用于制造模制物品的真空模塑方法和装置.pdf

一种用于制造具有一基底材料和一覆盖材料的一模制物品的真空模塑方法可包括：在一第一模具的一第一模塑表面和一第二模具的一第二模塑表面之间定位基底材料和覆盖材料；以及闭合第一和第二模具。该模具闭合步骤包括：使第二模具的周边的至少一部分接合第一模具，而在其间嵌入覆盖材料和基底材料。

1.  一种用于制造包括一基底材料和一覆盖材料的一模制物品的真空模塑方法，包括：
在一第一模具的一第一模塑表面和一第二模具的一第二模塑表面之间定位所述基底材料和所述覆盖材料；
闭合所述第一和第二模具；
施加一负压至所述第二模具的所述第二模塑表面，以便向所述第二模塑模具拉动所述覆盖材料，从而通过所述第二模塑表面来模塑所述覆盖材料；以及
施加一负压至所述第一模具的所述第一模塑表面，以使向所述第一模塑模具拉动所述覆盖材料，从而将所述覆盖材料粘附至所述第一模具上的所述基底材料，
其中，所述模具闭合步骤包括：使所述第二模具的周边的至少一部分接合所述第一模具，而在其间嵌入所述覆盖材料和所述基底材料。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一模具上设置一密封件，其中，所述密封件设置成当所述第一和第二模具闭合时沿着所述第二模具的所述周边的至少一部分延伸。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模具闭合步骤还包括：使所述第二模具的所述周边的一部分接合所述第一模具，而在其间仅仅嵌入所述覆盖材料。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二模具的所述周边的所述至少一部分是其整个部分。

5.  一种用于制造包括一基底材料和一覆盖材料的一模制物品的真空模塑装置，包括：
一第一模具，具有设置并构造成接纳所述基底材料的一第一模塑表面；
一第一真空源，设置并构造成施加一负压至所述第一模塑表面；
一第二模具，具有设置并构造成成形所述覆盖材料的一第二模塑表面；以及
一第二真空源，设置并构造成施加一负压至所述第二模塑表面，
其中，所述第二模具的周边的至少一部分设置并构造成接合所述第一模具，而在其间嵌入所述覆盖材料和所述基底材料。

6.  如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一模具包括一密封件，该密封件设置成当所述第一和第二模具闭合时沿着所述第二模具的所述周边的至少一部分延伸。

7.  如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述密封件由一弹性材料形成，并具有一细长的圆柱形形状，并且其中，所述密封件设置在所述第一模具中形成的一细长的凹槽内。

8.  如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二模具的所述周边的一部分设置并构造成当所述第一和第二模具闭合时接合所述第一模具，而在其间仅仅嵌入所述覆盖材料。

9.  如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二模具的所述周边的所述至少一部分是其整个部分。

10.  如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二模具的所述周边的所述至少一部分具有大约10mm的一宽度，以使所述基底材料具有一加压部分，该加压部分具有大约10mm的一宽度。

