專(zhuān)利名稱：成形模具、及成形品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成形模具、及成形品的制造方法，詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種進(jìn)行加壓成形的成形模具、及成形品的制造方法。
一般地，作為用于加熱、加壓成形玻璃材料的成形模具，公知的有如圖6所示的成形模具。目前的成形模具具有筒狀的主干模21、下模22和上模23。下模22插入固定在主干模21的下端側(cè)。上模23從主干模21的上端側(cè)插入，可自由滑動(dòng)地插入。玻璃材料25配置在這種成形模具24內(nèi)，一邊加熱一邊加壓成形。
目前在這種成形模具24，作為筒狀的主干模21，采用由具有通孔的超硬合金構(gòu)成的柱狀原材。即目前的主干模1，是整體形成的整體結(jié)構(gòu)件。
但是，采用這種目前的成形模具24，加熱加壓成形玻璃材料25時(shí)，在成形階段，玻璃材料25會(huì)在成形模具24內(nèi)的成形空間擴(kuò)展，或者玻璃材料25會(huì)粘合在主干模21內(nèi)側(cè)面上，因此難于從主干模21取出玻璃成形品。
本發(fā)明就是提供一種成形的成形品的取出容易的成形模具。而且通過(guò)使用本發(fā)明的成形模具，能制造具有優(yōu)良的尺寸精度的成形品。
本發(fā)明的成形模具，具有(a)有通孔的主干模，所述通孔有下開(kāi)口和上開(kāi)口，(b)插入所述主干模的所述下開(kāi)口而設(shè)置的下模，(c)可從所述主干模的所述上開(kāi)口插入而設(shè)置的上模；所述主干模有外主干模、和設(shè)置在所述外主干模內(nèi)部的內(nèi)主干模，所述內(nèi)主干模由多個(gè)分割主干模組成，所述內(nèi)主干?？蓮乃鐾庵鞲赡７蛛x，所述內(nèi)主干模和所述下模及所述上模形成模腔。
本發(fā)明成形品的制造方法具有以下工序(a)將內(nèi)主干模組裝在具有第二通孔的外主干模之中，得到具有通孔的主干模的工序，所述內(nèi)主干模具有多個(gè)分割主干模，
所述通孔由所述多個(gè)分割主干模包圍；(b)將所述主干模的所述通孔的下開(kāi)口設(shè)置在下模上的工序；(c)將成形材料放置在由所述通孔和所述下模包圍的模腔中的工序；(d)將上模由所述通孔的上開(kāi)口插入到所述模腔中，然后一邊加熱所述成形材料一邊對(duì)所述成形材料加壓，形成成形品的工序；(e)在加壓形成的所述成形品固化后，將所述上模和所述外主干模從所述內(nèi)主干模和所述下模分離的工序；(f)在所述(e)工序之后，將所述多個(gè)分割主干模體分割，取出所述成形品的工序。
利用以上結(jié)構(gòu)，即使成形品粘合在主干模的內(nèi)周面上時(shí)，通過(guò)分解主干模，也能容易地將成形品從成形模具中取出。而且容易制造具有復(fù)雜凸凹形狀的成形品。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下圖1是根據(jù)使用本發(fā)明的一實(shí)施例的成形模具而成形的光纖排列陣列的立體圖；圖2是用于成形本發(fā)明一實(shí)施例的光纖排列陣列的成形模具的剖面圖；圖3是構(gòu)成用于成形本發(fā)明一實(shí)施例的光纖排列陣列的成形模具的主干模的分解立體圖；圖4是圖3所示的主干模的上面圖；圖5表示本發(fā)明一實(shí)施例的成形品的制造工序；圖6是現(xiàn)有成形模具的剖面圖。
本發(fā)明的一實(shí)施例的成形模具，包括(a)具有通孔的主干模，所述通孔具有下開(kāi)口和上開(kāi)口，(b)下模，插入所述主干模的所述下開(kāi)口而設(shè)置，(c)上模，可以從所述主干模的所述上開(kāi)口插入而設(shè)置；所述主干模具有外主干模、和設(shè)置在所述外主干模內(nèi)部的內(nèi)主干模，所述內(nèi)主干模由多個(gè)分割主干模構(gòu)成，所述內(nèi)主干模可以從所述外主干模分離，
