一种带背面结构的吸塑产品成型方法、吸塑产品及模具

技术领域

本发明涉及吸塑技术领域，特别是涉及一种带背面结构的吸塑产品成型方法、吸塑产品及模具。

背景技术

随着科技进步和市场需求的不断提升，吸塑件的产品设计与品质开发日益精细化、高端化。吸塑工艺因其设备投资成本相对较低、生产效率高、开发周期短等显著优势，在各行业中得到了广泛应用和快速推广，如汽车零部件制造、电子电器产品包装、医疗器械外壳制作等领域。

目前在复杂结构产品的成型过程中仍存在一定的局限性。吸塑工艺主要通过加热软化塑料片材后，利用负压或机械压力使其紧贴模具型面成型，因此在一次性成型过程中，对于需要在产品背面或者内部设置安装机构、加强筋条等复杂结构时，吸塑工艺往往无法直接实现一体化成型。通常需要在产品吸塑成型后，进行脱模后再通过额外的后工序进行补充，如粘接、焊接等二次加工方式来构建这些结构，这不仅增加了生产步骤，延长了生产周期，也提高了生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的带背面结构的产品的成型步骤繁琐，生产周期长，导致成本较高。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种带背面结构的吸塑产品成型方法，包括如下步骤：

将内部支架放置于模具内，并将所述内部支架吸附于所述模具；

将吸塑片放置于模具上，并覆盖于所述内部支架，以使得吸塑成型形成的外蒙皮与所述内部支架贴合；

对所述外蒙皮与所述内部支架贴合的边缘进行焊接，以形成带背面结构的吸塑产品。

在一些实施例中，所述将所述内部支架吸附于所述模具包括：

进行抽真空操作，以将内部支架吸附于模具。

在一些实施例中，将吸塑片放置于模具上，并覆盖于所述内部支架，以使得吸塑成型形成的外蒙皮与所述内部支架贴合前还包括：

对所述内部支架的贴合边进行加热，以使得所述内部支架的贴合边软化。

在一些实施例中，将吸塑片放置于模具上，并覆盖于所述内部支架，以使得吸塑成型形成的外蒙皮与所述内部支架贴合包括：

对所述吸塑片均匀加热至软化状态；

当所述吸塑片软化到预设程度后，将其覆盖于所述模具上，并覆盖于所述内部支架，进行抽真空操作，以抽取所述吸塑片与所述模具之间、以及所述吸塑片与所述内部支架之间的空气，使所述吸塑片贴合于所述模具与所述内部支架，形成外蒙皮。

在一些实施例中，对所述外蒙皮与所述内部支架贴合的边缘进行焊接后还包括：

关闭加热装置，待所述外蒙皮与所述内部支架冷却后，停止抽真空操作，并进行脱模处理。

本发明第二方面提供了一种带背面结构的吸塑产品，应用上述所述的带背面结构的吸塑产品成型方法制成，所述带背面结构的吸塑产品包括外蒙皮以及内部支架，所述外蒙皮与所述内部支架连接，所述内部支架包括搭接边，所述搭接边的宽度不小于5mm。

在一些实施例中，所述内部支架还具有加强筋以及用于辅助外蒙皮的抽真空操作通气孔。

在一些实施例中，所述内部支架采用注塑或挤出工艺成型。

本发明第三方面还提供了一种模具，用于制备如上述所述的带背面结构的吸塑产品，所述模具包括底座、压边圈、内模仁、吸附装置、加热装置以及焊接装置，所述底座形成有用于放置内模仁的凹槽，所述内模仁安装于所述凹槽内，且与所述凹槽形成用于供外蒙皮形成的成型腔，所述压边圈设置于所述底座上，所述内模仁具有主体部以及用于安装内部支架的多个安装槽，所述安装槽设置于所述主体部上，所述吸附装置与所述安装槽连通，所述加热装置用于加热吸塑片和/或内部支架的贴合的边缘，所述焊接装置用于连接所述外蒙皮与所述内部支架贴合的边缘。

在一些实施例中，所述吸附装置包括至少两套相互独立设置的抽真空组件，所述内模仁内具有多个真空通道，至少一套所述抽真空组件与所述安装槽之间通过对应的所述真空通道连通，以将所述内部支架吸附于所述安装槽；至少一套所述抽真空组件与其余对应的所述真空通道连通，以将所述吸塑片吸附于所述内模仁表面。

