CN106825250A - 一种模具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种模具，涉及显示技术领域，可对常温下不易发生变形的待成形部件进行成形，且回弹量小。该模具包括相对设置的上模具和下模具，合模后，所述上模具的朝向所述下模具的表面与所述下模具的朝向所述上模具的表面接触，所述上模具和/或所述下模具上设置有加热部件，用于对待成形部件进行加热，对待成形部件进行成形。

Description

一种模具

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种模具。

背景技术

随着液晶显示技术的快速发展，液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)由于具有功耗小、微型化、轻薄等优点而受到越来越广泛的应用，尤其是对大尺寸LCD显示屏的需求越来越大。然而大尺寸尤其是55寸以上的显示屏背光模组重量也随着尺寸变大而变重。传统的背板成形工艺使用的模具如图1所示，模具10包括上模具11和下模具12，背板20设置在上模具11和下模具12之间。传统的大尺寸背板20材料多为不锈钢SU304材料，该材料强度较好，但密度大，在大尺寸模组中重量占比太大。若采用强韧性较高的304不锈钢，则背板20成形后如图2所示，由于背板20的残余应力大，因而导致回弹量较大，产品装配后精度低，此外背光模组重；若采用TPC(Tablet Personal Computer，平板电脑)中广泛使用的5052铝合金作为背板材料，由于5052铝合金材料强度相对较低，因而在背光模组组装、搬运及运输的过程中皆有发生变形的风险。

目前，示例的，常使用6系和7系铝合金(如6061和7075)作为背板材料，6系和7系铝合金为铝合金中的高强铝合金，由于这两类铝合金强度高(可以达到钢的强度)，且重量低(约为钢的1/3)，因此高强铝合金是大尺寸显示屏背板的理想材料，但该高强铝合金很难在常温下成形，且成形后回弹量较大，不利于背光模组组装。

发明内容

本发明的实施例提供一种模具，可对常温下不易发生变形的待成形部件进行成形，且回弹量小。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种模具，包括相对设置的上模具和下模具，合模后，所述上模具的朝向所述下模具的表面与所述下模具的朝向所述上模具的表面接触，所述上模具和/或所述下模具上设置有加热部件，用于对待成形部件进行加热。

优选的，所述模具还包括温度控制器，所述温度控制器与所述加热部件相连，用于控制所述加热部件的加热温度和加热时间。

优选的，所述模具还包括加压部件，所述加压部件与所述上模具和/或所述下模具相连，用于向与其相连的模具施加压力。

进一步优选的，所述模具还包括与所述加压部件相连的压力控制器，所述压力控制器用于控制所述加压部件施加压力的时间和大小。

优选的，所述上模具上设置有加热部件，所述加热部件设置在所述上模具的朝向所述下模具的表面的内侧；和/或，所述下模具上设置有加热部件，所述加热部件设置在所述下模具的朝向所述上模具的表面的内侧。

优选的，所述加热部件包括多个均匀分布的电热棒。

优选的，所述上模具包括上模具本体，所述上模具本体的朝向所述下模具的表面设置有弹性耐热层；和/或，所述下模具包括下模具本体，所述下模具本体的朝向所述上模具的表面设置有弹性耐热层。

进一步优选的，所述加热部件设置在所述弹性耐热层内。

优选的，在所述上模具本体的朝向所述下模具的表面设置有所述弹性耐热层时，所述弹性耐热层与所述上模具本体之间还设置有弹性部件；和/或，在所述下模具本体的朝向所述上模具的表面设置有所述弹性耐热层时，所述弹性耐热层与所述下模具本体之间还设置有所述弹性部件。

优选的，所述上模具的朝向所述下模具的表面和所述下模具的朝向所述上模具的表面为曲面，且所述上模具的朝向所述下模具的表面的曲率和所述下模具的朝向所述上模具的表面的曲率相同。

本发明实施例提供一种模具，由于模具中的上模具和/或下模具上设置有加热部件，因而在利用上模具和下模具对待成形部件进行成形时，加热部件可以对待成形部件进行加热，以使待成形部件的组织软化，从而使得常温下不易变形的材料发生形变，且在待成形部件的时效温度范围内施加压力保持一段时间，待成形部件的组织结构会趋于稳定，内部残余应力会得到释放，因而待成形部件成形后回弹量极小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种模具的结构示意图；

