專利名稱：壓制成型裝置和壓制成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)預(yù)型件，例如對(duì)陶瓷生坯片以及由浸有熱塑樹脂等材料的加強(qiáng)纖維制成的半固化片等預(yù)型件，進(jìn)行壓制成型的壓制成型裝置和壓制成型方法。
多層電容器歷來(lái)是一種典型的陶瓷層壓制品。在多層電容器中，陶瓷單元內(nèi)布置有多層內(nèi)部電極，外部電極與內(nèi)部電極通過(guò)電路相連，并且外部電極布置在電容器相對(duì)的兩個(gè)端面上。
在制造多層電容器的已知方法中，每一塊陶瓷生坯片上都布置有多個(gè)矩形電極。將若干塊具有多個(gè)電極的陶瓷生坯片彼此層疊，然后，通過(guò)機(jī)械壓力將這些陶瓷生坯片粘結(jié)在一起。通常，壓力粘結(jié)是這樣進(jìn)行的將層疊的陶瓷生坯片放置在金屬模具的下模上，然后，利用上模對(duì)其加壓，使得層疊的陶瓷生坯片被壓制成為一個(gè)各片之間沒有任何間隙的陶瓷單元。在壓力粘結(jié)之后，將陶瓷單元切割成圓柱形芯片，然后對(duì)這些圓柱形芯片進(jìn)行燒結(jié)處理。之后，在這種燒結(jié)芯片的兩個(gè)相對(duì)的端面上加工外部電極。
然而，利用機(jī)械壓力的壓力粘結(jié)方法存在一個(gè)問(wèn)題，即在陶瓷生坯片上，因?yàn)椴贾糜袃?nèi)部電極的部分和沒有電極的其它部分具有不同的厚度，所以無(wú)法使陶瓷生坯片上沒有電極的部分達(dá)到所要求的擠壓密度，因而有可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
特別是，隨著生坯片層疊數(shù)量的增加，壓力粘結(jié)所造成的密度差將變大，并且生坯片的層疊數(shù)量對(duì)密度差的影響極大。因此，在多層電容器的生產(chǎn)中，一直存在這樣一個(gè)問(wèn)題由于壓力粘結(jié)的效果不好，很容易產(chǎn)生廢品，同時(shí)使產(chǎn)量降低。
此外，在加壓過(guò)程中，利用機(jī)械壓力的壓力粘結(jié)會(huì)使金屬模具產(chǎn)生變形，使得隨著上、下模具工作位置的不同，所施加的作用力也隨之變化，這樣便會(huì)產(chǎn)生非均勻壓力，而非均勻壓力也是引起分層的原因之一。
除此之外，如果利用機(jī)械壓力進(jìn)行壓力粘結(jié)，燒結(jié)后的芯片將基本上是一完整的圓柱形。因此，加工在圓柱形芯片上的外部電極將向外突出或鼓出，其突出的距離等于外部電極的厚度，這樣便降低了芯片在基片上的可安裝性。
本發(fā)明正是在上述情況下產(chǎn)生的。
換句話說(shuō)，本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決上述問(wèn)題的裝置和方法，這種裝置和方法能夠均勻地壓制預(yù)型件，例如層疊的陶瓷生坯片，并且能以較高的產(chǎn)量制造出壓制成型制品，例如，可以高效地制造出沒有分層和缺陷的層壓陶瓷制品。
本發(fā)明的另一目的是提供一種沒有機(jī)械故障的壓制成型裝置，這種裝置能夠高速和循環(huán)地生產(chǎn)層壓制品。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，當(dāng)壓蓋元件上的突出部分裝配到壓力容器的空腔中或從空腔中移走時(shí)，壓蓋元件上的突出部分能夠容易地和平滑地裝進(jìn)空腔或從其中移走，而不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。
；本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，當(dāng)壓蓋元件上的突出部分裝配到壓力容器的空腔中或從空腔中移走時(shí)，壓蓋元件上的突出部分能夠容易地和平滑地裝進(jìn)空腔或從其中移走，而不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題，并且這種裝置能夠排出壓制成型過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，從而保證這種裝置能夠以較高的產(chǎn)量生產(chǎn)沒有空穴和沒有刮傷的層壓制品。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，布置在空腔中、并沿著空腔的橫向延伸的彈性元件與空腔的內(nèi)表面構(gòu)成了一個(gè)壓力流體容納空間，而彈性元件、空腔的內(nèi)表面以及壓蓋元件上與空腔相配的凸出部分(因?yàn)榇瞬糠植逶诳涨恢校酝钩霾糠钟址Q為插入部分)共同構(gòu)成了一個(gè)材料容納空間，當(dāng)壓力流體強(qiáng)行引入壓力流體容納空間時(shí)，壓力將作用到位于材料容納空間中的疊片組上，并因而將疊片組壓制成為一件層壓制品，這種壓制成型裝置能夠快速地和循環(huán)地生產(chǎn)出沒有空穴、沒有裂紋和沒有刮傷的層壓制品，而且在將壓蓋元件裝配到壓力容器的空腔中或從其中移走壓蓋元件時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生任何機(jī)械問(wèn)題，而且在安裝和移走壓蓋元件時(shí)，也不會(huì)造成彈性元件的變形，因而不會(huì)使彈性元件受到損壞。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，壓力流體容納空間是密封的，以保證能夠?qū)ΟB片組進(jìn)行高效的壓制成型加工。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，這種壓制成型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且易于制造。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，當(dāng)壓蓋元件的凸出部分裝配到材料容納空間中時(shí)，或者在壓蓋元件的凸出部分已裝配到材料容納空間中之后，材料容納空間中的壓力能夠平穩(wěn)地降低。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，在這種裝置中，在壓蓋的凸出部分裝配到材料容納空間中之后，即使將材料容納空間中的壓力降低，材料容納空間中的彈性元件也不會(huì)損壞，而且這種裝置能夠生產(chǎn)出沒有氣泡和沒有空穴的層壓制品。
本發(fā)明的另一目的是提供一種壓制成型裝置，這種裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)在完全保持制品形狀和不對(duì)制品造成任何破壞的條件下，可以方便地從這種裝置中取出通過(guò)壓制成型加工得到的制品，因此，這種裝置能夠以較高的產(chǎn)量生產(chǎn)壓制成型制品。
本發(fā)明的一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述第一彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且上述第一彈性元件使上述各空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
本發(fā)明的一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述第一彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且上述第一彈性元件使上述空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；上述壓蓋上具有以密封的方式覆蓋上述空腔上述開口的第二彈性元件；由上述第二彈性元件覆蓋、用于容納壓力流體的擠壓空間；以及用于將壓力流體引入上述擠壓空間的第二壓力流體引入裝置；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
本發(fā)明的一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述第一彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且上述第一彈性元件使上述空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；上述壓蓋上具有以密封的方式覆蓋上述空腔上述開口的第二彈性元件；由上述第二彈性元件覆蓋、用于容納壓力流體的擠壓空間；以及由密封在上述擠壓空間中的一層壓力流體構(gòu)成的壓力流體層；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
本發(fā)明的一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述第一彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且上述第一彈性元件使上述空間彼此密封隔離；以及用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及上述壓蓋具有一個(gè)能夠裝配進(jìn)上述空腔并封閉上述開口的凸出部分，并且上述壓蓋上裝有一個(gè)用于將氣體引入和排出上述空腔的上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置。
本發(fā)明的一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面，并且在上述空腔中，布置有一個(gè)沿上述空腔橫向延伸的彈性元件，上述彈性元件與上述空腔中的上述內(nèi)部端面以及上述空腔中的內(nèi)部周邊表面共同構(gòu)成了第一壓力流體容納空間；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述第一壓力流體容納空間的壓力流體引入及排出裝置；能夠插進(jìn)上述空腔的插入件；以及定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述插入件位于上述壓力容器的上述空腔中時(shí)，上述定位裝置用于將上述插入件固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；上述插入件上有一個(gè)作用筒和一個(gè)活塞；上述作用筒包括與上述空腔的上述內(nèi)周邊表面可滑動(dòng)地連接的外周邊表面；與上述活塞的自由端部分的外周邊表面可滑動(dòng)地連接的內(nèi)周邊表面；由上述活塞的自由端面和上述作用筒的上述內(nèi)周邊表面構(gòu)成的材料容納空間；以及用于驅(qū)動(dòng)上述活塞的活塞驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明也包括一種利用上述任何一種壓制成型裝置制造壓制成型制品的方法，這種制造方法的特征是，將預(yù)型件放置在上述空腔內(nèi)的上述材料容納空間中；將上述壓蓋裝配到上述壓力容器上，以便封閉上述空腔內(nèi)的上述開口，同時(shí)將上述預(yù)型件封閉在上述空腔中；將裝有上述壓蓋的壓力容器放在上述定位裝置的中部；之后，通過(guò)第一壓力流體供應(yīng)裝置，將壓力流體強(qiáng)行引入上述空腔的上述內(nèi)端面和上述第一彈性元件之間的空間中，并且通過(guò)上述氣體引入及排出裝置，將上述材料容納空間中的氣體排出，與此同時(shí)，利用加熱裝置對(duì)上述空腔的內(nèi)部進(jìn)行加熱，從而能夠?qū)⑸鲜鲱A(yù)型件加工成一件壓制成型制品；之后，通過(guò)上述氣體引入及排出裝置，將氣體引入上述材料容納空間，使其中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平；通過(guò)上述第一壓力流體供應(yīng)裝置，將上述壓力流體容納空間中的壓力流體排出；移動(dòng)上述定位裝置，使其遠(yuǎn)離上述壓力容器；然后，從上述壓力容器上移去上述壓蓋；以及，在此之后，通過(guò)上述第一壓力流體供應(yīng)裝置，將壓力流體強(qiáng)行引入到上述壓力流體容納空間，以便將上述壓制成型制品從上述材料容納空間中推出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置的斷面示意圖；圖2是一平面示意圖，表示了一種層壓陶瓷制品制造裝置的壓力容器(為了方便也稱為基座)的底部表面，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置基座的局部斷面示意圖；圖4是一斷面示意圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置基座的一種變化；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置的示意側(cè)視圖；圖6是由一疊陶瓷生坯片組成的預(yù)型件的斷面示意圖；圖7是一斷面示意圖，表示了根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的另一實(shí)施例；圖8也是一斷面示意圖，表示了根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的又一實(shí)施例，在此實(shí)施例中，在這種裝置的空腔內(nèi)布置有一個(gè)脫模元件；圖9也是一斷面示意圖，表示了根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的另一實(shí)施例，在此實(shí)施例中，這種裝置內(nèi)有一層壓力流體；圖10是根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的另一實(shí)施例的斷面示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的又一實(shí)施例的斷面示意圖；圖12是一斷面視圖，表示了一種壓制成型制品制造裝置，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖13是一局部斷面視圖，表示了一種壓制成型制品制造裝置中的第一和第二機(jī)體之間的接合部分，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖14表示了一種壓制成型制品制造裝置中的壓力介質(zhì)供應(yīng)及排出裝置，這種壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖15是一平面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置中的一種襯圈；圖16是一平面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置中的另一種襯圈；圖17是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的正視圖，表示了一個(gè)壓蓋元件和用于支撐壓蓋元件并使壓蓋元件能夠垂直移動(dòng)的機(jī)構(gòu)；圖18是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的平面示意圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的斷面示意圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的示意性正視圖，表示了一個(gè)壓蓋元件和用于支撐壓蓋元件并使壓蓋元件能夠垂直移動(dòng)的機(jī)構(gòu)；圖21表示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的工作過(guò)程；圖22表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置中壓力流體供應(yīng)及排出裝置；圖23是一種壓制成型制品制造裝置的斷面視圖，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖24是一局部斷面視圖，表示了一種壓制成型制品制造裝置中的第一和第二機(jī)體之間的接合部分，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖25是一局部斷面視圖，表示了處于安裝位置上的彈性元件；圖26是一彈性元件的局部透視圖，在此彈性元件的上表面加工有一個(gè)槽；圖27是一斷面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置；圖28是一斷面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的工作過(guò)程；圖29是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的斷面圖，在此實(shí)施例中，采用了加工有一個(gè)槽的襯圈；圖30是加工有槽的襯圈的局部透視圖；圖31表示了加工在襯圈上的槽的形狀；圖32是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置的斷面圖，在此實(shí)施例中，使用了不同形式的襯圈；圖33是一種壓制成型制品制造裝置的斷面圖，在此裝置中，使用了一對(duì)加工有槽的內(nèi)、外襯圈；圖34是一對(duì)內(nèi)、外襯圈的局部透視圖；圖35是一局部透視圖，表示了加工有一個(gè)槽的外襯圈和上面具有一個(gè)網(wǎng)狀元件的內(nèi)襯圈；圖36是一種壓制成型制品制造裝置的示意圖，表示了一個(gè)安裝在壓力容器的空腔中的插入元件和一個(gè)用于固定壓力容器上表面以及插入元件下表面的框架，這種裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖37是一頂視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型裝置中的作用筒的上表面；圖38是一斷面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型裝置中的插入元件的結(jié)構(gòu)；
