專(zhuān)利名稱(chēng)：熱壓成形裝置和用于該裝置的金屬模系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于按壓沖壓模而向熱塑性板的表面復(fù)制精細(xì)的形狀 圖案的熱壓成形裝置和用于該裝置的金屬模系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這種熱壓成形裝置用于成形例如液晶顯示器的背光用導(dǎo)光板和擴(kuò)散板 以及透鏡和光盤(pán)基板之類(lèi)、表面上有精細(xì)的形狀圖案的光學(xué)部件和高度圖案 設(shè)計(jì)性的面板。這種用于熱壓成形的金屬模構(gòu)造已經(jīng)公開(kāi)在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1 中。根據(jù)其公開(kāi)內(nèi)容，在具有加熱/冷卻部件的加熱/冷卻板上安裝板狀的沖 壓模，用加熱/冷卻板來(lái)加熱或冷卻沖壓4莫，而且，通過(guò)加熱/冷卻板將沖壓 模按壓在熱塑性樹(shù)脂板的表面。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2004-74769號(hào)公報(bào)
用這種熱壓成形法復(fù)制的形狀圖案的凹凸高度，典型地說(shuō)為數(shù)pm到數(shù) 十^im。另一方面，作為被加工件的熱塑性樹(shù)脂板的厚度具有約士0.1mm的偏 差。進(jìn)而，安裝沖壓模的金屬模尺寸、沖壓模本身厚度和平整度也有約0.01 ~ 0.05mm的V扁差。
另夕卜，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的熱壓成形中，將沖壓模在被加熱/冷卻板加熱 了的狀態(tài)下按壓到被加工件的表面，而且，用加熱/冷卻板冷卻了沖壓模以后， 結(jié)束沖壓^t按壓被加工件的過(guò)程。因此，加熱/冷卻板上發(fā)生加熱/冷卻時(shí)由 于熱變形而引起的翹曲。
這些事件的原因是，成形時(shí)沖壓模與被加工件的接觸面上的壓力分布不 均勻，出現(xiàn)沖壓模的局部沒(méi)有以要求的壓力按壓在被加工件的情況。結(jié)果， 造成被加工件表面上局部地沒(méi)有完全復(fù)制上圖案的缺陷(未復(fù)制)
被加工件為厚度極其薄的薄板材的時(shí)候(例如，lmm以下)，沖壓模與 被加工件的接觸面上的壓力分布發(fā)生差異時(shí)，存在被加工件的板厚方向的壓 縮變形量發(fā)生差異，而且被加工件的面方向伸長(zhǎng)變形量也部分地發(fā)生差異的情況。其結(jié)果，被加工件容易發(fā)生翹曲和波紋。
為了解決這些問(wèn)題，可以考慮采取以下幾種措施。例如，施加復(fù)制所需 的加壓力以上的較大加壓力?；蛘?，升高沖壓模的加熱溫度，以降低復(fù)制中 必要的面壓力?；蛘?，延長(zhǎng)加熱后的沖壓模按壓被加工件的時(shí)間，增大被加 工件的軟化層以降低復(fù)制所需要的面壓力。
可是，這些措施不僅在設(shè)備成本、運(yùn)行成本、生產(chǎn)時(shí)間方面令人失望， 而且使被加工件擔(dān)負(fù)過(guò)高的溫度和面壓力，因而成形時(shí)材料側(cè)面的膨脹增 大，對(duì)成形結(jié)束后膨脹的材料側(cè)面需要后加工。特別是，被加工件是薄板材 的時(shí)候，會(huì)增加其翹曲和波紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在熱塑性板的表面復(fù)制凹凸圖案的熱壓成 形中，使熱塑性板與沖壓模的接觸狀態(tài)均勻的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于按壓沖壓模(142)而向熱塑性板(200) 的表面復(fù)制形狀圖案熱壓成形裝置(100)，其特征在于，具備壓力裝置和模 座(112、 114);該壓力裝置具有基座(102)、滑板(104)和驅(qū)動(dòng)所述滑板 的驅(qū)動(dòng)裝置(106);該模座(112、 114)搭載在所述滑板或基座上，具有 內(nèi)部具有彈性體收容空間的框體(120)，插入所述框體內(nèi)部、相對(duì)所述框體 滑動(dòng)來(lái)改變所述收容空間容積的底板(136、 326),收容于所述收容空間、 在所述底板為了縮小所述收容空間容積而滑動(dòng)時(shí)被壓縮的彈性體(138、 328 ),安裝在所述框體內(nèi)、具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓 模的外表面的可撓性頂板(140)，以及使用熱媒流體來(lái)加熱及冷卻所述沖壓 模的加熱/冷卻部件(136、 330);在所述底板為了縮小所述收容空間的容積 而滑動(dòng)時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表面受到壓縮了的所述彈性體的彈性力，所 述可撓性頂板向外變形。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述彈性體可以是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠 構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)。所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件 具有第 一 區(qū)域和第二區(qū)域，第 一 區(qū)域是與所述框體的內(nèi)表面連接的區(qū)域附 近，第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內(nèi)側(cè)，所述第一區(qū)域內(nèi)充填的第一橡膠構(gòu)件 或第 一樹(shù)脂構(gòu)件的硬度比所述第二區(qū)域內(nèi)充填的第二橡膠構(gòu)件或第二樹(shù)脂 構(gòu)件的硬度高。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述加熱/冷卻部件可以形成在所述底^l內(nèi)，所述熱 媒流體通過(guò)所述底板內(nèi)部。