图2为利用现有技术的模具对背板成形后的结构示意图以及成形后的背板回弹后的结构示意图；

图3(a)为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图一；

图3(b)为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图二；

图4(a)为本发明实施例提供的利用模具对待成形部件加压前的结构示意图；

图4(b)为本发明实施例提供的利用模具对待成形部件成形后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图三；

图6为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图四；

图7为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图五；

图8(a)为本发明实施例提供的加热部件设置在上模具的朝向所述下模具的表面内侧的结构示意图一；

图8(b)为本发明实施例提供的加热部件设置在上模具的朝向所述下模具的表面内侧的结构示意图二；

图9(a)为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图六；

图9(b)为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图七；

图10为本发明实施例提供的一种模具的结构示意图八。

附图标记：

10-模具；11-上模具；11a-上模具朝向下模具的表面内侧；11b-上模具朝向下模具的表面外侧；110-上模具本体；12-下模具；12a-下模具朝向上模具的表面外侧；12b-下模具朝向上模具的表面内侧；120-下模具本体；20-待成形部件(背板)；30-加热部件；301-电热棒；40-温度控制器；50-加压部件；60-压力控制器；70-弹性耐热层；80-弹性部件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种模具10，如图3～图7以及图9～图10所示，包括相对设置的上模具11和下模具12，合模后，上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面接触，上模具11和/或下模具12上设置有加热部件30，用于对待成形部件20进行加热。

需要说明的是，第一，合模后，上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面接触，本领域技术应该明白，合模时上模具11和下模具12之间不放置待成形部件20。

第二，上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面可以如图3(a)所示为曲面，此时上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面的曲率相同，以确保合模后，上模具11的朝向下模具11的表面与下模具12的朝向上模具11的表面接触；也可以如图3(b)所示为平面，此时该模具10可用于对待成形部件20的校平；当然上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面还可以是波浪状或其它形状，只要合模后，上模具11的朝向下模具12的表面与下模具12的朝向上模具11的表面能够接触即可(本发明说明书附图中未示意出)。

基于上述，待成形部件20成形后的外形与上模具11朝向下模具12的表面的形状和下模具12朝向上模具11的表面的形状有关。具体的，如图3(a)和图3(b)所示，待成形部件20中与上模具11朝向下模具12的表面接触的侧面的形状与上模具11朝向下模具12的表面的形状一致，待成形部件20中与下模具12朝向上模具11的表面接触的侧面的形状与下模具12朝向上模具11的表面的形状一致。

第三，可以只在上模具11上设置加热部件30，也可以只在下模具12上设置加热部件30，当然也可以在上模具11和下模具12上均设置加热部件30。

在此基础上，对于加热部件30的设置位置不进行限定，可以设置在上模具11和/或下模具12的任意位置，以不影响待成形部件20的成形即可。

此外，对于加热部件30的加热温度和加热时间不进行限定，可以根据待成形部件20的材料进行相应设置。示例的，若待成形部件20的材料为6系或7系铝合金，由于6系或7系铝合金在120～220℃范围内经时效处理后，在该温度范围内材料会发生一定程度的软化并具有较好的可塑性，因此当待成形部件20的材料为6系或7系铝合金时，加热部件30的加热温度优选设置在120～220℃范围内。

第四，当上模具11和下模具12向待成形部件20施加压力以使待成形部件20成形时，可以是上模具11和下模具12中的任意一个固定不动，另一个向靠近待成形部件20的方向移动以对待成形部件20施加压力，此时固定不动的模具会产生反弹压力施加到待成形部件20上；也可以是上模具11向靠近下模具12的方向移动，下模具12向靠近上模具11的方向以对待成形部件20施加压力。

在此基础上，上模具11或下模具12施加的压力可以是由其自身的重力产生，也可以是其它加压部件向上模具11或下模具12施加的压力，而使得上模具11或下模具12向待成形部件20施加压力。