用于制造模制物品的真空模塑方法和装置
技术领域
本发明涉及用于制造一模制物品的真空模塑方法和装置，该模制物品例如包括一基底材料和一覆盖材料的一层压物品。
背景技术
例如，日本专利公开第2005-125735号指出了一种用于制造一层压物品的已知的真空模塑装置(下文简称为一“模塑装置”)。在此已知技术中，如图4所示，模塑装置100包括由多孔材料形成的一第一(下部)模具组件和一第二(上部)模具组件，该第一模具组件具有一第一(下部)真空模塑模具101，该第二模具组件具有一第二(上部)真空模塑模具102。第一和第二模具组件设置并构造成彼此朝向和离开而移动，从而第一和第二模具101和102可闭合和带开。第一模具101具有一凸出的模塑表面101s、以及包围模塑表面101s的一环形模具闭合表面101f。此外，第一模具101连接至一真空源103。相反地，第二模具102具有基本对应于凸出的模塑表面101s的一凹入的模塑表面102s、以及当第一和第二模具101和102闭合时接触环形模具闭合表面101f的一环形模具闭合表面102f。此外，第二模具102连接至一真空源105。
为了制造层压物品，在第一和第二模具101和102打开的一状态下，一基底材料104设置于第一模具101的模塑表面101s上。基底材料104预先成形从而具有对应于模塑表面101s的形状的一形状。同样，基底材料104预先打孔从而在其厚度方向具有空气流通路径(未显示)。相反地，一覆盖材料106设置于第一和第二模具101和102之间，从而定位成邻近设置于模塑表面101s上的基底材料104。覆盖材料106较佳地通过加热预先软化，并预先敷贴有一粘合剂。此后，运作第一和第二模具组件，从而闭合第一和第二模具101和102。一旦闭合第一和第二模具101和102，覆盖材料106敷贴至基底材料104，同时它通过第二模具102的模塑表面102s来成形。同时，在第一和第二模具101和102的模具闭合表面101f和102f之间沿着基底材料104而夹紧覆盖材料106的周边。因此，第一和第二模具101和102沿基底材料104而密封，从而在其间限定一气密的模塑型腔。
接着，致动第二模具102的真空源105。因此，向模塑表面102s拉动覆盖材料106，从而由模塑表面102s来真空模塑该覆盖材料106。此后，致动第一模具101的真空源103。因此，通过在基底材料104中形成的多孔空气流通路径，向设置于模塑表面101s上的基底材料104拉动模制的覆盖材料106。因此，制造了层压物品。
根据已知的模塑装置，当第一和第二模具101和102闭合时，在第一和第二模具101和102的模具闭合表面101f和102f之间夹紧覆盖材料106的周边，从而气密地密封定位于第一和第二模具101和102之间的模塑型腔。因此，在已知的装置中，为了密封模塑型腔，基底材料104必须被覆盖材料106完全覆盖，即使基底材料104应该被覆盖材料106局部覆盖。在这种情况下，为了制造基底材料104被覆盖材料106局部覆盖的层压物品，必须制造基底材料104被覆盖材料106完全覆盖的层压物品，然后从基底材料104局部剥离或移除覆盖材料106。因此，需要费时费力的工作来制造层压物品。此外，增加了层压物品的制造成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供用于制造模制物品的改进的真空模塑方法和装置。
在本发明的一个方面中，指出了一种用于制造具有一基底材料和表面材料的一模制物品的真空模塑方法。该方法包括：在一第一模具的一第一模塑表面和一第二模具的一第二模塑表面之间定位基底材料和覆盖材料；闭合第一和第二模具；施加一负压至第二模具的第二模塑表面，从而向第二模塑模具拉动覆盖材料，从而通过第二模塑表面来模塑覆盖材料；以及施加一负压至第一模具的第一模塑表面，从而向第一模塑模具拉动覆盖材料，从而将覆盖材料粘附至第一模具上的基底材料。该模具闭合步骤包括：使第二模具的周边的至少一部分接合第一模具，而在其间嵌入覆盖材料和基底材料。