本发明实施例一种带背面结构的吸塑产品成型方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例在吸塑成型前，将预先设计和制造好的内部支架放置于模具内，并确保其牢固吸附在模具相应的位置上。接下来，将吸塑片材覆盖在模具上方，同时让吸塑片完全包裹住内部支架。当塑料片材冷却并紧贴模具形状时，会形成与内部支架相匹配的外蒙皮部分，实现初步的一体化结合。最后，在吸塑成型过程完成后，对外蒙皮与内部支架贴合的边缘部位进行焊接处理，以达到稳固连接内外两部分的目的。通过上述步骤，本发明解决了现有吸塑产品内部复杂结构难以一体成型，且步骤繁琐，生产周期长，导致成本较高的问题。此外，根据上述方式成型的吸塑产品，其尺寸精度高，减少因尺寸偏差造成的装配困难。

附图说明

图1是本发明实施例提供的带背面结构的吸塑产品成型方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的带背面结构的吸塑产品成型方法的子流程示意图；

图3是本发明实施例提供的带背面结构的吸塑产品及模具的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的模具的结构示意图；

图5是本发明实施例图4圈示的A部分的局部放大图；

图6是本发明实施例提供的带背面结构的吸塑产品的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的内部支架的第一示例的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的内部支架的第二示例的结构示意图；

图9是沿本发明实施例提供的图3的A-A方向的剖视图；

图中，1、吸塑产品；11、外蒙皮；12、内部支架；121、搭接边；122、加强筋；123、通气孔；124；加强筋结构；125、安装固定结构；1251、支撑部；1252、安装位；

2、模具；21、底座；211、凹槽；22、压边圈；23、内模仁；231、主体部；232、安装槽；233、避让槽；234、真空通道；24、焊接装置。

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作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。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1、图3及图6所示，本发明第一方面提供了一种带背面结构的吸塑产品成型方法，包括如下步骤：

S110、将内部支架12放置于模具2内，并将内部支架12吸附于模具2；

该步骤中首先将预先设计和制作好的内部支架12安置于模具2内部，并通过吸附方式确保其稳定地附着在模具2上。内部支架12的作用是提供产品的内部支撑结构，增加强度和稳定性，或者用于后续装配时与其他组件的连接。

S120、将吸塑片放置于模具2上，并覆盖于内部支架12，以使得吸塑成型形成的外蒙皮11与内部支架12贴合；

本步骤中在模具2上方放置吸塑片，使其完全覆盖住模具2内的内部支架12。当塑料片材随模具2形状冷却成型后，会形成与内部支架12紧密贴合的外蒙皮11部分，也就是吸塑产品1的外观表面层。

S130、对外蒙皮11与内部支架12贴合的边缘进行焊接，以形成带背面结构的吸塑产品1。

该步骤进一步巩固内外两部分的结合强度，确保整体结构的稳定性及密封性，从而成功制造出具有复杂背面结构(如加强筋122、嵌入部件等)的吸塑产品1。

基于上述步骤，本实施例克服了传统吸塑工艺仅能实现单面或简单结构成型的局限性，解决了现有吸塑产品1内部复杂结构难以一体成型，且步骤繁琐，生产周期长，导致成本较高的问题。

在一些实施例中，将内部支架12吸附于模具2包括：进行抽真空操作，以将内部支架12吸附于模具2。

本实施例当内部支架12放置于模具2后，进行抽真空操作，抽出模具2与内部支架12之间的空气，形成负压环境，这样就使得内部支架12被牢牢地吸附在模具2表面，确保内部支架12稳固且精准地与模具2贴合，不会在后续的吸塑工序中发生移位，保证了吸塑片在加热软化并覆盖在模具2上时，能准确地包覆住内部支架12，并在冷却定型后与内部支架12完美贴合并形成一体结构，以完成带背面结构的吸塑产品1的生产。此外，根据上述方式成型的吸塑产品，其尺寸精度高，减少因尺寸偏差造成的装配困难。

在一些实施例中，将吸塑片放置于模具2上，并覆盖于内部支架12，以使得吸塑成型形成的外蒙皮11与内部支架12贴合前还包括：对内部支架12的贴合边进行加热，以使得内部支架12的贴合边软化。

本实施例通过加热内部支架12的贴合边，可以使其材质达到一定的软化状态，从而增加与后续覆盖在其上的吸塑片之间的粘合力和贴合度，以便能够更好地与即将吸附于模具2上并冷凝成型的吸塑片熔接在一起，确保二者之间形成牢固、无缝隙的结合，防止空气或水分进入，提高产品的密封性和整体结构强度。