圖39是圖38中圓形虛線處的局部放大斷面視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型裝置中的作用筒內(nèi)圓表面和活塞外圓表面之間的微小間隙；圖40是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型裝置的斷面視圖，表示了處于分離狀態(tài)的壓力容器和插入元件；圖41是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓制成型裝置的斷面視圖，表示了由活塞從作用筒的材料容納空間中推出的壓制成型制品；圖42是一透視圖，表示了在本發(fā)明壓制成型方法中所使用的一種成型模具，其中切去了部分模具；圖43是一斷面視圖，表示了在本發(fā)明壓制成型方法中所使用的一種成型模具；以及圖44是一斷面視圖，表示了在本發(fā)明的壓制成型方法中所使用的一種壓制成型裝置。
輸送到壓制成型裝置中進(jìn)行壓制成型處理的材料稱為預(yù)型件。
只要預(yù)型件能夠放入壓制成型裝置中，并能夠通過(guò)壓力流體將其壓制成為成型制品，預(yù)型件就可以由任何材料制造。
優(yōu)選的預(yù)型件的實(shí)例包括由加強(qiáng)纖維、處于部分硬化狀態(tài)(又稱B階段)的熱定型樹脂和溶劑(如果需要的話)構(gòu)成的一種半固化片；由加強(qiáng)纖維、熱塑樹脂和溶劑(如果需要的話)構(gòu)成的另一種半固化片；由加強(qiáng)纖維、陶瓷顆粒、未硬化樹脂、硬化劑和溶劑(如果需要的話)等材料構(gòu)成的又一種半固化片；主要由陶瓷制成的粉狀材料；以及陶瓷生坯片等。
半固化片中的加強(qiáng)纖維可以是PAN基碳纖維；瀝清基碳纖維；陶瓷纖維；以及通過(guò)汽相生長(zhǎng)制成的碳纖維等。
優(yōu)選的熱定型樹脂的實(shí)例包括環(huán)氧樹脂；不飽和聚酯樹脂；乙烯基酯樹脂；和酚醛樹脂等。優(yōu)選的熱塑樹脂的實(shí)例包括聚乙烯；聚丙烯；聚苯乙烯；尼龍，聚丁烯遠(yuǎn)鄰苯二甲酸鹽(poly-butylenetelepthalate)；ABS樹脂；聚砜樹脂；聚亞苯基硫化物(polyphenylenesulfide)樹脂；聚醚砜(polyethersulfone)；聚醚酮醚(polyetheretherketone)；以及熱塑聚酰亞胺等。
在使用熱定型樹脂的情況下，最好使用硬化劑。
半固化片可以具有任何形狀，并且可以是片狀的。
陶瓷材料的實(shí)例包括Al2O3；Al2O3-TiC(TiN)；BeO；MgO；鋯鈦酸鉛(lead titanate zirconate(PZT))；錳-鋅鐵酸鹽(Mn-Znferrite)；Y2Fe5O12；ZrB2；Si3N4；氧化鉻(zirconia)；富鋁紅柱石(mul-lite)；SiO2)；以及氮化鋁(aluminium nitride)等。
如果需要的話，可以在主要由陶瓷制成的粉狀材料中加入一些已知的添加劑，例如溶劑和粘合劑。
陶瓷生坯片可以是一種柔軟的薄片或薄膜，這種薄片是通過(guò)對(duì)粉狀陶瓷和/或陶瓷材料、有機(jī)或無(wú)機(jī)聚合粘合劑以及溶劑(如果需要的話)的混合物進(jìn)行模壓加工而得到的，在經(jīng)過(guò)燒結(jié)之后，上述薄片將重新變成陶瓷。作為一種選擇，陶瓷生坯片可以是不含粘合劑或溶劑的薄片，這種薄片具有較低的柔性，并且是通過(guò)模壓粉狀陶瓷和/或陶瓷材料而制成的。陶瓷生坯片中也可以包括加強(qiáng)纖維，例如陶瓷纖維。
壓制成型裝置可以用于制造成型制品或模壓制品，例如陶瓷電容；用于飛機(jī)的大尺寸雷達(dá)天線整流罩和其它零件；用于潛水艇的雷達(dá)天線整流罩和聲納整流罩；集成電路封裝殼；閥門元件；水泵轉(zhuǎn)子；透平機(jī)葉片；噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)排氣火花塞；以及高爐材料等。此外，本發(fā)明的方法也能用于加工廣為人知的成型玻璃鋼制品或模壓玻璃鋼制品。
然而，根據(jù)本發(fā)明的壓制成型裝置更適合于將上述的陶瓷生坯片成型或模壓成陶瓷電容等制品。
因此，下面將對(duì)這種能夠?qū)⑻沾缮髌尚突蚰撼芍破返膲褐瞥尚脱b置進(jìn)行詳細(xì)描述。
A.壓制成型裝置(實(shí)施例1)為了便于描述，以后將把這一實(shí)施例中的壓制成型裝置稱為“層壓陶瓷制造裝置”。
日本專利申請(qǐng)No.平6-134651中的實(shí)施例1描述了這種層壓陶瓷制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-134651是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖1所示，作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制造裝置1包括壓力容器體3(在此實(shí)施例中也稱為“基座”)、第一彈性元件4、第二彈性元件5、壓蓋6和作為定位件的框架8。
基座3具有圓柱形的外形。然而，基座3也可以具有任何其它的形狀，例如方柱形。
如圖2和圖3所示，基座3的底部表面上加工有4個(gè)空腔3b，每個(gè)空腔都有一個(gè)方形開口3a。每個(gè)開口3a的尺寸基本上都等于所要得到的層壓陶瓷制品的上表面尺寸?？涨?b的頂部表面位于基座3的內(nèi)部。
如圖1所示，第一彈性元件4布置在空腔3b的頂部表面附近，并且它與空腔3b的周邊表面之間是密封的。在圖1所示的實(shí)施例中，壓力液體保持在空腔3b的頂部表面和相應(yīng)的第一彈性元件4之間的空間里，以便使第一彈性元件4能從頂部表面向下膨脹。
第一彈性元件4可以由任何具有彈性的抗壓材料制造，并且通常是由橡膠制造的。如圖3所示，為了在空腔3b的頂部表面位置布置第一彈性元件4，可以將每個(gè)彈性元件4的外邊緣4a緊緊地裝配到凹槽3c中，凹槽3c加工在靠近相應(yīng)空腔3b頂部表面的基座3上。如圖4所示，作為一種選擇，基座3可以包括第一圓柱形基座元件3d，其上加工有4個(gè)具有方形開口3a的通孔；第二盤形基座元件3f，其上加工有4個(gè)與上述4個(gè)通孔形狀相同的凹槽3e；以及由橡膠等彈性材料制造的第一彈性元件4，第一彈性元件4的尺寸與第一基座元件3d的上表面和第二基座元件3f的下表面相同，并且第一彈性元件4布置在第一基座元件3d的上表面和第二基座元件3f的下表面之間的位置。
如圖1所示，基座3上加工有第一壓力流體引入及排出通道3i，用于連接空腔3b頂部表面上的第一進(jìn)出口3g和基座3外周邊表面上的第二進(jìn)出口3h。管路3j將壓力流體從布置在基座3之外的壓力流體箱(未示出)中引入到第二進(jìn)出口3h。管路3j上安裝有帶有泵(未示出)的第一壓力流體供應(yīng)裝置(未示出)，以便將壓力流體輸送到第一壓力流體引入及排出通道3i，從而將壓力流體強(qiáng)行引入到空腔3b的頂部表面和第一彈性元件4之間的空間中。在此實(shí)施例中，第一壓力流體引入裝置包括第一壓力流體引入及排出通道3i和第一壓力流體供應(yīng)裝置。
基座3上也加工有氣體引入及排出通道3n，通道3n連接著每個(gè)空腔3b內(nèi)周邊表面上的第三進(jìn)出口3k和基座3外周邊表面上的第四進(jìn)出口3m，其中，第三進(jìn)出口3k位于第一和第二彈性元件沒有遮擋住的位置上。與第四進(jìn)出口3m連接的管路3p和氣體引入及排出通道3n相連，排氣泵(未示出)安裝在管路3p的一端，并且排氣裝置(未示出)中包括一個(gè)布置在管路3p上的氣體泄漏閥(未示出)。在此實(shí)施例中，氣體引入及排出裝置包括氣體引入及排出通道3n和排氣裝置。
第二彈性元件5是由橡膠等彈性材料制造的，并且為板形，其尺寸足以覆蓋基座3上表面上的4個(gè)空腔3a的所有開口。
壓蓋6上表面的尺寸和面積與基座3下表面的基本相同。壓蓋6上表面上加工有凹槽7，凹槽7的面積足以覆蓋基座3下表面上的4個(gè)空腔3b的所有開口。第二彈性元件5安裝在凹槽7中，并且彈性元件5的外周邊表面與凹槽7的內(nèi)周邊表面為密封連接。第二彈性元件5和凹槽7是這樣設(shè)計(jì)的，即在平面圖中，凹槽7的開口尺寸和面積與第二彈性元件5的基本相同，或者在平面圖中，第二彈性元件5的尺寸和面積略大于凹槽7的開口尺寸和面積。
壓蓋6上還加工有第二壓力流體引入及排出通道6c，用于連接凹槽7底部適當(dāng)位置上的第五進(jìn)出口6a和壓蓋6外周邊表面上的第六進(jìn)出口6b。第二壓力流體供應(yīng)裝置(未示出)將壓力流體強(qiáng)行引入到壓蓋6上的凹槽7的底部和第二彈性元件5之間的空間中，其中，第二壓力流體供應(yīng)裝置包括布置在基座3之外的壓力流體箱；從壓力流體箱中將壓力流體引入到第六進(jìn)出口6b的管路6d；以及布置在管路6d上的泵(未示出)，此泵用于將壓力流體輸送到第二壓力流體的引入及排出通道6c。在此實(shí)施例中，第二壓力流體引入裝置包括第二壓力流體引入及排出通道6c和第二流體供應(yīng)裝置。
通過(guò)使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)裝置(未示出)，壓蓋6能夠在基座3的開口3a下方的某一位置和壓蓋安裝位置之間進(jìn)行移動(dòng)，在安裝位置上，壓蓋將裝配到基座3上。如圖1和圖5所示，框架8有一對(duì)垂直向上伸出的垂直部件8b以及一個(gè)上部和一個(gè)下部水平部件8c和8d，上部和下部水平部件8c和8d分別將兩垂直部件8b的上端和下端連接起來(lái)。上部和下部水平部件8c和8d以及兩個(gè)垂直部件8b共同形成了一個(gè)矩形開口8a，此開口8a的尺寸可以容納裝有壓蓋6的基座3。開口8a是這樣設(shè)計(jì)的，當(dāng)把裝有壓蓋6的基座3放到開口8a中時(shí)，上部水平部件8c的下表面應(yīng)位于略高于基座3上表面的位置，而下部水平部件8d的上表面則與壓蓋6的下表面處于同一高度，并且兩個(gè)垂直部件8b之間的空間尺寸遠(yuǎn)大于基座3的直徑?；?由一適當(dāng)?shù)难b置所支撐，例如由一框架(未示出)所支撐。也可以將開口8a稱為一個(gè)空間，此空間能夠完全容納由基座3和安裝在基座3上的壓蓋6所組成的壓力容器。
框架8上裝有加熱裝置，在壓制成型過(guò)程中，加熱裝置對(duì)基座3的空腔3b的內(nèi)部進(jìn)行加熱。
如圖5所示，框架8上還裝有可以在軌道9上滾動(dòng)的輪子10，以便使框架8能夠水平移動(dòng)。當(dāng)需要把多個(gè)陶瓷生坯片放入基座3的空腔3b時(shí)，應(yīng)使框架8處于遠(yuǎn)離基座3的位置上，以便能從基座3上移去壓蓋6。當(dāng)需要進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，水平地移動(dòng)框架8，以便將裝有壓蓋6的基座3放到開口8a中。
下面將對(duì)通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的層壓陶瓷制品制造裝置來(lái)加工層壓陶瓷制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
在初始位置時(shí)，框架8處于遠(yuǎn)離基座3的回縮位置，與此同時(shí)，壓蓋6位于基座3的下方。
疊片組11放置在安裝于壓蓋6上的第二彈性元件5上。
每一疊片組11都由一疊陶瓷薄片組成，如果需要的話，可以事先對(duì)這些陶瓷薄片進(jìn)行輕微的預(yù)壓，以便使它們彼此粘結(jié)，或者，作為一種選擇，也可以事先對(duì)這些陶瓷薄片進(jìn)行適度的烘烤，以便使這些薄片聯(lián)結(jié)在一起。作為另一種選擇，還可以通過(guò)使用制作薄片時(shí)所使用的粘結(jié)劑將陶瓷薄片彼此粘在一起。
當(dāng)層壓陶瓷制品制造裝置所生產(chǎn)的層壓陶瓷制品是層壓的多層陶瓷電容器時(shí)，疊片組11將由一疊陶瓷生坯片12所組成，其中，在每個(gè)陶瓷片之間都布置有多個(gè)內(nèi)部電極13，如圖6所示。
圖6所示的疊片組11由4片生坯片12組成，在這些生坯片12之間布置有3層內(nèi)部電極13。然而，陶瓷生坯片12的疊置數(shù)目并不限制為4個(gè)，而且內(nèi)部電極的層數(shù)也不限制為3個(gè)。生坯片和內(nèi)部電極的數(shù)目可根據(jù)需要而定。
在將疊片組11放置在第二彈性元件5上以后，向上移動(dòng)壓蓋3，以便使疊片組11裝入空腔3b。作為設(shè)計(jì)上的一種選擇，也可以不向上移動(dòng)壓蓋3，而是使基座3向下移動(dòng)，以使疊片組11裝入空腔3b。
在疊片組11已經(jīng)裝入空腔3b以后，移動(dòng)框架8，將裝有壓蓋6的基座3放入開口8a中。在這一位置上，框架8的上部水平部件8c的下表面位于十分靠近基座3上表面的位置，同時(shí)，框架8的下部水平部件8d的上表面則處在非常接近壓蓋6的下表面的位置。
當(dāng)各零部件處于上述位置時(shí)，將按照下列步驟對(duì)由陶瓷生坯片12組成的疊片組11進(jìn)行壓制成型加工。
這種壓制成型加工可根據(jù)下述兩種方法中的任何一種方法來(lái)進(jìn)行。
第一種方法包括通過(guò)氣體引入及排出裝置將空腔3b中的氣體排出的步驟。在排出氣體的過(guò)程中，或在氣體已經(jīng)排出，并且在空腔3b中建立了高度真空之后，第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵通過(guò)管路和第一壓力流體引入及排出通道3i將壓力流體P1從壓力流體箱中輸送到每個(gè)空腔3b的頂部表面與相應(yīng)的第一彈性元件4之間的空間。第二壓力流體供應(yīng)裝置中的泵通過(guò)管路和第二壓力流體引入及排出通道6c將壓力流體P2從壓力流體箱中輸送到壓蓋6上的凹槽7底部表面和第二彈性元件5之間的空間。進(jìn)入第二彈性元件5和凹槽7底部表面之間的壓力流體P2在該空間中產(chǎn)生了壓力，此壓力向下推壓壓蓋6，同時(shí)使第二彈性元件5向上凸入到空腔3b中。然而，因?yàn)榭蚣?的下部水平部件8d位于壓蓋6的下方，阻止壓蓋6向下移動(dòng)，所以進(jìn)入第二彈性元件5和壓蓋6之間的空間的壓力流體P2產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，通過(guò)第二彈性元件5的作用，此推力向上推壓疊片組11。另一方面，進(jìn)入基座3的空腔3b和第一彈性元件4之間的空間的壓力流體P1也在該空間中產(chǎn)生壓力，此壓力向上推壓基座3，同時(shí)向下推壓第一彈性元件4。然而，因?yàn)榛?是固定的，并且位于基座3上表面的框架8的上部水平部件8c阻止基座3向上運(yùn)動(dòng)，所以壓力流體P1產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，通過(guò)第一彈性元件4的作用，此推力向下推壓疊片組11。
強(qiáng)大的向下壓力和強(qiáng)大的向上壓力分別通過(guò)第一彈性元件4和第二彈性元件5作用在位于空腔3b中的疊片組11上，對(duì)疊片組11進(jìn)行擠壓，使得各陶瓷生坯片12緊緊地粘結(jié)在一起，從而形成了層壓的陶瓷制品。
通過(guò)第一和第二彈性元件4和5對(duì)疊片組11進(jìn)行的擠壓最好在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。因?yàn)樵趬褐瞥尚瓦^(guò)程中使用了壓力流體，所以通過(guò)第一和第二彈性元件4和5作用在生坯片12的整個(gè)表面上的壓力是均勻壓力。因此，這種壓制成型加工不會(huì)產(chǎn)生任何在對(duì)層疊的生坯片12施加不均勻壓力時(shí)所會(huì)產(chǎn)生的產(chǎn)品缺陷。
當(dāng)壓力的作用時(shí)間達(dá)到了規(guī)定的時(shí)間以后，把分別安裝在管路3p和6d中的減壓閥(未示出)打開，從第一彈性元件4和空腔3b的頂部表面之間的空間中將壓力流體P1排出，并從第二彈性元件5和凹槽7之間的空間中將壓力流體P2排出，從而使通過(guò)第一和第二彈性元件4和5作用在疊片組11上的壓力降低。
當(dāng)壓力降低或壓力消失時(shí)，在基座3的上表面和框架8的上部水平部件8c之間將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中，上部水平部件8c原是用于限制基座3的上表面的。同樣，在壓蓋6的底部表面和框架8的下部水平部件8d之間也將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中的下部水平部件8d原是用于限制壓蓋6的底部表面的。然后，將框架8水平地移動(dòng)到其初始回縮位置。
之后，向下移動(dòng)壓蓋6，以便使壓蓋6和第二彈性元件5與基座3分開。然后，再次操作第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，將壓力流體P1強(qiáng)行輸送到每個(gè)第一彈性元件4和相應(yīng)的空腔3b頂部表面之間的空間中，通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)層壓陶瓷制品施加壓力。所施加的壓力將迫使層壓陶瓷制品向下運(yùn)動(dòng)，并從空腔3b中退出。最后，可以從空腔3b處將已推出的層壓陶瓷制品取走。
在上述的取出層壓陶瓷制品的方法中，先將壓蓋6和第二彈性元件5與基座3的底部表面分離，然后，通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)保留在空腔3b中的層壓陶瓷制品施加一個(gè)壓力，從而將其從空腔3b中推出。然而，作為一種選擇，也可以通過(guò)下列步驟取出層壓陶瓷制品在壓蓋6向下移動(dòng)的過(guò)程中，操作第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，將壓力流體再次強(qiáng)行輸送到每個(gè)第一彈性元件4和相應(yīng)的空腔3b頂部表面之間的空間中，以便通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)層壓陶瓷制品施加壓力。這樣，在壓蓋6向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，層壓陶瓷制品便被從空腔3b中推出。因此，在從基座3上移去壓蓋6時(shí)，也同時(shí)移去了落在壓蓋6上的層壓陶瓷制品。當(dāng)從基座3上移去壓蓋6時(shí)，層壓陶瓷制品是位于壓蓋6的第二彈性元件5上的。因此，可以從第二彈性元件5上立即取走層壓陶瓷制品，并將新的陶瓷疊片組放在第二彈性元件5上。換句話說(shuō)，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速操作。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，第二種壓制成型方法主要通過(guò)第二彈性元件5來(lái)傳遞壓制層壓制品時(shí)所需要的壓力，以及利用第一彈性元件4所傳遞的壓力，將已壓制成型的層壓陶瓷制品推出。特別是，空腔3b中的氣體將通過(guò)氣體引入及排出裝置排出。在排氣過(guò)程中，或在已完成排氣、并在空腔3b中建立了高度真空之后，操作第二壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，通過(guò)管路6d和第二壓力流體引入及排出通道6c，將壓力流體P2從壓力流體箱強(qiáng)行輸送到壓蓋6上的凹槽7底面和第二彈性元件5之間的空間。輸送到壓蓋6上的凹槽7底面和第二彈性元件5之間的壓力流體在該空間中產(chǎn)生了一個(gè)壓力，此壓力使壓蓋6受到一個(gè)向下的推力作用，同時(shí)使第二彈性元件5受到一個(gè)向上的推力作用。然而，由于位于壓蓋6下方的框架8的下部水平部件8d阻止了壓蓋6的向下移動(dòng)，因此，壓力流體在上述空間中產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力，這一壓力通過(guò)第二彈性元件5使陶瓷疊片組受到向上的推壓。
