專利名稱：高周波加熱模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高周波加熱模具，特別是關(guān)于一種以高周波電流快速加熱模仁表面并可以冷卻流體快速降低模仁表面溫度的裝置。
背景技術(shù)：
一般射出成形、射出壓縮成形、熱壓成形等過程，都是加熱塑料至融溶狀態(tài)后充填至模穴，并使塑料包覆模具特定結(jié)構(gòu)后冷卻凝固，用以復制模具結(jié)構(gòu)，一般模具溫度大都小于塑料玻璃轉(zhuǎn)換溫度，使融熔的塑料于接觸模穴表面時即產(chǎn)生一層凝固層，凝固層與成品厚度的比值隨著成品厚度的減少而上升，當凝固層所占的比例過高時，將使得融熔塑料充填困難，造成短射、結(jié)構(gòu)復制不完全及殘留應力等問題。
為因應現(xiàn)代產(chǎn)品輕薄短小需求趨勢，以塑料制造的產(chǎn)品設(shè)計要求越來越薄，甚至因應特殊需求要設(shè)計微小結(jié)構(gòu)，如背光板、光纖聯(lián)接器等。若以傳統(tǒng)射出成形的方法將因凝固層及塑料流動性差等原因無法順利完成，因此，發(fā)展一套快速加熱模穴溫度的方法近年來逐漸被提出，并有部分發(fā)明為縮短制程循環(huán)時間合并發(fā)展出快速冷卻的方法，目前加熱方式大致可分為蒸汽式、電阻式及高周波方式，本發(fā)明針對先前發(fā)明說明如下美國專利US2,984,887利用電阻方式加熱鍍在模具表面上的銅或銀層。
美國專利US3,671,168及US3,763,293利用熱流體以傳導方式加熱模穴。
美國專利US4,060,364利用驅(qū)動高頻誘電方式加熱模具。
美國專利US4,340,551利用高周波感應加熱裝置于模具合模前接近加熱模穴面的特定位置，使特定模穴面溫度高于塑性材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度。
美國專利US2,979,773利用電阻式加熱模穴表面，并以所謂的可變傳導性熱管進行冷卻。
美國專利US5,232,653利用低熱當量材料做為模具，并將電阻加熱單元進行模具加熱，于模具表面埋設(shè)冷卻系統(tǒng)進行模具冷卻。
美國專利US5,762,972揭露感應方式或誘電方式加熱模具，即利用高周波或微波使模具溫度在短時間內(nèi)達到預定溫度。
美國專利US6,846,445于模具上加載高周波電流，利用高周波電流于模具表面產(chǎn)生集膚效應與鄰近效應來加熱模具表面。
美國專利US4,201,742利用高溫高壓蒸汽充填于模穴內(nèi)來加熱模穴表面，并于模穴充填塑料之前消散模穴內(nèi)的壓縮蒸汽。
美國專利US4,442,061利用高溫蒸汽與水交替循環(huán)方式控制壓縮模具射出成形循環(huán)中模具與模穴內(nèi)塑料的溫度。
美國專利US2,004,251，570利用蒸汽流入模具內(nèi)導孔進行模具加熱，并于塑料充填完畢后，于模具內(nèi)導孔改以通入冷卻水進行模具冷卻。
日本專利JP2000-218356利用一外加伸縮感應加熱機構(gòu)，在模具閉模前對可動側(cè)及固定側(cè)模具全模穴表面進行感應加熱升溫，再閉模射出輕金屬模成品。
臺灣專利TW505,616射出壓縮成型技術(shù)制作微系統(tǒng)芯片中，以微機電技術(shù)制作微加熱器，其加熱器是以微機電沉積方式制作成電阻式微加熱器。
臺灣專利TW543,334的裝置于模具內(nèi)可局部溫度控制的微加熱器中，微加熱器采用一般微機電制程的薄膜制程及網(wǎng)版印刷(screen printing)等厚膜制程或低溫共燒陶瓷等其它方式，制作所需的細微單層或多層結(jié)構(gòu)及串、并聯(lián)幾何形狀的微加熱器，可針對局部模版結(jié)構(gòu)進行加熱。
上述列舉發(fā)明采用電阻式加熱模具或電阻器，再以傳導或輻射方式加熱模穴表面或特定位置，由于熱傳導方式易造成溫度加熱源與被加熱面的溫度差與時間延遲，且電阻器消耗部分電能及熱能散逸至非加熱區(qū)域。
上述列舉發(fā)明采用蒸汽方式加熱模具，以傳導方式使熱流于模具傳遞至加熱表面，由于熱傳導方式易造成溫度加熱源與被加熱面的溫度差與時間延遲。
上述列舉發(fā)明采用高周波方式加熱模具表面，如高周波美國專利US6,846,445于模具上通入高周波電流，由于集膚效應與鄰近效應，使大部分高周波電流流動于模具表面。此法可快速加熱模穴表面，但直接于模具通入大功率高周波電流，需有適當絕緣保護措施始能實際應用。其余列舉發(fā)明采用高周波加熱方式，大都采用集膚效應、鄰近效應感應加熱鄰近線圈的模具面，再以傳導方式傳遞至模穴面或特定位置。