所述內(nèi)主干模和所述下模及所述上模形成模腔。
本發(fā)明的一實(shí)施例的成形品的制造方法具有下列工序(a)將內(nèi)主干模組合在具有第二通孔的外主干模之中，得到具有通孔的主干模的工序，所述內(nèi)主干模具有多個(gè)分割主干模，所述通孔由所述多個(gè)分割主干模包圍；(b)將所述主干模的所述通孔的下開(kāi)口設(shè)置在下模上的工序；(c)將成形材料設(shè)置在由所述通孔和所述下模包圍的模腔之中的工序；(d)將上模從所述主干模的所述通孔的上開(kāi)口插入所述模腔中，然后一邊加熱所述成形材料一邊對(duì)所述成形材料加壓，形成成形品的工序；(e)在加壓形成的所述成形品固化后，將所述上模和所述外主干模從所述內(nèi)主干模和所述下模分離的工序；(f)在所述(e)工序之后，將所述多個(gè)分割主干模主體分割，取出所述成形品的工序。
理想的是，所述外主干模具有第二通孔，所述內(nèi)主干模設(shè)置在所述第二通孔中，所述內(nèi)主干模由第一分割主干模和第二分割主干模兩個(gè)分割主干模組成。
理想的是，所述內(nèi)主干模設(shè)置為可相對(duì)所述外主干模的所述第二通孔裝拆。
理想的是，所述外主干模由沒(méi)有接合部的一個(gè)模具材料構(gòu)成。
理想的是，所述主干模還具有設(shè)置在所述外主干模和所述內(nèi)主干模之間的隔板。
理想的是，所述隔板具有比所述外主干模和所述內(nèi)主干模大的熱膨脹系數(shù)。
理想的是，所述內(nèi)主干模與所述外主干模的熱膨脹系數(shù)大致相同。
理想的是，至少?gòu)挠刹ＡА⑻沾?、及無(wú)機(jī)材料組成的材料群中選擇一種材料，填充到所述模腔，而進(jìn)行成形。
理想的是，所述模腔具有用于得到光纖排列用陣列的形狀，光纖排列用陣列具有形成于矩形狀的玻璃成形體上面的多個(gè)V型槽。
由以上結(jié)構(gòu)，即使成形品粘合在主干模的內(nèi)周面，也可利用分解主干模，而容易地將成形品從成形模具中取出。而且容易制造具有復(fù)雜凸凹形狀的成形品。
特別是利用將隔板介于分割主干模外側(cè)面和外主干模的內(nèi)側(cè)面之間，組合分割主干模和外主干模，使形成的主干模牢固地整體化。
特別是內(nèi)主干模的熱膨脹系數(shù)與外主干模的熱膨脹系數(shù)大致相同，而隔板的熱膨脹系數(shù)比內(nèi)主干模和外主干模的熱膨脹系數(shù)大，因而可利用熱膨脹系數(shù)之差，提高加熱成形時(shí)內(nèi)主干模和外主干模的整體性。而且能夠減弱模具冷卻后主干模的整體性。其結(jié)果是，成形品的取出變得容易。
典型的實(shí)施例1以下參照


本發(fā)明典型實(shí)施例的成形模具。
作為成形品的一例，說(shuō)明用于制造光纖排列用陣列的成形模具。
圖1表示作為成形品一例的光纖排列用陣列的立體圖。該光纖排列用陣列是在為與光導(dǎo)線路連接而排列多個(gè)光纖時(shí)使用，由玻璃材料制造。
該光纖排列用陣列具有形成于矩形狀的玻璃成形體6上面的臺(tái)階6a和多個(gè)V型槽6b。在本典型的實(shí)施例中，作為光纖排列用陣列，說(shuō)明用于成形具有V型槽的V型槽陣列的實(shí)施例成形這種光纖排列用陣列時(shí)，使用如圖2所示的成形模具4。在圖2中，成形模具4具有主干模1、下模2、上模3。
如圖3所示，主干模1具有作為外主干模的導(dǎo)模8、和作為內(nèi)主干模的一對(duì)分割主干模7a、7b。導(dǎo)模8由沒(méi)有接合部的一個(gè)金屬材料制作，導(dǎo)模8有矩形狀的第二通孔。形成保護(hù)膜，以使成形材料不附著在第二通孔的內(nèi)周面上。一對(duì)分割主干模7a、7b具有呈L型斷面的第一分割主干模7a和第二分割主干模7b。第一分割主干模7a和第二分割主干模7b在水平方向互相組合。該組合的分割主干模7a、7b插入導(dǎo)模8的第二通孔中。組合的一對(duì)分割主干模7a、7b具有用于插入成形材料的通孔，具有用于形成V型槽陣列外周面的內(nèi)周。