此時(shí)，所述彈性體可以是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu) 件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件具有第一區(qū)域 和第二區(qū)域，第一區(qū)域是與所述框體內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，第二區(qū)域位于 所述第一區(qū)域內(nèi)側(cè)，所述第二區(qū)域由摻入用于提高熱導(dǎo)率的添加劑的橡膠材 料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，而所述第 一 區(qū)域由不摻入所述添加劑的橡膠材料或樹(shù)脂 材料構(gòu)成，或者與所述第二區(qū)域相比，所摻入的所述添加劑的量少。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述加熱/冷卻部件是通過(guò)所述彈性體內(nèi)部的熱交換 管，所述熱媒流體通過(guò)所述熱交換管的內(nèi)部。
此時(shí)，所述彈性體可以是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu) 件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)。所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件可以具有第一 區(qū)域和第二區(qū)域，第 一 區(qū)域由與所述框體內(nèi)表面連接的區(qū)域附近及與所述底 板連接的區(qū)域附近構(gòu)成，第二區(qū)域?yàn)橛伤龅?一 區(qū)域所包圍的區(qū)域及與所述 頂板內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，所述第 一 區(qū)域內(nèi)所充填的第 一橡膠構(gòu)件或第一 樹(shù)脂構(gòu)件的硬度比所述第二區(qū)域內(nèi)所充填的第二橡膠構(gòu)件或第二樹(shù)脂構(gòu)件 高。
或者，所述彈性體可以是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu) 件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)。所述橡膠材料或樹(shù)脂材料可以具有第一 區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域由與所述框體內(nèi)表面連接的區(qū)域附近及與所述底 板連接的區(qū)域附近構(gòu)成，第二區(qū)域?yàn)橛伤龅谝粎^(qū)域所包圍的區(qū)域及與所述 頂板內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，所述第二區(qū)域由摻入用于提高熱導(dǎo)率的添加劑 的橡膠材料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，而所述第 一 區(qū)域由不4參入所述添加劑的橡膠材 料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，或者與所述第二區(qū)域相比，所摻入的所述添加劑的量少。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述沖壓?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式被所述頂板的外表面所 支承，即其全部外緣位于所述頂板的彈性變形區(qū)域的外側(cè)，該彈性變形區(qū)域 因所述頂板的內(nèi)表面受到所述彈性體的彈性力而向外變形，所述熱壓成形裝 置可以向所述熱塑性板的表面復(fù)制形狀圖案，該熱塑性板以其全部外緣位于 所述彈性變形區(qū)域外側(cè)的方式配置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述沖壓?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式被所述頂板的外表面所
支承，即其全部外緣位于所述頂板的彈性變形區(qū)域的外側(cè)，該彈性變形區(qū)域因所述頂板的內(nèi)表面受到所述彈性體的彈性力而向外變形。所述熱壓成形裝 置還可以具備隔板，所述隔板具有實(shí)質(zhì)上與所述熱塑性板相同的厚度，由剛 體構(gòu)成，所述熱塑性板的全部外緣處于所述彈性變形區(qū)域內(nèi)側(cè)時(shí)，所述隔板 的全部外緣便在所述彈性變形區(qū)域外緣的外側(cè)，而且，所述隔板被固定為其 內(nèi)緣處于所述熱塑性板的外緣的稍稍外側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于按壓沖壓模(142)而向熱塑性板(200) 的表面復(fù)制形狀圖案熱壓成形裝置(100)，其特征在于，具備壓力裝置和模 座(112、 114)，該壓力裝置具有基座(102)、滑板(104)和驅(qū)動(dòng)所述滑板 的驅(qū)動(dòng)裝置(106);該模座(112、 114)搭載在所述滑板或基座上，具有； 內(nèi)部有空間的框體(120)，插入所述框體內(nèi)部、滑動(dòng)來(lái)改變所述空間的容積 的底板(136、 326)，收容于所述空間、熔點(diǎn)比所述熱塑性板的軟化溫度低 的低熔點(diǎn)合金構(gòu)件，安裝在所述框體內(nèi)、具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和 支承所述沖壓模的外表面的頂板(140 )，以及使用熱媒流體來(lái)加熱及冷卻所 述沖壓模的加熱/冷卻部件(136、 330);在所述空間的容積通過(guò)所述底板而 被縮小時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表面受到來(lái)自所述低熔點(diǎn)合金構(gòu)件的按壓 力，所述可撓性頂板向外變形。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于按壓沖壓模而向熱塑性板的表面復(fù)制凹 凸圖案的熱壓成形裝置的金屬模系統(tǒng)，其特征在于，具備搭載在所述壓力裝 置的滑板或基座上的^^莫座(112、 114),所述模座具備內(nèi)部有彈性體收容 空間的框體(120);插入所述框體內(nèi)部，相對(duì)所述框體滑動(dòng)、可改變所述收 容空間容積的底板(136、 326);收容于所述收容空間，在所述底板為了縮 小所述收容空間容積而滑動(dòng)時(shí)被壓縮的彈性體(138、 328 );安裝在所述框 體內(nèi)，具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓模的外面的可撓性頂 板(140 );使用熱媒流體加熱及冷卻所述沖壓模的加熱/冷卻部件(136、 330 ), 在所述底板為了縮小所述收容空間的容積而滑動(dòng)時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表 面受到壓縮了的所述彈性體的彈性力，所述可撓性頂板向外變形。


圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例的熱壓成形裝置的全部結(jié)構(gòu)。
圖2是第一實(shí)施例的兩個(gè)模座的放大圖。
圖3A、 3B是沖壓被加工件時(shí)的加壓狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖4A、 4B是沖壓被加工件時(shí)的加壓狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖5A 5C是橡膠構(gòu)件的防泄漏結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖6表示本發(fā)明第二實(shí)施例的熱壓成形裝置的全部結(jié)構(gòu)。
圖7A、 7B是橡膠構(gòu)件的防泄漏結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖8A ~ 8D是成型動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖9A、 9B是被加工件的成型面壓力分布測(cè)定結(jié)果的一個(gè)示例。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的熱壓成形裝置。
圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例的熱壓成形裝置的全部結(jié)構(gòu)。
熱壓成形裝置100由通用型壓力裝置與熱壓成形用的金屬模系統(tǒng)的組合 而構(gòu)成。通用型壓力裝置具備固定于地面上的基座102和在該基座102的上 方配置的滑板104?；?04由驅(qū)動(dòng)裝置106進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，沿著未圖示的支柱 在上下方向移動(dòng)，使之相對(duì)基座102接近及遠(yuǎn)離。驅(qū)動(dòng)裝置106也可以具有 例如，驅(qū)動(dòng)滑板104的伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制伺服電機(jī)的控制器。作為驅(qū)動(dòng)裝 置106，也可以用油壓作動(dòng)器來(lái)代替使用伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
金屬模系統(tǒng)具備，在基座102和滑板104上，以分別相對(duì)向配置的方式 搭載的上下兩個(gè)模座112、 114。圖2放大表示第一實(shí)施例的這兩個(gè)模座112、 114的局部。兩個(gè);f莫座112、 114實(shí)質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu)，以上側(cè)才莫座112為例， 參照?qǐng)D1和圖2說(shuō)明其結(jié)構(gòu)。
上側(cè)模座112具備底板116、冷卻板118、框體120、框體支承機(jī)構(gòu) 122、熱板136、作為彈性體的橡膠構(gòu)件138、可撓性頂板140、和框架126。
底板116大體為矩形板狀，并固定在滑板104上。
冷卻板118大體為矩形板狀，并固定在底板116的中央。冷卻板118內(nèi) 形成了多個(gè)水孔119，各水孔119連結(jié)一起。通過(guò)向冷卻水供給口供應(yīng)冷卻 水、從冷卻水回流口循環(huán)冷卻水，使冷卻板118的溫度保持恒定，切斷熱板 的熱向底板116側(cè)傳遞的路徑；所述冷卻水供給口與該相互連結(jié)的水孔119 的一個(gè)端部連接，所述冷卻水回流口與該相互連結(jié)的水孔119的另一個(gè)端部 連接。
框體支承機(jī)構(gòu)122固定在冷卻板118之上?？蝮w支岸4兒構(gòu)122和框體120 大致為矩形筒狀?？蝮w支承機(jī)構(gòu)122具備墊塊128和彈簧130,墊塊128通過(guò)彈簧130支承著框體120?？蝮w120由彈簧130向下方靠壓?？蝮w支承機(jī)構(gòu)122的底部開(kāi)口 ，從該開(kāi)口處向框體支承機(jī)構(gòu)122和框體120的內(nèi)側(cè)插入熱板136。
框架126大致為矩形，并固定在底板116上?？蚣?26的端面上安裝有包括真空襯墊的密閉框132?？蚣?26下降，密閉框132與下側(cè)模座114的密閉框132抵"l妄時(shí)，在密閉框的內(nèi)側(cè)就會(huì)形成真空室。真空室自如地由未圖示的真空泵進(jìn)行抽真空，并用放氣閥進(jìn)行放氣。
熱板136大致為矩形，并固定在冷卻板118上。熱板136是加熱/冷卻部件，其內(nèi)部形成有多個(gè)用作熱媒流體通路的水孔141。水孔141是，例如，沿?zé)岚宓拈L(zhǎng)度方向互相平行等地以間距，從熱板136的一個(gè)端面一直貫通到另一個(gè)端面而形成，兩端部用止水栓143密封。各水孔141用設(shè)于各水孔141長(zhǎng)度方向兩端的集流腔M5連結(jié)起來(lái)。加熱時(shí)，由與一個(gè)集流腔l 4 5連結(jié)的熱媒供給口供應(yīng)的高溫?zé)崦搅黧w(蒸汽、高溫油等)，通過(guò)各水孔141從另一個(gè)集流腔145排出。由此加熱橡膠構(gòu)件138。冷卻時(shí)，用同一路徑，使低溫?zé)崦搅黧w(冷卻水、低溫油等)通過(guò)各水孔141,冷卻橡膠構(gòu)件138。熱板136的集流腔145的內(nèi)側(cè)形成隔熱狹縫147,以防止集流腔145的熱擴(kuò)散。
熱板136插入框體120內(nèi)，使框體120的內(nèi)側(cè)面與熱板136的外側(cè)面緊貼一起。在框體120的內(nèi)側(cè)面與熱板136的外側(cè)面緊貼的狀態(tài)下，熱板136可相對(duì)于框體120上下方向(凈皮加工件的厚度方向)移動(dòng)。換句話說(shuō)，框體120相對(duì)熱板136可沿上下方向移動(dòng)。即，熱板136通過(guò)相對(duì)框體120滑動(dòng)，起到作為底板的作用。
可撓性頂板140由螺栓等固定裝置固定在框體120的端面。頂板140固定為密封框體120端面的開(kāi)口部121。頂板140的厚度，例如約0.5~3mm即可。