一同参阅图2，在一些实施例中，将吸塑片放置于模具2上，并覆盖于内部支架12，以使得吸塑成型形成的外蒙皮11与内部支架12贴合包括：

S121、对吸塑片均匀加热至软化状态；

该步骤中利用热塑性塑料的特性，在一定温度下使其由固态变为可塑性极高的粘流态，以便能够根据模具2和内部支架12的形状来改变自身的形态。

S122、当吸塑片软化到预设程度后，将其覆盖于模具2上，并覆盖于内部支架12，进行抽真空操作，以抽取吸塑片与模具2之间、以及吸塑片与内部支架12之间的空气，使吸塑片贴合于模具2与内部支架12，形成外蒙皮11。

本步骤在吸塑片软化到预设的可成型程度后，迅速将其放置于已经固定好内部支架12的模具2上方，并通过抽真空操作抽取吸塑片与模具2之间、以及吸塑片与内部支架12之间的空气，以创造一个负压环境，利用大气压力差促使软化的吸塑片紧密吸附在模具2表面及内部支架12之上，从而复制模具2的所有细节特征，其中，细节特征包括包裹住内部支架12的部分。

最终，随着吸塑片冷却并硬化，它将与模具2和内部支架12形成牢固的贴合，由此产生的外蒙皮11部分就完美地包裹住了内部支架12结构，形成具有复杂背面或内部结构的吸塑产品1，不仅提高了产品的整体刚性和稳定性，还能够在单一工序中实现内外部结构的一体化成型，降低了后续组装的复杂度和成本。

在一些实施例中，对外蒙皮11与内部支架12贴合的边缘进行焊接后还包括：关闭加热装置，待外蒙皮11与内部支架12冷却后，停止抽真空操作，并进行脱模处理。

本实施例在对外蒙皮11(即吸塑成型后的塑料部分)与内部支架12贴合边缘进行焊接操作后，首先关闭加热装置，以停止对焊接部位进一步提供热能，确保焊接点能够在适宜的温度下冷却固化，形成稳定而牢固的连接。由于抽真空旨在于在吸塑过程中让软化的塑料片材紧贴模具2和内部支架12，而在产品已经成型并冷却硬化之后，无须继续吸附，故而待外蒙皮11与内部支架12完全冷却至室温或设定的安全脱模温度后，停止抽真空操作，避免对外蒙皮11和内部支架12间的结合强度产生不利影响。最后，将已冷却固化的吸塑产品1从模具2中取出，脱模时需确保产品与模具2之间的粘附力减小到可分离的程度，防止因脱模不当导致的产品变形或损坏。

优选地，本实施例中的内部支架12的放置方向与脱模方向一致，可以理解地，本实施例中的内部支架12的放置方向指代内部支架12与外蒙皮11连接侧的朝向。

需要说明的是，本实施例可在模具2上设置避让和脱模的空间，以便采用直接脱模的放置进行脱模；此外，也可以在模具2内部制作滑块，采用油缸或是气缸控制，利用油缸或者气缸控制滑块滑动，抵顶内部支架12和/或外蒙皮11进行脱模。

请参阅图6至图8，本发明第二方面提供了一种带背面结构的吸塑产品1，应用上述的带背面结构的吸塑产品1成型方法制成，带背面结构的吸塑产品1包括外蒙皮11以及内部支架12，本实施例中的内部支架12用于增强产品整体强度或提供特定功能(如安装固定点)的结构部件，外蒙皮11与内部支架12连接，内部支架12包括搭接边121，搭接边121的宽度不小于5mm，以确保内部支架12与外蒙皮11之间有足够的接触面积，从而在焊接、粘接等后续工序中能够形成牢固的结合，提高整个产品的结构稳定性，同时便于操作者进行有效的边缘焊接或热熔对接，避免由于接触面积过小导致的焊接不充分或脱焊问题。

在一些实施例中，内部支架12还具有加强筋122以及用于辅助外蒙皮11的抽真空操作通气孔123。

本实施例的内部支架12中包含加强筋122，用于高局部强度，可以有效分散并承受来自产品使用过程中的应力，防止产品因受力不均而发生变形或破裂，以增强吸塑产品1的整体力学性能和稳定性。此外，内部支架12还设置了通气孔123，以便当吸塑片被加热软化后覆盖在模具2与内部支架12之上时，将空气从塑料与模具2、内部支架12之间的间隙快速排出，形成有效的负压环境，促使塑料材料紧贴模具2表面均匀冷却定型，从而得到精确且光滑的吸塑件表面以及与内部支架12的良好结合效果。