下模2插入主干模1的下端側(cè)而固定。下模2具有用于形成V型槽陣列上面?zhèn)鹊膬?nèi)面。上模3從主干模1的上端側(cè)插入，配置為可在主干模1中滑動(dòng)。上模3具有用于形成V型槽陣列底面的內(nèi)面。即下模2或上模3的內(nèi)面具有用于形成成形品的V型槽6b的凸凹形狀。由下模2、上模3和內(nèi)主干模7a、7b包圍的空間，形成用于填充成形材料的模腔。在形成模腔的上模和下模的成形面形成保護(hù)膜，以使成形材料不附著在其上。
使用這樣的成形模具4。在成形模具4的模腔中，配置有作為玻璃材料的玻璃材料5。之后，一邊加熱玻璃材料5，一邊使上模3下降，使玻璃材料5被加壓而成形。之后，成形的玻璃或模具冷卻。之后，從模具中取出成形物。這樣就得到玻璃成形品。
在該成形過(guò)程中，在對(duì)玻璃材料5加熱并加壓時(shí)，使玻璃材料5軟化或熔融。在這種狀態(tài)下，該壓力通過(guò)玻璃材料傳向內(nèi)主干模7a、7b和外主干模8。即外主干模8是具有高的機(jī)械性能的結(jié)構(gòu)，能夠承受加壓力。外主干模8在由沒(méi)有接合部的一個(gè)金屬材料制成時(shí)，能夠得到這種可承受加壓力的高強(qiáng)度模具。
理想的是，由模具取出成形體時(shí)，首先將上模3從模具4卸下。然后將外主干模8從模具4卸下。然后將第一分割主干模7a從第二分割主干模7b分離。最后將成形品從分割主干模7a、7b分離。這樣將成形品從模具取出。
由上述結(jié)構(gòu)，在通過(guò)對(duì)玻璃材料5加熱加壓，使成形品與主干模1的內(nèi)側(cè)面粘合時(shí)，可將主干模1與第一分割主干模7a、第二分割主干模7b和導(dǎo)模8逐個(gè)分解。因此能夠不損傷成形品，而容易地取出成形品。
特別是如圖1所示的V型槽，在成形品是具有臺(tái)階6a和V型槽6b的矩形狀的成形體時(shí)，成形體易于與主干模1粘合。那是因?yàn)椋仨毷共ＡР牧?布滿成形模具4的成形空間(模腔)的棱角線部分和角部細(xì)微部分。因此，要將與比成形后的V型槽的容積稍微多一些的容積相當(dāng)?shù)牟ＡР牧?填充到模具中。因此，在使上模3下降對(duì)玻璃材料5加壓時(shí)，多余的玻璃材料5就進(jìn)入主干模1和上模3之間，或主干模1和下模2的接觸部分，因此產(chǎn)生毛刺。發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，模具中的成形品就容易與主干模1粘合。但是即使在產(chǎn)生這樣的毛刺時(shí)，通過(guò)使用本典型的實(shí)施例的模具4，也能容易地從模具中取出成形品。
另外，成形時(shí)形成的成形品的毛刺，既薄又脆，因此，從一對(duì)分割主干模7a、7b中取出成形品時(shí)，其全部毛刺就被折斷除去。而且由于其毛刺折斷，在毛刺折斷部分形成錐形部。這樣就不需通過(guò)其他途徑從成形品除去毛刺的工序。而且也不需要在成形品形成錐形部的其他工序。
理想的是，一對(duì)分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8由具有比成形品硬的性質(zhì)的硬質(zhì)材料制成。例如，作為硬質(zhì)材料可使用碳化鎢等超硬合金。因此，在由于加壓成形產(chǎn)生大壓力時(shí)，可以防止模具的破損。而且，延長(zhǎng)了模具的壽命。碳化鎢具有比鐵高的耐熱溫度，因此，可以成形具有高熔融溫度的材料。
典型的實(shí)施例2圖4是本發(fā)明的另一典型的實(shí)施例的成形模具的主干模1的剖面圖。
