表面加強(qiáng)部件40優(yōu)選由稱之為ZAS、ZAC或AZ4(分別是注冊商標(biāo)名)的基于鋁-銅的鋅合金制成?；阡X-銅的鋅合金包括4.1wt％的鋁，3.0wt％的銅，以及0.04wt％的鎂，余量為鋅，其維氏硬度(以下簡稱為Hv)大約是100kg/mm2，這大約是環(huán)氧樹脂的硬度(Hv為43kg/mm2)的兩倍或者兩倍以上。
通常作為背表面加強(qiáng)部件的鑄鐵(FC300)的硬度Hv大約是240kg/mm2；但是由于鑄鐵的熔點(diǎn)高達(dá)1300℃或更高，因此需要高溫加工，以融化和澆鑄鑄鐵。相反，由于上述基于鋁-銅的鋅合金熔點(diǎn)低至約380℃，該合金容易澆鑄。
以這種方式，通常稱之為ZAS的上述基于鋁-銅的鋅合金其優(yōu)點(diǎn)在于適當(dāng)?shù)挠捕?剛性)和低熔點(diǎn)。
在圖6所示步驟中，制備第二背表面加強(qiáng)部件50。該第二背表面加強(qiáng)部件50包括樹脂注入孔51、樹脂溢流孔52、澆道套53以及插入件54。第二背表面加強(qiáng)部件50也優(yōu)選由上述通常稱之為ZAS的基于鋁-銅的鋅合金制成。
在圖6所示步驟中，制備母模30，該母模30具有與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的形狀并包括壓耳部分32和33，以及制備第一背表面加強(qiáng)部件40和第二背表面加強(qiáng)部件50。
圖7是本發(fā)明母模夾緊步驟的視圖。在該步驟中，將母模30夾在第一背表面加強(qiáng)部件40和第二背表面加強(qiáng)部件50之間。在這里，重要的是，在母模30和第一背表面加強(qiáng)部件40之間設(shè)有特定厚度的第一樹脂填充空間56，并且在母模30和第二背表面加強(qiáng)部件50之間設(shè)有特定厚度的第二樹脂填充空間57。
設(shè)置第一和第二樹脂填充空間56及57的結(jié)果是，只有母模30的壓耳部分32和33夾在第一和第二背表面加強(qiáng)部件40和50之間。
圖8是本發(fā)明臨時性填料填充部分的視圖。在該步驟中，圖7所示的組裝體倒轉(zhuǎn)，從而第一背表面加強(qiáng)部件40設(shè)置在上側(cè)，而第二背表面加強(qiáng)部件50設(shè)置在下側(cè)。例如珠粒、硅類粘土、或者樹脂的臨時性填料59從設(shè)置在第一背表面加強(qiáng)部件40中的臨時性填料注入孔/樹脂注入孔41注入到第一樹脂填充空間56內(nèi)。當(dāng)臨時性填料56從臨時性填料溢流孔/樹脂溢流孔42中溢流時，停止注入臨時性填料56。在每個臨時性填料注入孔/樹脂注入孔41和臨時性填料溢流孔/樹脂溢流孔中擰入或者壓上塞子(未示出)，以將臨時性填料59封閉在第一樹脂填充空間56中。
圖9是本發(fā)明組裝體倒轉(zhuǎn)的視圖。如該圖所示，圖8中的組裝體倒轉(zhuǎn)，從而臨時性填料59定位在下側(cè)，第二樹脂填充空間57定位在上側(cè)。
圖10是表示本發(fā)明樹脂填充步驟的視圖，其中第二樹脂填充空間填充有作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂。在該步驟中，作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂61含有作為基本成分的環(huán)氧樹脂和金屬粉末，還有作為附加成分的填料，將其從設(shè)置在第二背表面加強(qiáng)部件50中的樹脂注入孔51注入到第二樹脂填充空間57內(nèi)。當(dāng)樹脂61從樹脂溢流孔52中溢流時，停止注入樹脂61，然后固化樹脂61。
在樹脂61中含有的金屬粉末可以是例如鋁、銅、鐵、或鎳的金屬粉末，或者含有該金屬作為主要成分的合金的粉末。
在樹脂61中含有的填料主要以纖維的形式使用，填料材料可以是碳、芳族聚酰胺樹脂、聚酰亞胺、陶瓷材料、金屬材料或者與其等效的材料。
在上述樹脂填充步驟的操作中，由于向下的負(fù)載與在第二樹脂填充步驟空間57中注入的樹脂重量及施加至母模30上的注入壓力的總和相等，因此母模30可以向下偏斜；但是實(shí)際上，由于母模30的背表面由臨時性填料59整體支撐，因此母模30不會向下偏斜。
結(jié)果，在樹脂填充步驟的操作中，第二樹脂填充空間57的厚度不會延伸增加，因此注入到第二樹脂填充空間57的樹脂61的層的厚度可以設(shè)定為特定厚度。
圖11是本發(fā)明臨時性填料排出步驟的視圖。在該步驟中，通過除去塞子(未示出)，將臨時性填料59(見圖10)從第一樹脂填充空間56中排出。具體的說，如果臨時性填料59是珠粒的形式，可以通過使該組裝體傾斜并同時對其施加機(jī)械震動來將該珠粒排出，如果臨時性填料59是加熱流化材料的形式，可以通過使該組裝體傾斜并同時加熱第一背表面加強(qiáng)部件40來將該材料排出。
圖12是本發(fā)明組裝體進(jìn)一步倒轉(zhuǎn)的視圖。如該圖所示，圖11所示的組裝體倒轉(zhuǎn)，從而第一樹脂填充空間56位于上側(cè)，已經(jīng)注入到第二樹脂填充空間57內(nèi)的樹脂61的層位于下側(cè)。
