CN112154054A - 模制品的制造方法 - Google Patents

Abstract

能够不产生毛刺地减少厚壁部内部的间隙的模制品的制造方法具备在模具内填充树脂而形成模制品的模制工序，模制品具有树脂的壁厚薄的薄壁部以及壁厚比薄壁部厚的厚壁部，在模具中，形成厚壁部的厚壁形成部与形成薄壁部的薄壁形成部相比靠被填充树脂的模具浇口的附近配置，模制工序具备将树脂填充于模具浇口的第1工序、在第1工序之后使薄壁部处的树脂的流动速度成为零的第2工序以及在第2工序之后将树脂填充于模具浇口的第3工序。

Description

模制品的制造方法

技术领域

本发明涉及模制品的制造方法。

背景技术

关于模制品，为了防止由于成形时的树脂流动变动而产生的流动不畅、各种成形不良等缺陷，最好使壁厚均匀。但是由于产品的要求规格，壁厚无法做得均匀，局部地配置壁厚厚的厚壁部、壁厚薄的薄壁部的情形较多。尤其是已知有在壁厚厚的厚壁部，由于成形时的树脂收缩而在厚壁部内部存在空隙的问题。为了抑制间隙的存在，还考虑增高树脂填充时的保压压力，但已知因压力的上升而产生毛刺。在专利文献1中，公开有一种复合一体成型品，其是对通过具有一个以上的凸形状的预成型件而成型得到的构件进行嵌件成型的成型部件，其特征在于，所述复合一体成型品以内包用于将所述预成型构件固定于模具的凸形状以外的树脂部分的方式进行嵌件成型。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-326359号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的发明中，无法不产生毛刺地减少厚壁部内部的间隙。

用于解决课题的技术手段

本发明的第1方案涉及的模制品的制造方法是具备在模具内填充树脂而形成模制品的模制工序的模制品的制造方法，其特征在于，所述模制品具有树脂的壁厚薄的薄壁部以及壁厚比所述薄壁部厚的厚壁部，在所述模具中，形成所述壁厚部的厚壁形成部与形成所述薄壁部的薄壁形成部相比靠被填充所述树脂的模具浇口的附近配置，所述模制工序具备：第1工序，将树脂填充于所述模具浇口；第2工序，在所述第1工序之后，使所述薄壁部处的树脂的流动速度成为零；以及第3工序，在所述第2工序之后，将树脂填充于所述模具浇口。

发明的效果

根据本发明，能够不产生毛刺地减少厚壁部内部的间隙。

附图说明

图1为流量计100的外观立体图。

图2为流量计100的俯视图。

图3为流量计100的主视图。

图4为流量计100的仰视图。

图5为图3中的V-V剖面图。

图6为表示制造装置90的图。

图7为表示模具1的结构的图。

图8为表示刚刚开始之后的状态的图。

图9为表示时刻t1之前的状态的图。

图10为表示时刻t1～时刻t2时的状态的图。

图11为表示时刻t2～时刻t3时的状态的图。

图12为表示时刻t3～时刻t4时的状态的图。

图13为表示时刻t4以后的状态的图。

图14为表示基于第1以往手法的时刻t10～时刻t20时的状态的图。

图15为表示基于第1以往手法的时刻t20以后的状态的图。

图16为表示基于第2以往手法的模制成型的图。

具体实施方式

―实施方式―

以下，参考图1～图16，对本发明的模制品的制造方法的实施方式进行说明。

(流量计)

图1～图5为表示作为通过本发明的方法来制造的模制品的流量计100的图。图1为流量计100的外观立体图，图2为流量计100的俯视图，图3为流量计100的主视图，图4为流量计100的仰视图，图5为图3中的V-V剖面图。

如图1～图4所示，流量计100具备树脂部101和基板102。树脂部101具备连接器104、框体浇口105、安装孔106、凸缘107以及流路109。在连接器104的内部配置有与流量计100的外部电连接的金属端子103。安装孔106以及凸缘107用于固定流量计100。框体浇口105为在形成树脂部101时成为树脂的流入口的部位。