第五，以下对利用模具10对待成形部件20的成形过程进行详细描述。

如图4(a)所示，先将待成形部件20对位放置在上模具11和下模具12之间；如图3(a)所示，再对上模具11和/或下模具12缓慢施加朝向待成形部件20方向的压力，同时开启加热部件30，并在待成形部件20的时效温度范围内保温一段时间，待成形部件20在此过程中受到蠕变、应力松弛和时效机制的作用，内部组织和性能均发生较大变化，逐渐施加压力直至待成形部件20与上模具11的朝向下模具12的表面和下模具12的朝向上模具11的表面贴合；如图4(b)所示，最后分离上模具11和下模具12，施加到待成形部件20上的部分弹性变形在蠕变和应力松弛的作用下转变为永久塑性变形，从而待成形部件20在完成时效强化的同时，便可以得到所需外形的待成形部件20。

第六，对于待成形部件20的材料不进行限定，可以根据需要选用相应的材料。

示例的，对于液晶显示屏的背板材料，由于6系和7系高强铝合金具有强度高、重量低以及散热效率高等优点，因而液晶显示屏的背板材料可以选用6系和7系铝合金。6系和7系高强铝合金在一定温度范围内(120～220℃)会发生时效，在该温度下，材料会一定程度的软化并有较好的可塑性，此时6系和7系高强铝合金易于变形。在此基础上，若对6系和7系高强铝合金施加一定的压力，并保持适当时间材料的组织会趋于稳定，因此当回复常温后，背板20内部的残余应力几乎会被完全释放，因而获得的背板20的尺寸稳定，回弹量极小。

本发明实施例提供一种模具10，由于模具10中的上模具11和/或下模具12上设置有加热部件30，因而在利用上模具11和下模具12对待成形部件20进行成形时，加热部件30可以对待成形部件20进行加热，以使待成形部件20的组织软化，从而使得常温下不易变形的材料发生形变，且在待成形部件20的时效温度范围内施加压力保持一段时间，待成形部件20的组织结构会趋于稳定，内部残余应力会得到释放，因而待成形部件20成形后回弹量极小。

基于此，当利用该模具10对6系和7系高强铝合金制作的背板20进行成形时，加热部件30对6系和7系高强铝合金加热至时效温度范围内时，6系和7系高强铝合金便易于变形，且在其时效温度范围内施加一定的压力并保持适当时间，6系和7系高强铝合金的组织会趋于稳定，因而形成的背板20的内部残余应力较低，背板20的尺寸和形状稳定，回弹量较小，且形成的背板20具有高强度、重量轻、散热效果好等优点，因此可以将航空用高强度高韧性且轻质的铝合金材料应用于大尺寸背光模组的背板20中，降低大尺寸显示器的重量，提高背板20的散热速率。

优选的，如图5所示，模具10还包括温度控制器40，温度控制器40与加热部件30相连，用于控制加热部件30的加热温度和加热时间。

由于不同的材料具有不同的时效温度，而本发明实施例的模具10包括温度控制器40，因而本发明实施例可以根据待成形部件20的材料，通过温度控制器40控制加热部件30的加热温度和加热时间以使待成形部件20在上模具11和下模具12施加压力时易于发生变形，从而扩大了模具10的使用范围。

优选的，如图6所示，模具10还包括加压部件50，加压部件50与上模具11和/或下模具12相连，用于向与其相连的模具施加压力。

其中，加压部件50例如可以是液压机或机械压力机等，只要能给上模具11和/或下模具12施加压力即可。

此处，若加压部件50与上模具11相连，则加压部件50可以给上模具11施加朝向下模具12的压力；若加压部件50与下模具12相连，则加压部件50可以给下模具12施加朝向上模具11的压力。

