專利名稱：一種pu立體物件成型裝置及成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種立體物件成型裝置及成型方法，更具體的說，涉及一種用于立體物件一次成型的成型裝置及成型方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，由于廉價、方便、易于使用、應(yīng)用廣泛，各種PU(Polyurethane,即聚氨基甲酸酷，簡稱聚氨酷)物件已經(jīng)深入人們生活的方方面面，各類PU物件均已經(jīng)可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，因此如何改良生產(chǎn)エ藝，提高效率和自動化生產(chǎn)水平，從而降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為PU制品生產(chǎn)エ藝的重要研究課題。

生產(chǎn)I3U立體物件的其中一種應(yīng)用最廣泛的エ藝是發(fā)泡成型生產(chǎn)エ藝，其具體操作方法是，將PU原料注入模具，設(shè)置好模具后進行加熱發(fā)泡，然后脫摸，脫模以后還需要進行一系列的后處理，如拋光、修邊、清洗、修ネ卜、砂磨、印花、打蠟、雕亥IJ、噴漆等エ序。這種生產(chǎn)方式由于在發(fā)泡成型后還需要根據(jù)不同的需要進行后處理，加工エ序比較多而且繁瑣，效率較低，因為加工時間長，所以總的加工成本相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以一次發(fā)泡成型即可以制成成品，不需要再經(jīng)過各種后處理工序的PU立體物件的成型裝置及成型方法，應(yīng)用這種成型裝置和成型方法可以明顯提高PU立體物件的生產(chǎn)效率，節(jié)約勞動時間，降低生產(chǎn)成本，從而提高企業(yè)生產(chǎn)的利潤率。本發(fā)明的上述目的可以通過如下的技術(shù)手段加以實現(xiàn)ー種PU立體物件成型裝置，包括外模和內(nèi)模，其特征在于所述PU立體物件成型裝置還包括外殼，所述外殼的外壁上安裝有抽氣閥門，所述外模上設(shè)有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內(nèi)壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內(nèi)，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內(nèi)模安裝在所述外模內(nèi)。為了便于脫模，所述的外殼、外模和內(nèi)模，均以彈性材料制成。外殼、內(nèi)模也可以采用硬質(zhì)材料制成。所述外殼內(nèi)壁設(shè)有最少兩條凹槽。所述外殼內(nèi)壁的凹槽彼此交錯。所述外殼內(nèi)壁的凹槽分為垂直于外殼底面的經(jīng)向凹槽和平行于外殼底面的諱向凹槽。所述外模的外壁上設(shè)有與所述外殼內(nèi)壁上的凹槽相對應(yīng)的導(dǎo)氣槽。所述外模上的透氣孔設(shè)置在所述導(dǎo)氣槽上。所述外模的外壁上設(shè)有與所述外殼內(nèi)壁上的凹槽相對應(yīng)的導(dǎo)氣槽，并且所述外模上的透氣孔設(shè)置在所述導(dǎo)氣槽上。所述外模上的透氣孔設(shè)在所述導(dǎo)氣槽的交錯處。
上述外殼內(nèi)壁和外模外壁上凹槽和導(dǎo)氣槽的設(shè)置使得外殼內(nèi)壁與外模外壁之間的氣體可以沿著凹槽和導(dǎo)氣槽被均勻地抽走，使加工時的PU薄膜可以均勻受力，平展地吸附在外模內(nèi)壁上。所述立體 物件成型裝置還包括加熱組件，所述加熱組建設(shè)置在所述外模的開口上方?；谑褂蒙鲜鯬U立體物件成型裝置的立體物件成型方法可以是包括以下步驟I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的薄膜；3)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的塑料薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁；4)向模具內(nèi)注入I3U原料；5)將內(nèi)模安裝進外摸，并且進行發(fā)泡成型；6)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備；；7)脫模。為了使上述エ藝流程中薄膜可以更好的延展和貼合，所述的立體物件成型方法可以做進一歩的改進，改進后的成型方法包括以下步驟I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設(shè)置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的塑料薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁；5)向模具內(nèi)注入I3U原料；6)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；7)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備；8)脫模。為了進一歩改良エ藝，所述的立體物件成型方法可以做更進ー步的改進，改進以后的成型方法包括以下步驟I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設(shè)置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁；5)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備；6)對成型模具進行加溫；7)向模具內(nèi)注入I3U原料；
8)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；9)脫模。這種成型方法可以有效利用發(fā)泡的自行放熱反應(yīng)將薄膜層上的圖案完整清晰地印在物件上。上述！3U立體物件成型方法中使用的塑料薄膜為TPU(Thermoplasticpolyurethanes,即熱塑性聚氨酯弾性體橡膠)薄膜。所述TPU薄膜分為圖案層和薄膜層。為了便于加工和保護TPU薄膜上的圖案，所述TPU薄膜的圖案層和薄膜層可以設(shè)計為可分離的兩層，當發(fā)泡成型完成后，揭掉薄膜層即可。 相比較于傳統(tǒng)的成型裝置和成型方法而言，本發(fā)明的有益之處在于I)應(yīng)用本發(fā)明所述的I3U立體物件成型裝置和成型方法進行加工I3U立體物件，由于PU薄膜是在進行發(fā)泡成型エ藝前就已經(jīng)吸附在外模的內(nèi)壁上的，所以經(jīng)過發(fā)泡成型以后，這層薄膜就會緊貼在PU制品的表面，所以已經(jīng)成型的制品就無需再經(jīng)過拋光和貼膜等表面處理工藝；2)具體應(yīng)用時還可以事先在薄膜上印刷上需要的色彩和圖案，當物件成型后也無需再進行噴涂上色等エ藝，當物件形狀不變僅需要更換圖案或色彩時，不需要更換模具，僅僅需要更換PU薄膜即可，簡單、方便、節(jié)約時間；3)若外殼、外模和內(nèi)模以彈性材料制成，可以用于當制作內(nèi)腔大，開ロ小的物件，當脫模時，用力使模具變形即可取出已成形物件，相對于傳統(tǒng)エ藝中使用分體式的模具而言，不會在表面形成接縫痕跡，不需要再進行進一歩的打磨和拋光，節(jié)省了勞動時間，提高了勞動效率。