由于向上的大推壓力通過(guò)第二彈性元件5作用在空腔3b中的陶瓷疊片組11上，使疊片組11受到擠壓，使得在每個(gè)空腔3b中的陶瓷生坯片12的疊片組都分別被緊密地壓合為一體，從而形成了層壓陶瓷制品。
通過(guò)第二彈性元件5對(duì)疊片組11進(jìn)行的擠壓最好在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)進(jìn)行。因?yàn)樵趬褐瞥尚图庸ぶ惺褂昧藟毫α黧w，所以通過(guò)第二彈性元件5作用在生坯片12的整個(gè)表面上的壓力是均勻壓力。因此，不會(huì)產(chǎn)生在對(duì)層疊的生坯片12施加不均勻壓力時(shí)所會(huì)產(chǎn)生的產(chǎn)品缺陷。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一彈性元件4而受到壓力作用的陶瓷疊片組11將通過(guò)第一彈性元件4壓向空腔3b的頂部表面，所以第一彈性元件4起到阻尼元件的作用。
當(dāng)壓制成型加工持續(xù)了規(guī)定的時(shí)間之后，操作第二壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，從第二彈性元件5和壓蓋6的凹槽7底面之間的空間中將壓力流體P2排出，從而減小通過(guò)第二彈性元件5作用在疊片組上的壓力。
當(dāng)壓力減小或壓力消失以后，在壓蓋6的底部表面和框架8的下部水平部件8d之間將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中，框架8的下部水平部件8d原是用于限制壓蓋6的底部表面的。然后，將框架8水平地移動(dòng)到其初始回縮位置。
將壓蓋6和壓蓋6上的第二彈性元件5向下移動(dòng)，使它們與基座3分離。在壓蓋6與基座3分開的位置上，層壓陶瓷制品仍保留在空腔3b之中。
這時(shí)，操作第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，將壓力流體P1強(qiáng)行輸送到每個(gè)第一彈性元件4和相應(yīng)的空腔3b頂部表面之間的空間中，通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)層壓陶瓷制品施加壓力，從而將層壓陶瓷制品從空腔3b中推出。然后，可以從空腔3b處將已推出的層壓陶瓷制品取走。
與第一種方法相似，作為一種選擇，在第二種方法中也可以在壓蓋6向下移動(dòng)的同時(shí)，利用強(qiáng)行引入的壓力流體P1將層壓陶瓷制品從空腔3b中推出，從而保證在從基座3上移走壓蓋6時(shí)，壓蓋6的第二彈性元件5上落有層壓陶瓷制品。
(實(shí)施例2)下面將通過(guò)參考附圖對(duì)層壓陶瓷制品制造裝置的另一實(shí)施例進(jìn)行描述，其中，與實(shí)施例1中相同的元件將使用圖1～6中所采用的符號(hào)。
日本專利申請(qǐng)No.平6-134651中的實(shí)施例2描述了作為本發(fā)明實(shí)施例2的層壓陶瓷制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-134651是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖7所示，作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置30包括構(gòu)成壓力容器的基座3；第一彈性元件4；壓蓋31；以及作為定位件的框架8。
基座3、第一彈性元件4和框架8與上述實(shí)施例1中的對(duì)應(yīng)元件基本相同。
壓蓋31是一圓柱形元件，其上表面的形狀和面積與基座3底部表面的基本相同。
壓蓋31的上表面沒有加工實(shí)施例1中所具有的凹槽(圖1中的數(shù)字7)。
在壓蓋31上也沒有加工片于連接圖1中凹槽7底部表面上的第五進(jìn)出口6a和圖1中壓蓋外周邊上的第六進(jìn)出口6b的第二壓力流體引入及排出通道6c。因此，層壓陶瓷制品制造裝置30中沒有如圖1所示的第二壓力流體供應(yīng)裝置，即沒有布置在基座3之外的壓力流體箱，沒有用于將壓力流體從壓力流體箱輸送到第六進(jìn)出口6b的管路6d，以及沒有布置在管路6d上、用于將壓力流體強(qiáng)行引入第二壓力流體引入及排出通道6c的泵。因此，這種層壓陶瓷制品制造裝置中沒有第二壓力流體引入機(jī)構(gòu)。
框架8上裝有加熱裝置，在壓制成型過(guò)程中，加熱裝置能夠?qū)?中的空腔3b的內(nèi)部進(jìn)行加熱。
下面將對(duì)通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的層壓陶瓷制品制造裝置來(lái)加工層壓陶瓷制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
開始時(shí)，框架8位于遠(yuǎn)離基座3和壓蓋6的位置，同時(shí)，壓蓋31與基座3的底部表面分開一定距離，并處在基座3下方的位置上。
多個(gè)陶瓷生坯片疊片組11放置在壓蓋31的上表面，并分別與基座3底部表面上的開口對(duì)齊。
向上移動(dòng)壓蓋31，直到壓蓋31的上表面與基座3的底部表面相接合。這樣，位于壓蓋31上表面的疊片組11便被裝入空腔3b中。
在此實(shí)施例中，基座3是固定的，而壓蓋31可以上下移動(dòng)。然而，作為一種選擇，也可以將壓蓋31固定，而允許基座3上下移動(dòng)。作為另外一種選擇，也可以讓壓蓋31和基座3都能上下移動(dòng)。總之，應(yīng)根據(jù)操作的方便程度等多種因素來(lái)確定壓蓋31和基座3的運(yùn)動(dòng)，唯一的要求是壓蓋31和基座3必須是可以分開的，疊片組11能夠放置在壓蓋31的上表面，并且壓蓋31上的疊片組能夠裝入空腔3b中。
在將疊片組11裝入空腔3b之后，移動(dòng)框架8，使裝有壓蓋31的基座3進(jìn)入框架8的開口8a中。在此位置上，上部水平部件8c的下表面十分靠近基座3的上表面，而框架8下部水平部件8d的上表面則位于非常接近壓蓋31底部表面的位置上。
當(dāng)各零部件處于上述位置時(shí)，將按照下述步驟對(duì)如圖6所示的由多個(gè)陶瓷生坯片12組成的疊片組11進(jìn)行壓制成型加工。
比較特別的是，在加工過(guò)程中，空腔3b中的氣體將由氣體引入及排出裝置排出。在排出氣體的過(guò)程中，或在氣體已經(jīng)排出、并且在空腔3b中已建立了高度真空之后，第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵通過(guò)管路和第一壓力流體引入及排出通道3i將壓力流體從壓力流體箱中強(qiáng)行輸送到每個(gè)空腔3b的頂部與相應(yīng)的第一彈性元件4之間的空間中。進(jìn)入第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的壓力流體將在該空間中產(chǎn)生一個(gè)壓力，此壓力試圖向上推動(dòng)基座3，同時(shí)向下作用在第一彈性元件4上，使其進(jìn)入空腔3b。然而，由于框架8的上部水平部件8c位于基座3的上表面，因此，使基座3不能向上移動(dòng)。其結(jié)果是，進(jìn)入到第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的壓力流體P1產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力，上述壓力通過(guò)第一彈性元件4使疊片組11受到向下的擠壓作用。
這種很大的壓力通過(guò)疊片組11和基座3下部的開口又作用到壓蓋31上，并使壓蓋31受到一個(gè)向下的推力作用。由于框架8的下部水平部件8d位于壓蓋31的下表面，使壓蓋31不能向下移動(dòng)，因此，疊片組11在第一彈性元件4和壓蓋31之間受到高壓的擠壓。在受壓的疊片組11中，陶瓷生坯片12被緊緊地壓合成一體，從而形成了層壓陶瓷制品。
通過(guò)第一彈性元件4對(duì)疊片組11進(jìn)行的擠壓最好在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。因?yàn)樵趬褐撇僮髦惺褂昧藟毫α黧wP1，所以通過(guò)第一彈性元件4作用在生坯片12的整個(gè)表面上的壓力是均勻壓力。因此，這種壓制成型加工不會(huì)產(chǎn)生任何在對(duì)層疊的生坯片12施加不均勻壓力時(shí)所會(huì)產(chǎn)生的產(chǎn)品缺陷。
當(dāng)壓力的作用時(shí)間達(dá)到了規(guī)定的時(shí)間以后，將安裝在管路3p中某一適當(dāng)位置上的減壓閥(未示出)打開，從第一彈性元件5和空腔3b下部表面之間的空間中排出壓力流體P1。壓力流體P1的排出降低了通過(guò)第一彈性元件5作用在疊片組11上的壓力。
當(dāng)壓力降低或壓力消失時(shí)，在基座3的上表面和框架8的上部水平部件8c之間將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中，上部水平部件8c原是用于限制基座3的上表面的，同時(shí)，在壓蓋31的底部表面和下部水平部件8d之間也將出現(xiàn)另一個(gè)間隙。然后，將框架8水平地移動(dòng)到其初始回縮位置。
將壓蓋31向下移動(dòng)，使壓蓋31與基座3的下表面分開。在壓蓋31與基座3分開的位置上，層壓陶瓷制品有可能仍保留在空腔3b之中。
在這種情況下，再次操作第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，將壓力流體P1強(qiáng)行輸送到每個(gè)第一彈性元件4和相應(yīng)的空腔3b頂部表面之間的空間中，通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)層壓陶瓷制品施加壓力。所施加的壓力將迫使層壓陶瓷制品從空腔3b中退出。最后，可以從空腔3b處將已推出的層壓陶瓷制品取走。
在此實(shí)施例中，先將壓蓋31與基座3的底部表面分離，然后，通過(guò)引入壓力流體P1將層壓陶瓷制品從空腔3b中推出。然而，作為一種選擇，也可以在壓蓋31與基座3分離的同時(shí)，引入壓力流體P1，從而保證在從基座3上移走壓蓋31時(shí)，壓蓋31的上表面上落有層壓陶瓷制品。這樣就能夠在壓蓋31與基座3分離時(shí)，迅速將層壓陶瓷制品取出，以便將新的疊片組11放到壓蓋31的上表面，從而有效地改善了這種裝置的可操作性，并大大地提高了生產(chǎn)率。
在此實(shí)施例中，裝在空腔3b中的疊片組11直接放在壓蓋31的上表面。然而，如圖8所示，在壓蓋31上的與每個(gè)空腔3b相對(duì)的位置上最好都裝有脫模元件3a。脫模元件3a可以由聚四氟乙烯(Tefron)等材料制造，這些材料對(duì)于陶瓷生坯片應(yīng)具有脫模特性，并且這些材料具有圓形的形狀，其直徑與空腔3b的開口直徑基本一樣。當(dāng)然，脫模元件的形狀并不一定是與空腔3b的開口直徑基本相同的圓形。唯一的要求是脫模元件的形狀應(yīng)能將疊片組11的上表面與壓蓋31的下表面隔離開。
脫模元件3a能夠裝配到空腔3b的開口中，使得壓蓋31的上表面不會(huì)與疊片組11的上表面直接發(fā)生接觸。因此，當(dāng)疊片組11受壓之后，壓蓋31不會(huì)與層壓陶瓷制品的下表面粘合。
(實(shí)施例3)下面將進(jìn)一步參考附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的層壓陶瓷制品制造裝置的另一實(shí)施例進(jìn)行描述，其中，與實(shí)施例1中相同的元件將使用圖1～6中所采用的符號(hào)。
日本專利申請(qǐng)No.平6-134651中的實(shí)施例3描述了作為本發(fā)明實(shí)施例3的層壓陶瓷制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-134651是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖9所示，作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層壓陶瓷制品制造裝置40包括基座3；第一彈性元件4；壓蓋41；以及作為定位件的框架8。
基座3、第一彈性元件4和框架8與上述實(shí)施例1中的對(duì)應(yīng)元件基本相同。
壓蓋41是一圓柱形元件，其上表面的形狀和面積與基座3底部表面的基本相同。圓柱形壓蓋41的上表面加工有一凹槽42，當(dāng)壓蓋41與基座3底部表面接合時(shí)，凹槽42的開口面積足以覆蓋基座3上的4個(gè)空腔3b的各個(gè)開口。凹槽42內(nèi)裝有一個(gè)流體囊43，由抗壓材料制造的流體囊43中裝有流體F。在此實(shí)施例中，裝有流體F的流體囊43構(gòu)成了一層壓力流體。
流體囊43在本實(shí)施例中作為壓力流體層使用。在疊片組11受壓時(shí)起軟墊作用的壓力流體層可以具有任何結(jié)構(gòu)。對(duì)壓力流體層的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是沒有限制的。例如，壓力流體層可以下列部分構(gòu)成將壓蓋41下表面上的凹槽42的開口密封起來(lái)的彈性板，以及一定量的、由上述彈性板密封在凹槽42中的流體。
壓蓋41上沒有加工如圖1所示的第二壓力流體引入及排出通道6c，通道6c原用于連接底部表面上的第五進(jìn)出口6a和外周邊表面上的第六進(jìn)出口6b。因此，本實(shí)施例中層壓陶瓷制品制造裝置40中沒有圖1所示的第二壓力流體供應(yīng)裝置，即沒有布置在基座3之外的壓力流體箱，沒有用于將壓力流體從壓力流體箱輸送到第六進(jìn)出口6b的管路6d，也沒有布置在管路6d上、用于將壓力流體強(qiáng)行輸送到第二壓力流體引入及排出通道6c的泵?？傊?，這種層壓陶瓷制品制造裝置中沒有第二壓力流體引入機(jī)構(gòu)。
下面將對(duì)通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的層壓陶瓷制品制造裝置加工層壓陶瓷制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
開始時(shí)，框架8位于遠(yuǎn)離基座3的位置，同時(shí)，壓蓋41處在基座3下方的位置上。
將多個(gè)陶瓷生坯片疊片組11放置在凹槽42中的流體囊43的上部，并使它們分別與基座3底部表面上的開口對(duì)齊，其中，凹槽42是加工在壓蓋41的上表面的。由于流體囊43的材料是柔性的，如果直接將疊片組11放在流體囊43上，疊片組11有可能部分地陷入流體囊43中，而無(wú)法受到穩(wěn)定的支撐，因此，最好在流體囊43上疊放一個(gè)支撐元件。
將壓蓋41向上移動(dòng)，以便使壓蓋41的上表面與基座3的底部表面接合，從而將放置在壓蓋41上的疊片組11裝入空腔3b。
在此實(shí)施例中，基座3是固定的，而壓蓋41可以上下移動(dòng)。然而，作為一種選擇，也可以將壓蓋41固定，而允許基座3上下移動(dòng)。作為另外一種選擇，也可以使壓蓋41和基座3都能上下移動(dòng)。總之，應(yīng)根據(jù)操作的方便程度等多種因素來(lái)確定壓蓋41和基座3的運(yùn)動(dòng)，唯一的要求是壓蓋41和基座3必須是可以分開的，以便疊片組11能夠放置在壓蓋41的上表面，并且之后能夠?qū)荷w41上的疊片組裝入空腔3b。
在將疊片組11裝入空腔3b之后，移動(dòng)框架8，使裝有壓蓋41的基座3進(jìn)入框架8的開口8a中。在此位置上，上部水平部件8c的下表面十分靠近基座3的上表面，而框架8的下部水平部件8d的上表面則位于非常接近壓蓋41底部表面的位置上。
當(dāng)各零部件處于上述位置時(shí)，將按照下列步驟對(duì)如圖6所示的由陶瓷生坯片12組成的疊片組進(jìn)行壓制成型加工。
也就是說(shuō)，空腔3b中的氣體將由氣體排出裝置排出。在排出氣體的過(guò)程中，或在氣體已經(jīng)排出、并且在空腔3b中已建立了高度真空之后，第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵通過(guò)管路和第一壓力流體引入及排出通道3i將壓力流體從壓力流體箱中強(qiáng)行輸送到空腔3b的頂部表面與第一彈性元件4之間的空間。進(jìn)入第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的壓力流體將在該空間產(chǎn)生一個(gè)壓力，此壓力使基座3受到一個(gè)向上的作用力，同時(shí)，使第一彈性元件4向下移動(dòng)并進(jìn)入空腔3b。然而，由于框架8的上部水平部件8c位于基座3的上表面，使基座3不能向上移動(dòng)，其結(jié)果是，進(jìn)入到第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的壓力流體P1在該空間中產(chǎn)生了一個(gè)很大的壓力，上述壓力通過(guò)第一彈性元件4使疊片組11受到向下的擠壓作用。
這種很大的壓力又通過(guò)疊片組11作用到壓蓋41上，并試圖使壓蓋41與基座3的底部表面分離。然而，由于框架8的下部水平部件8d使壓蓋41不能向下移動(dòng)，因此，疊片組11在第一彈性元件4和壓蓋41之間受到高壓的擠壓。在受壓的疊片組11中，陶瓷生坯片12被緊緊地壓合成一體，從而形成了層壓陶瓷制品。
在這種壓制成型加工中，流體囊43起到壓力流體層的作用。因此，產(chǎn)生了一個(gè)從流體囊43指向第一彈性元件4的反作用力。在這個(gè)反作用力的作用下，擠壓力以相反的方向施加在生坯片疊片組上，使生坯片緊緊地粘結(jié)成一體，從而形成了層壓陶瓷制品。