圖13是本發(fā)明樹脂填充步驟的視圖，其中第一樹脂填充空間填充有作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂。在該步驟中，作為要生產(chǎn)的樹脂模具的材料的樹脂62含有作為基本成分的環(huán)氧樹脂和金屬粉末，還含有作為附加成分的填料，將該樹脂62從設(shè)置在第一背表面加強(qiáng)部件40中的臨時性填料注入口/樹脂注入孔41注入到第一樹脂填充空間56內(nèi)。當(dāng)樹脂62從臨時性填料溢流孔/樹脂溢流孔42中溢流時，停止注入樹脂62，然后固化樹脂62。
在樹脂62中含有的金屬粉末可以是例如鋁、銅、鐵、或鎳的金屬粉末，或者含有該金屬作為主要成分的合金的粉末。
在樹脂62中含有的填料主要以纖維的形式使用，填料材料可以是碳、芳族聚酰胺樹脂、聚酰亞胺、陶瓷材料、金屬材料或者與其等效的材料。
在上述樹脂填充步驟的操作中，由于向下的負(fù)載與在第一樹脂填充步驟空間56中注入的樹脂62的重量及施加至母模30上的注入壓力的總和相等，因此母模30可以向下偏斜；但是實(shí)際上，由于母模30的背表面由注入到第二樹脂填充空間57內(nèi)的樹脂61的層整體支撐，因此母模30不會向下偏斜。
結(jié)果，在樹脂填充步驟的操作中，第一樹脂填充空間56的厚度不會延伸，因此注入到第一樹脂填充空間56的樹脂62層的厚度可以設(shè)定為特定厚度。
圖14是本發(fā)明母模除去步驟的視圖。在該步驟中，通過將第一和第二背表面加強(qiáng)部件40和50彼此分開而除去母模30。在母模30除去之后，將由第一背表面加強(qiáng)部件40支撐的樹脂62的層以及由第二背表面加強(qiáng)部件50支撐的樹脂61的層組裝起來，從而完成圖15所示的樹脂模具。
圖15是本發(fā)明制造的樹脂模具的截面圖。樹脂模具64由可移動模具部件65和固定模具部件66構(gòu)成。可移動模具部件65被構(gòu)成為使得面對模腔63的部分由樹脂62制成，并且樹脂62的層由第一背表面加強(qiáng)部件40所加強(qiáng)。固定模具部件66被構(gòu)成為使得面對模腔63的部分由樹脂61制成，并且樹脂61的層由第二背表面加強(qiáng)部件50所加強(qiáng)。
通過澆道套53向模腔63中注入熔融樹脂，可以獲得與圖4所示的座位底板23結(jié)構(gòu)相同的座位底板，在樹脂固化之后，利用起模桿43至46頂出固化的樹脂。
通過利用本發(fā)明方法制造的樹脂模具所生產(chǎn)的產(chǎn)品(模制產(chǎn)品)并不限于座位底板，可以是任何種類的塑料制品。
工業(yè)實(shí)用性如上所述的本發(fā)明具有以下效果根據(jù)如權(quán)利要求1所述的本發(fā)明，在利用作為樹脂模具材料的樹脂填充空間的時候，由于母模的背表面被臨時性填料或者作為已經(jīng)注入到相對空間內(nèi)的樹脂模具材料的樹脂支撐，因此可防止母模發(fā)生偏斜。結(jié)果，可以獲得具有高精度的模腔，因此獲得具有理想形狀的模制產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種制造樹脂模具的方法，其特征在于包括如下步驟制備具有與產(chǎn)品形狀相對應(yīng)形狀的母模，并所述母模在其周邊包括壓耳部分，以及制備第一背表面加強(qiáng)部件和第二背表面加強(qiáng)部件；將所述母模夾在所述第一和第二背表面加強(qiáng)部件之間，在除所述壓耳部分之外的所述母模和所述第一背表面加強(qiáng)部件之間保持有第一樹脂填充空間，并且在除所述壓耳部分之外的所述母模和所述第二背表面加強(qiáng)部件之間保持有第二樹脂填充空間；用臨時性的填料填充所述第一樹脂填充空間，該臨時性填料適合于容易地注射到該第一樹脂填充空間內(nèi)并從其中排出；用作為所述樹脂模具材料的樹脂填充第二樹脂填充空間，以及固化該樹脂；將所述臨時性填料從所述第一樹脂填充空間中排出；用作為所述樹脂模具材料的樹脂填充所述第一樹脂填充空間，以及固化該樹脂；以及除去所述母模。
全文摘要
將作為樹脂模具材料的樹脂(61)從設(shè)置在第二背表面加強(qiáng)部件(50)中的樹脂注入孔(51)注入到第二樹脂填充空間(57)內(nèi)。當(dāng)樹脂從樹脂溢流孔(52)中溢流時，停止注入樹脂，然后固化樹脂。在樹脂填充步驟的操作中，由于向下的負(fù)載與在第二樹脂填充步驟空間中注入的樹脂重量及施加至母模(30)上的注入壓力的總和相等，因此母模30可以向下偏斜；但是實(shí)際上，由于母模的背表面由臨時性填料(59)整體支撐，因此母模不會向下偏斜。
文檔編號B29C33/38GK1491151SQ02804624
公開日2004年4月21日 申請日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者白川浩, 西垣勛, 國井真澄, 澄 申請人:本田技研工業(yè)株式會社