在圖4中，主干模1具有作為內(nèi)主干模的一對(duì)分割主干模7a、7b和作為外主干模的導(dǎo)模8以及隔板9。隔板9設(shè)置在分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8之間。本典型的實(shí)施例2的模具的其他結(jié)構(gòu)與所述的典型的實(shí)施例1相同。
理想的是，分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8由比成形品硬的硬材質(zhì)材料制成。更為理想的是，隔板9的硬度比一對(duì)分割主干模7a、7b軟。更為理想的是，隔板9的熱膨脹系數(shù)比一對(duì)分割主干模7a、7b大。
利用該結(jié)構(gòu)，組裝的主干模1相互更牢固地形成一體。
構(gòu)成分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的原材為碳化鎢等超硬合金時(shí)，為了將分割主干模7a、7b插入導(dǎo)模8內(nèi)，必須在導(dǎo)模8和分割主干模7a、7b之間形成若干間隙，由于該間隙的存在，分割主干模7a、7b就會(huì)在導(dǎo)模8內(nèi)晃動(dòng)。為了消除這種晃動(dòng)，將由比這些原材軟的不銹鋼形成的隔板9，設(shè)置在分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8之間，能夠使主干模1更加牢固地形成一體。
理想的是，作為分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的原材，使用碳化鎢等超硬合金。更加理想的是，作為隔板9的原材使用不銹鋼。這時(shí)，形成隔板9的不銹鋼的熱膨脹系數(shù)是150×10-7，形成分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的超硬合金的熱膨脹系數(shù)是56×10-7。即隔板9的熱膨脹系數(shù)是分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的熱膨脹系數(shù)的約3倍。
因此，在隔板9的熱膨脹系數(shù)比分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的熱膨脹系數(shù)大的結(jié)構(gòu)中，首先，在常溫下，將分割主干模7a、7b和隔板9插入導(dǎo)模8。這時(shí)，隔板9的厚度比希望的要薄一些。因此分割主干模7a、7b和隔板9與導(dǎo)模8之間具有若干間隙。因此，將分割主干模7a、7b和隔板9組裝在導(dǎo)模8的操作變得容易。而且在組裝的模具或者模具中的成形材料加熱時(shí)，隔板9在分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8間膨脹。隔板9的熱膨脹比分割主干模7a、7b和導(dǎo)模8的熱膨脹大，因此，使間隙變小，或者使間隙消除。因此，在成形時(shí)，組裝的主干模1相互間形成牢固的整體。其結(jié)果是，提高了成形品的形狀精度。
然后，在模具內(nèi)溫度下降后的狀態(tài)下從模具中取出成形品。這時(shí)隔板9熱收縮。因此，主干?？扇菀椎胤纸?。例如，分割主干模7a、7b和成形品，可容易地從導(dǎo)模8分離。之后，通過(guò)將第一分割主干模7a從第二分割主干模7b分離，可容易地取出成形品。其結(jié)果是，從模具中取出成形品的操作更加容易。
另外，在上述典型的實(shí)施例1和典型的實(shí)施例2中，作為分割主干模，使用具有第一分割主干模7a和第二分割主干模7 b的一對(duì)分割主干模，但不限于此，可以使用具有多個(gè)模的分割主干模。例如，分割主干模也可以分割為3個(gè)模而具有3個(gè)模。或者也可以將分割主干模分割為4個(gè)模而具有4個(gè)模。
典型的實(shí)施例3圖5表示本發(fā)明的典型的實(shí)施例的成形品的制造工序。