圖I是具體實施例I的剖面圖；圖2是應(yīng)用具體實施例I的成型方法的步驟2、3、4的示意圖；圖3是應(yīng)用具體實施例I的成型方法的步驟5、6的示意圖；圖4是應(yīng)用具體實施例I的成型方法的步驟7的示意圖；圖5是具體實施例2的剖面圖；圖6是具體實施例2的外模的主視圖；圖7是具體實施例2的外殼的剖視圖；圖8是具體實施例3的剖面圖。圖例說明1_外殼2-外模3-內(nèi)模4-加熱組件5-TPU薄膜11-經(jīng)向凹槽12-緯向凹槽13-抽氣閥門21-經(jīng)向?qū)獠?2-緯向?qū)獠?3-透氣孔
具體實施例如圖I至4所示的具體實施例1，由外殼I、具有開ロ的外模2、內(nèi)模3和加熱組件4構(gòu)成，外殼I的外壁上安裝有抽氣閥門13，外模2上設(shè)有透氣孔23，外模2的外壁尺寸小于外殼I的內(nèi)壁尺寸，外模2安裝在外殼I內(nèi)，外模2與外殼I的邊緣接縫處以氣密密封，內(nèi)模3安裝在所述外模內(nèi)，加熱組件4安裝在外模2的開口上方。
使用這種立體物件成型裝置的成型方法可以采用以下步驟I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼I上的抽氣閥門13并且將真空抽氣設(shè)備與外殼I上的抽氣閥門13相連接；2)取出內(nèi)模3，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的TPU薄膜4 ；3)啟動設(shè)置在外模2開ロ上方的加熱組件4 ；4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼I與外模2的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模2開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模2的內(nèi)壁；5)向模具內(nèi)注入I3U原料； 6)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；7)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備；8)脫模。具體實施例I中所使用的TPU薄膜為圖案層和薄膜層不可分離的TPU薄膜。如圖5至圖7所示的具體實施例2，與具體實施例I的區(qū)別之處在于外殼I的內(nèi)壁上設(shè)有多條平行于外殼I底面的緯向凹槽12和與緯向凹槽12垂直交叉的經(jīng)向凹槽11 ；外模2的外壁上與緯向凹槽12和經(jīng)向凹槽11對應(yīng)的位置分別設(shè)有緯向?qū)獠?2和經(jīng)向?qū)獠?3，透氣孔23設(shè)在緯向?qū)獠?2和經(jīng)向?qū)獠?3的交叉處。這樣的設(shè)計可以使外模2的外壁和外殼I的內(nèi)壁之間的氣體可以被均勻的抽走，從而使得薄膜4可以均勻緊密地貼在外模的內(nèi)壁上，提高成品質(zhì)量。具體實施例2與具體實施例I的另外ー個區(qū)別在于，具體實施例2中所采用的TPU薄膜為圖案層和薄膜層可以分離的TPU薄膜。如圖7所示的具體實施例3，與具體實施例I和具體實施例2的區(qū)別在于外殼I和外模2的形狀是ロ大腔小的外形，所以具體實施例3的外殼I、外模2和內(nèi)模3均采用彈性材料制成，以便于發(fā)泡エ序完成后脫摸。具體實施例3與具體實施例I和具體實施例2的另外ー個區(qū)別在于，具體實施例3所采用的成型方法包括以下的步驟I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設(shè)置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁；5)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備；6)對成型模具進行加溫；7)向模具內(nèi)注入I3U原料；8)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；9)脫模。其中在向模具中注入原料之前對成型模具進行加溫，可以有效利用發(fā)泡的自行放熱反應(yīng)將薄膜層上的圖案完整清晰地印在物件上。在上述三個具體實施例中，TPU薄膜(即產(chǎn)品完成后的表面貼膜)可以根據(jù)需要采用不同的種類，既可以采用單層無色的TPU薄膜，也可以采用噴涂好需要的圖案和色彩，但圖案層和薄膜層不可分離的TPU薄膜；還可以采用噴涂好需要的圖案和色彩，但圖案層和薄膜層可以分離的TPU薄膜。以上實施例是供理解本發(fā)明之用，并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以作出多種變化或變型，例如本發(fā)明所述 的外模也可以由透氣陶瓷、鋁、鋼等材質(zhì)制成制成，所述的凹槽和透氣槽可以開在模具的側(cè)面、也可以開在模具的底部、同時還可以是斜向排列等，若PU薄膜的冷延展性優(yōu)良，也可以不啟動加熱設(shè)備，這些變化或變型應(yīng)當理解為仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.