通過(guò)第一彈性元件4對(duì)疊片組11進(jìn)行的擠壓最好在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。由于在壓制過(guò)程中使用了壓力流體，因此，通過(guò)第一彈性元件4作用在生坯片的整個(gè)表面上的壓力是均勻壓力。因此，這種壓制成型加工不會(huì)產(chǎn)生任何在對(duì)層疊的生坯片12施加不均勻壓力時(shí)所會(huì)產(chǎn)生的加工缺陷。
當(dāng)壓力的作用時(shí)間達(dá)到了規(guī)定的時(shí)間以后，將安裝在管路3p中的減壓閥(未示出)打開，從第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的空間中排出壓力流體。壓力流體的排出降低了通過(guò)第一彈性元件4作用在疊片組11上的壓力。
當(dāng)壓力降低或壓力消失時(shí)，在壓蓋41的底部表面和框架8的下部水平部件8d之間將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中，下部水平部件8d原是用于限制壓蓋41底部表面的，與此同時(shí)，在基座3的上表面和框架8的上部水平部件8c之間也將出現(xiàn)一個(gè)間隙，其中的上部水平部件8c原用于限制基座3的上表面。然后，將框架8水平地移動(dòng)到其初始回縮位置。
從基座3的底部表面向下移動(dòng)壓蓋41，使壓蓋41與基座3分開。在壓蓋41與基座3分開的位置上，層壓陶瓷制品有可能仍保持在空腔3b之中。
在這種情況下，再次操作第一壓力流體供應(yīng)裝置中的泵，將壓力流體強(qiáng)行輸送到第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的空間中，通過(guò)第一彈性元件4，對(duì)層壓陶瓷制品施加壓力。所施加的壓力將迫使層壓陶瓷制品從空腔3b中退出。最后，可以從空腔3b處將已退出的層壓陶瓷制品取走。
在此實(shí)施例中，先將壓蓋41與基座3的底部表面分離，然后，通過(guò)強(qiáng)行引入壓力流體P1將層壓陶瓷制品從空腔3b中推出。然而，作為一種選擇，也可以在壓蓋41與基座3分離的同時(shí)，引入壓力流體P1，以保證當(dāng)從基座3上移走壓蓋41時(shí)，壓蓋41的上表面上落有層壓陶瓷制品。這樣就能夠有效地改善這種裝置的可操作性，并大大地提高生產(chǎn)率，這是因?yàn)椋?dāng)壓蓋41與基座3分離時(shí)，可以迅速地將層壓陶瓷制品取走，并將新的疊片組放到壓蓋41的上表面。
(實(shí)施例4)本發(fā)明的壓制成型裝置，特別是層壓陶瓷制品制造裝置，在本發(fā)明的特征范圍內(nèi)可以有多種變化形式。
(1)如圖10所示，在實(shí)施例1～3中，最好將第一硬板50疊放在第一彈性元件4的下表面。假設(shè)壓力流體被強(qiáng)行輸送到第一彈性元件4和空腔3b頂部表面之間的空間，以便對(duì)陶瓷疊片組進(jìn)行壓制成型加工，并且疊片組11是直接與第一彈性元件4接觸的，此時(shí)，如果第一彈性元件4的表面具有一定波度，則通過(guò)第一彈性元件4施加到疊片組11的壓力將使疊片組11的上表面也具有波形，其結(jié)果是，將會(huì)生產(chǎn)出變形的層壓陶瓷制品。然而，布置在第一彈性元件4下表面的第一硬板50可以保證即使第一彈性元件4的下表面已經(jīng)變形，并具有一定波度，也能將陶瓷疊片組11的上表面壓制成平面，因此可以制造出沒有任何變形的產(chǎn)品。
第一硬板50的形狀與空腔頂部表面的形狀相同，并且通常由抗壓材料進(jìn)行制造。
(2)如圖10所示，在實(shí)施例1～3中，最好將第二硬板51疊放在第二彈性元件5的上表面。假設(shè)在對(duì)陶瓷疊片組11進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，疊片組的底部表面與第二彈性元件5的上表面直接接觸，此時(shí)，如果第二彈性元件5的上表面具有一定波度，則壓力流體所產(chǎn)生的壓力將使疊片組11的底部表面也具有波形，其結(jié)果是，將會(huì)生產(chǎn)出變形的層壓陶瓷制品。然而，布置在第二彈性元件5上表面的第二硬板51可以保證即使第二彈性元件5的下表面已經(jīng)變形，并具有一定波度，也能將陶瓷疊片組11的下表面壓制成平面，因此可以制造出沒有任何變形的產(chǎn)品。
第二硬板51的形狀與空腔開口的形狀相同，并且通常由抗壓材料進(jìn)行制造。
(3)在實(shí)施例1～3中的層壓陶瓷制品制造裝置中，基座上都加工有4個(gè)空腔。然而，就加工在基座上的空腔的數(shù)量而言是沒有限制的，只要本發(fā)明的目的能夠?qū)崿F(xiàn)，可以在基座上加工任何數(shù)量的空腔。
每個(gè)空腔在水平面上的形狀也不限制為方形，圓形也可以作為空腔在水平面上的形狀。只要空腔的尺寸能夠容納下陶瓷疊片組，在水平面上，空腔可以具有任何形狀。
(4)基座3中的每個(gè)空腔3b的邊緣可以加工成斜面，如圖11中的數(shù)字60所示。
沿著每個(gè)空腔3b的邊緣加工的斜面60使得在空腔3b中壓制成型的層壓陶瓷制品可以容易地從空腔中退出，而不會(huì)被空腔的邊緣所損壞，其結(jié)果是也使產(chǎn)量得到了提高。
(5)在上述的實(shí)施例1～3中，框架是定位件。然而，在本發(fā)明中，只要能夠防止壓蓋在壓力流體的作用下與基座分離，定位件可以具有任何結(jié)構(gòu)。在上述作為定位件的框架的位置上，也可以使用能夠?qū)⒒蛪荷w連結(jié)為一體的其它適當(dāng)裝置。定位件可以是能夠?qū)⒒鸵挥糜谌菁{基座的圓柱形元件固定在一起的銷釘或螺栓，以及能夠?qū)A柱形元件和基座上的壓蓋固定在一起的銷釘或螺栓。
然而，框架更適合于作為定位件。在框架作為定位件的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單地移動(dòng)框架，可以限制壓力容器和安裝在壓力容器上的壓蓋的運(yùn)動(dòng)。使用框架作為定位件可以免除插拔銷釘?shù)牟僮骰驍Q緊螺栓的操作。
(6)在實(shí)施例1～3中，壓蓋是與壓力容器的底部表面連接的。然而，作為一種選擇，也可以在壓力容器的上表面加工能夠由壓蓋所覆蓋的空腔。
簡(jiǎn)而言之，這種可選的變化形式可用圖1，3，4，7，8，9，10以及圖11來(lái)表示，但應(yīng)將上述各圖的上下位置顛倒過(guò)來(lái)。顛倒的圖中所以表示的層壓陶瓷制品制造裝置也很容易理解，只需把實(shí)施例1～3中的“頂部表面”、“下部”和“上部”分別換為“底部表面”、“上部”和“下部”即可。
日本專利申請(qǐng)No.平5-86549中描述了本實(shí)施例，上述日本專利申請(qǐng)No.平5-86549也是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)，這里將其作為參考。
下面將對(duì)本發(fā)明的其它優(yōu)選形式進(jìn)行說(shuō)明。
第一種形式是一臺(tái)層壓陶瓷制品制造裝置，此裝置包括加工有一個(gè)空腔的基座，上述空腔內(nèi)能夠容納多個(gè)陶瓷生坯片；布置在上述空腔頂部表面、并以流體密封的形式覆蓋上述頂部表面的第一彈性元件；以流體密封的形式覆蓋上述空腔的下部開口的第二彈性元件；能夠通過(guò)上述第二彈性元件將上述空腔的下部開口關(guān)閉的壓蓋；加工在上述基座中的第一壓力流體引入裝置，用于將壓力流體引入到上述空腔的頂部表面和上述第一彈性元件之間的空間；第二壓力流體引入裝置，用于對(duì)上述第二彈性元件施加壓力；在對(duì)上述生坯片進(jìn)行加工時(shí)，用于使上述壓蓋和上述基座固定的定位件；氣體引入及排出裝置，用于從上述空腔中的上述第一彈性元件和上述第二彈性元件之間的空間中排出氣體；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的加熱裝置。
第二種形式是一臺(tái)層壓陶瓷制品制造裝置，此裝置包括加工有一個(gè)空腔的基座，上述空腔內(nèi)能夠容納多個(gè)陶瓷生坯片；布置在上述空腔頂部表面、并以流體密封的形式覆蓋上述頂部表面的第一彈性元件；以流體密封的形式覆蓋上述空腔的下部開口的壓蓋；第一壓力流體引入裝置，用于將壓力流體引入到上述空腔的頂部表面和上述第一彈性元件之間的空間；在對(duì)上述生坯片進(jìn)行加工時(shí)，用于使上述壓蓋和上述基座固定的定位件；氣體引入及排出裝置，用于從上述空腔中的上述第一彈性元件和上述壓蓋之間的空間中排出氣體；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的加熱裝置。
第三種形式是一臺(tái)與第二種形式相似的層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，在上述壓蓋對(duì)著上述空腔的表面上，裝有脫模元件。
第四種形式是一臺(tái)層壓陶瓷制品制造裝置，此裝置包括加工有一個(gè)空腔的基座，上述空腔內(nèi)能夠容納多個(gè)陶瓷生坯片；布置在上述空腔頂部表面、并以流體密封的形式覆蓋上述頂部表面的第一彈性元件；以流體密封的形式覆蓋上述空腔的下部開口的第二彈性元件；加工在上述基座中的第一壓力流體引入裝置，用于將壓力流體引入到上述空腔的頂部表面和上述第一彈性元件之間的空間；能夠通過(guò)上述第二彈性元件將上述空腔的下部開口關(guān)閉的壓蓋；密封地布置在上述第二彈性元件和上述壓蓋之間的一層壓力流體層；在對(duì)上述生坯片進(jìn)行加工時(shí)，用于使上述壓蓋和上述基座固定的定位件；氣體引入及排出裝置，用于從上述空腔中的上述第一彈性元件和上述第二彈性元件之間的空間中排出氣體；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的加熱裝置。
第五種形式是第一到第四種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，在上述第二彈性元件上疊放有第一硬板。
第六種形式是第一、第四和第五種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，在上述第二彈性元件上疊放有第二硬板。
第七種形式是第一到第六種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，基座上加工有多個(gè)空腔。
第八種形式是第一到第七種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，沿上述空腔或沿上述每個(gè)空腔的邊緣加工有斜面。
第九種形式是第一到第八種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，所不同的是，上述第一彈性元件的邊緣部分插在上述空腔或上述每個(gè)空腔周邊表面上的凹槽中。
第十種形式是第一到第九種形式中的任何一種層壓陶瓷制品制造裝置，這種裝置很容易理解，只需把“頂部表面”和“下部開口”分別更換為“底部表面”和“上部開口”即可。
第十一種形式是利用第一種形式中的層壓陶瓷制品制造裝置加工層壓陶瓷制品的方法，此方法的步驟包括將位于第二彈性元件上的、由多個(gè)陶瓷生坯片組成的疊片組放進(jìn)上述空腔中；操作上述第一壓力流體供應(yīng)裝置，將壓力流體引入到上述空腔的頂部表面和上述第一彈性元件之間的空間中，同時(shí)操作上述第二壓力流體引入裝置將壓力流體引入，以便通過(guò)上述第一和第二彈性元件，對(duì)由多個(gè)陶瓷生坯片組成的疊片組進(jìn)行壓制成型加工；以及，在壓制成型加工之后，卸去由上述第二壓力流體引入裝置產(chǎn)生的壓力，以便在上述第一壓力流體供應(yīng)裝置產(chǎn)生的壓力作用下，將層壓陶瓷制品從上述空腔中推出。
第十二種形式是利用第一種形式中的層壓陶瓷制品制造裝置加工層壓陶瓷制品的方法，此方法的步驟包括將位于第二彈性元件上的、由多個(gè)陶瓷生坯片組成的疊片組放進(jìn)上述空腔中；操作上述第二壓力流體引入裝置，使上述第二彈性元件受到擠壓，從而對(duì)由多個(gè)陶瓷生坯片組成的疊片組進(jìn)行壓制成型加工；卸去由第二壓力流體引入裝置產(chǎn)生的壓力；以及，在此之后，操作上述第一壓力流體引入裝置，將壓力流體引入到上述第一彈性元件和上述空腔頂部表面之間的空間中，以便將層壓陶瓷制品從上述空腔中推出。
(1)根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種層壓陶瓷制品制造裝置，這種裝置能夠以高產(chǎn)量生產(chǎn)層壓陶瓷制品，同時(shí)，產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)任何分層現(xiàn)象。
(2)根據(jù)本發(fā)明，在壓制成型過(guò)程中，陶瓷疊片組底部表面與壓蓋上表面的粘合問(wèn)題以及在從壓蓋上表面剝離粘合的陶瓷疊片組時(shí)所出現(xiàn)的碎片和裂紋問(wèn)題均得到了解決，從而保證了根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠以較高的產(chǎn)量生產(chǎn)層壓陶瓷制品。
(3)根據(jù)本發(fā)明，第一彈性元件上表面的形狀不會(huì)傳遞到層壓陶瓷制品的上表面，而且第一彈性元件不會(huì)使層壓陶瓷制品產(chǎn)生變形，因此也使產(chǎn)量得到了提高。
(4)根據(jù)本發(fā)明，第二彈性元件上表面的形狀不會(huì)傳遞到層壓陶瓷制品的下表面，而且第二彈性元件不會(huì)使層壓陶瓷制品產(chǎn)生變形，因此也使產(chǎn)量得到了提高。
(5)根據(jù)本發(fā)明，可以使用具有多個(gè)空腔的基座，這樣便能在一個(gè)壓制成型周期中生產(chǎn)出多個(gè)層壓陶瓷制品，其結(jié)果是，使產(chǎn)量進(jìn)一步得到提高。
(6)根據(jù)本發(fā)明，沿著空腔開口的邊緣加工有斜面，在壓制成型操作完成之后，當(dāng)從空腔中取出層壓陶瓷制品時(shí)，空腔的這種邊緣部分不會(huì)刮傷層壓陶瓷制品，從而保證生產(chǎn)的層壓陶瓷制品無(wú)刮傷，其結(jié)果是，也使產(chǎn)量得到了提高。
(7)根據(jù)本發(fā)明，第一彈性元件的邊緣部分是插在空腔周邊表面上的凹槽中的，從而保證第一彈性元件能夠得到可靠的密封安裝，以便消除第一彈性元件和空腔頂部表面之間的壓力流體的泄漏，使陶瓷生坯片的壓制成型操作能夠高效地進(jìn)行，其結(jié)果是，提高了層壓陶瓷制品的生產(chǎn)率。
(8)根據(jù)本發(fā)明，可以容易地從空腔中推出壓制完成的層壓陶瓷制品，同時(shí)不會(huì)引起任何分層現(xiàn)象，這也將提高層壓陶瓷制品的產(chǎn)量。
(實(shí)施例5)實(shí)施例5中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130688中的實(shí)施例1描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130688是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖12所示，這種壓制成型制品制造裝置包括壓力容器101；壓蓋元件102；彈性元件103；襯圈104；以及作為定位件的框架105。
壓力容器101的外部直徑遠(yuǎn)大于其高度，并且為圓柱形。然而，壓力容器101的形狀并不局限于圓柱形，也可以將其形狀設(shè)計(jì)成方板形。
壓力容器101由第一機(jī)體106和第二機(jī)體107構(gòu)成，其中，第二機(jī)體107上疊放著第一機(jī)體106，并且第二機(jī)體107上加工有一空腔。
如圖13所示，第一機(jī)體106上加工有圓形的盤狀空間108，空間108的上方和下方分別具有上、下開口。
如圖13所示，第二機(jī)體107的形狀使其能夠支撐疊放在它上方的第一機(jī)體106，并且在第二機(jī)體107的上部加工有一個(gè)凹槽109，凹槽109的開口大小和形狀與第一機(jī)體106中的空間108的大小和形狀相同。換句話說(shuō)，第一機(jī)體106是由一圓柱形元件構(gòu)成的，此圓柱形元件具有能夠安裝壓蓋元件的第一開口和與第一開口的位置相對(duì)的第二開口。
當(dāng)把第一機(jī)體106疊放在第二機(jī)體107上時(shí)，第二機(jī)體107的上表面便與第一機(jī)體106的下表面相接合。如圖13所示，第二機(jī)體107的上表面具有一向凹槽109傾斜的、并圍繞凹槽109的圓錐形表面110，并且在圓錐形表面110的下端加工有沿水平方向延伸的環(huán)形水平表面111，其中，環(huán)形水平表面111與凹槽109相連。當(dāng)?shù)谝粰C(jī)體106疊放在第二機(jī)體107上、使得第二機(jī)體107的上表面與第一機(jī)體106的下表面相接合時(shí)，第一機(jī)體106的下表面、與下表面平行的環(huán)形水平表面111以及圓錐形表面110在垂直平面上共同構(gòu)成了一個(gè)槽，如圖13所示。第一機(jī)體106的下表面和加工在第二機(jī)體107上表面的圓錐形表面110構(gòu)成了楔形支撐環(huán)安裝部分112，而第一機(jī)體106的下表面和加工在第二機(jī)體107上表面的環(huán)形水平表面111構(gòu)成了彈性元件安裝部分113。
具有楔形斷面的支撐環(huán)114安裝在楔形支撐環(huán)安裝部分112中。在壓制成型過(guò)程中，只要楔形支撐環(huán)114能夠產(chǎn)生塑性變形或彈性變形，楔形支撐環(huán)114可以由任何材料制造。根據(jù)壓力水平的不同，楔形支撐環(huán)114的材料可從各種熱塑材料、各種金屬材料、以及各種橡膠材料等材料中適當(dāng)選擇。在此實(shí)施例中，支撐環(huán)是由金屬材料制造的。
彈性元件115的邊緣部分安裝在彈性元件安裝部分113之中。彈性元件115可以由任何具有彈性和抗壓性能的材料制造，并且通常由橡膠材料制造。
彈性元件115在平面圖上為圓形，并且彈性元件115具有彎折的邊緣部分，一個(gè)盤形的支撐元件116安裝在上述彎折的邊緣部分中，使得彈性元件115與支撐元件116連在一起。支撐元件116上加工有大量的小孔117。支撐元件116不僅在彈性元件115覆蓋壓力容器101的凹槽時(shí)能夠防止彈性元件115下垂或下凸，而且能夠通過(guò)小孔117將引入到壓力介質(zhì)容納空間118(也稱為壓力流體容納空間)中的壓力介質(zhì)119(又稱為壓力流體)的壓力傳遞給彈性元件115。