框體120的內(nèi)部借助于頂板140、熱板136和框體120的側(cè)壁形成收容空間124。該收容空間124收容橡膠構(gòu)件138。該收容空間124實(shí)質(zhì)上是密封的，不會(huì)漏出橡膠構(gòu)件138。密封的收容空間124的容積，可通過(guò)熱板136相對(duì)于框體120進(jìn)行滑動(dòng)而變化。
橡膠構(gòu)件138被收容在由熱板136、框體120和頂板140所形成的收容
空間124內(nèi)。例如，收容空間124也可以無(wú)間隙地由橡膠構(gòu)件138充填。橡膠構(gòu)件138也可以是提高熱導(dǎo)率的材料。至于橡膠構(gòu)件138的材質(zhì)，在下面說(shuō)明。
還有，本說(shuō)明書(shū)中，作為一個(gè)彈性體構(gòu)件的例子主要說(shuō)明使用橡膠構(gòu)件的實(shí)施例，但也可以應(yīng)用其它彈性體，例如合成樹(shù)脂等。作為合成樹(shù)脂的一例，也可以采用氟樹(shù)脂。即使氟樹(shù)脂中，也可以例如采用四氟化乙烯樹(shù)脂(PTFE)。 PTFE有以下這些物理特性。
耐熱性260 °C
拉伸強(qiáng)度 13.7 — 34.3 MP a
延伸率 200-400%
硬度 肖氏D50 ~ 55
彎曲彈性率550GPa
拉伸彈性率400~ 550GPa
熱導(dǎo)率 0.25 W/mK
模座112的端部外表面(端面)上固定有可撓性的薄沖壓模142。就固定沖壓模142的方法而言，例如，可以使用由頂板140的外表面上所加工的真空吸附溝產(chǎn)生的真空吸附(省去用于真空吸附的真空泵的圖示)與頂板140的外表面上設(shè)置的固定夾具的組合。
圖3 B是使沖壓加工件200時(shí)的加壓狀態(tài)說(shuō)明圖，圖3 A是圖3 B的A-A剖面圖。
如圖3 A所示，沖壓模142的尺寸大于框體120的開(kāi)口部121，并以其全部外緣位于開(kāi)口部121的外側(cè)方式與頂板140的外表面緊貼在一起。被加工件200的尺寸也大于框體120的開(kāi)口部121,其被設(shè)定為其全部外緣位于開(kāi)口部121的外側(cè)。
下面，參照?qǐng)D1 ~圖3說(shuō)明沖壓被加工件200時(shí)的動(dòng)作。這里，也說(shuō)明上下的模座112、 114的動(dòng)作，至于溫度控制則隨后說(shuō)明。
如圖l所示，相對(duì)于已定位的下側(cè)模座114,上側(cè);漠座112下降時(shí)，上下的沖壓模142、 142與被加工件200的兩個(gè)面相接觸(加壓開(kāi)始狀態(tài))。這時(shí)的狀態(tài)為圖3 B的左側(cè)。,人上下沖壓才莫142、 142與^皮加工件200的兩個(gè)面相接觸后的狀態(tài)，上側(cè)才莫座112進(jìn)一步下降施加加壓力時(shí)，框體120也抵抗彈簧130的彈力并向底板116—側(cè)后退。這時(shí)，橡膠構(gòu)件138同時(shí)受到來(lái)自熱板136的按壓力和來(lái)自被加工件200的反作用力而減小體積、提高內(nèi)壓。
12即橡膠構(gòu)件138被壓縮了。熱板136相對(duì)框體120推進(jìn)的的部分與橡"交構(gòu)件138由于壓縮而減小的體積相對(duì)應(yīng)。
這時(shí)，被壓縮后的橡膠構(gòu)件138，因彈性而產(chǎn)生均勻的按壓力。于是，由框體120、熱板136及頂板140所形成的收容空間124內(nèi)若無(wú)間隙地充填著橡膠構(gòu)件138,由于被壓縮的橡膠構(gòu)件138，其收容空間124內(nèi)的壓力均勾地上升。這時(shí)，以彈簣130的彈力將框體120壓到頂板140上，所以也沒(méi)有橡膠構(gòu)件138從頂板140與框體120之間的間隙漏出去。這里，除可撓性的頂板140外，形成收容空間124的全部側(cè)壁都是剛體，不會(huì)隨壓縮的橡膠構(gòu)件138的彈性力變形。相反，因?yàn)轫敯?40內(nèi)面受到壓縮的橡膠構(gòu)件138的彈性力而向外方膨脹變形?？蓳闲缘捻敯?40向外方膨脹變形的彈性變形區(qū)域，其大小實(shí)質(zhì)上與框體120的開(kāi)口部121相同。
如圖3B所示那樣的熱壓成形時(shí)，使上下的沖壓模142、 142按壓作為熱塑性樹(shù)脂板的被加工件200的上下兩面。這時(shí)，被加工件200的全部外緣處于框體120的開(kāi)口部121外側(cè)，因此可撓性的頂板140變形而向外方膨脹的全部彈性變形區(qū)域收容在被加工件200的外緣的內(nèi)側(cè)。其結(jié)果，并沒(méi)有隨著可撓性的頂板140的變形而使沖壓模142、 142在被加工件200的外緣部分局部地變形，沖壓模142、 142給被加工件200表面的成形壓力分布變得比以往均勻。
還有，這種辦法的場(chǎng)合，可撓性的頂板140向外方膨脹的彈性變形區(qū)域周?chē)?、位于可撓性頂?40沒(méi)有向外方膨脹的框體區(qū)域的被加工件200,不可能均等地被加壓。因此，臨近框體區(qū)域部分有可能復(fù)制圖案精度不良。這種情況下，成形后也可以修剪被加工件200的框體區(qū)域部分。
圖3中，說(shuō)明了被加工件200的尺寸大于框體120的開(kāi)口部121的情況，但圖4是被加工件200的尺寸小于框體120的開(kāi)口部121的情況下的說(shuō)明圖。即，圖4 B是對(duì)被加工件200的尺寸小于框體120的開(kāi)口部121的被加工件200進(jìn)行沖壓時(shí)的加壓狀態(tài)說(shuō)明圖，圖4 A是其A - A剖面圖。
如圖4A所示，首先，跟圖3A同樣，使沖壓模142與頂板140的外表面緊貼一起。由于被加工件200的尺寸小于框體的開(kāi)口部121，以^吏一皮加工件200的全部外緣處于開(kāi)口部121內(nèi)的方式將其安置在沖壓模142上。這時(shí)，被加工件200周?chē)臎_壓才莫142上固定著剛體隔寺反210。
剛體隔板210的內(nèi)側(cè)形狀(內(nèi)緣)僅僅比被加工件200的外緣稍微大一點(diǎn)。即，被加工件200與剛體隔板210之間只空出細(xì)微間隙。剛體隔板210的外側(cè)形狀(外緣)比框體120的開(kāi)口部121還大。而且，剛體隔板210的板厚，實(shí)質(zhì)上可以與被加工件200的厚度相同，或者也可以稍厚些。例如，也可以是被加工件200的板厚偏差的最大厚度+ O.lmm左右。剛體隔板210的材料可以是不銹鋼(SUS)等與頂板140或沖壓模142相同的材料。通過(guò)調(diào)整剛體隔板210與被加工件200之間的間隙以及剛體隔板210的板厚，使之與頂板140、沖壓模142、被加工件200的厚度匹配，給被加工件200加壓時(shí)，也對(duì)剛體隔板210加壓，以密封狀態(tài)均勻地整體壓縮橡膠構(gòu)件138。即，跟圖3的情況同樣，能夠防止沖壓模142的局部變形，均勻地給被加工件200力口壓。
