專利名稱：鑲嵌模制前蓋及制造方法
技術領域：
本發明涉及塑料件模制，具體地說，涉及用預印制的薄板來進行鑲嵌模制。
為了降低制作塑料件的復雜程度和成本，采用“模內裝飾(in-molddecorating)”來免除輔助印制步驟，并避免用傳統鑲嵌模壓的多個注射步驟。例如，自動化儀表前蓋可能要求在單個模壓塑料件上印制說明性內容、背景透光的半透明說明性內容(back-lit translucent legends)，及清晰的顯示窗口，而其余部份則為暗黑或其它任何顏色。使用模內裝飾時，塑料鑲嵌板可預先印制上所期望的背景色，彩色或透明油墨的說明性內容及透明部份。鑲嵌件被用熱成形成接近前蓋制成品(如果前蓋整體上不平的活)的形狀，然后用模沖切器或鋼沖裁模(steelruled die)來修正鑲嵌件的邊緣，并制成任何窗口及開關孔。將成形的鑲嵌件插入注塑模具中，然后將透明塑料注入鑲嵌件的后面，將鑲嵌件壓成模具的形狀，從而使鑲嵌件成為前蓋的外表面。
采用這種傳統的方法，鑲嵌件的邊緣并不完全與前蓋的邊緣相吻合。鑲嵌件切割及其它步驟中的加工公差要求在鑲嵌件與確定成品件邊緣的模具表面之間有某種公差間隙。如果缺少這種公差間隙，鑲嵌件邊緣就可能在合模時被壓碎或養皺，產生不合格的產品。此外，壓碎鑲嵌件還導致模具損壞或過早磨損。在實際上，由于在模壓期間材料流動及鑲嵌件的切割和拉伸的不可預測性、公差間隙是不規則的。這會在光亮的模壓材料中，尤其是在拉伸不可預測的前蓋角部處產生難看的波紋狀黑邊緣。對于前蓋邊緣被掩蓋的場合，例如儀表板縮進在一自動化儀表控制盤中時，由于波狀邊緣被遮蓋住，因而不會有多大問題。但是對于象手持儀器殼體那樣其整個表面均是可見的，因而要求外觀精美的使用場合來說，現今的模內裝飾技術還是不夠的。
在本說明書公開的本發明實施例通過提供一種制作塑料殼體的方法來克服上述缺點，該制造方法是提供一印刷的有一中央部份的鑲嵌件，該中央部份具有帶邊緣的周緣裙板，然后將此鑲嵌件插入模具的第一側的凹座中。鑲嵌件的裙板長度比凹座的深度大些，從而使裙板邊緣延伸過分模線。模具的第二側在閉合時使凹座封閉，而且它還具有一個第二凹座，第二凹座用于容納在分模線第二側的裙板邊緣。將塑料注入閉合的模具時，將鑲嵌件壓向第一側，形成一個正面部分外表面覆蓋有鑲嵌件的前蓋。此正面部份延伸覆蓋了分模線下的裙板部份。
圖1是本發明一個最佳實施例的手持儀表殼箱側剖視圖；圖2是圖1中實施例的局部放大圖；圖3，4及5是生產圖1中實施例的一系列制造步驟的局部側視圖；圖6是圖1所示實施例嵌鑲件部份的立體圖；圖7，8是圖1所示實施例在第一制作步驟中的角部的局部放大剖視圖；圖9和10是圖1所示實施例在第二制作步驟中的角部的放大局部剖視圖。
圖1所示手持儀器帶有外殼10，外殼10帶有一前蓋12和后蓋14，閉合成一個內部置有電氣線路及構件的腔16。雖然各種形狀的殼均可采用而不會偏離本發明的基本精神，但圖1所示殼為一矩形盒狀結構。
前蓋10有大體上平整的中央平板部份20，在其每一邊緣處垂下一個與之成為一體的側裙板22。在中央平板部份20上覆蓋一層薄塑料片鑲嵌件23，鑲嵌件23沿整個邊緣延伸覆蓋住每一側裙板。鑲嵌件可以印染上制成品殼體所期望的顏色，它也可以有印制的說明性內容，或可以有用于窺看內部情況的未印刷部份，或印刷背景襯托出的說明性內容。如圖所示，鑲嵌件上可以有顯示前蓋材料后面內容的窗口孔24。在這種情況下，透明的熱塑性材料如聚碳酸酯形成一個用于觀看腔16內的電子顯示器26的窗戶。作為一種替換，也可以通過在此鑲嵌件上留下一不印刷的窗口部分而不用在鑲嵌件上開口，并在其外表面上涂上耐擦刮涂層來保護鑲嵌件材料的透明度。一穿過鑲嵌件和前蓋材料的孔30作為開關32操作入口。在此最佳實施例中，鑲嵌件已被真空成形成接近制成品的形狀，邊緣基本切平。