由于與支撐元件116合為一體的彈性元件115的邊緣部分固定在彈性元件安裝部分113之中，因此彈性元件115在壓力容器101的內(nèi)部橫向延伸。因?yàn)閺椥栽?15是這樣延伸的，所以彈性元件115將由第一機(jī)體106和第二機(jī)體107構(gòu)成的壓力容器101的空腔分為兩部分，即第二機(jī)體107上的凹槽和彈性元件115構(gòu)成了壓力介質(zhì)容納空間118，而第一機(jī)體106中的圓柱形空間108和彈性元件115構(gòu)成了材料空間20。
從上述描述中可知，加工有大量小孔117的支撐元件116和彈性元件115在這里起到分隔元件的作用，它將材料空間120(又稱材料容納空間)與壓力介質(zhì)容納空間118隔開，并且當(dāng)壓力介質(zhì)119被強(qiáng)行輸送到壓力介質(zhì)容納空間118時(shí)，支撐元件116和彈性元件115也能夠?qū)毫橘|(zhì)119的壓力傳遞到待壓制成型的材料上。
如圖12所示，壓力容器101中具有一條通向壓力介質(zhì)容納空間118(參見圖13)的壓力介質(zhì)引入及排出通道121。
特別是如圖12和圖13所示，在壓力容器101中，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121E將向第二機(jī)體107中的壓力介質(zhì)容納空間118提供壓力介質(zhì)119，如圖14所示，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121E中包括壓力介質(zhì)引入及排出通道121，它連接著空間118下表面上的第一進(jìn)出口122和第二機(jī)體107外表面上的第二進(jìn)出口123；布置在壓力容器101之外的壓力介質(zhì)源，例如壓力介質(zhì)箱121A；用于將壓力介質(zhì)從壓力介質(zhì)箱121A引入到第二進(jìn)出口123的管路P；布置在管路P上的第一泵121B，泵121B用于將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行輸送到壓力介質(zhì)引入及排出通道121，或強(qiáng)行從壓力介質(zhì)引入及排出通道121排出壓力介質(zhì)119；從管路P上分出、并與壓力介質(zhì)箱121A相連的第二管路P2；以及布置在第二管路P2中的閥V和第二泵121C。
襯圈104(參見圖12)布置在由第一機(jī)體106和彈性元件115構(gòu)成的材料容納空間120(圖13)中。襯圈104能夠防止材料容納空間1 20中的疊片組124的橫向位移和抖動(dòng)，并且在壓制成型過(guò)程中，襯圈104也能防止彈性元件115過(guò)度凸出，從而保護(hù)彈性元件115。因此，襯圈104可以由任何具有抗壓性能、并能起到上述作用的材料來(lái)制造。然而，從實(shí)用的角度來(lái)看，例如考慮到材料的可加工性和制造上的方便程度，襯圈10最好由鋼或不銹鋼等金屬材料制造。
如圖15所示，在平面圖上，襯圈104為圓盤形，并且在其中部加工有一方形的、用于容納疊片組124的開口(后面將稱之為方形開口125)。襯圈104的上表面加工有一環(huán)形槽(后面將稱之為環(huán)形槽126)和四條連接環(huán)形槽126和方形開口125的直槽(后面將稱之為直槽127)。
襯圈104的厚度是這樣確定的當(dāng)把襯圈104放置在彈性元件115上、并且將壓蓋元件102的凸出部分128裝配到壓力容器101的空腔中時(shí)，凸出部分128的下表面應(yīng)與襯圈104的上表面相接觸。襯圈104的外徑應(yīng)使其能恰好裝入第一機(jī)體106中的圓柱形空間108中。加工在襯圈104中的方形開口125的形狀和大小應(yīng)恰好能容納疊片組124。
在此實(shí)施例中，襯圈104上只具有一個(gè)方形開口125。然而，如果希望通過(guò)一次操作能夠生產(chǎn)出多個(gè)層壓制品，那么，也可以使用具有多個(gè)方形開口125(例如4個(gè)方形開口)的襯圈104，如圖16所示。圖16所示的襯圈104上沒有加工環(huán)形槽126和直槽127。這是因?yàn)?，如果后面將要描述的氣體引入及排出通道與方形開口125是相通的，則不再需要環(huán)形槽126和直槽127。
如圖12和圖17所示，壓蓋元件102由壓蓋體129和凸出部分128組成。
在平面圖上，壓蓋體129為圓盤形。在壓蓋體129上表面邊緣的預(yù)定部位處，壓蓋體129與支撐元件130連接。支撐元件130通過(guò)軸承132可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在垂直立柱131上。立柱131從基座元件133處向上伸出，并由基座元件133所支撐?；?33與安裝在作用筒134中的活塞桿135相連，并且能夠隨著活塞桿135的上下運(yùn)動(dòng)而垂直運(yùn)動(dòng)?；?33具有導(dǎo)向裝置137，導(dǎo)向裝置137騎在垂直延伸的導(dǎo)軌(后面將稱之為垂直導(dǎo)軌136)上。
在具有上述結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)活塞桿135上、下移動(dòng)時(shí)，基座元件133在導(dǎo)向裝置137的導(dǎo)向下也將上、下移動(dòng)，從而使壓蓋體129能夠上、下移動(dòng)。在人工操作下，壓蓋體129可在水平面上繞立柱131轉(zhuǎn)動(dòng)。
壓蓋體129具有平的上表面。其優(yōu)點(diǎn)是，壓蓋體129可以方便地由框架105固定。后面將會(huì)對(duì)此作進(jìn)一步描述。
凸出部分128加工在壓蓋體129的下表面，并且也呈圓盤形。凸出部分128的直徑和厚度尺寸是根據(jù)其它元件的尺寸而確定的當(dāng)凸出部分128插進(jìn)壓力容器101的空腔時(shí)，由凸出部分128的下表面、空腔的內(nèi)表面以及彈性元件115所構(gòu)成的材料容納空間1 20應(yīng)是密封的，并且凸出部分128的下表面與放置在彈性元件115上的疊片組124應(yīng)彼此接觸。
在此實(shí)施例中，O形密封圈138(參見圖12)安裝在凸出部分128的外圓表面上，以保證當(dāng)凸出部分128插進(jìn)壓力容器101的空腔時(shí)，由凸出部分128的下表面、空腔的內(nèi)表面以及彈性元件115所構(gòu)成的材料容納空間120是密封的。
凸出部分128上加工有氣體引入及排出通道141，此通道141連接著通向材料容納空間120的第三進(jìn)出口139和位于壓蓋體129外圓表面上的第四進(jìn)出口140。氣體引入及排出通道141與氣體供應(yīng)及排出裝置(未示出)相連，氣體供應(yīng)及排出裝置包括與第四進(jìn)出口140相連接的管路P，以及一臺(tái)與管路P的一端相連、并能引入和排出壓力氣體的氣泵(未示出)。在此實(shí)施例中，氣體引入及排出裝置由氣體引入及排出通道141構(gòu)成。
第三進(jìn)出口139是這樣設(shè)計(jì)的，當(dāng)凸出部分128插進(jìn)材料容納空間120時(shí)，第三進(jìn)出口139在材料容納空間120中將正對(duì)著襯圈上的環(huán)形槽126。
如圖12和圖18所示，框架105有一對(duì)向上垂直伸出的垂直部件142以及兩個(gè)彼此平行的上部和下部水平部件143和144，上部和下部水平部件143和144水平延伸，分別把垂直部件142的兩個(gè)上端和兩個(gè)下端連接起來(lái)。兩個(gè)垂直部件142以及上部和下部水平部件143和144形成了一個(gè)整體。上部和下部水平部件143和144以及兩個(gè)垂直部件142共同構(gòu)成了一個(gè)開口(后面將稱之為工作開口145)，此工作開口145的尺寸足以容納裝有壓蓋元件102的壓力容器101。換句話說(shuō)，當(dāng)裝有壓蓋元件102的壓力容器101放進(jìn)工作開口145時(shí)，上部水平部件143的下表面應(yīng)位于壓蓋元件102上表面的上方，并且在它們之間只有一個(gè)很小的間隙，而下部水平部件144的上表面與壓力容器101的下表面平齊，并且兩個(gè)垂直部件142之間的凈空間應(yīng)遠(yuǎn)大于壓力容器101的直徑。壓力容器101是由適當(dāng)?shù)闹窝b置所支撐的，例如由一支架(未示出)支撐。
框架105可以通過(guò)導(dǎo)向裝置147水平移動(dòng)，其中，導(dǎo)向裝置147可滑動(dòng)地騎在一對(duì)水平布置的導(dǎo)軌上(后面將稱之為水平導(dǎo)軌146)。當(dāng)把疊片組124放進(jìn)壓力容器101中的材料容納空間120時(shí)，因?yàn)閴荷w元件102必須從壓力容器101上移走，所以框架105位于遠(yuǎn)離壓力容器101的回縮位置上。當(dāng)開始進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，移動(dòng)框架105，以便使裝有壓蓋元件102的壓力容器101進(jìn)入工作開口145(參見圖12)。對(duì)框架105的驅(qū)動(dòng)源來(lái)說(shuō)是沒有限制的。在此實(shí)施例中，使用了一個(gè)作用筒148。然而，作為一種選擇，也可以使用電動(dòng)機(jī)。
框架105上裝有加熱裝置，在對(duì)壓力容器101中的疊片組124進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，只要加熱裝置能夠使疊片組124加熱，加熱裝置可以具有任何結(jié)構(gòu)形式。在此實(shí)施例中，加熱裝置是由電加熱器(未示出)組成的，它們分別安裝在兩個(gè)垂直部件142以及上部和下部水平部件143和144上。
在圖18中，參考數(shù)字149表示的是用于支撐和固定整臺(tái)壓制成型制品制造裝置的基座架，而參考數(shù)字150表示的是用于控制整臺(tái)裝置的操作、并支持操作控制的操作箱。
下面將對(duì)通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的壓制成型制品制造裝置來(lái)加工層壓制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
在初始位置時(shí)，框架105位于遠(yuǎn)離壓力容器101的回縮位置上。
如圖18所示，為了保證壓力容器101中的空腔是打開和外露的，壓蓋元件102與壓力容器101的上表面保持分開的狀態(tài)。然后，將襯圈104放進(jìn)壓力容器101的材料容納空間120中。特別是，將襯圈104放在材料容納空間120中的彈性元件115上。此時(shí)，由于彈性元件115與盤形的支撐元件116是連為一體的，因此，當(dāng)把襯圈104放上之后，彈性元件115不會(huì)向下彎曲。這樣，襯圈104便牢固地放在了彈性元件115上。然后，將疊片組124插進(jìn)襯圈104的開口中。
疊片組124由具有預(yù)定數(shù)量的一疊陶瓷生坯片所構(gòu)成，每個(gè)陶瓷生坯片的表面上都布置有一層導(dǎo)電層。在許多情況下，疊片組都是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的，通過(guò)對(duì)多個(gè)生坯片進(jìn)行壓粘加工，使得疊片組中的生坯片不會(huì)彼此分離。然而，也可以不對(duì)生坯片進(jìn)行這種預(yù)加工，作為一種選擇，可以直接將單個(gè)的生坯片逐個(gè)地疊放到襯圈10的開口中。
通常，每個(gè)生坯片都是這樣制造的，即通過(guò)對(duì)由陶瓷和粘結(jié)劑等材料制作的坯料進(jìn)行成型加工，使其具有預(yù)定的厚度；對(duì)成型的坯料進(jìn)行切割，從而得到具有預(yù)定尺寸和形狀(多數(shù)情況為方形或矩形)的生坯片；以及在每個(gè)生坯片的某個(gè)表面上覆蓋一層導(dǎo)電涂料，以便在生坯片上提供導(dǎo)電層。
將薄的生坯片一一疊置，如果需要的話，也可以對(duì)這種疊置的生坯片進(jìn)行輕微的擠壓處理，以便使它們彼此粘結(jié)，或者，作為一種選擇，也可以對(duì)這種疊置的生坯片進(jìn)行初步燒結(jié)處理，使它們彼此粘結(jié)，或者，作為另一種選擇，也可以利用制作生坯片時(shí)使用的粘結(jié)劑將各生坯片粘為一體，這樣就能得到另一種形式的疊片組124。
在把疊片組124放入襯圈104的開口中之后，轉(zhuǎn)動(dòng)壓蓋元件102，使其位于壓力容器101的上方。
然后，通過(guò)操縱作用筒，令活塞桿135向下運(yùn)動(dòng)，從而使壓蓋元件102下移。此時(shí)，氣體引入及排出裝置通過(guò)氣體引入及排出通道141吸取和排出氣體。當(dāng)凸出部分128的下端裝進(jìn)壓力容器101的空腔時(shí)，由凸出部分128的下表面、第一機(jī)體106的內(nèi)圓表面以及彈性元件115所構(gòu)成的材料容納空間120中的氣體將通過(guò)氣體引入及排出通道141從材料容納空間120中排出。在從材料容納空間120中排出氣體時(shí)，材料容納空間120中將產(chǎn)生負(fù)壓。因此，壓蓋元件102將受到大氣壓力的作用，使得凸出部分128將被迅速吸進(jìn)壓力容器101中的空腔，從而很快完成了凸出部分128對(duì)空腔的裝配。
通過(guò)氣體引入及排出通道141從材料容納空間120中排出氣體的操作應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，甚至在凸出部分128已封閉了空腔之后仍要繼續(xù)排氣。
移動(dòng)框架105，使裝有壓蓋元件102的壓力容器101進(jìn)入框架105的工作開口145中。此時(shí)，框架105的上部水平部件143的下表面位于十分靠近壓蓋元件102上表面的位置，而框架105的下部水平部件144的上表面則位于十分靠近壓力容器101下表面的位置。
當(dāng)各元部件處于上述位置時(shí)，對(duì)疊片組124的壓制成型加工將按以下步驟進(jìn)行操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118。當(dāng)壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力達(dá)到預(yù)定的壓力水平時(shí)，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置停止向壓力介質(zhì)容納空間118供應(yīng)壓力介質(zhì)119。壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力透過(guò)支撐元件116上的小孔117作用到彈性元件115上。通過(guò)彈性元件115和疊片組124的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將試圖頂開壓蓋元件102。然而，由于壓蓋元件102受到框架105的約束，因而無(wú)法運(yùn)動(dòng)。因此，通過(guò)彈性元件115和壓蓋元件102的作用，特別是通過(guò)彈性元件115和凸出部分12下表面的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將對(duì)疊片組124進(jìn)行擠壓。如前所述，在擠壓過(guò)程中，被加熱的框架105的熱量傳遞到壓蓋元件102和壓力容器101上，從而使疊片組124受到加熱。在加熱過(guò)程中，有可能會(huì)在材料容納空間120中產(chǎn)生氣體。然而，因?yàn)闅怏w引入及排出裝置不斷從材料容納空間120中排出氣體，所以生成的氣體將通過(guò)直槽127、環(huán)形槽126以及氣體引入及排出通道141被排到系統(tǒng)之外，從而排除了在擠壓和加熱過(guò)程中存留在疊片組124中的氣體使產(chǎn)品出現(xiàn)空穴和裂紋的任何可能。
通過(guò)擠壓和加熱處理，疊片組124被壓粘成一體，從而形成了層壓制品。
當(dāng)擠壓和加熱處理持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間之后，操縱作用筒148，使框架105退到回縮位置，以便放開壓蓋元件102的上表面。
然后，操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，從壓力介質(zhì)容納空間118中將壓力介質(zhì)119排出，直到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平。在將壓力介質(zhì)119排出的同時(shí)，或在壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常水平之后，操縱氣體引入及排出裝置，將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間120。更準(zhǔn)確地說(shuō)，是通過(guò)氣體引入及排出通道141、環(huán)形槽126以及直槽127，將氣體引入及排出裝置所提供的氣體輸送到裝有層壓制品的襯圈104的開口中。
這種氣體的引入使原來(lái)凸向材料容納空間120的彈性元件115受到一反向力的作用，從而使彈性元件115能夠恢復(fù)到具有平的上表面的初始位置。
然后，操縱作用筒134，使壓蓋元件102向上移動(dòng)。此時(shí)，由于材料容納空間120中充有壓力氣體，凸出部分128很容易從空腔中退出，從而能夠在短時(shí)內(nèi)移走壓蓋元件102。當(dāng)凸出部分128從空腔中退出時(shí)，因?yàn)榭涨恢谐溆袎毫怏w，彈性元件115不會(huì)向空腔方向移動(dòng)，其結(jié)果是，使彈性元件115不會(huì)受到任何破壞。
當(dāng)移去了壓蓋元件102之后，便露出了襯圈104和層壓制品，然后可以將它們?nèi)〕觥?br> 在從空腔中取出襯圈104和層壓制品之后，彈性元件115上與空腔相對(duì)的表面不再外凸，而是保持為一個(gè)平面，并且不會(huì)有任何損壞，例如不會(huì)出現(xiàn)裂紋。因此，可以立即開始下一個(gè)層壓制品的制造工作。
