CN108621368A - 减少注射成型中的熔接线外观缺陷的***件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模制部件和形成部件的方法。模制部件限定了相邻的外表面并且包括在相邻的外表面之间延伸的至少一条熔接线。模制部件包括设置在熔接线处并且以一定角度在相邻外表面之间延伸的***件。该***件用于减少模制部件中的熔接线的可见性和/或机械影响。

Description

减少注射成型中的熔接线外观缺陷的***件
技术领域
本发明涉及一种制造部件的方法，并且更具体地涉及一种减少由诸如注射成型的成型工艺形成的表面熔接线的外观的设备和方法。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明有关的背景信息并且可能不构成现有技术。
注射成型是用于制造部件(例如车辆内饰部件)的常用工艺。注射成型通常涉及加热粒料形式的聚合物/塑料材料(例如热塑性塑料)以产生熔融材料。该熔融材料流过注射成型设备并且通过一个或多个流动前沿注入以填充模具。一旦进入模具内，熔融材料随后冷却并且固化以形成期望的部件形状(其为模具内的腔室或多个腔室的形状)。
在注射成型工艺期间，对于消费者和/或制造商的质量和/或表面外观问题出现在熔融材料在模腔内连接在一起的情况下。特别地，可能出现熔融材料的分子取向的中断，因此可能出现线、凹口和/或颜色变化并且形成通常被称为熔接线的线、凹口和/或颜色变化，其示例在图1中示出。熔接线的位置通常发生在熔融材料未完全粘结的位置或不同的熔融材料流动前沿存在孔或薄弱区域的位置。熔接线可以导致模制部件中的薄弱区域，其中熔接线的强度可以是熔融材料的10-90％。随着强度的降低，当熔接线的位置受到压力时，可能会导致部件不期望的断裂。
减少熔接线的典型解决方案包括感应加热或“电子模制(E-Mold)”，其中注射模具的表面处于过热状态以促进熔接线位置处更好的粘合。然而，这些解决方案可能很昂贵。
本发明解决了与模制部件中的熔接线相关的不期望的外观和结构问题。
发明内容
在本发明的一种形式中，提供了一种限定了相邻外表面并且包括在相邻外表面之间延伸的至少一条熔接线的模制部件。***件被设置在熔接线处并且以一定角度在相邻外表面之间延伸。通常，***件被配置为提高分子和纤维取向以降低熔接线在外观和/或机械性能上的割裂程度。
在一种形式中，***件由反S形横截面几何形状限定。在本发明的其它形式中，***件可以是聚合物材料，模制部件是单一材料，模制部件包括至少两种聚合物并且***件是至少两种聚合物中的一种的材料，并且模制部件包括至少两种聚合物并且***件是与至少两种聚合物不同的材料。在另一种形式中，模制部件包括多条熔接线和设置在多条熔接线处的相应的多个***件，每个***件以一定角度在模制部件的相邻外表面之间延伸。在又一形式中，模制部件在熔接线处限定了厚度，并且***件延伸穿过至少90％的厚度。模制部件也可以是纤维增强的。
在本发明的另一形式中，提供了一种形成部件的方法。该方法包括将***件以一定角度定位在模腔内，通过模腔送入一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿，并且通过模腔送入另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿，其中第一熔体前沿在熔接线处与第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿着***件的相对侧流动。在一种形式中，模腔限定了相对的内表面，并且***件在熔接线处以一定角度设置在内表面之间。***件的一端被固定地定位到相对的内表面中的一个上，并且***件的另一端在模腔内浮动。而且，将多个***件以一定角度定位在至少一个模腔内，并且通过模腔送入多种数量的熔融树脂以形成多个熔体前沿，并且多个熔体前沿在多条熔接线处与相邻的熔体前沿相遇并且每个相邻的前沿沿着每个***件的相对侧流动。在一种形式中，***件限定了具有玻璃化转变温度的材料，该材料的玻璃化转变温度大于或等于每种数量的熔融树脂的玻璃化转变温度。
在本发明的又一形式中，提供了一种注射成型部件的方法。该方法包括将***件以一定角度定位在模腔内，通过模腔注射一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿，并且通过模腔注射另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿，其中第一熔体前沿在***件处与第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿***件的相对侧流动。
