專利名稱：一種pu立體物件成型裝置及成型方法
技術領域：
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：
隨著科技的發(fā)展，由于廉價、方便、易于使用、應用廣泛，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)模化生產(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手段加以實現(xiàn)ー種PU立體物件成型裝置，包括外模和內模，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，所述外模上設有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內模安裝在所述外模內。為了便于脫模，所述的外殼、外模和內模，均以彈性材料制成。外殼、內模也可以采用硬質材料制成。所述外殼內壁設有最少兩條凹槽。所述外殼內壁的凹槽彼此交錯。所述外殼內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有與所述外殼內壁上的凹槽相對應的導氣槽。所述外模上的透氣孔設置在所述導氣槽上。所述外模的外壁上設有與所述外殼內壁上的凹槽相對應的導氣槽，并且所述外模上的透氣孔設置在所述導氣槽上。所述外模上的透氣孔設在所述導氣槽的交錯處。
上述外殼內壁和外模外壁上凹槽和導氣槽的設置使得外殼內壁與外模外壁之間的氣體可以沿著凹槽和導氣槽被均勻地抽走，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備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內模，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，并且緊貼外模的內壁；4)向模具內注入I3U原料；5)將內模安裝進外摸，并且進行發(fā)泡成型；6)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備；；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備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設備，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，并且緊貼外模的內壁；5)向模具內注入I3U原料；6)將內模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；7)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備；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備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設備，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，并且緊貼外模的內壁；5)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備；6)對成型模具進行加溫；7)向模具內注入I3U原料；
8)將內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、外模和內模以彈性材料制成，可以用于當制作內腔大，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)向導氣槽22-緯向導氣槽23-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、內模3和加熱組件4構成，外殼I的外壁上安裝有抽氣閥門13，外模2上設有透氣孔23，外模2的外壁尺寸小于外殼I的內壁尺寸，外模2安裝在外殼I內，外模2與外殼I的邊緣接縫處以氣密密封，內模3安裝在所述外模內，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并且將真空抽氣設備與外殼I上的抽氣閥門13相連接；2)取出內模3，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的TPU薄膜4 ；3)啟動設置在外模2開ロ上方的加熱組件4 ；4)啟動真空抽氣設備，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的內壁；5)向模具內注入I3U原料； 6)將內模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型；7)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備；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的內壁上設有多條平行于外殼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對應的位置分別設有緯向導氣槽22和經(jīng)向導氣槽23，透氣孔23設在緯向導氣槽22和經(jīng)向導氣槽23的交叉處。這樣的設計可以使外模2的外壁和外殼I的內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壁上，提高成品質量。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備與外殼上的抽氣閥門相連接；2)取出內模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜；3)啟動設置在外模開口上方的加熱組件；4)啟動真空抽氣設備，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，并且緊貼外模的內壁；5)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備；6)對成型模具進行加溫；7)向模具內注入I3U原料；8)將內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，有關領域的普通技術人員，在權利要求所述技術方案的基礎上，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、鋼等材質制成制成，所述的凹槽和透氣槽可以開在模具的側面、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備，這些變化或變型應當理解為仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
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，所述外模上設有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內模安裝在所述外模內。
2.根據(jù)權利要求I所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述的外殼、外模和內模，均以彈性材料制成。
3.根據(jù)權利要求2所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外殼內壁設有最少兩條凹槽。
4.根據(jù)權利要求3所述的PU立體物件成型裝置，其特征在于所述外殼內壁的凹槽彼此交錯。
5.根據(jù)權利要求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有與所述外殼內壁上的凹槽相對應的導氣槽。
7.根據(jù)權利要求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置在所述導氣槽上。
8.根據(jù)權利要求4或5任ー權利要求所述的PU立體成型裝置，其特征在于所述外模的外壁上設有與所述外殼內壁上的凹槽相對應的導氣槽，并且所述外模上的透氣孔設置在所述導氣槽上。
9.根據(jù)權利要求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在所述導氣槽的交錯處。
10.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、9任ー權利要求所述的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備與外売上的抽氣閥門相連接； 2)取出內模，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，并且緊貼外模的內壁； 4)向模具內注入PU原料； 5)將內模安裝進外模，并且進行發(fā)泡成型； 6)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備； 7)脫模。
12.根據(jù)權利要求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備與外売上的抽氣閥門相連接；.2)取出內模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜； . 3)啟動設置在外模開口上方的加熱組件； .4)啟動真空抽氣設備，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，并且緊貼外模的內壁； . 5)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備； .6)向模具內注入原料將內模安裝進外模； . 7)將內模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型； .8)脫模。
13.根據(jù)權利要求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備與外売上的抽氣閥門相連接； .2)取出內模，在外模的開ロ處蒙上具有延展性的塑料薄膜； . 3)啟動設置在外模開口上方的加熱組件； . 4)啟動真空抽氣設備，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，并且緊貼外模的內壁； .5)關閉外殼外壁上的抽氣閥門，并且關停真空抽氣設備； .6)對成型模具進行加溫； . 7)向模具內注入PU原料； . 8)將內模安裝進外模并且進行發(fā)泡成型； . 9)脫模。
14.根據(jù)權利要求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，所述外模上設有透氣孔，且所述外模的外壁尺寸小于所述外殼的內壁尺寸，所述外模安裝在所述外殼內，所述外模與外殼的邊緣接縫處以氣密密封，所述內模安裝在所述外模內。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薄膜緊貼外模的內壁，再添加制作原料，安裝內模后進行發(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