實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的即在于提供一種可使模具加熱面快速升高的高周波加熱模具，以減少熱塑性材料在填充模穴期間所產(chǎn)生的凝固層厚度，并使其具有較佳流動性，從而可大幅提升產(chǎn)品品質(zhì)。
本實用新型次一目的在于提供一種該線圈導孔與線圈間的空隙可流通低溫液體，以可冷卻模仁溫度，將可防止因電流加載過熱導致線圈燒毀的高周波模具。
可實現(xiàn)上述實用新型目的的高周波加熱模具，包括至少一個模仁，該模仁上具有一加熱面，并于加熱面兩側(cè)貫穿有至少一個線圈導孔，再于線圈導孔兩側(cè)貫穿有至少一個冷卻孔；至少一個線圈，該線圈穿入于兩模仁的線圈導孔內(nèi)；至少一個線圈連接器，該線圈連接器連接于兩相鄰模仁各線圈端部。
上述高周波加熱模具中，該線圈導孔內(nèi)通冷卻液體。
上述高周波加熱模具中，該冷卻孔內(nèi)通冷卻液體或冷卻氣體。
上述高周波加熱模具中，該冷卻孔位置與數(shù)量依據(jù)溫度控制來布置。
上述高周波加熱模具中，該線圈表面包覆有絕緣材料。
上述高周波加熱模具中，該線圈加載高周波電源。
上述高周波加熱模具中，該線圈連接器連接之方式系可為一可分離或可伸縮式或滑動式連接。
上述高周波加熱模具中，該線圈由線圈連接器連接成一體，將使得兩加熱面間被包覆于線圈所圍成之區(qū)域范圍內(nèi)。
上述高周波加熱模具中，該線圈由線圈連接器連接成一體，線圈兩端中一端為電流輸入端，另一端為電流輸出端。
采用以上技術(shù)方案，本實用新型在相鄰近的兩模仁上皆具有一加熱面，并于加熱面的兩側(cè)貫穿有數(shù)個線圈導孔，再將包覆有絕緣材料的線圈穿入兩模仁的線圈導孔內(nèi)，并利用線圈連接器將兩模仁上的各線圈端相互連接成一體，其將使得兩模仁的加熱面被包圍在線圈所圍成的區(qū)域內(nèi)，而通過線圈連接器結(jié)合成一體的兩端分別為電流輸入(出)端及電流輸出(入)端，再連接至一高周波電源，當線圈上加載高周波電源時，將因模仁磁滯損與渦流損，使得接近兩加熱面區(qū)域的溫度急遽上升，此時，于線圈導孔空隙可通入冷卻水或冷卻液體，以傳導方式對線圈進行冷卻；另，于模仁適當處設(shè)置有數(shù)個冷卻孔，其內(nèi)可通入低溫液體或低溫氣體，利用溫度傳導效應吸收高周波感應加熱產(chǎn)生額外的熱量，或于塑料凝固化階段進行模仁及加熱面冷卻，亦可由通入冷卻孔的液體或氣體的溫度與流速來調(diào)整模仁加熱面的溫度，而冷卻孔布置位置與數(shù)量可依據(jù)溫度控制來決定。


請參閱以下有關(guān)本實用新型一較佳實施例的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實施例的附圖為圖1為本實用新型高周波加熱模具的模仁立體視圖；圖2為該高周波加熱模具的模仁與模座結(jié)合示意圖；以及圖3為該高周波加熱模具的另一實施示意圖。
圖中主要部件符號1、模仁；11、加熱面；12、線圈導孔；13、冷卻孔；2、線圈；21、電流輸入(出)端；22、電流輸出(入)端；3、線圈連接器；4、模座；41、線圈導孔；42、冷卻管導孔。
具體實施方式
請參閱圖1至圖3所示，為本實用新型所提供的高周波加熱模具，主要包括有至少一個以上的模仁1，該模仁1上具有一加熱面11，并于加熱面11的兩側(cè)貫穿有至少一個以上的線圈導孔12，再于線圈導孔12兩側(cè)適當處貫穿有至少一個以上的冷卻孔13；該線圈導孔12內(nèi)可通入冷卻液體；該冷卻孔13內(nèi)可通入冷卻液體或冷卻氣體；該冷卻孔13布置位置與數(shù)量可依據(jù)溫度控制來決定；至少一個以上的線圈2，該線圈2表面包覆有絕緣材料；該線圈2穿入于兩模仁1的線圈導孔12內(nèi)；該線圈2可加載高周波電源；至少一個以上的線圈連接器3，該線圈連接器3將兩模仁1的各線圈2的端部連接成一體；該線圈連接器3連接方式可為一可分離或可伸縮式或滑動式的連接；上述各構(gòu)件組合即形成本實用新型的高周波加熱模具；如圖2所示，以單一模仁來說明表示，將模仁1設(shè)置于一模座4內(nèi)，且該模座4上貫穿有線圈導孔41與冷卻管導孔42，模座的線圈導孔41與冷卻管導孔42會與模仁1的線圈導孔12與冷卻孔13相對應設(shè)置，再于各線圈導孔12內(nèi)穿入線圈2，并將線圈2端部經(jīng)由線圈連接器3連接成一體，致使兩加熱面11被包覆于線圈2所圍成的區(qū)域范圍內(nèi)，當線圈2連接成一體后，于線圈2兩端即會形成一