在圖5的(a)中，將內(nèi)主干模組裝在具有第二通孔的外主干模中，組裝成具有通孔的主干模。這里，所述內(nèi)主干模具有多個(gè)分割主干模，所述通孔由所述多個(gè)分割主干模包圍。
其次，在(b)中，下模插入所述主干模的所述通孔的下開(kāi)口設(shè)置。
其次，在(c)中，將成形材料設(shè)置在由所述通孔和所述下模包圍的模腔中。
其次，在(d)中，上模從所述主干模的所述通孔的上開(kāi)口插入所述模腔中，然后，一邊加熱所述成形材料，一邊對(duì)所述成形材料加壓，形成成形品。
其次，在(e)中，在加壓形成的所述成形品固化后，所述上模和所述外主干模，從所述內(nèi)主干模和所述下模卸下。
其次，在(f)中，分割所述多個(gè)分割主干模體，從由所述內(nèi)主干模區(qū)域的范圍內(nèi)，取出所述成形品。
如上制造成形品。
另外，理想的是，在上述方法中，下模固定在成形裝置的基座上。這時(shí)，實(shí)行(e)工序時(shí)，成形品成為被下模和內(nèi)主干模包圍的成形品。在這種狀態(tài)下，在所述(f)工序，分割所述多個(gè)分割主干模體，之后，從所述下模取出成形品。
在本典型的實(shí)施例3中，各個(gè)制造工序的詳細(xì)情況，具有在所述的典型的實(shí)施例1及典型的實(shí)施例2中說(shuō)明的方法。
在上述典型的實(shí)施例1、2、3中，下模2插入主干模1的下端部，但是不限于這種結(jié)構(gòu)，也可以使用下模2組裝在主干模1的周?chē)@樣的結(jié)構(gòu)。
在上述典型的實(shí)施例1、2、3中，作為成形品使用玻璃材料，但是不限于此，陶瓷材料、無(wú)機(jī)材料、塑料材料或者這些材料的復(fù)合材料等的成形也可以。特別是作為成形品使用玻璃材料時(shí)，可以得到特別優(yōu)良的上述效果。
在上述典型的實(shí)施例1、2、3中，作為外主干模8，使用由沒(méi)有接合部的一個(gè)模具材料制成的矩形狀的具有通孔的模具，但是不限于此，也可以使用由多個(gè)分割模的組合制作的外主干模。這時(shí)，其多個(gè)分割模，相互間必須利用結(jié)合夾具牢固地結(jié)合。但是，理想的是，如在上述典型的實(shí)施例已特別說(shuō)明的那樣的有通孔的外主干模，能得到特別優(yōu)良的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，即使成形品粘合在主干模的內(nèi)周面，也能利用分解主干模，容易地從成形模具中取出成形品。而且，能夠制造具有優(yōu)良尺寸精度的成形品。還能容易地制造具有復(fù)雜凸凹形狀的的成形品。
權(quán)利要求
1.一種成形模具，包括(a)具有通孔的主干模，所述通孔具有下開(kāi)口和上開(kāi)口，(b)插入所述主干模的所述下開(kāi)口而設(shè)置的下模，(c)能從所述主干模的所述上開(kāi)口插入而設(shè)置的上模；所述主干模具有外主干模和設(shè)置在所述外主干模內(nèi)部的內(nèi)主干模，所述內(nèi)主干模由多個(gè)分割主干模組成，所述內(nèi)主干?？梢詮乃鐾庵鞲赡７蛛x，所述內(nèi)主干模、所述下模和所述上模形成模腔。
2.如權(quán)利要求1所述的成形模具，其中，所述外主干模具有第二通孔所述內(nèi)主干模設(shè)置在所述第二通孔中，所述內(nèi)主干模由第一分割模和第二分割模兩個(gè)分割模組成。
3.如權(quán)利要求2所述的成形模具，其中，所述內(nèi)主干模可以從所述外主干模的第二通孔拆裝。
4.如權(quán)利要求1所述的成形模具，其中，所述外主干模由沒(méi)有接合部的一個(gè)模具材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的成形模具，其中，所述主干模還具有設(shè)置在所述外主干模和所述內(nèi)主干模之間的隔板。