在本发明的另一个方面中，指出了一种用于制造具有一基底材料和一覆盖材料的一模制物品的真空模塑装置。该装置可包括一第一模具、一第一真空源、一第二模具、以及一第二真空源，该第一模具具有设置并构造成接纳基底材料的一第一模塑表面，该第一真空源设置并构造成施加一负压至第一模塑表面，该第二模具具有设置并构造成成形覆盖材料的一第二模塑表面，该第二真空源设置并构造成施加一负压至第二模塑表面。第二模具的周边的至少一部分设置并构造成接合第一模具，而在其间嵌入覆盖材料和基底材料。
根据本方法和装置，为了当第一和第二模具闭合时，在第一和第二模具的第一和第二模塑表面之间形成一气密的模塑型腔，第二模具的至少一部分可加载于第一模具，同时覆盖材料和基底材料夹紧于其间。因此，预期不与覆盖材料施加在一起的基底材料的一部分可定位于模塑型腔之外。因此，覆盖材料可粘附至基底材料的仅仅一必要部分。因此，可制造模制物品，在该模制物品中，用覆盖材料覆盖了基底材料的仅仅一必要部分。也就是说，不必从基底材料局部地移除覆盖材料。因此，可减少使用覆盖材料。这可导致生产成本的降低。
在阅读了下面的详细描述以及附图和权利要求书之后，本发明的其它目的、特征和优点将会很容易理解。
附图说明
图1(A)是根据本发明的一代表性实施例的、一种用于制造一模制物品的真空模塑装置的一剖视图，显示了上模具和下模具闭合的一状态；
图1(B)是图1(A)的一包围部分B的一放大图；
图2是真空模塑装置的一剖视图，显示了上模具和下模具打开的一状态；
图3(A)是图2中的下模具的一俯视图；
图3(B)是沿图1(A)中的线III(B)-III(B)所取的一截面图；以及
图4是一传统的真空模塑装置的一剖视图，显示了上模具和下模具打开的一状态。
具体实施方式
在图1(A)-图3(B)显示了本发明的一较佳的代表性实施例，以产生一模制物品，其中一层压的仪器面板示例成可利用本发明来制备的模制物品。该层压的仪器面板具有一基底材料14和一覆盖材料25。此外，在附图中，由参考标号X、Y和Z所示的方向分别对应于“一横向方向”、“一纵向方向”和“一垂直方向”。
如图1和2所最佳显示的，用于制造层压仪器面板的一真空模塑装置10可包括一第一(下部)模具组件10a以及一第二(上部)模具组件10b，该第一模具组件10a具有由一多孔材料(即透气材料)形成的一第一(下部)真空模塑模具11，该第二模具组件10b具有由一多孔材料(即透气材料)形成的一第二(上部)真空模塑模具12。第一和第二模具组件10a和10b设置并构造成垂直朝向和离开彼此而移动，从而第一和第二模具11和12可闭合和打开。
如图2和3(A)所示，第一模具11具有一凸出的第一模塑表面11s以及一环形模具闭合表面11f，该第一模塑表面11s可在其上支持基底材料14，该环形模具闭合表面11f沿着第一模具11的周边延伸。模具闭合表面11f可较佳地包围第一模塑表面11s。此外，第一模具11提供有一细长的圆柱形绳状密封件20，该密封件20沿着第一模塑表面11s在纵向方向(方向Y)延伸。密封件20由一弹性材料形成。如图1(B)所最佳显示的，密封件20可较佳地接纳于一细长的凹槽11m中，该凹槽11m形成于第一模具11中，从而密封件20定位在第一模具11上的适当位置。此外，第一模具11连接至一第一真空源S1，从而施加负压至第一模塑表面11s。
相反地，如图2所示，第二模具12具有一凹入的第二模塑表面12s以及一模具闭合表面12f，该模具闭合表面12f沿着第二模具12的周边的一部分延伸。凹入的第二模塑表面12s基本对应于第一模具11的凸出的第一模塑表面11s。模具闭合表面12f可局部围绕第二模塑表面12s。模具闭合表面12f设置并构造成当第一和第二模具11和12闭合时局部围绕第一模塑表面11s的周边。同样，模具闭合表面12f设置并构造成当第一和第二模具11和12闭合时面向环形模具闭合表面11f的一主要部分。此外，第二模具12具有一压力施加边缘12p，该压力施加边缘12p沿着第二模具12的周边的其它部分延伸。压力施加边缘12p可局部围绕第二模塑表面12s，并具有大约10mm的一宽度。压力施加边缘12p可较佳地连续至模具闭合表面12f，从而第二模塑表面12s被模具闭合表面12f和压力施加边缘12p包围。压力施加边缘12p成形，从而对应于第一和第二模具11和12闭合时设置在第一模具11上的密封件20。此外，类似于第一模具11，第二模具12连接至一第二真空源S2，从而施加负压至第二模塑表面12s。
