專利名稱：模制成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種模制成型方法，特別是一種可以制作出高加工精密度工件的一種模制成型方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的模制成型方法，廣泛地被應用來制作一些工件，使其應用至所需要的地方，其原理不外乎是先制作出一模仁，此模仁的形狀恰與所欲成型完成的工件的形狀完全相反，再以此模仁對工件進行沖壓，脫模后可以得致所欲成型的形狀的工件。
一種現(xiàn)有技術(shù)的模制成型方法如圖1所示，首先，為了制作出一模仁，先準備一未加工的模仁材料10，接下來利用一般的機械加工方法，將未加工的模仁材料10加工而形成一模仁11，其機械加工方法包含傳統(tǒng)技術(shù)的鉆、銑、車、磨等方法，目的在制作出一與欲成型完成的工件的形狀完全相反的模仁11，以便后續(xù)沖壓使用；接下來，將模仁11緊密接合于一模座12上，以形成一模具1；接下來，利用此模具1針對一工件2進行沖壓，經(jīng)過模具1的退模過程后，即可以形成一所欲成型的工件2。
上述現(xiàn)有技術(shù)的模制成型方法，有快速制作、易大量生產(chǎn)的優(yōu)點，但是，現(xiàn)今有一些機構(gòu)或是裝置，所需要的組件的尺寸很小，現(xiàn)有技術(shù)的模制成型方法中的模仁制作過程，由于是利用現(xiàn)有技術(shù)的鉆、銑、車、磨等加工方法，而使用其相對應的機具如鉆床、銑床、車床以及磨床等，一般會有精密度的限制，一般而言，現(xiàn)有技術(shù)的鉆、銑、車等方法的精密度大致在1毫米以上，有一些精密的鉆、銑、車、磨的工具，也許可以再將加工精密度再提高一些，但是卻無法提高太多，導致現(xiàn)有技術(shù)的模制成型方法無法制作出符合高加工精密度需求的工件；可見，為了適應現(xiàn)今的需求，一種可以提高加工精密度的模制成型方法是非常迫切需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種模制成型方法，用以加工一精密的工件，以符合制作出小尺寸工件的需求。
本發(fā)明的模制成型方法，其步驟包含提供一基材；于該基材上形成一預模仁層，并以一微機電加工方法，將預模仁層加工而形成一預模仁；接下來，將一模仁材料形成于預模仁上，使模仁材料成型為一模仁；再將模仁與一模座緊密結(jié)合而制作成為一模具，或是將模仁與基材一并與一模座緊密結(jié)合而成為一模具；最后，以該模具針對一工件進行一模制程序，以使工件可以被加工成為一預設的形狀。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的微機電加工方法是為平印顯影方法，其中方法的步驟包含提供一光掩模，將光掩模置于預模仁層上；提供一光線，照射于光掩模上，該光掩模會使部分光線穿過，進而照射至預模仁層上；進行顯影步驟，使預模仁層中光線所照射的部分或是沒有被光線照射的部分去除；其中，基材上形成的預模仁層是為一感旋光性物質(zhì)所制成。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的微機電加工方法亦可為精密放電加工方法、激光加工方法或是快速原型技術(shù)加工方法。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的快速原型技術(shù)加工方法是選自于立體印刷成型法(Stereo Lithography Apparatus)、選擇型激光燒結(jié)法(Selected LaserSintering)、激光直接成型法(Laser Engineering Net Shaping)、三維噴涂黏接法(Three Dimensional Printing)、融熔沉積造型法(FusedDeposition Molding)、層合實體制造法(Laminated Object Manufacturing)以及噴墨造型法(Inkjet Method)。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的模仁材料是利用微電鑄方式或是粉末冶金成型方式形成于預模仁上。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的模制程序是選自于下列方式?jīng)_壓、擠壓、壓鑄、鍛造、板金以及射出成型等。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的模仁的材質(zhì)可選自于下列材料鎳鈷、鎳磷、鎳鈷磷、鎳鎢、鎳錸、鎳鈀、鎳鉻、鎳碳化硅磷、鎳石墨、鎳錳等二元或二元以上的鎳基或是鉻基合金。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的模仁的硬度為450HV(維氏硬度)以上；其加工精密度為1毫米以下。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明的模制成型方法中，在形成模仁后，可以針對模具或是模仁再進行一后續(xù)處理，以增強其耐用性；其中所述的后續(xù)處理是選自于熱處理、表面鍍膜處理、氣體冷卻處理以及液體冷卻處理等。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的表面鍍膜處理是在該模具表面鍍上一層保護膜，其厚度為1至8微米，該保護膜的材質(zhì)可選自于氮化鋁、氮化鋁鈦、氮化鉻、碳化鋁與類鉆碳(DLC)等。