ー種ro立體物件成型裝置，包括具有至少ー個開ロ的外模和內(nèi)模，其特征在于所述立體物件成型裝置還包括外殼，所述外殼的外壁上安裝有抽氣閥門，所述外模上設(shè)有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內(nèi)壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內(nèi)，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內(nèi)模安裝在所述外模內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述的外殼、外模和內(nèi)模，均以彈性材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外殼內(nèi)壁設(shè)有最少兩條凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外殼內(nèi)壁的凹槽彼此交錯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外殼內(nèi)壁的凹槽分為垂直于外殼底面的經(jīng)向凹槽和平行于外殼底面的諱向凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外模的外壁上設(shè)有與所述外殼內(nèi)壁上的凹槽相對應(yīng)的導(dǎo)氣槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外模上的透氣孔設(shè)置在所述導(dǎo)氣槽上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5任ー權(quán)利要求所述的PU立體成型裝置，其特征在于所述外模的外壁上設(shè)有與所述外殼內(nèi)壁上的凹槽相對應(yīng)的導(dǎo)氣槽，并且所述外模上的透氣孔設(shè)置在所述導(dǎo)氣槽上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外模上的透氣孔設(shè)在所述導(dǎo)氣槽的交錯處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、9任ー權(quán)利要求所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述PU立體物件成型裝置還包括加熱組件，所述加熱組建設(shè)置在所述外模的開ロ上方。
11.ー種PU立體物件成型的方法，其特征在于所述的I3U立體物件成型方法包括以下步驟 1)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外売上的抽氣閥門相連接； 2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜； 3)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁； 4)向模具內(nèi)注入PU原料； 5)將內(nèi)模安裝進外模，并且進行發(fā)泡成型； 6)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備； 7)脫模。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的I3U立體物件成型方法，其特征在于所述的I3U立體物件成型方法包括以下步驟 I)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外売上的抽氣閥門相連接；.2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜； . 3)啟動設(shè)置在外模開口上方的加熱組件； .4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁； . 5)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備； .6)向模具內(nèi)注入原料將內(nèi)模安裝進外模； . 7)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型； .8)脫模。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的I3U立體物件成型方法，其特征在于所述的I3U體物件成型方法包括以下步驟 . 1)將模具安裝在合適的位置，打開外殼上的抽氣閥門并且將真空抽氣設(shè)備與外売上的抽氣閥門相連接； .2)取出內(nèi)模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜； . 3)啟動設(shè)置在外模開口上方的加熱組件； . 4)啟動真空抽氣設(shè)備，抽出外殼與外模的安裝縫隙中的空氣，使蒙在外模開ロ處的TPU薄膜伸展變形，并且緊貼外模的內(nèi)壁； .5)關(guān)閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關(guān)停真空抽氣設(shè)備； .6)對成型模具進行加溫； . 7)向模具內(nèi)注入PU原料； . 8)將內(nèi)模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型； . 9)脫模。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13任一項所述的立體物件成型方法，其特征在于 所使用的塑料薄膜為TPU薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PU立體物件成型方法，其特征在于所述TPU薄膜分為圖案層和薄膜層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PU立體物件成型方法，其特征在于所述TPU薄膜的圖案層和薄膜層可以分離。
全文摘要
一種PU立體物件成型裝置，包括外模和內(nèi)模，所述PU立體物件成型裝置還包括外殼，所述外殼的外壁上安裝有抽氣閥門，所述外模上設(shè)有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內(nèi)壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內(nèi)，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內(nèi)模安裝在所述外模內(nèi)。使用上述成型裝置進行加工時，需要先將一層TPU薄膜蒙在外模的開口處，然后啟動抽氣設(shè)備抽出外殼和外模安裝縫隙之間的空氣，使TPU薄膜緊貼外模的內(nèi)壁，再添加制作原料，安裝內(nèi)模后進行發(fā)泡成型.使用這種成型裝置及方法，一次發(fā)泡成型即可以制成PU立體物件的成品，不需要再經(jīng)過各種后處理工序，可以明顯提高生產(chǎn)效率，節(jié)約勞動時間，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B29C44/58GK102717463SQ20111007749
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者謝孟峰 申請人:峰盈高分子材料(惠東)有限公司