圖2展示前、后蓋之間的連接即接縫處的詳細情況。前蓋側裙板有一接近垂直或垂直于中央板部份的主外表面34，但主表面34略有一點出模斜角，從而使它從側向看略有點兒面向上方。表面34在邊緣40處與傾斜的第二表面36相接，邊緣40與分模線42重合。第二表面36側向傾斜，從分模線42向下延伸，如圖所示的此傾角約45°。第三表面44更為垂直地向下延伸，并在面向下的端面邊緣46處終止延伸。
后蓋14與前蓋相配，并形成一凸緣50及內壁52，這兩者構成接納前蓋邊緣的階形并與第三表面44及邊緣46接觸。一突緣54覆蓋了前蓋裙板的第三表面及部份第二表面，并具有呈45°角側向上方的斜表面56。覆蓋表面56及前蓋第二表面36一起形成一V形溝57提供一顯示審美情趣的特征，此特征可使尺寸微小變化相對溝寬度被忽略，它類似于傳統矩形溝的顯現特征。
后蓋邊緣將前蓋板延伸到V形溝頂點處的覆蓋線58以下的部分覆蓋，只露出了前蓋板斜表面36的一部分，鑲嵌件23的邊60延伸到覆蓋線58以下而被遮蔽。因為鑲嵌件的邊緣以及不同部件之間可能有不同尺寸，所以邊緣延伸得比予期制造公差大。這樣除了能美觀地將邊緣遮蔽外，鑲嵌件還能充分地沿前蓋周邊在分模線42處將邊36覆蓋，這樣就收集了溢料，阻止棱邊上形成模縫，減少了所須修剪量，甚至也減少了模具磨損。
圖3-5展示鑲嵌模塑成形本最佳實施例前蓋的工藝方法。具有第一、二部份62及64的一模具可在打開和閉位位置之間沿軸線66彼此作相對趨近和分開運動。第一模具部份有一腔70，腔70的深度相應于分模線42以下的前蓋深度。第二模具部份64有一槽72，槽72的形狀用于形成分模線42以下的前板部份。槽72環繞著一個芯74。在模具閉合時，芯74填充了腔74的大部份，構成成品前蓋的型腔。沿著槽周邊間隔著分布有多個斜形導向件76，導向件76有向上的斜面，斜面中部與形成成品中表面36的模面36共面。在第一模部份62的相對面上制作有相應數目的精確尺寸的凹腔80。雖然導向件可以沿整個槽延伸中間不留任何間隙，來形成斜分模線，由于在上模部份分模線處要求有一刃形邊緣會在模具維修及壽命方面產生不足而并不希望如此。
鑲嵌件23已被真空成形成一敞口盒形，它充填入腔70的上表面，但它并不向外伸張到脫模角那么大。鑲嵌件的下邊緣60沿橫向只延伸到它在制成品中設定的位置處，這樣可以避免操作過程中面板受一般壓力時，在前蓋角部可能出現的邊緣撕碎或彎曲現象。邊緣60延伸到另一模具部份62分模線42之下，這樣在模具閉合時，它首先接觸斜表面36。如果鑲嵌件的側邊略被壓成弓形，那么此斜表面就如一個楔一樣起作用，使鑲嵌件邊緣在閉合時被定位。導向件76也起同樣的作用，用以校正可能會沿鑲嵌件直線邊緣出現的任何大一點兒的弓形彎曲，以便防止鑲嵌件邊緣在兩半部份模具之間被擠碎。
參看圖4，兩半分開的模具已被移動到閉合位置時，鑲嵌件邊緣剛好壓在模型面36’上。如圖5所示，熔融的透明塑料82已被注入型芯74與鑲嵌件間的空間。注入塑料的壓力和高熱及鑲嵌件的柔性使鑲嵌件側向受擠壓，因而被貼靠于該模型面上，而且充注滿分模面處的斜形空間。如圖所示沿著前蓋直側邊中間部位，鑲嵌件只有二維彎曲，不會在其整個面積上拉長或壓縮。
