[发明专利]包括改良的模制室体积调节系统的塑料部件制造模具

说明书

本发明涉及一种用于制造由塑料材料制成的部件的模具(10)，该模具(10)包括第一元件(12)和第二元件(14)，这两个元件(12、14)在模具(10)的闭合位置上限定模制室(16)的体积。元件(12、14)中的至少一个配置有模制室(16)的体积的调节系统(18)，所述系统(18)包括活动块(20)和机械移动系统(22)，该机械移动系统适于使该活动块(20)在给定方向(24)上朝着减小模制室(16)的体积的朝向(26)移动和/或朝着相反的朝向(28)移动以增大模制室(16)的体积。本发明还涉及一种通过压缩来模制的方法、一种通过膨胀来模制的方法以及一种通过压缩和膨胀来模制的方法。

技术领域

本发明涉及通过压缩和/或膨胀的模制方法来制造由塑料材料制成的部件、尤其是机动车车身部件的技术领域。

背景技术

为了制造由塑料材料、优选地由热塑性(TP)塑料材料制成的部件，已知使用注射压缩模制方法和/或注射膨胀模制方法。该方法使用包括以下装置的模制设备：

-具有活动元件和固定元件的模具，通常由钢制成的这样两个元件在模具的闭合位置上构成模制室；

-允许使活动元件向着固定元件移动的压机，该压机一般为“动力缸(vérin)”类型的液压机或气压机。

一般性地，模具被闭合后，将熔融的塑料材料注入模制室中。所注射的材料在冷却期间被压缩。所注射的材料的体积减小的同时，模制室的体积通过活动元件借助于压机向着固定元件靠近而减小。在另一情况下，所注射的材料具有膨胀特性。该材料在模制室中膨胀，该模制室的体积通过活动元件借助于压机远离固定元件而增大。

还已知用压缩模制方法来制造由塑料材料、尤其是由热固性(TD)塑料材料制成的部件。

传统地，可以布置至少一个塑料材料片材，该材料通常为被称为“SMC”(“sheetmoulding compound”即片状模塑料)的复合材料，并由热固性树脂、加强纤维以及经常存在的填充物和/或催化剂(固化剂)构成。然后，借助压机减小模制室的体积来在该塑料材料片材上施加压强，以使得该片材成型为模具内壁的形状。

目前所用的压机为高吨位的、即具有非常大的闭合力的大功率压机。传统地，压机具有在500至2000吨之间的闭合力。由于由压机控制模具的活动元件的移动，因此模制室体积的变化取决于压机的闭合力和所注射的材料的性质。实际上，某些塑料材料需要大的压强(高于30bars)，以使模腔中的材料流动、使该材料发生聚合反应等。对于常用的塑料材料，这些大功率压机在每次致动时都会导致模制室的体积发生“大”的变化或导致模制室体积的调节步长“大”。

这样的体积变化在某些情况下是有利的，例如当塑料材料经受体积快速变化时或为了在塑料材料表面获得大的压力。但是这样的体积变化也可能是约束性的，如果期望更精细地控制模制室体积的变化、即获得对应于500吨以下的压机闭合力的这样的较小的调节步长的话。然而，难以精确地操控压机的压缩动力缸以达到这样的数值。

此外，即使是能够达到500吨的压机也不能获得令人满意的结果。观察到在500吨的标称点周围有大的力变化，尤其是在模制周期开始时。因此，在压缩或膨胀开始时的压强上升或下降期间，在塑料材料内部产生大的压强变化(尤其是峰值)。这些大的压强变化会损害部件的质量。这些压强峰值使得无法确保模制时的均匀的压强。

发明内容

本发明的目的在于弥补这些缺陷，并在确保模制室体积变化的稳定性的同时允许更精细地控制模制室体积的变化(即更小的调节步长)。

为此，本发明的主题特别地在于一种用于制造由塑料材料制成的部件的模具，该模具包括第一元件和第二元件，这两个元件在模具的闭合位置上限定模制室的体积。这些元件中的至少一个配备有模制室体积调节系统，所述模制室体积调节系统包括活动块和机械移动系统，该机械移动系统适于使活动块在给定方向上朝着减小模制室体积的朝向移动和/或朝着增大模制室体积的相反朝向移动。