電流輸入(出)端21及電流輸出(入)端22，并于兩端可連接至一高周波電源，當線圈2加載高周波電源時，將因模仁1磁滯損與渦流損，使得接近兩加熱面11區(qū)域的溫度急遽上升，此時，該線圈導孔12的空隙可通入冷卻液體，以傳導方式對線圈2進行冷卻，同樣于模仁1各冷卻孔13通入低溫液體或低溫氣體，利用溫度傳導效應吸收高周波感應加熱產(chǎn)生額外的熱量，或于塑料凝固化階段進行模仁1及加熱面11冷卻，亦可由通入冷卻孔13的液體或氣體的溫度與流速來調(diào)整模仁1加熱面11的溫度；因此，通過本實用新型將可使得加熱面11快速升高，以避免填充熱塑性材料時，因溫度降低而產(chǎn)生凝固的現(xiàn)象，其將使得熱塑性材料具有較佳流動性，可大幅提升產(chǎn)品品質(zhì)；另，請參閱圖3所示，為另一模具的實施示意圖。
本實用新型所提供的高周波加熱模具，與其它常用技術(shù)相互比較時，更具有下列的優(yōu)點1.本實用新型可快速提升模具加熱面溫度，以減少熱塑性材料于填充模穴期間模具溫度降低產(chǎn)生凝固的現(xiàn)象，通過加熱使其具有較佳的流動性，從而可大幅提升產(chǎn)品品質(zhì)。
2.本實用新型在線圈導孔與線圈間的空隙流通低溫液體，以可冷卻線圈溫度，防止因電流加載過熱導致線圈燒毀。
本實用新型的模具適用于一般熱塑性材料的模具制造，如射出成形、射出壓縮成形、壓縮成形、熱壓成形，該制造過程以融化塑料或使塑料具有可延展性的材料充填于模穴內(nèi)，經(jīng)由施加壓力使塑料充填于模仁特定結(jié)構(gòu)，然后冷卻塑料以完成模仁結(jié)構(gòu)復制的，適用的熱塑材料包括塑料、玻璃、塑料或玻璃為主的復合材料等。
上列詳細說明是針對本實用新型的一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含于本專利申請中。
權(quán)利要求1.一種高周波加熱模具，其特征在于，包括至少一個模仁，該模仁上具有一加熱面，并于加熱面兩側(cè)貫穿有至少一個線圈導孔，再于線圈導孔兩側(cè)貫穿有至少一個冷卻孔；至少一個線圈，該線圈穿入于兩模仁的線圈導孔內(nèi)；至少一個線圈連接器，該線圈連接器連接于兩相鄰模仁各線圈端部。
2.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該線圈導孔內(nèi)通冷卻液體。
3.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該冷卻孔內(nèi)通冷卻液體或冷卻氣體。
4.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該冷卻孔位置與數(shù)量依據(jù)溫度控制來布置。
5.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該線圈表面包覆有絕緣材料。
6.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該線圈加載高周波電源。
7.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其中該線圈連接器連接之方式系可為一可分離或可伸縮式或滑動式連接。
8.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該線圈由線圈連接器連接成一體。
9.按權(quán)利要求1所述的高周波加熱模具，其特征在于，其中該線圈由線圈連接器連接成一體，線圈兩端中一端為電流輸入端，另一端為電流輸出端。
專利摘要一種高周波加熱模具，在接近模具的加熱面布置線圈導孔，并以線圈環(huán)繞加熱面，再通以高周波電流于線圈上，由于電流方向變化將在環(huán)形封閉線圈所包圍的金屬塊處產(chǎn)生磁滯損與渦流損，使得金屬表面溫度急遽上升達到快速加熱模具表面溫度的效果；又于模具加熱面及線圈導孔附近埋設(shè)有數(shù)冷卻孔，并于冷卻孔及線圈導孔內(nèi)通入冷卻氣體或冷卻液體，以帶走模具及線圈產(chǎn)生的額外熱量或控制模具溫度，調(diào)整冷卻孔布置位置與冷卻氣體或流體溫度與流速來控制模具溫度，利用本實用新型裝置將可用以提升熱塑性產(chǎn)品品質(zhì)與增加模穴數(shù)量。
文檔編號B29C33/04GK2878025SQ20062000298
公開日2007年3月14日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者黃榮堂, 林良澤 申請人:黃榮堂