如图5的剖面图所示，流量计100具备树脂的厚度厚的厚壁部110和树脂的厚度比厚壁部110薄的薄壁部120。在流量计100的制造工序中，树脂从前述框体浇口105经由厚壁部110、薄壁部120达至流路109。即，厚壁部110比薄壁部120更靠近框体浇口105。

(制造装置)

图6为表示进行流量计100的模制成型的制造装置90的图。制造装置90具备模具1、成型机2以及计算机900。成型机2具备加热管2a、螺杆2b以及柱塞2c。在成型机2中，颗粒状的树脂101a被送入至成型侧，通过装入于加热管2a内部的螺杆2b，树脂101a成为熔融树脂101b，积存于螺杆顶端部2bb。关于所积存的熔融树脂101b，通过成型机的柱塞2c的前进动作2cc而螺杆2b前进，熔融树脂101b进入至模具1。计算机900具备CPU、ROM以及RAM，CPU将存储于ROM的程序展开至RAM而执行，从而如后所述控制成型机2的螺杆2b以及柱塞2c。

流入至模具1的熔融树脂101b的每单位时间的量受到螺杆2b以及柱塞2c这两方的动作的影响，但在本实施方式中，将两者的动作总称为“螺杆速度”。另外，将熔融树脂101b不流入至模具1的状态定义为螺杆速度零。即螺杆速度为零以上的实数，螺杆速度越大，则流入至模具1的熔融树脂101b的每单位时间的量越多。

图7为表示模具1的结构的图。模具1具备上模具1a、下模具1b、供成型机2的熔融树脂101b流入的浇道1c、为了形成模制品而雕刻的腔室1e以及使熔融树脂101b向腔室1e流入的模具浇口1d。此外，在图7中，表示模具1关闭的状态，但在打开模具1时，将作为嵌件构件的基板102搭载于后述的薄壁形成部120Z的内部或者从薄壁形成部120Z搭载于模具浇口1d的相反侧。

以下，将腔室1e中的形成厚壁部110的部位称为厚壁形成部110Z，将形成薄壁部120的部位称为薄壁形成部120Z，将形成流路109的部位称为流路形成部109Z，将形成框体浇口105的部位称为浇口形成部105Z。浇口形成部105Z与模具浇口1d相邻，如图7所示，从图示左边起按照浇口形成部105Z、厚壁形成部110Z、薄壁形成部120Z、流路形成部109Z排列。熔融树脂101b按照该顺序流过。以下，将腔室1e内的熔融树脂101b的流动表示为树脂流动mf。

(制造方法)

以下，参考图8～图13，对模制成型的工序进行说明。其中，图8～图13都在图示上部的“(a)”中表示螺杆速度的时间序列变化，在图示下部的“(b)”中表示模具1内部的熔融树脂101b的状态。图8表示刚刚开始之后的状态，图9表示时刻t1的状态，图10表示时刻t2的状态，图11表示时刻t3的状态，图12表示时刻t4的状态，图13表示时刻t4以后的状态。此外，螺杆速度V0～V3表示数值越大，则速度越快，具体而言V3为最快的速度。以下说明的螺杆速度的控制、以及使螺杆速度变化的时机的决定由计算机900执行。但是，也可以代替计算机900，而由操作者决定使螺杆速度以及螺杆速度变化的时机。

另外，螺杆速度越快，则模具浇口1d处的熔融树脂101b的流入速度越快，在螺杆速度为零的情况下，模具浇口1d处的熔融树脂101b的流入速度为零。因此，螺杆速度与模具浇口1d处的熔融树脂101b的流入速度可以说处于比例关系。

图8为表示刚刚开始之后的状态的图。如图8的(a)所示，从成型机2压出的熔融树脂101b开始以螺杆速度v3压入至模具1内。此时，螺杆速度v3需要设定得较高以避免熔融树脂101b在模具1的内部急速冷却。在模具1内部，熔融树脂101b如图8的(b)所示从浇道1c流入，通过模具浇口1d而流入至腔室1e。但是，树脂流动mf仍存留于厚壁形成部110Z。

图9为表示比刚刚开始之后还靠后且至时刻t1为止的状态的图。在时刻t1，腔室1e的约90％由熔融树脂101b充满。从开始填充的t0至t1的螺杆速度恒定为v3。在此，在腔室1e中，熔融树脂101b未填充至100％，所以模具1内部的压力低，未产生基板102的变形、破损以及模具合模面的毛刺。