如图2所示，真空模塑装置10还可包括一夹紧装置27。该夹紧装置27设置并构造成夹紧形成为一片状件的覆盖材料25的周边。夹紧装置27可移动，从而覆盖材料25可在第一和第二模具11和12打开时水平地支持于第一和第二模具11和12之间。
如图2所示，真空模塑装置10还可包括一加热装置30。该加热装置30设置并构造成：由夹紧装置27支持的覆盖材料25可在两面加热从而软化。加热装置30可在图2的一加热位置和一缩回位置(未显示)之间水平移动。应该意识到，在缩回位置，加热装置30不与第一和第二模具11和12相干涉，即使第一和第二模具11和12从图2所示的一打开位置移动至图1所示的一闭合位置。
此外，基底材料14预先成形从而对应于第一模塑表面11s的形状。基底材料14较佳地可通过注射成型例如聚丙烯(PP)的一合成树脂来成形。同样，基底材料预先打孔，从而具有在其厚度方向延伸的多个空气流动通道(未显示)。如图3所最佳显示的，基底材料14可包括一覆盖部分14c(由剖面线所示的一区域)、以及一暴露部分14z，该覆盖部分14c应该被覆盖材料25覆盖，该暴露部分14z应该未被覆盖。覆盖部分14c可具有一细长的加压部分14r，该加压部分14r可由第二模具的压力施加边缘12p来加压。加压部分14r定位成邻近暴露部分14z，并具有大约10mm的一宽度。应该意识到，加压部分14r也定位成对应于设置在第一模具11上的密封件20。因此，如图1(B)所示，当第一和第二模具11和12闭合时，加压部分14r可较佳地与第二模具12的压力施加边缘12p和密封件20沿一线L基本对准。
相反地，覆盖材料25可较佳地形成为一层压片，该层压片具有彼此邻接的一上部或表面层以及一下部或泡沫层。表面层可较佳地形成为一热塑性树脂的薄膜，例如一热塑性烯烃(TPO)。相反地，泡沫层可较佳地形成为一泡沫树脂的薄泡沫层，例如一泡沫聚丙烯(PP)。层压片还可具有敷贴至泡沫层(泡沫膜)的一粘合剂。粘合剂的一个例子可以是一热熔性烯烃粘合剂。
现在将描述用于使用真空模塑装置10来制造层压仪器面板的一代表性方法。首先，如图2所示，在第一和第二模具11和12打开的一状态下，预成形的基底材料14设置于第一模具11的第一模塑表面11s上。
此后，具有一所需形状和尺寸的覆盖材料25附连至夹紧装置27。然后移动夹紧装置27，从而将覆盖材料25水平地定位于打开的第一和第二模具11和12之间，同时覆盖材料15的泡沫层面向设置在第一模具11上的基底材料14。
接着，将加热装置30从缩回位置水平地移动至加热位置，从而由夹紧装置27支持的覆盖材料25在两面被加热。当通过加热软化了覆盖材料25后，加热装置30回到缩回位置。
接着，运作第一模具组件10a，从而第一模具11向上移动至一预定的提升位置，直到由夹紧装置27支持的覆盖材料25覆盖在设置于第一模具11上的基底材料14上为止。此后，运作第二模具组件10b，从而第二模具12向下移动，直到第一和第二模具11和12闭合(图1(A))为止。
一旦闭合了第一和第二模具11和12，如图1(A)所示，则覆盖材料25被施加在设置于第一模具11上的基底材料14(覆盖部分14c)，同时覆盖材料25通过第二模具12的第二模塑表面12s来成形。此时，第二模具12的模具闭合表面12f加载于或接合第一模具11和模具闭合表面11f，而将覆盖材料25嵌入其间。也就是说，沿着基底材料14的覆盖部分14c的周边，将覆盖材料25牢牢地夹紧于第一和第二模具11和12的模具闭合表面11f和12f之间。因此，沿着基底材料14的覆盖部分14c的周边的一主要部分，可靠地密封了闭合的第一和第二模具11和12。
相反地，此时，第二模具12的压力施加边缘12p加载于或接合第一模具11(设置于第一模具上的密封件20)，而将覆盖材料25和基底材料14的加压部分14r都嵌入其间(图1(B))。也就是说，将覆盖材料25牢牢地夹紧于模具12的压力施加边缘12p和基底材料14的加压部分14r之间，同时通过密封件20来将基底材料14的加压部分14r压至第一模具11。因此，沿着基底材料14的覆盖部分14c的周边的一剩余部分，可靠地密封了闭合的第一和第二模具11和12。