如上所述，上述層壓制品制造裝置具有下列各種優(yōu)點(diǎn)(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔；(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件由于壓蓋元件的懸臂式支撐而略有傾斜，空腔的內(nèi)周邊表面也不會(huì)受到破壞；(3)因?yàn)榕懦隽嗽趬褐瞥尚瓦^(guò)程中因加熱而產(chǎn)生的氣體，所以在所生產(chǎn)的層壓制品中不會(huì)產(chǎn)生空穴和氣泡；(4)在壓制成型加工之后，能夠容易地將壓蓋元件從壓力容器上移走；(5)當(dāng)壓蓋元件的凸出部分從空腔中退出時(shí)，彈性元件不會(huì)受到不利的負(fù)壓牽引作用，這種牽引作用將會(huì)使彈性元件損壞；(6)當(dāng)壓制成型加工完成以后，因?yàn)閺椥栽褟囊驍D壓引起的外凸形狀恢復(fù)為原狀，所以不用更換彈性元件，就可以立刻開始對(duì)后續(xù)的疊片組進(jìn)行壓制成型加工，這樣就能夠依次對(duì)大量的疊片組進(jìn)行壓制成型處理，從而能夠快速地生產(chǎn)大量的層壓制品。
(實(shí)施例6)實(shí)施例6中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130688中的實(shí)施例2描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130688是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
與實(shí)施例5中的相應(yīng)裝置不同，在本實(shí)施例中，壓制成型制品制造裝置的壓蓋元件布置在下部，而壓力容器布置在上部。
如圖19所示，壓制成型制品制造裝置包括壓力容器101；壓蓋元件102；彈性元件103；以及作為定位件的框架105。
壓力容器101的形狀與實(shí)施例5的壓制成型制品制造裝置中的壓力容器相似。然而，在本實(shí)施例中，壓力容器中空腔的開口是朝下的。這一點(diǎn)與實(shí)施例5中的空腔大不相同。與實(shí)施例5相同的是，壓力容器101具有第一機(jī)體106，以及疊放在第一機(jī)體106上的第二機(jī)體107。
第一機(jī)體106和第二機(jī)體107的布置方法與實(shí)施例5是一樣的。對(duì)于加工在第二機(jī)體107上的圓錐面和水平圓環(huán)面來(lái)說(shuō)，以及對(duì)于安裝在部分112處的支撐環(huán)和安裝在部分113處的彈性元件來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例也與實(shí)施例5相似。如上述實(shí)施例5所述，楔形支撐環(huán)114安裝在支撐環(huán)安裝部分112上。
本實(shí)施例中的彈性元件103與實(shí)施例5中的彈性元件之間的差別在于，彈性元件103上沒有安裝支撐元件116，并且此彈性元件是由一薄板制造的，薄板的邊緣部分安裝在彈性元件安裝部分113中。在此實(shí)施例中，不使用支撐元件的原因是由于疊片組放置在壓蓋元件的凸出部分上，而不是象實(shí)施例5哪樣放置在彈性元件上，因此，彈性元件不需要受到支撐。在實(shí)施例5中，支撐彈性元件的目的是為了使疊片組能夠放置在彈性元件上。然而，在某些情況下，作為一種選擇，也可以象實(shí)施例5哪樣，對(duì)彈性元件提供支撐元件。當(dāng)彈性元件無(wú)法承受位于壓力介質(zhì)容納空間中的壓力介質(zhì)的重量時(shí)，最好對(duì)彈性元件提供與其連為一體的支撐元件。
彈性元件的材料與實(shí)施例5中的相同。
彈性元件115在壓力容器101的空腔中橫向延伸，將壓力容器101中由第一機(jī)體106和第二機(jī)體107構(gòu)成的空腔分為兩部分，使第二機(jī)體107和彈性元件115共同構(gòu)成了一個(gè)壓力介質(zhì)容納空間118，而第一機(jī)體106的圓盤形空間108和彈性元件103則構(gòu)成了材料容納空間120。
如圖19和圖20所示，壓蓋元件102上具有壓蓋體129和位于壓蓋體129上表面的凸出部分128。在這一點(diǎn)上，本實(shí)施例中的壓蓋元件102與實(shí)施例5中的壓蓋元件102有所不同。
在其它方面，壓蓋元件102與實(shí)施例5中的壓蓋元件一樣。
本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例5中的相應(yīng)裝置的另一個(gè)區(qū)別在于，本實(shí)施例中沒有使用襯圈。
框架105的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5中的相似。
簡(jiǎn)而言之，本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置的特征在于壓蓋元件上具有壓蓋體和從壓蓋體的上表面向上凸出的凸出部分；壓力容器的布置和固定方式使得空腔的開口是向下的；以及在材料容納空間中沒有安裝襯圈。
在圖19、圖20和圖21中，與實(shí)施例5中相同的元件將使用相同的參考數(shù)字。
下面將對(duì)通過(guò)使用具有上述結(jié)構(gòu)的壓制成型制品制造裝置來(lái)加工層壓制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
在初始位置時(shí)，框架105位于遠(yuǎn)離壓力容器101的回縮位置上。
壓蓋元件102與壓力容器101的下表面保持分開的狀態(tài)，并且在壓力容器101的下方處于與壓力容器101相錯(cuò)一定角度的位置上，以便使壓力容器101中的空腔打開和外露。然后，將疊片組124放在凸出部分128的上表面。這種將疊片組124放在凸出部分128的上表面的操作比實(shí)施例5中的相應(yīng)操作要容易得多。
然后，將凸出部分128水平地轉(zhuǎn)動(dòng)到壓力容器101的正下方。
通過(guò)操縱作用筒，令活塞桿135向上運(yùn)動(dòng)，從而使壓蓋元件102抬起。此時(shí)，氣體引入及排出裝置通過(guò)氣體引入及排出通道141吸取和排出氣體。當(dāng)凸出部分128的下端裝進(jìn)壓力容器101中的空腔時(shí)，由凸出部分128的下表面、第一機(jī)體106的內(nèi)周邊表面以及彈性元件115所確定的材料容納空間120中的氣體通過(guò)氣體引入及排出通道141從材料容納空間120中排出。在從材料容納空間120中排出氣體時(shí)，材料容納空間120中將產(chǎn)生負(fù)壓。因此，壓蓋元件102將受到大氣壓力的作用，使得凸出部分128將被迅速吸進(jìn)壓力容器101中的空腔，從而很快完成凸出部分128對(duì)空腔的裝配。
甚至在凸出部分128已裝進(jìn)空腔之后，通過(guò)氣體引入及排出通道141從材料容納空間120中排出氣體的操作仍繼續(xù)進(jìn)行。
移動(dòng)框架105，使裝有壓蓋元件102的壓力容器101進(jìn)入框架105的工作開口45中。此時(shí)，框架105的下部水平部件144的上表面位于十分靠近壓蓋元件102下表面的位置，而框架105的上部水平部件143的下表面則位于十分靠近壓力容器101上表面的位置。
當(dāng)各元部件處于上述位置時(shí)，將按照下列步驟對(duì)疊片組124進(jìn)行壓制成型加工。
操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118。當(dāng)壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置停止向壓力介質(zhì)容納空間118供應(yīng)壓力介質(zhì)119。壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將作用到彈性元件115上。如圖20所示，沒有支撐元件的彈性元件115的一部分在壓力介質(zhì)119的作用下向凸出部分128彎曲，并與凸出部分128緊密接觸。通過(guò)彈性元件115和疊片組124的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將試圖使壓蓋元件102向下移動(dòng)。然而，由于壓蓋元件102受到框架105的約束，因而無(wú)法下移。因此，通過(guò)彈性元件115以及特別是凸出部分128上表面的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將對(duì)疊片組124進(jìn)行擠壓。
在擠壓過(guò)程中，被加熱的框架105的熱量傳遞到壓蓋元件102和壓力容器101上，從而使疊片組124受到加熱。如前所述，對(duì)疊片組124的加熱有可能會(huì)在材料容納空間120中產(chǎn)生氣體。然而，因?yàn)闅怏w引入及排出裝置不斷從材料容納空間120中排出氣體，所以，如前所述，生成的氣體將通過(guò)直槽127、環(huán)形槽126以及氣體引入及排出通道141被排到系統(tǒng)之外。因此，排除了在擠壓和加熱過(guò)程中存留在疊片組124中的氣體使產(chǎn)品出現(xiàn)空穴和裂紋的任何可能。
通過(guò)這種擠壓和加熱處理，疊片組124將被壓制成一體，從而形成層壓制品。
當(dāng)擠壓和加熱處理持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間之后，再次操縱作用筒148，使框架105退回到回縮位置上。這樣便放開了壓蓋元件102的上表面。
然后，操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，把通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118的壓力介質(zhì)119排出，直到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平。在將壓力介質(zhì)119排出的同時(shí)，或在壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常水平之后，操縱氣體引入及排出裝置，將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間120。特別是通過(guò)氣體引入及排出通道141、環(huán)形槽126以及直槽127，并通過(guò)進(jìn)出口125，將氣體引入及排出裝置所提供的氣體輸送到裝有層壓制品的空間104中。
氣體的引入使原來(lái)與凸出部分128上表面緊密接觸的彈性元件103的一部分返回原位，使得彈性元件103恢復(fù)為初始的平板形狀。
當(dāng)操縱作用筒134，使壓蓋元件102向下移動(dòng)時(shí)，由于材料容納空間120中充有壓力氣體，凸出部分128很容易從空腔中退出，從而能夠在短時(shí)內(nèi)移走壓蓋元件102。當(dāng)凸出部分128從空腔中退出時(shí)，因?yàn)榭涨恢谐溆袎毫怏w，彈性元件103并不向空腔方向移動(dòng)。因此，從空腔中退出凸出部分128時(shí)不會(huì)使彈性元件115受到任何破壞。
當(dāng)向下移動(dòng)壓蓋元件102，并從壓力容器101上移走壓蓋元件102之后，層壓制品便暴露出來(lái)，這樣就能夠?qū)⑺鼈兎奖愕厝〕觥?br> 在從空腔中取出層壓制品之后，彈性元件103上與空腔相鄰的表面不再外凸，而是保持為一個(gè)平面，并且不會(huì)有任何損壞，例如不會(huì)出現(xiàn)裂紋。因此，可以立即開始下一個(gè)層壓制品的制造工作。
如上所述，這種層壓制品制造裝置具有下列各種優(yōu)點(diǎn)(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔；(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件由于壓蓋元件的懸臂式支撐而略有傾斜，空腔的內(nèi)周邊表面也不會(huì)受到破壞；(3)因?yàn)榕懦隽嗽趬褐瞥尚瓦^(guò)程中因加熱而產(chǎn)生的氣體，所以在所生產(chǎn)的層壓制品中不會(huì)產(chǎn)生空穴和氣泡；(4)在壓制成型加工之后，能夠容易地從壓力容器上移走壓蓋元件；(5)當(dāng)壓蓋元件的凸出部分從空腔中退出時(shí)，彈性元件不會(huì)受到不利的負(fù)壓牽引作用，這種牽引作用將會(huì)使彈性元件損壞；(6)當(dāng)壓制成型加工完成以后，因?yàn)閺椥栽褟囊驍D壓操作引起的外凸形狀恢復(fù)為原狀，所以不必更換彈性元件，就可以立刻開始對(duì)后續(xù)疊片組的壓制成型加工，這樣就能依次對(duì)大量的疊片組進(jìn)行擠壓處理，從而快速地生產(chǎn)大量的層壓制品；以及(7)因?yàn)槭褂昧藢B片組作為工件放置在壓蓋元件的凸出部分上的方法，與實(shí)施例5中的將疊片組裝進(jìn)空腔的方法相比，這種操作要容易得多，這種方法帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是，可以組裝出全自動(dòng)的層壓制品制造系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，自動(dòng)操作裝置能夠抓取由自動(dòng)輸送裝置傳送的疊片組，并將它們放在凸出部分的上表面，并且通過(guò)自動(dòng)操作裝置，由疊片組壓制而成的層壓制品可以從凸出部分的上表面?zhèn)魉偷搅硪慌_(tái)輸送裝置上。換句話說(shuō)，本實(shí)施例中對(duì)放置在凸出部分上表面的疊片組進(jìn)行壓制成型處理的裝置便于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。
(實(shí)施例7)實(shí)施例7中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130688中的實(shí)施例3描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130688是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
本實(shí)施例主要涉及壓制成型制品制造裝置中的氣體引入及排出裝置。在實(shí)施例5和實(shí)施例6中，氣體引入及排出裝置的第三進(jìn)出口139開在壓蓋元件的凸出部分與材料容納空間相對(duì)的表面上。
然而，第三進(jìn)出口可以布置在任何位置上，只要進(jìn)出口能夠起到排出材料容納空間中氣體的作用即可。
然而，氣體引入及排出裝置中第三進(jìn)出口的開口位置最好根據(jù)多種因素精心確定，例如，應(yīng)當(dāng)考慮到布置在由彈性元件和壓蓋元件的凸出部分所構(gòu)成空間中的襯圈的材料，或者是否安放襯圈等多種因素。例如，當(dāng)在由彈性元件和壓蓋元件的凸出部分所構(gòu)成的空間中不使用包圍材料的襯圈時(shí)，或者在使用襯圈、并且所使用的襯圈由非金屬材料制造(例如，由彈性小于彈性元件、但對(duì)壓力介質(zhì)的高壓仍有一定彈性的硬橡膠制造)的情況下，氣體引入及排出裝置中第三進(jìn)出口，即從材料容納空間中排出氣體以及向材料容納空間中引入氣體的第三進(jìn)出口最好位于壓蓋元件凸出部分的外周邊表面上。當(dāng)壓蓋元件的凸出部分裝入壓力容器時(shí)，壓力容器的內(nèi)周邊表面與凸出部分的外周邊表面是相配合的。然而，事實(shí)上，在壓力容器的內(nèi)周邊表面與凸出部分的外周邊表面之間有非常小的間隙。因此，即使第三進(jìn)出口位于凸出部分的外周邊表面上，第三進(jìn)出口仍能有效地從由彈性元件、凸出部分和壓力容器內(nèi)周邊表面構(gòu)成的材料容納空間中排出氣體。此外，即使材料容納空間中的負(fù)壓使彈性元件的一部分發(fā)生彎曲，并使彈性元件與凸出部分的表面相接觸，第三進(jìn)出口也不會(huì)被彎曲的彈性元件所封堵。
(實(shí)施例8)
實(shí)施例8中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130688中的實(shí)施例4描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130688是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
實(shí)施例8中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例5中相應(yīng)裝置的不同之處在于在實(shí)施例8中，壓制成型制品制造裝置的壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121F只使用了一個(gè)泵121B，而在實(shí)施例5中，壓制成型制品制造裝置的壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121E使用了兩個(gè)泵121B和121C。
如圖22所示，在本實(shí)施例中，壓制成型制品制造裝置的壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121F中包括安裝在管路P中的第一泵121B，其中，管路P連接著第二進(jìn)出口123和壓力介質(zhì)箱121A；在管路P中位于第一泵121B和第二進(jìn)出口123之間的第一閥V1；在管路P中位于第一泵121B和壓力介質(zhì)箱121A之間的第二閥V2；帶有第三閥V3的旁路管路P3，旁路管路P3的一端在第一閥V1和第二進(jìn)出口123之間與管路P1相連，其另一端在第一泵121B和第二閥V2之間與管路P連接；以及帶有第四閥V4的分支管路P4，分支管路P4的一端在第一泵121B和第一閥V1之間與管路P相連，其另一端延伸到壓力介質(zhì)箱121A中。
當(dāng)希望利用壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置121A把壓力介質(zhì)119強(qiáng)行輸送到壓力介質(zhì)容納空間118時(shí)，將第一和第二閥V1和V2打開，而將其它閥V3和V4關(guān)閉。在這種情況下，第一泵121B可以通過(guò)管路P將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行引入壓力介質(zhì)容納空間118。當(dāng)需要將壓力介質(zhì)119從壓力介質(zhì)容納空間118中排出時(shí)，關(guān)閉第一和第二閥V1和V2，同時(shí)打開閥V3和V4。這樣，壓力介質(zhì)119就可以通過(guò)旁路管路P3、第一泵121B和分支管路P4進(jìn)入壓力介質(zhì)箱121A。
使用本實(shí)施例中的這種壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置可以將泵的數(shù)目減為一個(gè)，因而，有效地簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)，并減小了裝置的尺寸。