這里，橡膠構(gòu)件138的厚度，從迅速地把熱板136的熱傳遞給頂板140和頂板140上所安裝的沖壓模142這一點(diǎn)出發(fā)，板厚薄是優(yōu)選的。另一方面，壓縮橡膠構(gòu)件138的時(shí)候，從以均勻的壓力按壓頂板140的效果這個(gè)角度來(lái)考慮，則厚的板厚是優(yōu)選的。因此，橡膠構(gòu)件138的板厚約為例如2-5mm即可。
作為橡膠構(gòu)件138的材料，例如可以使用硅酮橡膠。 一般地說(shuō)，硅酮橡膠熱導(dǎo)率低，所以通過(guò)給基體硅酮里摻入添加劑(氧化鋁、陶瓷等)以提高熱導(dǎo)率。 一般，摻入添加劑的量增加時(shí)，提高了硅酮的熱導(dǎo)率，但其硬度降低，或硅酮橡膠的狀態(tài)變成了膠狀或粘土狀。使用PTFE而不用橡膠材料時(shí)，不一定需要摻入所述這樣的添加劑以調(diào)整熱導(dǎo)率，但也可以摻入添加劑。
使用硬度低的橡膠材料制作橡膠構(gòu)件138時(shí)，加壓時(shí)，存在橡膠構(gòu)件138從熱板136的外側(cè)面與框體120的內(nèi)側(cè)面之間的細(xì)微間隙漏出的情況。為了防止這樣的情況，如以下那樣，也可以組合相互硬度不同的橡膠材料制作橡膠構(gòu)件138。
例如，圖5B是組合與橡膠構(gòu)件138材質(zhì)不同的橡膠材料時(shí)的下側(cè)模座1 1 4的說(shuō)明圖，圖5A是其A-A剖面圖。
如這些圖所示，也可以用高硬度的硅酮橡膠(例如，肖氏硬度A70以上)構(gòu)成大致矩形板狀的橡膠構(gòu)件138的周?chē)鷧^(qū)域139A,用低硬度、高熱導(dǎo)率的硅酮橡膠構(gòu)成由該高硬度硅酮橡膠包圍的內(nèi)側(cè)區(qū)域139 B。周?chē)鷧^(qū)域139A的高硬度橡膠材料與內(nèi)側(cè)區(qū)域139B的低硬度橡膠材料相比，可以摻入較少量的添加劑，或者，完全不纟參入添加劑。因此，加壓時(shí)橡月交構(gòu)件138就不會(huì)進(jìn)入框體120與熱板136之間等地方。
也可以降低構(gòu)成周?chē)鷧^(qū)域139A的橡膠構(gòu)件138的熱導(dǎo)率。構(gòu)成周?chē)鷧^(qū)域139A的橡膠構(gòu)件138的熱導(dǎo)率低的時(shí)候，阻礙從熱板136向框體120的熱傳導(dǎo)，可以抑制框體120的熱膨脹和熱收縮。
使用合成樹(shù)脂材料而不用橡膠材料，也能實(shí)現(xiàn)圖5這樣的結(jié)構(gòu)。即，也可以用硬度高的合成樹(shù)脂材料構(gòu)成周?chē)鷧^(qū)域139A,而用硬度低的合成樹(shù)脂材料構(gòu)成內(nèi)側(cè)區(qū)域139B 。
進(jìn)而，也可以把橡膠構(gòu)件138置換為將橡膠材料和合成樹(shù)脂材料組合而成的結(jié)構(gòu)。即，也可以用氟樹(shù)脂構(gòu)成周?chē)鷧^(qū)域139A,用橡膠材料構(gòu)成內(nèi)側(cè)區(qū)域139B。
如所述那樣，取代將硬度不同的橡膠材料組合作為橡膠構(gòu)件138,也可以在加壓時(shí)橡膠構(gòu)件138會(huì)漏出的地方配備0型密封圈。例如，如圖5C所示，在框體120與頂板140接觸的面、及熱板136的外側(cè)面中與框體120的內(nèi)側(cè)面接觸的部分，也可以分別配備O型圈230。
關(guān)于橡膠構(gòu)件138的材質(zhì)，也可以使用耐磨耗性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于硅酮橡膠的氟橡膠。
圖6表示本發(fā)明第二實(shí)施例的熱壓成形裝置的整體結(jié)構(gòu)。
第二實(shí)施例與第 一實(shí)施例不同點(diǎn)主要是橡膠構(gòu)件的加熱/冷卻構(gòu)件，其它方面大都是共通的。下面，以所述不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，至于與第一實(shí)施例共通的方面則省去說(shuō)明。
本實(shí)施例中，上側(cè)模座312和下側(cè)模座314實(shí)質(zhì)上也具有相同的結(jié)構(gòu)，因而以上側(cè)模座312為例進(jìn)行說(shuō)明。上側(cè)模座312具備底板116、隔板322、框體120、彈簧130、隔熱板326、橡膠構(gòu)件328、熱交換管330、可撓性頂板140、以及框架126。
隔板322大致為矩形板狀，固定在底板116上?？蝮w120通過(guò)彈簧130安裝在隔板322上。冷卻板118固定在隔板322上。隔熱板326大致為矩形板狀，固定在冷卻板118上。隔熱板326的外側(cè)面與框體120的內(nèi)側(cè)面緊貼一起。隔熱板326切斷橡膠構(gòu)件328與冷卻板118之間的熱傳導(dǎo)。作為隔熱板326的材質(zhì)，例如也可以使用耐熱環(huán)氧樹(shù)脂。
在本實(shí)施例中，也跟第一實(shí)施例同樣，由頂板140、隔熱板326以及框體120的側(cè)壁形成收容空間124。收容空間124內(nèi)收容橡膠構(gòu)件328。作為橡膠構(gòu)件328，可使用跟第一實(shí)施例相同材質(zhì)的構(gòu)件。在本實(shí)施例中，收容 空間內(nèi)通過(guò)熱交換管330。因而，該收容空間124內(nèi)除熱交換管330以 外的空間都由橡膠構(gòu)件328無(wú)間隙地充填。
熱交換管330沿著收容空間長(zhǎng)度方向互相平行且等間距地進(jìn)行配置。熱 交換管330的兩端，貫通框體120由設(shè)于框體120外部的集流腔342、 342 連結(jié)一起。而且，加熱時(shí)，從一個(gè)集流腔342所連結(jié)的熱媒供給口接收高溫 熱媒流體(蒸汽、高溫油等)的供應(yīng)時(shí)，其高溫?zé)崦搅黧w通過(guò)熱交換管330, 從另一個(gè)集流腔342排出。由此，加熱橡膠構(gòu)件328。冷卻時(shí)，經(jīng)相同路徑， 使低溫?zé)崦搅黧w(冷卻水、低溫油等)通過(guò)熱交換管330,冷卻橡膠構(gòu)件328。