根據(jù)上述構(gòu)想，上述的工件的材料可選自于銅金屬、銅合金、鋁金屬、鋁合金以及非金屬。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的模制成型方法的流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的模制成型方法的流程示意圖。
圖3為本發(fā)明的模制成型方法中所述的平印顯影方法的流程示意圖。
圖4為本發(fā)明另一種實施方式的模制成型方法的流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例請參照圖2所示，本發(fā)明的模制成型方法的步驟中，首先需要提供一基材35，此基材35是作為以微機電加工方法來制作一預模仁36的基礎，較佳者，本發(fā)明所述的微機電加工方法可以為平印顯影方法、精密放電加工方法或是激光加工方法等，為了解說方便，本實施例以平印顯影方法作為本實用新型實施例中的微機電加工方法。
請參照圖3，為了制作出一預模仁36，需要在基材35上先形成一預模仁層34，較佳者，形成預模仁層34的方式可以是半導體方法中的沉積法等，但不以此為限；其中，預模仁層34需要為感旋光性物質(zhì)所構(gòu)成；提供一光掩模37，并將光掩模37置于預模仁層34上方，其光掩模37的圖樣是與所欲形成的預模仁36的圖樣相同；接下來，提供一光線38，照射在光掩模37上，由于光掩模37上的圖樣可以使光線部分穿過，進而照射在預模仁層34上，較佳者，光掩模37可以使光線穿過的部分，恰與所欲形成的預模仁36的圖樣相同，若是完全相反亦可，只要配合后的顯影步驟所使用的顯影劑即可；接下來進行一顯影步驟，此顯影步驟是以一顯影劑將預模仁層34上被光線38照射過的部分(或是沒有被光線38照射過的部分亦可)去除，如此，預模仁層34將被制作成為一預模仁36。
上述的平印顯影方法，可以制作出一高加工精密度的預模仁36，一般而言，由于平印顯影方法屬于半導體領(lǐng)域常用的技術(shù)，所以這樣的平印顯影方法可以輕易地制作出加工精密度在1毫米以下的預模仁36；除此之外，也可以采用如精密放電加工方法、激光加工方法或是快速原型技術(shù)加工方法等，其中精密放電加工方法是將一預模仁工件(圖中未顯示)置于一精密放電加工機具上，通過放電加工的程序后，同樣可得致一加工精密度在1以下的預模仁36，但是其中的預模仁工件(圖中未顯示)的材質(zhì)必須是金屬；而激光加工方法是將一預模仁工件置于一激光加工機具上，運用高能量的激光光來加工預模仁工件(圖中未顯示)，此方法不僅可以得致一加工精密度在1毫米以下的預模仁36，同時預模仁工件(圖中未顯示)基本上不需要限定其材質(zhì)成分；而快速原型技術(shù)加工方法中包含有立體印刷成型法(StereoLithography Apparatus)、選擇型激光燒結(jié)法(Selected Laser Sintering)、激光直接成型法(Laser Engineering Net Shaping)、三維噴涂黏接法(ThreeDimensional Printing)、融熔沉積造型法(Fused Deposition Molding)、層合實體制造法(Laminated Object Manufacturing)以及噴墨造型法(InkjetMethod)等，都可以制作出加工精密度在1毫米以下的預模仁36。
接下來，請再參照圖2，當預模仁36制作完成后，可以將一模仁材料(圖中未顯示)形成于預模仁36上，并使模仁材料(圖中未顯示)成型為一模仁31，這可以應用例如微電鑄方式，將基材35以及預模仁36置于微電鑄機具中，利用微電鑄原理將模仁材料(圖中未顯示)逐漸地填入預模仁36上，使成型為一模仁31；或是應用例如粉末冶金成型方式，將基材35以及預模仁36置于粉末冶金成型機具上，填入模仁材料(圖中未顯示)的粉末，經(jīng)過壓縮、燒結(jié)的程序后，亦可以成型為一模仁31。
接下來，再將模仁31與一模座32緊密結(jié)合而成為一模具1，再以該模具1針對一工件4進行一模制程序，較佳者，模制程序可以為一沖壓程序，也就是將模具1固定于一沖壓機具上，使模具1直接對于工件4沖壓，即可使工件4形成預設的形狀，但模制程序并不以此為限，例如擠壓、壓鑄、鍛造、板金以及射出成型等類似的模制程序，均可以獲得相同的結(jié)果；其中，上述的模仁31的材質(zhì)可以是鎳鈷、鎳磷、鎳鈷磷、鎳鎢、鎳錸、鎳鈀、鎳鉻、鎳碳化硅磷、鎳石墨、鎳錳等二元或二元以上的鎳基或是鉻基合金所制成，其硬度在450HV(維氏硬度)以上，使可以制造出較為耐用的模仁31；此外，模仁31形成之后，亦可以針對模仁31或是整個模具1進行一后續(xù)處理，例如熱處理、表面鍍膜處理、氣體冷卻處理以及液體冷卻處理等，使模仁31的結(jié)構(gòu)更為強化，更有利于模制程序的進行；其中，上述的表面鍍膜處理是在模具1或是模仁31的表面，鍍上一層保護膜，其保護膜的材質(zhì)可已是氮化鋁、氮化鋁鈦、氮化鉻、碳化鋁與類鉆碳(DLC)等，其厚度可以在1至8微米(μm)之間，可以使模仁31的表面結(jié)構(gòu)更為強化；可見上述的后續(xù)處理對于模具1在模制程序中非常重要，特別是針對加工精密度在1毫米以下工件4，由于其尺寸非常微小，模具1中的模仁31的結(jié)構(gòu)強度若是不夠，進行模制程序時模仁31很有可能因此損毀；較佳者，工件4的材質(zhì)可以是銅金屬、銅合金、鋁金屬、鋁合金以及非金屬，配合本發(fā)明的模制成型方法，其效果更為顯著，但工件4的材質(zhì)亦不應以此為限。