在保持在本发明的范围内的情况下，这些各种模制部件、***件以及方法可以被单独使用或以本文所述的任何组合使用。
根据本发明，提供一种限定了相邻外表面并且包括在相邻外表面之间延伸的至少一条熔接线的模制部件，模制部件包括：
***件，该***件设置在熔接线处并且以一定角度在相邻外表面之间延伸。
根据本发明的一个实施例，***件限定了反S形横截面几何形状。
根据本发明的一个实施例，***件是聚合物材料。
根据本发明的一个实施例，模制部件是单一聚合物材料。
根据本发明的一个实施例，模制部件包括至少两种聚合物，并且***件是至少两种聚合物中的一种的材料。
根据本发明的一个实施例，模制部件包括至少两种聚合物，并且***件是与至少两种聚合物不同的材料。
根据本发明的一个实施例，还包括多条熔接线和设置在多条熔接线处的相应的多个***件，每个***件以一定角度在模制部件的相邻外表面之间延伸。
根据本发明的一个实施例，模制部件在熔接线处限定了厚度，并且***件延伸穿过至少90％的厚度。
根据本发明的一个实施例，模制部件是纤维增强的。
根据本发明，提供一种形成部件的方法，包括：
将***件以一定角度定位在模腔内；
通过模腔送入一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿；以及
通过模腔送入另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿；
其中第一熔体前沿在熔接线处与第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿着***件的相对侧流动。
根据本发明的一个实施例，方法包括注射成型。
根据本发明的一个实施例，模腔限定了相对的内表面，并且***件在熔接线处以一定角度设置在内表面之间。
根据本发明的一个实施例，***件的一端被固定地定位到相对的内表面中的一个上，并且***件的另一端在模腔内浮动。
根据本发明的一个实施例，还包括：
将多个***件以一定角度定位在至少一个模腔内；以及
通过模腔送入多种数量的熔融树脂以形成多个熔体前沿；
其中多个熔体前沿在多条熔接线处与相邻的熔体前沿相遇并且每个相邻的前沿沿着每个***件的相对侧流动。
根据本发明的一个实施例，两种数量的熔融树脂都是相同的聚合物材料。
根据本发明的一个实施例，每种数量的熔融树脂都是不同的聚合物材料。
根据本发明的一个实施例，***件限定了具有玻璃化转变温度的材料，该材料的玻璃化转变温度大于或等于每种数量的熔融树脂的玻璃化转变温度。
根据本发明，提供一种注射成型部件的方法，包括
将***件以一定角度定位在模腔内；
通过模腔注射一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿；以及
通过模腔注射另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿；
其中第一熔体前沿在***件处与第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿***件的相对侧流动。
根据本发明的一个实施例，***件的一端被固定地定位到模腔的一个内表面上，并且***件的另一端在模腔内浮动。
根据本发明的一个实施例，还包括：
将多个***件以一定角度定位在一个模腔内；以及
通过模腔送入多种数量的熔融树脂以形成多个熔体前沿；
其中多个熔体前沿在多个熔接线处与相邻的熔体前沿相遇，并且每个相邻的前沿沿着每个***件的相对侧流动。
根据本文提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。应该理解的是，该描述和具体示例仅用于说明性的目的并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本发明，现在将参考附图描述其以示例给出的各种形式，其中：
图1是根据现有技术具有可见熔接线的模制部件的透视图；
图2A是示出了根据现有技术在模制工艺中形成的熔接线的渐进剖视图；
图2B是示出了使用根据本发明的教导构造的***件形成的熔接线的渐进剖视图；
图3A是穿过根据现有技术的熔接线的模拟平均主模量的剖视图；
图3B是穿过根据本发明的教导的具有***件的熔接线的模拟平均主模量的剖视图；以及
图4是示出了根据本发明的原理形成具有***件的部件的方法的流程图。
这里描述的附图仅用于说明性目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明、应用或用途。应该理解的是，贯穿所有附图，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