图10为表示时刻t1～时刻t2时的状态的图。在时刻t2，在腔室1e内，利用熔融树脂101b填充约100％。在该工序中，还被称为保压工序。为了避免由于在腔室1e中填充100％的熔融树脂101b而导致的腔室1e内的急剧的压力上升，将螺杆速度设定为低速的v1。另外，通过不产生急剧的压力上升，能够保持未产生基板102的变形、破损、模具合模面的毛刺的状态。

图11为表示时刻t2～时刻t3时的状态的图。在时刻t2～时刻t3，螺杆速度设定为v0、即零。若螺杆速度成为零，则腔室1e内的熔融树脂101b的流动停止，腔室1e内部的熔融树脂101b从表层面开始冷却固化。另外，伴随冷却固化而在熔融树脂101b中产生树脂收缩。通过该作用，在流量计100的薄壁部120，与其它部位相比容积稀薄，所以在短时间内冷却固化。冷却固化所需的时间能够根据形状以及使用的树脂的材质来计算，时刻t2～时刻t3的时间为与计算出的时间相同，或者添加有些微的余量的时间。

在时刻t2～时刻t3，在厚壁部110，由于熔融树脂101b的收缩而在厚壁中央处形成作为空隙的间隙200。此时，厚壁部110的容积厚大，所以为由于熔融树脂的储热而达不到厚壁部110的整体的冷却固化，而成为仅表层面固化的状态。此外，浇道1c、模具浇口1d为容积比其它部位少的部位，但为腔室1e整个容积的熔融树脂101b流经的流路，所以由于熔融树脂101b的潜热而浇道1c以及模具浇口1d部位的周围被加热至高温，成为温度比腔室1e的模具温度高的状态。该高温状态在浇道1c以及模具浇口1d的熔融树脂101b中使冷却产生延迟，所以达不到固化。

图12为表示时刻t3～时刻t4时的状态的图。在时刻t3～时刻t4，螺杆速度被设定为比v1快的v2，再次开始从成型机2向模具1内部压入熔融树脂101b。如前所述，浇道1c以及模具浇口1d未达到固化，所以能够进行熔融树脂101b向厚壁形成部110Z的压入。另外，薄壁部120在时刻t2～时刻t3已经冷却固化。因此，从模具浇口1d流入至腔室1e的熔融树脂101b由固化后的薄壁部120的树脂101c阻塞，流入至存在于厚壁形成部110Z的间隙200。因此，间隙200缩小。

时刻t3～t4时的螺杆速度被设定为比先前的工序的v1快的v2，所以熔融树脂101b易于流入至间隙200。此外，螺杆速度被设定为比v1快的v2，但表层面的熔融树脂101b已经冷却固化，所以在腔室1e的外周不产生毛刺。另外，在搭载于薄壁部120的附近的基板102方面也同样地，在时刻t3之前，薄壁部120冷却固化，所以基板102不会产生变形、破损。

图13为表示时刻t4以后的状态的图。在时刻t4以后，螺杆速度再次被设定为v0、即零。在时刻t4以后，被压入至模具1内的熔融树脂101b整体被冷却固化。但是，本工序的时间不被特别限定，能够冷却至不使流量计100变形、破损地从腔室1e取出的程度即可。

(以往手法)

参考图14～图16，对两个基于以往手法的模制成型的工序进行说明。首先，参考图14～图15，对第1以往手法进行说明。

根据第1以往手法，如图14所示，从开始填充的时刻t0至时刻t10为止以一定的螺杆速度v30进行了填充。然后，从时刻t10至时刻t20为止，使螺杆速度变慢，以v10在腔室1e内填充100％的熔融树脂101b。然后，在时刻t20以后，如图15所示将螺杆速度设定为v0、即零。与其相伴地，熔融树脂101a开始冷却固化，由于树脂收缩而在厚壁部110形成有作为空隙的间隙200。然后，直接被冷却，形成有仍残存间隙200的模制品。