需要说明的是，内部支架12包括两个结构，一种结构为加强筋结构124，用于加强外蒙皮11的整体力学性能和稳定性，该加强筋结构124包括与外蒙皮11连接的搭接边121以及加强筋122；另一种为安装固定结构125，用于与其它结构连接，该安装固定结构125包括搭接边121以及支撑部1251，支撑部1251为中空结构，且形成有与其它结构连接的安装位1252。

在实际应用过程中，超过30mm*30mm的内部支架12需在贴合面均匀设计通气孔123，低于30mm*30mm的内部支架12可不设置通气孔123，需要说明的是，内部支架12设置有通气孔123的位置需要做加强处理，防止吸附时，负压环境导致内部支架12变形的情况出现。

优选地，内部支架12采用注塑或挤出工艺成型，以为吸塑产品1提供必要的结构强度和刚性，保证成品具备良好的力学性能。需要说明的是，本实施例的内部支架12可以采用注塑或挤出工艺成型，以制成标准件。

如图4所示，本发明第三方面还提供了一种模具2，用于制备如上述的带背面结构的吸塑产品1，模具2包括底座21、压边圈22、内模仁23、吸附装置、加热装置以及焊接装置24，底座21作为模具2的基础部分，其形成有用于放置内模仁23的凹槽211，确保内模仁23能够精确安装并定位，本实施例中的内模仁23安装于凹槽211内，且与凹槽211形成用于供外蒙皮11形成的成型腔，压边圈22设置于底座21上，以在吸塑过程中对吸塑片进行边缘定位和固定，防止材料在成型过程中发生位移或变形，内模仁23具有主体部231以及用于安装内部支架12的多个安装槽232，安装槽232设置于主体部231上，安装槽232的设置使得内部支架12能在特定位置嵌入并与外蒙皮11结合，吸附装置与安装槽232连通，当内部支架12放入安装槽232后，吸附装置可以保证内部支架12稳固地贴附在内模仁23上，以利于吸塑片包覆时能紧密地包裹住内部支架12；加热装置用于加热吸塑片和/或内部支架12的贴合的边缘，确保吸塑片能够软化至预设的可成型程度，此外，在焊接时吸塑片和内部支架12能够顺利熔合在一起，焊接装置24用于连接外蒙皮11与内部支架12贴合的边缘，通过焊接工艺确保内外结构牢固连接，形成具有高质量、高强度及一体化特点的吸塑产品1，本实施例中的焊接装置24为激光焊接装置。

需要说明的是，安装槽232外设置有避让槽233(如图5所示)，以便于内部支架12的脱模操作。

一同参阅图9，在一些实施例中，吸附装置包括至少两套相互独立设置的抽真空组件，内模仁23内具有多个真空通道234，至少一套抽真空组件与安装槽232之间通过对应的真空通道234连通，当需要将内部支架12固定在预定位置时，通过启动相应的抽真空组件，将安装槽232区域内的空气抽出形成负压环境，以将内部支架12吸附于安装槽232，确保其在吸塑过程中不会移动或变形，保证后续工序中外蒙皮11能够准确无误地包覆在内部支架12之上；至少一套抽真空组件与其余对应的真空通道234连通，以将吸塑片吸附于内模仁23表面，以便加热软化的塑料薄片(即吸塑片)覆盖在内模仁23和已固定的内部支架12上时，通过上述真空通道进行抽真空操作，可以有效地将吸塑片紧紧吸附于内模仁23表面，并且贴合内部支架12的所有细节部分，进而随着材料冷却定型而形成紧密、精确的产品外壳(外蒙皮11)。

综上，本发明实施例提供一种带背面结构的吸塑产品成型方法、吸塑产品1及模具2，其在吸塑成型前，将预先设计和制造好的内部支架12放置于模具2内，并确保其牢固吸附在模具2相应的位置上。接下来，将吸塑片材覆盖在模具2上方，同时让吸塑片完全包裹住内部支架12。当塑料片材冷却并紧贴模具2形状时，会形成与内部支架12相匹配的外蒙皮11部分，实现初步的一体化结合。最后，在吸塑成型过程完成后，对外蒙皮11与内部支架12贴合的边缘部位进行焊接处理，以达到稳固连接内外两部分的目的。通过上述步骤，本发明解决了现有吸塑产品1内部复杂结构难以一体成型，且步骤繁琐，生产周期长，导致成本较高的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。