但是，在拐角部位處或者如在一替換方案中可能要求的圓廓形的周邊各部份處，為了適應模具的形狀，鑲嵌件原先真空成形的形狀必定會受壓縮或被抻長。具體地說，鑲嵌件為適應分模線以上裙板的形狀，必然向外伸展，但是在分模線下面則是向內伸展。對于快速的注塑模壓成形來說，鑲嵌件并沒有足夠的時間快速拉伸來在拐角的分模線處產生向外的突出部分。為了確保鑲嵌件的邊緣能向下延伸到被下蓋的邊緣覆蓋，鑲嵌件的下邊緣一開始就被制作成在制成品中的設計尺寸。這樣，此邊緣就不會被明顯地抻長或壓縮。但是，在拐角部位84處的裙板中間部份將要求抻長，使之在分模線處充分地延伸。由于這是超過了正常模壓成形條件下的鑲嵌件材料的能力，故在拐角部位84的裙板上配置數個沿垂直方向走向的皺褶或槽紋86。這些槽紋張開成光滑表面，從而擴大到充滿模拐角部位，而無須有明顯的抻長。這些槽紋在分模線處最深，以滿足該處所要的最大抻長，槽紋朝向鑲嵌件的邊緣部份及中央扳部份成楔狀。圖7和8展示了在注入塑料前的皺褶(縱向槽)及其外貌，圖9和10展示了縱向槽如何展開成平面狀的。
在此最佳實施例中，鑲嵌件是由聚碳酸酯制作，厚約0.015吋(0.38毫米)。此材料的絕緣性能確保符合電氣儀表的安全標準，此厚度允許保角彎曲，而更加剛性的替換材料則不能保角彎曲。此注塑模壓成形材料也推薦用聚碳酸酯。前蓋為3.25吋(8.3毫米)×6吋(152毫米)×0.85吋(22毫米)壁厚一般為0.1吋(2.5毫米)。
鑲嵌件和注塑模壓材料要選擇成相容的。在模壓成形的熱及壓力作用下，鑲嵌件的一薄層熔化而產生能有效粘接的連接。在本最佳實施例中，兩種材料是相同組份的聚碳酸酯，雖然其它配合的材料也可被采用。不一樣但是相容的材料如聚碳酸酯-ABS也可以用來與聚碳酸酯連接。當鑲嵌件背面印有說明性內容或類似物時，印墨也變成熔化層的一部份，而且應該選擇成相容的，以避免損害結構的整體性。當用不兼容印墨時，應該在鑲嵌件的外表面印刷。
雖然以實施例的形式公開了本發明，但本發明并不受實施例的限止。
權利要求
1.一種制作塑料殼體的方法，它具有以下步驟提供一個有一中央部份及一裙板部份的已印制好的鑲嵌件，裙板部份從中央部份的周邊向下懸垂并終止于一邊緣；將鑲嵌件插入具有接納此鑲嵌件的第一凹座的第一模具部份中，第一凹座由終止于與模具分模線重合的直線處的周緣壁確定；鑲嵌件的裙板長度大于第一凹座的深度，從而使裙板的邊緣延伸到分模線之下；移動第二模具部份到第一模具部份接觸的閉合位置來閉合凹座，第二模具部份有一與鑲嵌件裙板正對的第二凹座，從而使此裙板部份在模具處于閉合位置時伸進第二凹座中；將塑料充注入第一、二凹槽座中鑲嵌件與第二模具部份之間的區域，并將鑲嵌件壓向第一凹座。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，鑲嵌件有一平塑料板，使塑料板熱成形而形成裙板部份。
3.如權利要求2形成所述方法，還包括切割鑲嵌件，形成邊緣的步驟。
4.如權利要求2所述方法，其特征在于，鑲嵌件有一角部，裙板在該處形成一斜角；熱成形面板的步驟還包括在裙板上形成可擴張的隆起脊線，從而使得裙板的角部可以擴張而填充凹座。
5.如權利要求1所述方法，其特征在于，將鑲嵌件壓向第一凹座的步驟還包括使裙板的中間部份沿橫向擴張到裙板邊緣的范圍外。