在第2以往手法中，作为间隙200的对策，填充熔融树脂101b的压力被设定得高。图16为表示通过第2以往手法而形成的模制品的图。如图16所示，在第2以往手法中，模具1的刚性无法承受模具1内部的压力，从模具1的合模面产生毛刺101d。另外，模具1内部的压力变高，从而还存在基板102变形以及损坏的情况。

通过实施方式的手法制作出的流量计100能够实现没有毛刺、基板不会变形、损坏的树脂品的成形方法。

另外，通过实施方式的手法制作出的流量计100能够大幅降低在树脂内部的大的区域成为空隙的间隙。

根据上述实施方式，能够得到下面的作用效果。

(1)本实施方式中的模制品、即流量计100的制造方法具备在模具1内填充树脂101a而形成模制品的模制工序。流量计100具有树脂的壁厚薄的薄壁部120以及壁厚比薄壁部120厚的厚壁部110。在模具1中，形成厚壁部110的厚壁形成部110Z与形成薄壁部120的薄壁形成部120Z相比靠被填充树脂101a的模具浇口1d的附近配置。模制工序具备将树脂101a填充于模具浇口1d的第1工序、例如时刻t0～时刻t2的工序、在第1工序之后使薄壁部形成部120Z中的树脂的流动速度成为零的第2工序、例如时刻t2～时刻t3的工序、以及在第2工序之后将树脂101a填充于模具浇口1d的第3工序、例如时刻t3～时刻t4。

通过时刻t2～时刻t3的工序而薄壁部120固化，所以表面层的固化也同时进行作用，所以能够抑制在模具的合模面产生的毛刺。此后，在模具浇口1d与薄壁部120之间被压入的树脂101a的逸出部位消失，成为夹持于其之间的状态。因此，能够进行树脂101a向在厚壁部110中产生的间隙200的压入，间隙200减少。即，根据本手法，因此，能够不产生毛刺地减少厚壁部110内部的间隙。此外，本手法能够不使用预成型构件，而是通过1次的模制成型来形成，所以相比于使用预成型构件的手法，实现工时的削减和大幅的低成本。

(2)时刻t3～时刻t4时的螺杆速度v2比即将到达时刻t2之前的螺杆速度v1快。因此，能够更加减少间隙200。

(3)时刻t2～时刻t3的时间上的长度基于薄壁部120的形状以及树脂101a的材料来计算。因此，能够适当地计算薄壁部120被冷却固化的时间。

(4)使螺杆速度成为零之前的工序包括时刻t0～时刻t1的工序和时刻t1～时刻t2的工序。时刻t1～时刻t2的工序中的树脂101a在模具浇口1d处的流入速度比时刻t0～时刻t1的工序中的树脂101a在模具浇口1d处的流入速度慢。因此，能够避免腔室1e内的急剧的压力上升，保持不产生基板102的变形、破损、模具合模面的毛刺的状态。

(5)在时刻t0～时刻t1的工序、时刻t1～时刻t2的工序、时刻t3～时刻t4的工序的各个工序中，树脂101a在模具浇口1d处的流入速度恒定。时刻t3～时刻t4的工序中的树脂101a在模具浇口1d处的流入速度比时刻t0～时刻t1的工序中的树脂101a在模具浇口1d处的流入速度慢，比时刻t1～时刻t2的工序中的树脂101a在模具浇口1d处的流入速度快。因此，能够不产生毛刺地减少厚壁部110内部的间隙。

(6)填充于模具1的树脂101a由螺杆2a压送，该螺杆2a由计算机900控制其转速。因此，能够容易地大量生产间隙被减少的模制构件。

(7)流量计100包括作为嵌件的基板102以及金属端子103，基板102以及金属端子103从薄壁形成部120Z配置于与模具浇口1d相反一侧。关于嵌件，刚性低，无法承受树脂压力，导致破损、变形等的情况也变多，要求尽可能以低压成型。根据本实施方式的手法，在薄壁部120的树脂固化之前执行使树脂流动速度成为零的工序。因此，搭载于薄壁部120附近的嵌件构件、搭载于薄壁部120的后方的嵌件构件不产生因时刻t3～时刻t4时的树脂101a的流入所致的破损、变形。

(变形例1)