本發(fā)明另一實施方式請參照圖4所示，本實施方式與上述的實施方式大致沒有改變，但在制作模仁31時，可以僅僅制作出模仁31的突出部分即可，再利用基材35原本就與模仁31相互連接的特性，一并將模仁31與基材35與模座32緊密結(jié)合而成為一模具1，再以該模具1針對一工件4進行一模制程序，這樣不僅可以達成與上述實施方式相同的功效，同時在將模仁材料(圖中未顯示)制作成模仁31時，節(jié)省了制作的過程以及原料。
依據(jù)上述的說明可知，本發(fā)明為了提高模仁的精密度，使可以制作出一高加工精密度的工件，以應現(xiàn)今產(chǎn)品輕薄短小的需求，特別設計出利用微機電加工方法來預先制作出一預模仁，由于微機電加工方法可以提供高加工精密度的特性，進而制作出高加工精密度的模仁，使達成制作出一高加工精密度的工件的目的，可見，本發(fā)明確實有其產(chǎn)業(yè)的價值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述實施例僅是用來說明而非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍，本發(fā)明的范疇是由以下的本申請的權(quán)利要求范圍所界定。凡是依本發(fā)明申請專利權(quán)利要求范圍所作的等效的改變或替換，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種模制成型方法，其步驟包含提供一基材；于該基材上形成一預模仁層，并以一微機電加工方法，將該預模仁層加工而形成一預模仁；將一模仁材料形成于該預模仁上，使該模仁材料成型為一模仁；將該模仁制作成為一模具；以該模具針對一工件進行一模制程序，俾使該工件形成預設的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的微機電加工方法是為平印顯影方法，該方法的步驟包含該基材上形成的該預模仁層是為一感旋光性物質(zhì)；提供一光掩模，位于該預模仁層上；提供一光線，照射于該光掩模上，該光掩模使部分光線穿過，照射至該預模仁層上；進行顯影步驟，將該預模仁層中被該光線所照射的部分或是沒有被該光線所照射的部分去除，使該預模仁層形成為一預模仁。
3.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于，該模仁材料是利用微電鑄方式或是粉末冶金成型方式形成于該預模仁上。
4.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的模仁是與一模座緊密結(jié)合而成為一模具，其中該模仁可以單獨與該模座緊密結(jié)合或是與該基材一并與該模座緊密結(jié)合。
5.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的模制程序是選自于下列方式?jīng)_壓、擠壓、壓鑄、鍛造、板金以及射出成型。
6.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的模仁的材質(zhì)可選自于下列材料鎳鈷、鎳磷、鎳鈷磷、鎳鎢、鎳錸、鎳鈀、鎳鉻、鎳碳化硅磷、鎳石墨、鎳錳等二元或二元以上的鎳基或是鉻基合金。
7.如權(quán)利要求6所述的模制成型方法，其特征在于所述的模仁的硬度為450HV以上；該模仁的加工精密度為1毫米以下。
8.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于，該模仁在形成后，可以進行一后續(xù)處理，以增強其耐用性；其中所述的后續(xù)處理是選自于下列方式熱處理、表面鍍膜處理、氣體冷卻處理以及液體冷卻處理；其中所述的表面鍍膜處理是在該模具表面鍍上一層保護膜，其厚度為1至8微米，該保護膜的材質(zhì)可選自于下列材料氮化鋁、氮化鋁鈦、氮化鉻、碳化鋁與類鉆碳。
9.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的工件的材料可選自于下列群組銅金屬、銅合金、鋁金屬、鋁合金以及非金屬。
10.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的微機電加工方法是為精密放電加工方法，是將一預模仁工件置于一精密放電加工機具上，通過放電加工的程序后，使該預模仁工件形成為該預模仁。
11.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的微機電加工方法是為激光加工方法，是將一預模仁工件置于一激光加工機具上，運用一高能量的激光光來加工該預模仁工件，使該預模仁工件形成為該預模仁。
12.如權(quán)利要求1所述的模制成型方法，其特征在于所述的微機電加工方法是為快速原型技術(shù)加工方法，該方法是選自立體印刷成型法、選擇型激光燒結(jié)法、激光直接成型法、三維噴涂黏接法、融熔沉積造型法、層合實體制造法以及噴墨造型法。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種模制成型技術(shù)，其步驟主要是利用微機電加工方法來預先制作出一預模仁，由于微機電加工方法可以提供高加工精密度的特性，進而制作出具有高加工精密度的預模仁，再以此制作出一模仁，當模仁制作成一模具后，可以以該模具直接針對工件進行模制程序，以使工件形成一預定的形狀。
文檔編號B21D22/00GK1739912SQ20041006855
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者蔡欣昌, 王宏洲, 吳德玲, 陳煌坤 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司