因此，沿着基底材料14的覆盖部分14c的周边，环形地密封了闭合的第一和第二模具11和12，从而在闭合的第一和第二模具11和12的模塑表面11s和12s之间限定了一气密的模塑型腔。应该意识到，成形的气密模塑型腔可包括基底材料14的覆盖部分14c和施加于其上的覆盖材料25。换句话说，将预期不与覆盖材料25施加在一起的基底材料14的暴露部分14z定位于模塑型腔之外。
接着，致动第二模具12的第二真空源S2，从而将负压施加至第二模塑表面12s。因此，向第二模塑表面12s拉动覆盖材料25，从而由第二模塑表面12s来模塑覆盖材料25。被拉动的覆盖材料25(覆盖材料25的表面层)可较佳地压花有一装饰图案，该装置图案对应于第二模塑表面12s的一图案(未显示)。一旦完成压花操作，退动第二模具12的第二真空源S2。在第二模具12的第二真空源S2退动之后，致动第一模具11的第一真空源S1，从而将负压施加至第一模塑表面11s。因此，向基底材料14的覆盖部分14c拉动覆盖材料25，因为基底材料14形成有在其厚度方向延伸的空气流动通道。被拉动的覆盖材料25(覆盖材料25的泡沫层)可较佳地通过敷贴至覆盖材料25的泡沫层的粘合剂(热熔粘合剂)粘附至基底材料14的覆盖部分14c。因此，在第一和第二模具11和12的气密模塑型腔内真空模塑了层压仪器面板。此后，打开第一和第二模具11和12，从而从中移出成形的层压仪器面板。移出的层压仪器面板可较佳地通过修整或其它这样的工艺来完工。
根据本方法，当第一和第二模具11和12闭合时，覆盖材料25和基底材料14的加压部分14r可夹紧于第二模具12的压力施加边缘12p和设置于第一模具11上的密封件20之间，从而可沿着基底材料14的覆盖部分14c的周边的一部分来密封闭合的第一和第二模具11和12。因此，预期不与覆盖材料25施加在一起的基底材料14的暴露部分14z可定位于模塑型腔之外。因此，覆盖材料25可仅仅粘附至基底材料14的覆盖部分14c。也就是说，在真空模塑期间，暴露部分14z可未被覆盖。因此，可制造层压仪器面板，在该层压仪器面板中，用覆盖材料25覆盖了基底材料14的仅仅一必要部分。因此，可减少使用覆盖材料25。这可导致制造成本降低。
密封件20可有效地增强第一和第二模具11和12之间的密封性能。同样，密封件20可减少产生于第一和第二模具11和12之间的格格声。此外，本方法还有助于缩小真空模塑装置10的尺寸。
尽管在代表性的实施例中，第二模具12具有模具闭合表面12f和压力施加边缘12p，假如需要的话，第二模具12可仅仅具有压力施加边缘12p。也就是说，压力施加边缘12p可沿着第二模具12的周边的完全部分而延伸，从而包围第二模塑表面12s。在这种情况下，密封件20可较佳地构造成当第一和第二模具11和12闭合时对应于压力施加边缘12p。例如，密封件20可成形成具有一框架或环的形状。根据修改的实施例，可制造一种层压仪器面板，在该层压仪器面板中，用覆盖材料25覆盖了基底材料14的仅仅中央部分(即，其中基底材料14的周边部分未覆盖有覆盖材料25)。
在代表性的实施例中，将粘合剂敷贴至覆盖表面25。然而，还可将粘合剂敷贴至基底材料14。
在代表性的实施例中，绳形密封件20具有一圆形横截面。然而，密封件20还可具有多种横截面形状，例如一椭圆形和一多边形。
此外，在代表性的实施例中，在退动第二模具12的第二真空源S2之后，致动第一模具11的第一真空源S1。然而，可致动第一模具11的第一真空源S1，同时仍然致动第二模具12的第二真空源S2。
已经参照附图详细描述了本发明的一代表性实施例。此详细描述仅仅想要给本领域普通技术人员指出用于实施本发明的较佳方面的进一步细节，而不是想要限制本发明的范围。只有权利要求书限定了本发明所要求的范围。因此，在最广泛的意义上，前面的详细描述中公开的特征和步骤的组合可以不是实施本发明所必须的，而这些组合仅仅指出了特定的详细描述的本发明的代表性例子。而且，在此说明书中指出的多种特征可以多种未特别列举的方式组合，从而获得本发明的附加的有用实施例。