還有，在框體120的內(nèi)側(cè)面與隔熱板326的外側(cè)面緊貼的狀態(tài)下，偏熱 板326相對(duì)于框體120可向上下方向(被加工件的厚度方向)移動(dòng)，因此使 收容空間124的容積變化的這一點(diǎn)也跟第一實(shí)施例相同。另外，本實(shí)施例中 也跟第一實(shí)施例同樣，既可沖壓尺寸大于框體120的開(kāi)口部121的被加工件 200,又可利用剛體隔板210沖壓尺寸小于框體120的開(kāi)口部121的被加工 件200。
其次，說(shuō)明第二實(shí)施例的橡膠構(gòu)件328的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。 例如，圖7A是組合與橡膠構(gòu)件328不同材質(zhì)的橡膠材料時(shí)的下側(cè)模座 314的說(shuō)明圖。
如該圖所示，也可以用高硬度的硅酮橡膠，構(gòu)成與大致矩形板狀橡膠構(gòu) 件328之中、與框體120及隔熱板326連接的面附近的區(qū)域329A，用低硬 度的高熱導(dǎo)率硅酮橡膠，構(gòu)成其它區(qū)域，即，與橡膠構(gòu)件328的中心區(qū)域即 與頂板140的內(nèi)表面連接的面附近的區(qū)域329B。即，在由頂板140、框體 120及隔熱板326形成的收容空間內(nèi)，低硬度的高熱導(dǎo)率硅酮橡膠與框體120 及隔熱板326之間，也可以配置硬度高的硅酮橡膠。區(qū)域329A的高硬度橡 膠材料的添加劑摻入量比區(qū)域329B的低硬度橡膠材料少，或者，完全不摻 入添加劑也行。由此，加壓時(shí)，橡膠構(gòu)件328不會(huì)進(jìn)入框體120與隔熱板326 之間等地方。
構(gòu)成與框體120及隔熱板326連接的面附近的區(qū)域329 A的橡膠構(gòu)件 328的熱導(dǎo)率也可以較低。這種情況下，阻礙從熱交換管330向框體120的 熱傳導(dǎo)，可以抑制框體120的熱膨脹和熱收縮。
跟第一實(shí)施例時(shí)同樣，也可以使用合成樹(shù)脂材料而不用橡膠材料，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖7這樣的結(jié)構(gòu)。即，也可以用硬度高的合成樹(shù)脂材料構(gòu)成與框體120及 隔熱板326連接的面附近的區(qū)域329A，而用硬度低的合成樹(shù)脂材料構(gòu)成橡 膠構(gòu)件328的中心區(qū)域及與頂板140的內(nèi)表面相連的面附近的區(qū)域329B。
進(jìn)而，也可以把橡膠構(gòu)件328置換為將橡膠材料和合成樹(shù)脂材料組合的 構(gòu)件。即，也可以用氟樹(shù)脂構(gòu)成周?chē)鷧^(qū)域329A，用橡膠材料構(gòu)成與中心區(qū) 域及與頂板140的內(nèi)表面連接的面附近的區(qū)域329B。
如圖7B所示，也可以配置O型密封圈。即，如該圖所示，也可以在加 壓時(shí)橡膠構(gòu)件328會(huì)漏出的那些地方配備0型圈。例如，也可以在跟框體120 與頂板140的內(nèi)表面接觸的面、及隔熱板326的外側(cè)面中與框體120的內(nèi)側(cè) 面接觸的部分，分別配備0型圈230。
根據(jù)本實(shí)施例，由于不需要復(fù)雜的熱板，模座易于大型化。
參照?qǐng)D8 ，說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的熱壓成形裝置100的 成型動(dòng)作。圖8A、圖8B、圖8C、圖8D分別表示滑板位置、壓力機(jī)加壓力、 頂板溫度、真空室內(nèi)壓力在一次成型運(yùn)行的循環(huán)之中各自的變化。
首先，滑板104處于上限位置Sl。而且，在到達(dá)時(shí)刻tl之前的期間， 將被加工件200安置在下側(cè)^^座114的沖壓才莫142上。
在時(shí)刻tl,根據(jù)伺服加壓機(jī)的位置控制，滑板104開(kāi)始下降。而且，上 下的模座112、 114的框架126、 126的端面上的密閉框132彼此抵接，并下 降到形成真空室的位置S2時(shí)，暫時(shí)停止滑板104的下降(時(shí)刻t2)。
在t2時(shí)刻，開(kāi)始給真空室內(nèi)抽真空，同時(shí)開(kāi)始向熱板136 (第二實(shí)施例 中為熱交換管330 )供應(yīng)高溫?zé)崦搅黧w。在完成了抽真空的時(shí)刻t3之前的期 間，不進(jìn)行沖壓模142、 142對(duì)被加工件200的加壓。這是為了防止空氣進(jìn) 入到被加工件200與沖壓模142、 142之間。
真空室內(nèi)的真空度從大氣壓P 1達(dá)到適合復(fù)制成形的真空度P2的時(shí)刻 t3時(shí)，根據(jù)伺服加壓機(jī)的加壓力控制，滑板104再次開(kāi)始下降。真空度P2 為，例如-90KPa以下即可。而且，讓上下的沖壓一莫142、 142以預(yù)加壓力 Ll按壓被加工件200。通過(guò)以預(yù)加壓力L 1使上下沖壓才莫142、 142按壓被 加工件200,使熱板136 (第二實(shí)施例中為熱交換管330)、橡膠構(gòu)件138、 頂板140及沖壓模142緊貼，促進(jìn)來(lái)自熱板136 (第二實(shí)施例中為熱交換管 330 )的熱傳導(dǎo)。預(yù)備加壓力Ll,例如對(duì)被加工件200的加壓面的面壓力約 為lMPa即可。頂板l40的溫度為達(dá)到可復(fù)制溫度H2的時(shí)刻t4時(shí)，使滑板104進(jìn)一步 下降，控制沖壓模，使其壓力升高到可進(jìn)行復(fù)制的復(fù)制加壓力L2。設(shè)定復(fù) 制加壓力L2,例如在被加工件200的力。壓面上的面壓力為4 6MPa。被加 工件200是PMMA材料的話，可復(fù)制的復(fù)制溫度H2為，例如120 ~ 150°C即可。
并且，從加壓力達(dá)到復(fù)制加壓力L2的時(shí)刻t5起，在規(guī)定時(shí)間T的期間， 繼續(xù)著加熱狀態(tài)下的加壓。在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間T的時(shí)刻t6時(shí)，開(kāi)始向熱板 136 (第二實(shí)施例中為熱交換管330)供應(yīng)低溫?zé)崦搅黧w，頂板140和沖壓模 142開(kāi)始冷卻。為了不發(fā)生未復(fù)制等的復(fù)制不良，應(yīng)根據(jù)被加工件的材質(zhì)和 形狀，設(shè)定優(yōu)選的規(guī)定時(shí)間T。
頂板140即沖壓模142被冷卻，溫度達(dá)到可脫模溫度H1的時(shí)刻t7,真 空室開(kāi)放大氣，真空室內(nèi)的壓力恢復(fù)到大氣壓P1。被加工件為PMMA時(shí)， 可脫4莫溫度Hl可以為例如40 ~ 70°C。