此外，对于加压部件50对上模具11和/或下模具12施加的压力大小和时间不进行限定，可以根据待成形部件20的材料进行相应设置。

本发明实施例，由于模具10还包括加压部件50，因而可以通过加压部件50缓慢地向与加压部件50相连的模具施加压力，以使待成形部件20发生形变。

进一步优选的，如图7所示，模具11还包括与加压部件50相连的压力控制器60，压力控制器60用于控制加压部件50施加压力的时间和大小。

本发明实施例，由于模具11还包括压力控制器60，而压力控制器60可以对加压部件50施加的压力大小和时间进行控制，从而可以精确地控制待成形部件20的形变。

优选的，如图3～图7所示，上模具11上设置有加热部件30，加热部件30设置在上模具11的朝向下模具12的表面的内侧11a；和/或，下模具12上设置有加热部件30，加热部件30设置在下模具12的朝向上模具11的表面的内侧12b。

需要说明的是，如图3(a)所示，上模具11的朝向下模具12的表面有两侧，分别是11a和11b，其中靠近下模具12的一侧为外侧11b，另一侧为内侧11a；同理，下模具12的朝向上模具11的表面有两侧分别是12a和12b，其中靠近上模具11的一侧为外侧12a，另一侧为内侧12b。

此处，当加热部件30设置在上模具11的朝向下模具12的表面的内侧11a时，可以是如图8(a)所示，加热部件30设置在上模具11的朝向下模具12的表面的内侧11a，且不露出于朝向下模具12的表面；也可以是如图8(b)所示，加热部件30设置在上模具11朝向下模具12的表面的内侧11a，且露出于朝向下模具12的表面；同理，当加热部件30设置在下模具12朝向上模具11的表面内侧12b时，与上述相同，此处不再赘述。

本发明实施例，由于利用模具10对待成形部件20进行成形时，上模具11的朝向下模具12的表面和下模具12的朝向上模具11的表面均与待成形部件20接触，因而将加热部件30设置在上模具11的朝向下模具12的表面和/或下模具12的朝向上模具11的表面，这样加热部件30与待成形部件20的距离最近，因而可以将温度快速传递给待成形部件20，从而使得待成形部件20的温度快速升高，以易于发生形变。

优选的，如图3～图8所示，加热部件30包括多个均匀分布的电热棒301。

其中，电热棒301可以是单头电热棒。

此处，对于电热棒301的数量不进行限定，可以根据上模具11和/或下模具12的尺寸进行相应设置。此外，电热棒301的直径尺寸可以设置在φ6mm～φ23mm范围内。

在此基础上，电热棒301的材料例如可以为耐热无缝不锈钢管304、316、310等，电热棒301的使用温度可大于700℃，可以通过110V、220V和380V电压给电热棒301加热。

本发明实施例，由于加热部件30包括多个均匀分布的电热棒301，因而多个电热棒301可以对待成形部件20进行均匀加热，从而使得待成形部件20组织均匀以发生均匀形变。

优选的，如图9(b)所示，上模具11包括上模具本体110，上模具本体110的朝向下模具12的表面设置有弹性耐热层70；和/或，如图9(a)所示，下模具12包括下模具本体120，下模具本体120的朝向上模具11的表面设置有弹性耐热层70。

其中，可以如图9(b)所示仅在上模具本体110的朝向下模具12的表面设置弹性耐热层70；也可以如图9(a)所示仅在下模具本体120的朝向上模具11的表面设置有弹性耐热层70；当然也可以在上模具本体110的朝向下模具12的表面和下模具本体120的朝向上模具11的表面均设置弹性耐热层70(本发明说明书附图未示意出)。

此处，对于弹性耐热层70的材料不进行限定，例如可以选用耐高温含硅橡胶等。

本发明实施例，在上模具本体110的朝向下模具12的表面设置弹性耐热层70，和/或在下模具本体120的朝向上模具11的表面设置弹性耐热层70，一方面，弹性耐热层70可以增加待成形部件20与模具10的接触面积；另一方面，弹性耐热层70可以使得上模具11和/或下模具12的压力缓慢均匀地施加到待成形部件20上，确保待成形部件20内部残余应力被完全释放，以保证待成形部件20的尺寸、形状稳定。

进一步优选的，如图9(a)和图9(b)所示，加热部件30设置在弹性耐热层70内。

本发明实施例，当模具10设置有弹性耐热层70时，由于弹性耐热层70会与待成形部件20接触，因而将加热部件30设置在弹性耐热层70内，可以使得加热部件30与待成形部件20的距离较近，以便于加热部件30产生的热量可以快速传递到待成形部件20上。