6.如權利要求1所述方法，其特征在于，將鑲嵌件壓向第一凹座的步驟還包括沿裙板的中間部份形成一邊緣。
7.如權利要求6所述方法，其特征在于，該邊緣與模具的分模線一致。
8.一種前蓋，它具有一中央平板部份，它具有面向第一方向的外表面及面向相反的第二方向的內表面；一從平板部份的周邊懸垂下的裙板，裙板至少在某種程度上相對第二方向傾斜放置；裙板有一第一主表面，主表面背離中央平板部份的方向，而且至少有一點兒朝向第一方向；裙板有在分模線處與第一主表面相連接的第二表面，它背離中央平板部份的方向，而且至少略微朝向第二方向，從而使第一、二表面有方向相反的出模斜度；以及一個已經印刷上材料的單片板，它覆蓋并形成中央平板部份的外表面，并延伸過裙板的第一表面，而且覆蓋和形成裙板第二表面的至少一部份。
9.如權利要求8所述前蓋，其特征在于，裙板環繞中央平板部份，形成一面向第二方向的凹座。
10.如權利要求8所述前蓋，其特征在于，整個第一表面是被面板覆蓋的。
11.如權利要求8所述前蓋，其特征在于，面板延伸到分模線之下。
12.如權利要求8所述前蓋，其特征在于，它還有一個后蓋，后蓋可與裙板配合形成一個腔，而且后蓋有一周緣，它部份地覆蓋裙板第二表面下部，而露出裙板第二表面的上部。
13.如權利要求12所述前蓋，其特征在于，面板覆蓋裙板第二表面的整個上部，從而使面板的邊緣被下蓋隱藏。
14.如權利要求12所述前蓋，其特征在于，后蓋有一配合表面，配合表面至少部份地面向第一方向，并部份地以相應于裙板第二表面的角度向內傾斜，從而使此配合表面與裙板第二表面進行面-面接合。
15.如權利要求12所述前蓋，其特征在于，后蓋有一面向外的周緣表面，而且周緣表面部份地朝向第一方向；在裝配時，周緣表面與裙板的第二表面形成一V形溝。
16.一模壓成形的塑料前蓋，它具有一鑲嵌件，它具有作為前蓋主外表面的第一表面及相反的第二表面；粘接于第二表面、與第二表面構成整體的一模鑄材料；構成第一及第二前蓋部份之間界限的分模線；第一、二前蓋部份各有相應的出模斜度，因此使前蓋易于脫模；以及鑲嵌件覆蓋第一前蓋部份的主要部份，而且延伸過分模線，至少部份地覆蓋第二前蓋部份。
17.如權利要求16所述有蓋，其特征在于，鑲嵌件和模鑄材料是相同的材料。
18.如權利要求16所述前蓋，其特征在于，分模線環繞著前蓋的整個周緣延伸，而且鑲嵌件延伸過全部分模線。
19.如權利要求16所述前蓋，其特征在于，分模線在呈夾角的接縫表面之間形成連接。
20.如權利要求16所述前蓋，其特征在于，還有一后蓋，后蓋可與前蓋配合而覆蓋住前蓋第二部份的一部份，而且整個第二部份被后蓋及鑲嵌件的組合中的一構件覆蓋。
全文摘要
一種制造塑料殼的方法,先在帶中央部分的預印制鑲嵌件上制造出帶邊的環繞裙板部分,再將鑲嵌件插入一模具第一側上的凹座中。鑲嵌件裙板的長度大于凹座的深度,從而使裙板的邊緣延伸過分模線。將模具第二側閉合使凹座封閉,模具的第二側有第二凹座,第二凹座接納在分模線第二側的裙板邊緣。將塑料注入閉合的模具時,將鑲嵌件壓向第一側,并將鑲嵌件覆蓋在前蓋前部的外面,鑲嵌件還延伸覆蓋了分模線下面的裙板部分。
文檔編號B29K105/32GK1200979SQ9811509
公開日1998年12月9日 申請日期1998年5月13日 優先權日1997年5月13日
發明者J·S·萊福德 申請人:特克特朗尼克公司