真空室內(nèi)的壓力恢復(fù)到大氣壓Pl的時(shí)刻t8,再次根據(jù)位置控制，滑板 104開(kāi)始上升。而且，滑板104返回到上限位置Sl,就可以取出被加工件 200。
圖9表示，運(yùn)用所述實(shí)施例的熱壓成形裝置，對(duì)被加工件進(jìn)行加壓時(shí)的 成型面壓力分布的 一個(gè)例子。該圖是以相當(dāng)于6MPa的負(fù)荷，對(duì)、于框體120 的開(kāi)口部121的丙歸制被加工件(256mmxl59mm、厚度0 .2mm )進(jìn)行加壓 時(shí)的成型面壓力分布。而且，該圖9A是不用橡膠構(gòu)件的現(xiàn)有模座的成型面 壓力分布，該圖9B是用第一實(shí)施例的圖4所示的形式(使用剛體隔板、橡 膠構(gòu)件為厚度2mm的硅酮橡膠制成)的成型面壓力分布。該圖中，色濃的 部分表示壓力高，色淡的部分表示壓力低。
如圖9A所示，被加工件部分250的成型面壓力存在較大的不均勻。即， 被加工件部分250的外緣附近成型面壓力高，在被加工件部分250的除此以 外的區(qū)域，成型面壓力比外緣附近低。
與此對(duì)應(yīng)，如圖9B所示，在被加工件部分250的周?chē)嬖趧傮w隔板部 分260。很清楚，根據(jù)本實(shí)施例，被加工件部分250的成型面壓力分布是幾 乎均等的。
即使所述的任一個(gè)實(shí)施例，也可以用熔點(diǎn)比熱塑性被加工件的軟化溫度 低的低熔點(diǎn)合金而不用橡膠構(gòu)件。低熔點(diǎn)合金是指，利用通過(guò)組合不同種類(lèi)的金屬(Pb (鉛)、Bi (鈹)、Sn (錫)、Cd (鎘)、In (銦)等)并合金化而其熔點(diǎn)降低的性質(zhì)的公知合金。
根據(jù)所述的兩個(gè)實(shí)施例，就能夠以均勻的壓力將沖壓模按壓在被加工件的表面。其結(jié)果，能以均勻的壓力壓縮被加工件，所以能夠降低發(fā)生于被加工件內(nèi)部的內(nèi)部應(yīng)變不勻，減少一皮加工件的波紋和翹曲。
另外，由于在密封狀態(tài)下壓縮橡膠構(gòu)件，彈性體就呈現(xiàn)近似非壓縮性流體的特性，實(shí)現(xiàn)由靜壓力效應(yīng)造成的加壓面壓力的均勻化，同時(shí)也降低了彈性體物理特性(硬度和彈性系數(shù))偏差的影響而造成的壓力偏差。
再者，橡膠構(gòu)件內(nèi)部只發(fā)生壓縮應(yīng)力，所以防止了由拉伸應(yīng)力引起的彈性體破裂。而且，橡膠構(gòu)件與熱板之間及橡膠構(gòu)件與頂板之間不發(fā)生滑動(dòng)，也防止了橡膠構(gòu)件的磨耗。
所述的本發(fā)明的實(shí)施例是用以說(shuō)明本發(fā)明的示例，而沒(méi)有4巴本發(fā)明的范圍僅限于這些實(shí)施例的目的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明宗旨下，也能用其他各種各樣的方式實(shí)施本發(fā)明。例如，本發(fā)明并不限定于在被加工件的雙面上復(fù)制形狀圖案的場(chǎng)合，也能應(yīng)用于僅在單面復(fù)制形狀圖案的情況。
權(quán)利要求
1、一種熱壓成形裝置，所述熱壓成形裝置(100)用于按壓沖壓模(142)而向熱塑性板(200)的表面復(fù)制形狀圖案，其特征在于，具備壓力裝置和模座(112、114)；該壓力裝置具有基座(102)、滑板(104)和驅(qū)動(dòng)所述滑板的驅(qū)動(dòng)裝置(106)；該模座(112、114)搭載在所述滑板或基座上，具有內(nèi)部具有彈性體收容空間的框體(120)，插入所述框體內(nèi)部、相對(duì)所述框體滑動(dòng)來(lái)改變所述收容空間容積的底板(136、326)，收容于所述收容空間、在所述底板為了縮小所述收容空間容積而滑動(dòng)時(shí)被壓縮的彈性體(138、328)，安裝在所述框體內(nèi)、具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓模的外表面的可撓性頂板(140)，以及使用熱媒流體來(lái)加熱或冷卻所述沖壓模的加熱/冷卻部件(136、330)；在所述底板為了縮小所述收容空間的容積而滑動(dòng)時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表面受到壓縮了的所述彈性體的彈性力，所述可撓性頂板向外變形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述彈性體是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件具有第 一 區(qū)域和第二區(qū)域，第 一 區(qū)域是與所述框體的內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內(nèi)側(cè)，所述第一區(qū)域內(nèi)充填的第 一橡膠構(gòu)件或第 一樹(shù)脂構(gòu)件的硬度比所述第二區(qū)域內(nèi)充填的第二橡膠構(gòu)件或第二樹(shù)脂構(gòu)件的硬度高。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述加熱/冷卻部件形成在所述底板內(nèi)，所述熱媒流體通過(guò)所述底板內(nèi)部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述彈性體是橡力交構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一 區(qū)域是與所述框體內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內(nèi)側(cè)，所述第二區(qū)域由摻入用于提高熱導(dǎo)率的添加劑的橡膠材料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，而所述第一區(qū)域由不摻入所述添加劑的橡膠材料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，或者與所述第二區(qū)域相比，所摻入的所述添加劑的量少。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述加熱/冷卻部件是通過(guò)所述彈性體內(nèi)部的熱交換管，所述熱+某流體通過(guò)所述熱交換管的內(nèi)部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述彈性體是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域由與所述框體內(nèi)表面連接的區(qū)域附近及與所述底板連接的區(qū)域附近構(gòu)成，第二區(qū)域?yàn)橛伤龅?