6.如權(quán)利要求5所述的成形模具，其中，所述隔板的熱膨脹系數(shù)比所述外主干模和所述內(nèi)主干模的熱膨脹系數(shù)大。
7.如權(quán)利要求6所述的成形模具，其中，所述內(nèi)主干模與所述外主干模的熱膨脹系數(shù)大致相同。
8.如權(quán)利要求1所述的成形模具，其中，至少將從玻璃、陶瓷、及無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的材料群中選擇的一種材料配置在所述模腔中進(jìn)行成形。
9.如權(quán)利要求1所述的成形模具，其中，所述模腔具有用于得到光纖排列用陣列的形狀，光纖排列用陣列具有形成于矩形狀的玻璃成形體上面的多個(gè)V型槽。
10.一種成形品的制造方法，其包括下述工序(a)將內(nèi)主干模組裝在具有第二通孔的外主干模中，得到具有通孔的主干模的工序，所述內(nèi)主干模具有多個(gè)分割主干模，所述通孔由所述多個(gè)分割主干模包圍；(b)將所述主干模的所述通孔的下開(kāi)口設(shè)置在下模上的工序；(c)將成形材料設(shè)置在由所述通孔和所述下模包圍的模腔中的工序；(d)將上模從所述主干模的所述通孔的上開(kāi)口插入所述模腔中，然后一邊加熱所述成形材料一邊對(duì)所述成形材料加壓，形成成形品的工序；(e)在加壓形成的所述成形品固化后，將所述上模和所述外主干模從所述內(nèi)主干模和所述下模分離的工序；(f)在所述(e)工序之后，將所述多個(gè)分割主干模分割，取出所述成形品的工序。
11.如權(quán)利要求10所述的成形品的制造方法，其中，所述多個(gè)分割主干模是由第一分割主體模和第二分割主體模構(gòu)成的一對(duì)分割主干模，所述第一分割主體模和所述第二分割主體模，可平行于所述通孔的方向分離。
12.如權(quán)利要求10所述的成形品的制造方法，其中，所述外主干模由沒(méi)有接合部的一個(gè)模具材料構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求10所述的成形品的制造方法，其中，在所述(d)工序，一邊加熱所述成形材料一邊施加壓力時(shí)，所述成形材料軟化，所述施加的壓力通過(guò)軟化的成形材料傳到所述內(nèi)主干模和所述外主干模，由此，所述內(nèi)主干模固定在所述外主干模上。
14.如權(quán)利要求10所述的成形品的制造方法，其中，所述主干模還具有隔板，在所述(a)工序，具有將所述隔板設(shè)于所述外主干模和所述內(nèi)主干模之間并組裝主干模的工序。
15.如權(quán)利要求14所述的成形品的制造方法，其中，所述隔板的熱膨脹系數(shù)比所述內(nèi)主干模和所述外主干模的熱膨脹系數(shù)大。
全文摘要
一種成形模具及成形品的制造方法,所述成形模具包括:具有通孔的主干模、設(shè)置在所述主干模的下開(kāi)口的下模、和可從所述主干模的上開(kāi)口插入而設(shè)置的上模。所述主干模具有外主干模、和設(shè)置在所述外主干模的內(nèi)部的內(nèi)主干模。所述內(nèi)主干模由多個(gè)分割主干模構(gòu)成。所述內(nèi)主干?？梢詮乃鐾庵鞲赡７蛛x。所述內(nèi)主干模、所述下模和所述上模形成模腔。因此,即使成形品粘合在主干模的內(nèi)周面,也可利用分解主干模,容易地從成形模具中取出成形品。而且可以制造具有優(yōu)良尺寸精度的成形品。
文檔編號(hào)B29C43/02GK1331056SQ01122418
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期2001年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
發(fā)明者東城正明, 森岡一夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社