优选的，如图10所示，在上模具本体110的朝向下模具12的表面设置有弹性耐热层70时，弹性耐热层70与上模具本体110之间还设置有弹性部件80；和/或，在下模具本体120的朝向上模具11的表面设置有弹性耐热层70时，弹性耐热层70与下模具本体120之间还设置有弹性部件80。

本发明说明书附图以在下模具本体120和弹性耐热层70之间设置弹性部件80为例进行示意。

其中，对于弹性部件80的类型不进行限定。示例的，弹性部件80例如可以是螺旋弹簧或气动弹簧。在此基础上，气动弹簧还可以是可调控气动弹簧。此处，当弹性部件80为螺旋弹簧或气动弹簧时，对于螺旋弹簧或气动弹簧的设置数量不进行限定，可以根据需要进行相应设置。当弹性部件80包括多个螺旋弹簧或多个气动弹簧时，本发明实施例优选，多个螺旋弹簧或多个气动弹簧等间距均匀分布。

本发明实施例，当在弹性耐热层70与上模具本体110之间设置有弹性部件80；和/或，在弹性耐热层70与下模具本体120之间设置有弹性部件80时，弹性部件80有利于上模具11和/或下模具12施加的压力缓慢均匀地分布施加到待成形部件20上，以使待成形部件20均匀发生蠕性变形。

优选的，如图3(a)、图4-图7、图9以及图10所示，上模具11的朝向下模具12的表面和下模具12的朝向上模具11的表面为曲面，且上模具11的朝向下模具12的表面的曲率和下模具12的朝向上模具11的表面的曲率相同。

其中，对于上模具11的朝向下模具12的表面的曲率和下模具12的朝向上模具11的表面的曲率不进行限定，可以根据需要进行相应设置。

当上模具11的朝向下模具12的表面和下模具12的朝向上模具11的表面为曲面时，利用该模具10对待成形部件20成形后，得到的待成形部件20也为曲面。示例的，若待成形部件20为背板，利用该模具10对背板20成形后，便可以得到曲面背板。在此基础上，可以调节上模具11的朝向下模具12的表面的曲率和下模具12朝向上模具11的表面的曲率，以得到不同曲率的曲面背板或异性曲面背板。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模具，包括相对设置的上模具和下模具，合模后，所述上模具的朝向所述下模具的表面与所述下模具的朝向所述上模具的表面接触，其特征在于，所述上模具和/或所述下模具上设置有加热部件，用于对待成形部件进行加热。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具还包括温度控制器，所述温度控制器与所述加热部件相连，用于控制所述加热部件的加热温度和加热时间。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具还包括加压部件，所述加压部件与所述上模具和/或所述下模具相连，用于向与其相连的模具施加压力。

4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，所述模具还包括与所述加压部件相连的压力控制器，所述压力控制器用于控制所述加压部件施加压力的时间和大小。

5.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述上模具上设置有加热部件，所述加热部件设置在所述上模具的朝向所述下模具的表面的内侧；

和/或，所述下模具上设置有加热部件，所述加热部件设置在所述下模具的朝向所述上模具的表面的内侧。

6.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述加热部件包括多个均匀分布的电热棒。

7.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述上模具包括上模具本体，所述上模具本体的朝向所述下模具的表面设置有弹性耐热层；

和/或，所述下模具包括下模具本体，所述下模具本体的朝向所述上模具的表面设置有弹性耐热层。

8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述加热部件设置在所述弹性耐热层内。

9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于，在所述上模具本体的朝向所述下模具的表面设置有所述弹性耐热层时，所述弹性耐热层与所述上模具本体之间还设置有弹性部件；

和/或，在所述下模具本体的朝向所述上模具的表面设置有所述弹性耐热层时，所述弹性耐热层与所述下模具本体之间还设置有所述弹性部件。

10.根据权利要求1-9任一项所述的模具，其特征在于，所述上模具的朝向所述下模具的表面和所述下模具的朝向所述上模具的表面为曲面，且所述上模具的朝向所述下模具的表面的曲率和所述下模具的朝向所述上模具的表面的曲率相同。