一 區(qū)域所包圍的區(qū)域及與所述頂板內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，所述第一區(qū)域內(nèi)所充填的第 一橡膠構(gòu)件或第 一樹(shù)脂構(gòu)件的硬度比所述第二區(qū)域內(nèi)所充填的第二橡膠構(gòu)件或第二樹(shù)脂構(gòu)件高。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述彈性體是橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件，所述橡膠構(gòu)件或樹(shù)脂構(gòu)件無(wú)間隙地充填在所述收容空間內(nèi)，所述橡膠材料或樹(shù)脂材料具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域由與所述由所述第 一 區(qū)域所包圍的區(qū)域及與所述頂板內(nèi)表面連接的區(qū)域附近，所述第二區(qū)域由摻入用于提高熱導(dǎo)率的添加劑的橡膠材料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，而所述第一區(qū)域由不摻入所述添加劑的橡膠材料或樹(shù)脂材料構(gòu)成，或者與所述第二區(qū)域相比，所摻入的所述添加劑的量少。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1~ 7中任一項(xiàng)所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述沖壓模通過(guò)以下方式被所述頂板的外表面所支承，即其全部外緣位于所述頂板的彈性變形區(qū)域的外側(cè)，該彈性變形區(qū)域因所述頂板的內(nèi)表面受到所述彈性體的彈性力而向外變形，所述熱壓成形裝置向所述熱塑性板的表面復(fù)制形狀圖案，該熱塑性板以其全部外緣位于所述彈性變形區(qū)域外側(cè)的方式配置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的熱壓成形裝置，其特征在于，所述沖壓模通過(guò)以下方式被所述頂板的外表面所支承，即其全部外緣位于所述頂板的彈性變形區(qū)域的外側(cè)，該彈性變形區(qū)域因所述頂板的內(nèi)表面受到所述彈性體的彈性力而向外變形，所述熱壓成形裝置還具備隔板，所述隔板具有實(shí)質(zhì)上與所述熱塑性板相同的厚度，由剛體構(gòu)成，所述熱塑性板的全部外緣處于所述彈性變形區(qū)域內(nèi)側(cè)時(shí)，所述隔板的全部外緣位于所述彈性變形區(qū)域外緣的外側(cè)，而且，所述隔板被固定為其內(nèi)緣處于所述熱塑性板的外緣的稍稍外側(cè)。
10、 一種熱壓成形裝置，所述熱壓成形裝置(100)用于按壓沖壓模(142)而向熱塑性板(200)的表面復(fù)制形狀圖案，其特征在于，具備壓力裝置和模座(112、 114),該壓力裝置具有基座(102)、滑板(104)和驅(qū)動(dòng)所述滑板的驅(qū)動(dòng)裝置(106);該模座(112、 114)搭載在所述滑板或基座上，具有內(nèi)部有空間的框體(120),插入所迷框體內(nèi)部、滑動(dòng)來(lái)改變所述空間的容積的底板(136、326)，收容于所述空間、熔點(diǎn)比所述熱塑性板的軟化溫度低的低熔點(diǎn)合金構(gòu)件，安裝在所述框體內(nèi)、具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓模的外表面的頂板(140),以及使用熱媒流體來(lái)加熱及冷卻所述沖壓模的加熱/冷卻部件(136、 330);在所述空間的容積通過(guò)所述底板而纟皮縮小時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表面受到來(lái)自所述低熔點(diǎn)合金構(gòu)件的按壓力，所述可撓性頂板向外變形。
11、 一種金屬模系統(tǒng)，所述金屬模系統(tǒng)用于按壓沖壓模而向熱塑性板的表面復(fù)制凹凸圖案的熱壓成形裝置，其特征在于，具備搭載在所述壓力裝置的滑板或基座上的模座(112、 114),所述模座具備內(nèi)部具有彈性體收容空間的框體(120);插入所述框體內(nèi)部，相對(duì)所述框體滑動(dòng)來(lái)改變所述收容空間容積的底板(136、 326);收容于所述收容空間，在所述底板為了縮小所述收容空間容積而滑動(dòng)時(shí)被壓縮的彈性體(138、 328);安裝在所述框體內(nèi)，具有面對(duì)所述收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓模的外表面的可撓性頂板(140);使用熱^ 某流體加熱或冷卻所述沖壓模的加熱/冷卻部件(136、 330);在所述底板為了縮小所述收容空間的容積而滑動(dòng)時(shí)，所述可撓性頂板的內(nèi)表面受到壓縮了的所述彈性體的彈性力'所述可撓性頂板向外變形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱壓成形裝置。在熱壓成形中，使熱塑性板與沖壓模的接觸狀態(tài)均勻化。熱壓成形裝置(100)具有壓力裝置以及模座(112、114)，該壓力裝置具有基座(102)、滑板(104)和驅(qū)動(dòng)滑板(104)的驅(qū)動(dòng)裝置(106)。模座(112、114)具有內(nèi)部有收容空間的框體(120)；插入框體(120)內(nèi)部、可滑動(dòng)來(lái)改變收容空間容積的底板(136)；收容于收容空間內(nèi)，為縮小收容空間容積在底板滑動(dòng)時(shí)被壓縮的橡膠構(gòu)件(138)；安裝在框體內(nèi)，具有面對(duì)收容空間的內(nèi)表面和支承所述沖壓模(142)的外表面的可撓性頂板(140)。為縮小收容空間，使底板(136)滑動(dòng)時(shí)，頂板(140)由于內(nèi)表面承受壓縮了的橡膠構(gòu)件(138)的彈性力而向外變形。
文檔編號(hào)B29C43/02GK101480827SQ200810189900
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者三吉宏治 申請(qǐng)人:小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社