在上述实施方式中的模制工序中，也可以使时刻t0～时刻t2时的螺杆速度成为恒定。

(变形例2)

也可以在时刻t0～时刻t1、时刻t1～时刻t2、时刻t3～时刻t4的各个时刻，使速度成为可变。换言之，也可以在各个时间未必将速度保持为恒定。

(变形例3)

在上述实施方式中的模制工序中，也可以使时刻t1～时刻t2的螺杆速度成为时刻t3～时刻t4的螺杆速度以上。换言之，在上述实施方式中，处于v1<v2的关系，但也可以处于v1≥v2的关系。

(变形例4)

在上述实施方式中，通过模制成型使流量计100成型，但也可以使其它物品成型。即，上述实施方式能够广泛地应用于由成型机注塑成型的模制成型品。另外，在树脂材料方面，也同样地能够应用于能够注塑成型的各种材料。另外，也可以使不具有嵌件的物品成型。

上述各实施方式以及变形例也可以分别组合。在上述中，对各种实施方式以及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑的其它方案也包含于本发明的范围内。

根据本发明的模制品的制造方法，即使是在树脂的填充压力下容易产生变形、破损的嵌件，也能够在不使所述嵌件变形、损坏的情况下形成利用树脂将所述嵌件外周的至少一部分一体地包入的成型体，能够提供廉价且高品质的模制品。

另外，根据本发明的模制品的制造方法，即使是对空气的流量、温度、湿度分别单独地进行测量的元件、或者将多个所述元件组合而配置的电路基板的嵌件，也能够在不损坏元件、基板的情况下，还将进行与外部的电连接的端子同时嵌入模具，形成利用树脂将所述基板外周的至少一部分一体地包入的成型体，能够提供廉价且具有高品质的感测功能的模制品。

符号说明

1……模具

1d……浇口

1e……腔室

2……成型机

100……流量计

101、101a、101b、101c··树脂

102……基板

110……厚壁部

120……薄壁部

200··间隙。

Claims (9)

1.一种模制品的制造方法，其具备在模具内填充树脂而形成模制品的模制工序，该模制品的制造方法的特征在于，

所述模制品具有树脂的壁厚薄的薄壁部以及壁厚比所述薄壁部厚的厚壁部，

在所述模具中，形成所述厚壁部的厚壁形成部与形成所述薄壁部的薄壁形成部相比靠被填充所述树脂的模具浇口的附近配置，

所述模制工序具备：

第1工序，将树脂填充于所述模具浇口；

第2工序，在所述第1工序之后，使所述薄壁部处的树脂的流动速度成为零；以及

第3工序，在所述第2工序之后，将树脂填充于所述模具浇口。

2.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述第3工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度比所述第1工序即将结束之前的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度快。

3.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述第2工序的时间上的长度基于所述薄壁部的形状以及所述树脂的材料来计算。

4.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述第1工序包括第1前半工序和接着所述第1前半工序之后执行的第1后半工序，

所述第1后半工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度比所述第1前半工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度慢。

5.根据权利要求4所述的模制品的制造方法，其特征在于，

在所述第1前半工序、所述第1后半工序以及所述第3工序的各个工序中，所述树脂在所述模具浇口处的流入速度为恒定，

所述第3工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度比所述第1前半工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度慢，比所述第1后半工序中的所述树脂在所述模具浇口处的流入速度快。

6.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

填充于所述模具的树脂由螺杆压送，该螺杆的转速由计算机控制。

7.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述模制品包括嵌件，所述嵌件配置于所述薄壁形成部的内部或者从所述薄壁形成部配置于与所述模具浇口相反一侧。

8.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述模制品包括在树脂的填充压力下容易产生变形、破损的嵌件，所述模制品是将所述嵌件嵌入模具，利用树脂将所述嵌件外周的至少一部分一体地包入而形成的。

9.根据权利要求1所述的模制品的制造方法，其特征在于，

所述模制品包括对空气的流量、温度、湿度分别单独地进行测量的元件、或者将多个所述元件组合而配置的电路基板的嵌件，所述模制品还将进行与外部的电连接的端子同时嵌入模具，利用树脂将所述基板外周的至少一部分一体地包入，所述模制品具有感测功能。

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