参考图2A和2B，示出了根据现有技术的模制部件(10)与根据本发明的教导的模制部件(20)的比较。在这些图中的每一个中，步骤A至D示出了熔融材料随时间推移在模具内的渐进移动。更具体地，参考图2A，模制工艺(例如注射成型)涉及熔融材料11a和11b的多个流动前沿流动到一起以填充模腔12。熔融材料11a和11b沿示出的箭头方向彼此相向流动，其中箭头代表熔融材料11a/11b中的每一个的熔体前沿。当在步骤D中填充模腔12时，熔融材料11a和11b结合在一起以形成被称为熔接线13的线、凹口和/或颜色变化。虽然示出为单条熔接线13，但是在模制部件10中可能出现多条熔接线。
现在参考图2B，根据本发明的模制部件20包括相邻的外表面22和24(步骤D)并且包括在相邻的外表面22和24之间延伸的至少一条熔接线26。模制部件20包括创新的***件30，该创新的***件30被设置在熔接线26处并且以一定角度在模制部件20的相邻外表面22和24之间延伸。在该形式中，***件30限定了反S形横截面几何形状，然而，应该理解的是，在保持在本发明的范围内的情况下，可以采用以一定角度在相邻外表面22和24之间延伸的***件的其它几何形状。只要***件30用于减小模制部件的熔接线的可见性和/或机械影响，就可以采用任何角度，并且因此这里所示的角度仅仅是示例性的。而且，***件30的轮廓(其将处于图2B的横截面内外并且沿着模制部件20的表面)模拟最终模制部件20的表面轮廓。
如在模制步骤A至D所示，当熔融材料32a和32b朝向彼此和***件30流动时，如在溶体前沿处由较小箭头所示，材料32a和32b中的每一个都沿着***件30的相对侧流动。通过在靠近***件30的模腔25内的流动动态，***件30用于提高分子和纤维取向。结果是，降低了熔接线26的割裂程度，或换言之，通过使用***件30，降低了外表面22和24处的熔接线26的可见性，和/或降低了熔接线26的机械影响。
在一种形式中，***件30是聚合物材料，诸如热塑性塑料或热固性塑料。模制部件20可以是单一聚合物材料，或者模制部件20可以是至少两种聚合物，其中***件30是至少两种聚合物中的一种的材料。可替选地，当模制部件20包括至少两种聚合物时，***件30可以是与模制部件20的聚合物不同的材料。还应该理解的是，在保持在本发明的范围内的情况下，在模制部件20内的多条熔接线处可以采用多个***件30。模制部件20也可以是纤维增强的。在一种形式中，***件30限定了具有玻璃化转变温度的材料，该材料的玻璃化转变温度大于或等于每种熔融材料32a和32b的玻璃化转变温度。通常，***件30由将与最终模制部件20重新熔化而尽可能匀质化以降低其对表面外观和/或对最终模制部件20的机械性能的任何影响的材料制成。在一种形式中，***件30可以通过3D打印工艺来制造/形成。可替选地，***件30本身可以被模制。
如在图2B中进一步所示，模制部件20在熔接线26处限定了厚度T。在一种形式中，***件30延伸穿过至少90％的厚度T。然而，应该理解的是，在保持在本发明的范围内的情况下，***件30可延伸穿过各种厚度(小于或大于90％)。
根据本发明的方法，***件30在模腔25的内部相对表面34和36之间以一定角度设置(步骤A)。***件30可以通过加工定位工具(例如，凹口，未示出)固定或者可以在使用另一工具模制之前固定到相对表面34/36中的一个或两个上。在一种形式中，***件30固定地定位到相对的内表面34/36中的一个上，并且***件30的另一端在模腔25内浮动。可替选地，***件30可以完全浮动在模腔25内，因此导致熔接线26根据熔融材料32a和32b中的每一个的流动动态而移动。
现在参考图3A和图3B，使用计算机辅助工程(CAE)模拟将不含***件的部件10的平均主模量与具有***件30的部件20的平均主模量进行比较(图中warpage majormodulus为翘曲主模量)。如图3A所示，显而易见的是，熔接线13具有低得多的平均主模量并且将导致在模制部件10的外表面处更明显的熔接线。如图3B所示，***件30的存在增加了熔接线26处的平均主模量，因此导致在外表面处不太明显的熔接线以及模制部件20增强的机械性能。
现在参考图4，示意性地示出了根据本发明的教导形成部件的方法。如示出的，***件以一定角度位于模腔内。接下来，通过模腔将一定数量的熔融树脂送入以形成第一熔体前沿，并且然后通过模腔将另一数量的熔融树脂送入以形成第二熔体前沿，其中第一熔体前沿在熔接线处与第二溶体前沿相遇，并且每个前沿沿***件的相对侧流动。该方法可以是任何模制工艺，并且一种形式是注射成型。在该情况下，熔融树脂通过模腔注入。