具有上述結(jié)構(gòu)的壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置同樣能夠應(yīng)用在本申請(qǐng)說(shuō)明書中所公開的其它壓制成型裝置中。
在上述的各實(shí)施例中，疊片組是待加工的材料。然而，本發(fā)明的壓制成型制品制造裝置也可以用于對(duì)粉狀材料進(jìn)行成型或模壓加工。
根據(jù)實(shí)施例5～8，可以對(duì)本發(fā)明的形式作如下歸納第一種形式是一種壓制成型制品制造裝置，此裝置包括一個(gè)具有空腔的壓力容器，上述空腔構(gòu)成了材料容納空間；以及一個(gè)壓蓋元件，壓蓋元件上具有能夠插進(jìn)上述空腔中的凸出部分，并且壓蓋元件上具有氣體引入及排出裝置，用于將氣體引入或排出上述空腔。
第二種形式是一種壓制成型制品制造裝置，此裝置包括一個(gè)具有空腔的壓力容器；一個(gè)具有凸出部分的壓蓋元件，凸出部分能夠插進(jìn)上述空腔中；在對(duì)材料容納空間中的材料進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，用于承受壓力、并用于固定壓蓋元件和壓力容器的定位裝置；以及在壓制成型加工過(guò)程中對(duì)空腔內(nèi)部進(jìn)行加熱的加熱裝置，其中，壓蓋元件上裝有氣體引入及排出裝置，用于將氣體引入或排出上述空腔，壓力容器中的空腔內(nèi)布置有沿橫向延伸的彈性元件，用于將上述空腔分隔成材料容納空間和壓力介質(zhì)容納空間，壓力容器上具有壓力介質(zhì)引入及排出裝置，其第二進(jìn)出口通向壓力介質(zhì)容納空間，并能夠?qū)毫橘|(zhì)引入或排出壓力介質(zhì)容納空間。
第三種形式是第一種和第二種形式中的任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是空腔的開口是向上的。
第四種形式是第一種和第二種形式中的任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是空腔的開口是向下的。
第五種形式是第二種到第四種形式中的任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是壓力容器是由具有圓柱形內(nèi)表面的第一機(jī)體以及形狀與第一機(jī)體相似、加工有凹槽并疊置在第一機(jī)體上的第二機(jī)體構(gòu)成的；并且在疊置的第一和第二機(jī)體之間，加工有用于安裝彈性元件的彈性元件安裝部分以及用于安裝楔形斷面支撐環(huán)的楔形斷面支撐環(huán)安裝部分，支撐環(huán)安裝部分布置在彈性元件安裝部分的外側(cè)。
第六種形式是第一種到第五種形式中的任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是壓力容器由一圓柱形的機(jī)體構(gòu)成，其一端有一個(gè)用于安裝壓蓋元件的開口，而在圓柱形機(jī)體的另一端有一個(gè)相對(duì)的開口，一封閉元件將安裝在此開口上。
第七種形式是第一種到第六種形式中的任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是壓力介質(zhì)引入及排出裝置包括用于吸取和排出壓力介質(zhì)的泵；當(dāng)把壓力介質(zhì)從壓力介質(zhì)箱輸送到壓力介質(zhì)容納空間時(shí)，壓力介質(zhì)所需經(jīng)過(guò)的供應(yīng)管路系統(tǒng)；當(dāng)把壓力介質(zhì)從壓力介質(zhì)容納空間排回到壓力介質(zhì)箱時(shí)，壓力介質(zhì)所需經(jīng)過(guò)的排出管路系統(tǒng)；以及用于控制管路系統(tǒng)的開關(guān)裝置，其中，受控的管路系統(tǒng)包括供應(yīng)管路系統(tǒng)和排出管路系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5～8中的壓制成型制品制造裝置，因?yàn)閴荷w元件上具有氣體引入及排出裝置，氣體引入及排出裝置的第一進(jìn)出口位于插在空腔中的凸出部分上，用于將氣體引入和排出空腔，所以，(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔，(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件略有傾斜，壓蓋元件也能插進(jìn)壓力容器中的空腔內(nèi)，而不會(huì)使空腔的內(nèi)周邊表面受到損傷，以及(3)因?yàn)榕懦隽嗽趬褐瞥尚瓦^(guò)程中因加熱而產(chǎn)生的氣體，所以能夠生產(chǎn)出沒有空穴和氣泡的層壓制品。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5～8中的壓制成型制品制造裝置，(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔，(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件略有傾斜，壓蓋元件也能插進(jìn)壓力容器中的空腔內(nèi)，而不會(huì)使空腔的內(nèi)周邊表面受到損傷，(3)因?yàn)榕懦隽嗽趬褐瞥尚瓦^(guò)程中因加熱而產(chǎn)生的氣體，所以能夠生產(chǎn)出沒有空穴和氣泡的層壓制品，(4)在壓制成型加工過(guò)程中承受壓力介質(zhì)作用的彈性元件不會(huì)遭到損壞，(5)在壓制成型加工之后，能夠容易地將壓蓋元件從壓力容器上移走，(6)當(dāng)壓蓋元件的凸出部分從空腔中退出時(shí)，彈性元件不會(huì)因受負(fù)壓作用而破壞，否則，這種負(fù)壓將牽引彈性元件，使彈性元件損壞，以及(7)當(dāng)壓制成型加工完成以后，彈性元件能夠從因擠壓操作而引起的外凸形狀恢復(fù)為原狀。
因此，不必更換彈性元件，就可以立刻開始后續(xù)的疊片組的壓制成型加工，其結(jié)果是，可以依次地對(duì)疊片組進(jìn)行擠壓處理，從而能夠快速大批量地生產(chǎn)層壓制品。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5～8的壓制成型制品制造裝置中，當(dāng)壓力容器的布置方式使得壓力容器中的空腔開口向上時(shí)，可以從上方將壓蓋元件裝配到固定的壓力容器上，其結(jié)果是，改善了可操作性。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5～8的壓制成型制品制造裝置中，當(dāng)壓力容器的布置方式使得壓力容器中的空腔開口向下時(shí)，壓蓋元件的凸出部分向上延伸，這樣，在制造層壓制品時(shí)，疊片組是放置在凸出部分上表面的。將疊片組放到凸出部分上表面的操作可與傳輸操作聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)一個(gè)操作臂可以將來(lái)自傳輸臺(tái)的疊片組放到凸出部分的上表面。因此，這種布置形式便于使一系列的生產(chǎn)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，例如可使下列生產(chǎn)步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造疊片組；傳送疊片組；將疊片組加工成層壓制品；以及從凸出部分的上表面將層壓制品傳送到另一個(gè)傳送位置。換句話說(shuō)，壓力容器中空腔開口向下的壓制成型制品制造裝置便于使層壓制品的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5～8的壓制成型制品制造裝置中，在疊置或疊放的第一和第二機(jī)體之間加工有用于安裝彈性元件的彈性元件安裝部分或彈性元件裝卡部分以及支撐環(huán)安裝部分，其中，疊置的第一和第二機(jī)體構(gòu)成了壓力容器。除了上述的各種技術(shù)特點(diǎn)之外，這種裝置還具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也就是說(shuō)，壓力介質(zhì)容納空間的密封性使得壓制成型操作能夠在無(wú)壓力損失的高效率工況下進(jìn)行。
(實(shí)施例9)實(shí)施例9中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例1描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖23所示，這種壓制成型制品制造裝置包括壓力容器101；壓蓋元件202；與上一實(shí)施例中的蓋元件相似的彈性元件103；以及作為定位件的框架105。
壓力容器101的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5中的壓力容器101相似，因此下面將不再詳述。與壓力容器101相關(guān)的部件，以及與圖12、圖13和圖14中的元件相同的元件將使用相同的參考數(shù)字表示。
本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例5中相應(yīng)裝置的第一個(gè)區(qū)別在于，在材料容納空間120中不安裝圖12中所示的襯圈104。
壓蓋元件202的結(jié)構(gòu)與圖12和圖17中的壓蓋元件102的結(jié)構(gòu)基本相同。然而，壓蓋元件202與壓蓋元件102的差別在于，在壓蓋元件202中，與壓蓋元件102上的第三進(jìn)出口139相對(duì)應(yīng)的第三進(jìn)出口239并不開在凸出部分128的下表面，而是開在凸出部分128的周邊表面上。
在其它方面，壓蓋元件202的結(jié)構(gòu)與圖12和圖17中的壓蓋元件102的結(jié)構(gòu)相同，因此這里不作詳細(xì)描述。通過(guò)參考實(shí)施例5中對(duì)壓蓋元件的說(shuō)明，可以容易地理解壓蓋元件202的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例5中相應(yīng)裝置的另一個(gè)區(qū)別在于，彈性元件215A安裝在密封元件115上，而密封元件115則安裝在支撐元件116上。
如圖24所示，彈性元件215A安裝在密封元件115上的表面。只要所用材料具有彈性和抗壓特性，并能夠傳遞壓力介質(zhì)的壓力，彈性元件215A可以由任何材料制造，例如由橡膠制造。
如圖25和圖26所示，彈性元件215A呈圓盤形，并且在其上表面上，即在與將要描述的凸出部分128相鄰的表面上，加工有一個(gè)相對(duì)于圓盤形彈性元件215A的中心呈徑向布置的槽215B。從圓盤形彈性元件215A的邊緣開始，槽215B具有預(yù)定的長(zhǎng)度L。換句話說(shuō)，長(zhǎng)度L是這樣確定的，在彈性元件215A的上表面上，槽215B并不延伸到放置有待加工的疊片組的區(qū)域中。
如圖24所示，在此實(shí)施例中，支撐元件116、密封元件115以及彈性元件215A構(gòu)成了一個(gè)壓力傳遞裝置。然而，也可以省去彈性元件215A，這樣，壓力傳遞裝置將只是由支撐元件116和密封元件115構(gòu)成。因此，在這種情況下，密封元件115將在本發(fā)明的壓力傳遞裝置中起到彈性元件的作用。
由支撐元件116、密封元件115以及彈性元件215A所構(gòu)成的壓力傳遞裝置把由第一和第二機(jī)體106和107組成的壓力容器101中的空腔分隔成兩個(gè)空間，使得第二機(jī)體107中的凹槽109和彈性元件215A共同構(gòu)成了一個(gè)壓力介質(zhì)容納空間118，而第一機(jī)體106中的圓盤形空間和彈性元件215A則構(gòu)成了一個(gè)材料容納空間120。
這里將不對(duì)框架105的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述，因?yàn)榭蚣?05的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5中的相應(yīng)結(jié)構(gòu)相似。
下面將對(duì)通過(guò)使用本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置來(lái)加工層壓制品的過(guò)程進(jìn)行描述。
在初始位置時(shí)，框架105位于遠(yuǎn)離壓力容器101的回縮位置上。
如圖18所示，為了使壓力容器101中的空腔打開和外露，壓蓋元件202(在圖18中為102)與壓力容器101的上表面保持分開的狀態(tài)。然后，將彈性元件215A放在材料容納空間120中的密封元件115上。此時(shí)，由于密封元件115與盤形支撐元件116是連為一體的，因此，放在密封元件115上的彈性元件215A不會(huì)使密封元件115下陷，而是受到密封元件115的穩(wěn)定支撐。然后，將疊片組124放在彈性元件215A上。
疊片組124與實(shí)施例1～8中所使用的疊片組124相似，因此不再詳述。
在放好疊片組124之后，轉(zhuǎn)動(dòng)壓蓋元件202，使其位于壓力容器101的上方。
通過(guò)操縱一個(gè)作用筒，使活塞桿135向下運(yùn)動(dòng)，從而使壓蓋元件202下移。此時(shí)，氣體引入及排出裝置通過(guò)氣體引入及排出通道141吸取和排出氣體。當(dāng)凸出部分128的下端裝配進(jìn)壓力容器101的空腔時(shí)，通過(guò)氣體引入及排出通道141將由凸出部分128的下表面、第一機(jī)體106的內(nèi)周邊表面以及環(huán)形元件1 5A所確定的材料容納空間120中的氣體排出。在從材料容納空間120中排出氣體之后，材料容納空間120中的壓力將降低，這時(shí)，壓蓋元件202將受到大氣壓力的作用，使得凸出部分128將被迅速吸進(jìn)壓力容器101中的空腔，從而很快完成了凸出部分1 28對(duì)空腔的裝配。
此時(shí)，材料容納空間108中的負(fù)壓有可能使彈性元件215A鼓向凸出部分128，并且在某些情況下，彈性元件215A的上表面將會(huì)與凸出部分128的下表面發(fā)生接觸。然而，在此情況下，加工在彈性元件215A上表面的槽215B使得材料容納空間108中各處的氣體可以通過(guò)槽215B平穩(wěn)地排出，即使彈性元件215A的上表面與凸出部分128的下表面相接觸時(shí)也能平穩(wěn)排氣。
此外，因?yàn)闅怏w引入及排出通道141的第三進(jìn)出口139開在凸出部分128的外周邊表面上，所以材料容納空間中的氣體可以有效排出，即使彈性元件215A與凸出部分128的下表面相接觸時(shí)也是如此。換句話說(shuō)，如果第三進(jìn)出口239開在凸出部分128的下表面，鼓出的彈性元件215A將會(huì)封住第三進(jìn)出口239。然而，由于第三進(jìn)出口139開在了凸出部分128的外周邊表面上，從而克服了這個(gè)缺點(diǎn)。
從材料容納空間108中排出氣體的操作應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，即使在凸出部分128已裝配到空腔之后仍要繼續(xù)排氣。
當(dāng)繼續(xù)排氣時(shí)，材料容納空間120中的氣體可以通過(guò)加工在彈性元件215A上表面的槽215B平穩(wěn)地排出，即使彈性元件215A的上表面和凸出部分128的下表面緊密接觸時(shí)也能平穩(wěn)排氣。
然后，移動(dòng)框架105，使裝有壓蓋元件202的壓力容器101進(jìn)入框架105的工作開口145中。此時(shí)，框架105的上部水平部件143的下表面位于十分靠近壓蓋元件202上表面的位置，而框架105的下部水平部件144的上表面則位于十分靠近壓力容器101下表面的位置。
當(dāng)各元部件處于上述位置時(shí)，將按照以下步驟對(duì)疊片組124進(jìn)行壓制成型加工操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118。當(dāng)壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力達(dá)到預(yù)定的壓力水平時(shí)，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置停止向壓力介質(zhì)容納空間118供應(yīng)壓力介質(zhì)119。壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力透過(guò)支撐元件116上的小孔117作用到彈性元件215A上。通過(guò)彈性元件215A和疊片組124的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將試圖頂開壓蓋元件202。然而，由于壓蓋元件202受到框架105的約束，因而無(wú)法移動(dòng)。因此，通過(guò)彈性元件215A和壓蓋元件202的作用，特別是通過(guò)彈性元件215A和凸出部分128下表面的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力對(duì)疊片組124進(jìn)行擠壓。如前所述，在擠壓過(guò)程中，被加熱的框架105的熱量傳遞到壓蓋元件202和壓力容器101上，從而使疊片組124加熱。
由于對(duì)疊片組124進(jìn)行加熱，有可能在疊片組124中產(chǎn)生氣體。然而，如前所述，因?yàn)闅怏w引入及排出裝置不斷從材料容納空間120中排出氣體，所以生成的氣體將通過(guò)加工在彈性元件215A上表面的槽215B以及氣體引入及排出通道141被排到系統(tǒng)之外，從而排除了在擠壓和加熱過(guò)程中存留在疊片組124中的氣體使產(chǎn)品出現(xiàn)報(bào)廢的可能性。
通過(guò)上述的擠壓和加熱處理，疊片組124將被壓合為一體，從而形成層壓制品。
當(dāng)擠壓和加熱處理持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間之后，再次操縱作用筒148，使框架105退回到回縮位置?？蚣?05的回位移動(dòng)將使壓蓋元件202的上表面得到釋放。
然后，操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，將強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力介質(zhì)119排出，直到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平。在將壓力介質(zhì)119排出的同時(shí)，或在壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常水平之后，操縱氣體引入及排出裝置，將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間120。更準(zhǔn)確地說(shuō)，是通過(guò)氣體引入及排出通道141和槽215B將氣體引入及排出裝置所提供的氣體輸送到裝有層壓制品的空間中。