而且，可以在模腔内使用多个***件，每个***件以一定角度设置在模腔内。通过多个***件，多种数量的熔融树脂通过模腔被送入以形成多个熔体前沿。多个熔体前沿在多条熔接线处与相邻的熔体前沿相遇，并且每个相邻的前沿沿着每个***件的相对侧流动。
贯穿本文构思的每种方法，并且如上所述，熔融树脂可以是单一聚合物材料，或者可以使用不同聚合物材料来形成单个模制部件。应该理解的是，用于熔融树脂和***件的材料的变形可以改变并且被认为处于本发明的范围内。
***件处于模腔内的位置可以通过加工试验和/或通过CAE模拟来确定。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本发明的实质的变形意在被包含在本发明的范围内。这种变形被认为不是脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种模制部件，所述模制部件限定了相邻外表面并且包括在所述相邻外表面之间延伸的至少一条熔接线，所述模制部件包括：
***件，所述***件设置在所述熔接线处并且以一定角度在所述相邻外表面之间延伸。
2.根据权利要求1所述的模制部件，其中所述***件限定了反S形横截面几何形状。
3.根据权利要求1或2所述的模制部件，其中所述***件是聚合物材料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的模制部件，其中所述模制部件是单一聚合物材料。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的模制部件，其中所述模制部件包括至少两种聚合物，并且所述***件是所述至少两种聚合物中的一种的材料。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的模制部件，其中所述模制部件包括至少两种聚合物，并且所述***件是与所述至少两种聚合物不同的材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的模制部件，其中所述模制部件在所述熔接线处限定了厚度，并且所述***件延伸穿过至少90％的所述厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的模制部件，其中所述模制部件是纤维增强的。
9.一种形成部件的方法，包括：
将***件以一定角度定位在模腔内；
通过所述模腔送入一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿；以及
通过所述模腔送入另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿；
其中所述第一熔体前沿在熔接线处与所述第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿着所述***件的相对侧流动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法包括注射成型。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述模腔限定了相对的内表面，并且所述***件在所述熔接线处以一定角度设置在所述内表面之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述***件的一端被固定地定位到所述相对的内表面中的一个上，并且所述***件的另一端在所述模腔内浮动。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中两种数量的所述熔融树脂都是相同的聚合物材料。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每种数量的所述熔融树脂都是不同的聚合物材料。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述***件限定了具有玻璃化转变温度的材料，所述材料的所述玻璃化转变温度大于或等于所述每种数量的熔融树脂的玻璃化转变温度。
16.一种注射成型部件的方法，包括
将***件以一定角度定位在模腔内；
通过所述模腔注射一定数量的熔融树脂以形成第一熔体前沿；以及
通过所述模腔注射另一数量的熔融树脂以形成第二熔体前沿；
其中所述第一熔体前沿在所述***件处与所述第二熔体前沿相遇并且每个前沿沿所述***件的相对侧流动。
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