氣體的引入使原來(lái)鼓向材料容納空間120的彈性元件215A返回到與支撐元件116相接觸的位置上，從而使彈性元件215A恢復(fù)具有平的上表面的初始形狀。
當(dāng)操縱作用筒134使壓蓋元件102向上移動(dòng)時(shí)，由于材料容納空間120中充有壓力氣體，凸出部分128很容易從空腔中退出，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)移走壓蓋元件102。當(dāng)凸出部分128從空腔中退出時(shí)，因?yàn)榭涨恢谐溆袎毫怏w，所以彈性元件215A不會(huì)被吸進(jìn)空腔，因此，保證了彈性元件215A不會(huì)受到任何破壞。
當(dāng)移去了壓蓋元件102之后，便露出層壓制品，這時(shí)可以將它們?nèi)∽摺?br> 在從空腔中取出層壓制品之后，彈性元件215A與空腔相鄰的表面不再外鼓，而是保持為一個(gè)平面，并且不會(huì)受到任何損壞，例如不會(huì)出現(xiàn)裂紋，因此，可以立即開始下一個(gè)層壓制品的制造工作。
如上所述，本實(shí)施例中的層壓制品制造裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔；(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件由于壓蓋元件的懸臂式支撐而略有傾斜，空腔的內(nèi)周邊表面也不會(huì)受到破壞；(3)即使由于材料容納空間中的負(fù)壓作用而使彈性元件的上表面與凸出部分的下表面發(fā)生接觸，加工在彈性元件上表面的槽也能夠有效地降低材料容納空間中的壓力；(4)通過(guò)加工在彈性元件上表面的槽的作用，可以排出在壓制成型過(guò)程中因加熱而生成的氣體，從而能夠生產(chǎn)出沒有氣泡和沒有空穴的層壓產(chǎn)品；(5)在壓制成型加工之后，可以容易地從壓力容器上移走壓蓋元件；(6)當(dāng)壓蓋元件的凸出部分從空腔中退出時(shí)，彈性元件不會(huì)受到負(fù)壓的牽引作用，這種牽引作用將會(huì)使彈性元件損壞；(7)當(dāng)壓制成型加工完成以后，因?yàn)閺椥栽褟囊驍D壓操作而引起的外凸形狀恢復(fù)為原狀，所以不用更換彈性元件，就可以立刻開始對(duì)后續(xù)的疊片組進(jìn)行壓制成型加工，這樣就能夠依次對(duì)大量的疊片組進(jìn)行壓制成型，從而快速大批量地生產(chǎn)層壓制品。
(實(shí)施例10)實(shí)施例10中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例2描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
與實(shí)施例9中的裝置不同，在本實(shí)施例的壓制成型制品制造裝置上，壓蓋元件布置在裝置的下部，而壓力容器布置在裝置的上部。
如圖27所示，這種壓制成型制品制造裝置包括壓力容器101；壓蓋元件202；彈性元件103；以及作為定位件的框架105。
壓力容器101的形狀與上述實(shí)施例9中壓制成型制品制造裝置的壓力容器101的形狀相似。然而，在此實(shí)施例中，與上述實(shí)施例9相反，壓力容器101的空腔開口是向下的。與上述實(shí)施例9中的情況相似，壓力容器101由第一機(jī)體106和疊置在第一機(jī)體106上的第二機(jī)體107構(gòu)成。
第一和第二機(jī)體106和107的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例9中的相應(yīng)結(jié)構(gòu)相似。同樣，圓錐形表面和水平環(huán)形表面加工在第二機(jī)體107上，并且支撐環(huán)安裝部分和彈性元件安裝部分也位于該處。與實(shí)施例9相同，具有楔形斷面的支撐環(huán)也安裝在支撐環(huán)安裝部分上。
在本實(shí)施例中，壓力傳遞裝置也是由支撐元件、密封元件和彈性元件所構(gòu)成，并且壓力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)也與實(shí)施例9中的相似。密封元件的邊緣部分固定在密封元件安裝部分上，支撐元件的邊緣部分也固定在該處，并且密封元件位于支撐元件的下表面。而彈性元件又安裝在密封元件的下表面。簡(jiǎn)而言之，在上述的實(shí)施例9中，壓力傳遞裝置上的密封元件位于支撐元件的上表面，并且彈性元件又安裝在密封元件的上表面上，而在本實(shí)施例中，壓力傳遞裝置上的密封元件安裝在支撐元件的下表面，并且彈性元件又位于密封元件的下表面。在實(shí)施例9中，作為氣體導(dǎo)通裝置的槽加工在彈性元件的上表面。然而，在本實(shí)施例中，該槽加工在彈性元件的下表面。
圖27沒有詳細(xì)表示壓力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)。然而，通過(guò)參考圖24和圖25，可以容易地理解由支撐元件116和密封元件115所構(gòu)成的壓力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)。
彈性元件215A(參見圖28)的材料與實(shí)施例9中的相應(yīng)材料相似。
彈性元件把由第一和第二機(jī)體106和107組成的壓力容器101中的空腔分隔成兩個(gè)空間，使得凹槽109和彈性元件215A共同構(gòu)成了壓力介質(zhì)容納空間118，而第一機(jī)體106中的圓盤形空間和彈性元件215A則構(gòu)成了材料容納空間120。
如圖27所示，壓蓋元件202上包括壓蓋體129和凸出部分128，通過(guò)參考圖20，可以進(jìn)一步了解壓蓋元件202的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中的壓蓋元件202與實(shí)施例9中的相應(yīng)元件的區(qū)別在于壓蓋元件202的凸出部分位于壓蓋體129的上表面，并且從壓蓋體129的上表面向上延伸。
在其它方面，壓蓋元件202與實(shí)施例9中的相應(yīng)元件相同。
框架105的結(jié)構(gòu)也與實(shí)施例9中的框架結(jié)構(gòu)相同。
簡(jiǎn)而言之，本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例9中的相應(yīng)裝置的顯著區(qū)別在于壓蓋元件上包括壓蓋體和位于壓蓋體上表面的凸出部分，并且壓力容器的布置方式使得其空腔的開口向下。
在圖27中，與實(shí)施例9中相同的元件將使用實(shí)施例9中所使用的相同的參考數(shù)字。應(yīng)當(dāng)注意的是，本實(shí)施例中壓蓋元件的參考數(shù)字為202。
下面將對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的壓制成型制品制造裝置的工作原理進(jìn)行描述。
在初始位置時(shí)，框架105位于回縮位置上。
為了使壓力容器101中的空腔打開和外露，壓蓋元件202與壓力容器101的下表面保持分開的狀態(tài)。然后，將疊片組124放置在凸出部分128的上表面。與實(shí)施例9中安放疊片組124的操作相比，將疊片組124放置在凸出部分128上表面的操作要簡(jiǎn)單得多。原因很明顯，前者是將多個(gè)疊片組124放置在一個(gè)下凹的空間中，而后者是將多個(gè)疊片組124放置在一個(gè)敞開的和平的表面上。
將凸出部分水平地轉(zhuǎn)到壓力容器101的正下方。
通過(guò)操縱一個(gè)作用筒，使活塞桿135向上運(yùn)動(dòng)，從而使壓蓋元件202上移。此時(shí)，氣體引入及排出裝置通過(guò)氣體引入及排出通道141(參見圖27)吸取和排出氣體。當(dāng)凸出部分128的下端裝配進(jìn)壓力容器101的空腔時(shí)，通過(guò)氣體引入及排出通道141，將由凸出部分128的下表面、第一機(jī)體106的內(nèi)周邊表面以及彈性元件215A所構(gòu)成的材料容納空間120中的氣體從上述空間中排出。當(dāng)從材料容納空間120中排出氣體之后，材料容納空間120中的壓力將降低，這時(shí)，壓蓋元件202將受到大氣壓力的作用，使得凸出部分128將被迅速吸進(jìn)壓力容器101的空腔中，從而很快完成凸出部分128對(duì)空腔的裝配。
當(dāng)凸出部分128插進(jìn)空腔之后，由凸出部分128、第一機(jī)體106的內(nèi)周邊表面以及帶有彈性元件215A的壓力傳遞裝置所構(gòu)成的空間中將出現(xiàn)負(fù)壓。因此，這種負(fù)壓有可能使彈性元件215A的部分下表面與凸出部分128的上表面發(fā)生接觸。然而，因?yàn)椴?15B(參見圖26)加工在彈性元件215A的下表面，使得材料容納空間120中各處的氣體仍可以通過(guò)槽215B有效地排出。
此外，因?yàn)榈谌M(jìn)出口139開在凸出部分128的外周邊表面上，所以材料容納空間中的氣體可以無(wú)阻礙地排出，即使彈性元件215A的下表面與凸出部分128的上表面相接觸時(shí)也是如此。
通過(guò)氣體引入及排出通道141從材料容納空間120中排出氣體的操作應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，即使在凸出部分128已裝配到空腔之后仍應(yīng)繼續(xù)排氣。此時(shí)，因?yàn)閺椥栽?15A的下表面加工有槽，所以材料容納空間120中的氣體可以繼續(xù)排出。
移動(dòng)框架105，使裝有壓蓋元件202的壓力容器101進(jìn)入框架105的工作開口145中。此時(shí)，框架105的下部水平部件144的上表面位于十分靠近壓蓋元件202下表面的位置，而框架105的上部水平部件143的下表面則位于十分靠近壓力容器101上表面的位置。
當(dāng)各零部件處于上述位置時(shí)，將按照以下步驟對(duì)疊片組124進(jìn)行壓制成型加工操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121，將壓力介質(zhì)119強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118。當(dāng)壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力達(dá)到預(yù)定的壓力水平時(shí)，壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置停止向壓力介質(zhì)容納空間118供應(yīng)壓力介質(zhì)119。壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力作用到彈性元件215A上。如圖28所示，由于沒有襯圈，彈性元件215A上的部分區(qū)域在壓力介質(zhì)119的作用下將鼓向凸出部分128，并與凸出部分128發(fā)生接觸。通過(guò)彈性元件215A和疊片組124的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將作用到壓蓋元件202上，并試圖向下移動(dòng)壓蓋元件202。然而，因?yàn)閴荷w元件202受到框架105的約束，因而無(wú)法下移。因此，通過(guò)彈性元件215A和壓蓋元件202的作用，特別是通過(guò)彈性元件215A和凸出部分128上表面的作用，壓力介質(zhì)119的預(yù)定壓力將對(duì)疊片組124進(jìn)行擠壓。如前所述，在擠壓過(guò)程中，被加熱的框架105的熱量傳遞到壓蓋元件202和壓力容器101上，從而使疊片組124加熱。
由于對(duì)疊片組124進(jìn)行加熱，有可能在疊片組124中產(chǎn)生氣體。然而，因?yàn)闅怏w引入及排出裝置不斷從材料容納空間120中排出氣體，并且因?yàn)閺椥栽?15A的下表面上加工有槽215B，所以生成的氣體將通過(guò)槽215B以及氣體引入及排出通道141被排到系統(tǒng)之外。因此，排除了在擠壓和加熱過(guò)程中存留在疊片組124中的氣體使層壓制品出現(xiàn)空穴和氣泡的可能性。
通過(guò)上述的擠壓和加熱處理，疊片組124將被壓合為一體，從而形成層壓制品。
當(dāng)擠壓和加熱處理持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間之后，再次操縱作用筒148(參見圖18)，使框架105退回到回縮位置，以便釋放壓蓋元件202。
然后，操縱壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出通道121(參見圖27)，將強(qiáng)行引入到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力介質(zhì)119排出，直到壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平。
在壓力介質(zhì)容納空間118中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平之后，最好是在排出壓力介質(zhì)119的同時(shí)，操縱氣體引入及排出裝置，將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間120。更準(zhǔn)確地說(shuō)，是通過(guò)氣體引入及排出通道141和槽215B將氣體引入及排出裝置所提供的氣體輸送到裝有層壓制品的空間中。
氣體的引入，迫使與凸出部分128上表面相接觸的彈性元件215A返回到與支撐元件116相接觸的位置上，并使彈性元件215A恢復(fù)到初始平面狀態(tài)。
當(dāng)操縱作用筒134(參見圖17)，使壓蓋元件202向下移動(dòng)時(shí)，由于材料容納空間120中充有壓力氣體，凸出部分128很容易從空腔中退出，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)移走壓蓋元件202。當(dāng)凸出部分128從空腔中退出時(shí)，因?yàn)榭涨恢谐溆袎毫怏w，彈性元件215A并不會(huì)被吸進(jìn)材料容納空間120，其結(jié)果是，當(dāng)凸出部分128退出時(shí)，彈性元件215A上不會(huì)出現(xiàn)裂紋。
當(dāng)從壓力容器101的下方移走壓蓋元件202之后，層壓制品將暴露出來(lái)，這時(shí)便可以將它們?nèi)∽摺?br> 在從空腔中取出層壓制品之后，彈性元件215A上與空腔相鄰的表面不再外鼓，而是處于平面狀態(tài)，而且不會(huì)受到任何損壞，例如不會(huì)出現(xiàn)裂紋，因此，可以立即開始下一個(gè)層壓制品的制造工作。
如上所述，本實(shí)施例中的層壓制品制造裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上，并且凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插入空腔；(2)當(dāng)凸出部分插入空腔時(shí)，即使壓蓋元件由于壓蓋元件的懸臂式支撐而略有傾斜，空腔的內(nèi)周邊表面也不會(huì)受到破壞；(3)當(dāng)從材料容納空間中排出氣體以便建立負(fù)壓時(shí)，加工在彈性元件下表面上的槽能夠有效地保證氣體的排出不會(huì)因彈性元件的外鼓而受到阻礙；(4)因?yàn)橥ㄟ^(guò)槽能夠排出在壓制成型過(guò)程中因加熱而生成的氣體，所以能夠生產(chǎn)出沒有氣泡和沒有空穴的層壓產(chǎn)品；
(5)在壓制成型加工之后，能夠容易地從壓力容器上移走壓蓋元件；(6)當(dāng)壓蓋元件的凸出部分從空腔中退出時(shí)，彈性元件不會(huì)受到負(fù)壓的牽引作用，因此，彈性元件不會(huì)受到損壞；(7)當(dāng)壓制成型加工完成以后，因?yàn)閺椥栽褟囊驍D壓操作而引起的外凸形狀恢復(fù)為原狀，所以不用更換彈性元件，就可以立刻開始對(duì)后續(xù)的疊片組壓制成型加工，這樣就能夠依次對(duì)大量的疊片組進(jìn)行擠壓處理，從而快速大批量地生產(chǎn)層壓制品。
(8)因?yàn)槭褂昧藢B片組作為工件放在壓蓋元件凸出部分上表面的方法，與實(shí)施例9中將疊片組裝進(jìn)空腔的方法相比，這種操作要容易得多，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使用一種自動(dòng)處理裝置，便可以獲得全自動(dòng)的層壓制品制造裝置，上述的自動(dòng)處理裝置能夠抓取由自動(dòng)輸送裝置傳送的疊片組，并將它們放在凸出部分的上表面，并且在將疊片組壓制成層壓制品之后，能夠?qū)訅褐破窂耐钩霾糠值纳媳砻鎮(zhèn)魉偷搅硪慌_(tái)輸送裝置上。換句話說(shuō)，本實(shí)施例中對(duì)放置在凸出部分上表面的疊片組進(jìn)行壓制成型加工的裝置便于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。
(實(shí)施例11)實(shí)施例11中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例3描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
本實(shí)施例主要涉及安裝有襯圈的壓制成型制品制造裝置。
如圖29所示，本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例9中的相應(yīng)裝置的區(qū)別在于在彈性元件215A與凸出部分128相鄰的表面上不加工任何槽；當(dāng)凸出部分128插進(jìn)或裝配到材料容納空間時(shí)，襯圈204布置在由彈性元件215A和凸出部分128所構(gòu)成空間的部分區(qū)域內(nèi)，并且此區(qū)域不為疊片組124所占用；以及在襯圈204與凸出部分128相鄰的表面上加工有一個(gè)槽204A，如圖30所示。
襯圈204是一圓板形元件，其中的一個(gè)表面上加工有槽204A，槽204A的斷面形狀為“V”形，如圖29和圖30所示。襯圈204上有一個(gè)具有一定形狀和大小的容納開口204B，在平面圖上，開口204B的形狀可以是方形或圓形(在此實(shí)施例中為圓形)，其尺寸要大于疊片組124的尺寸。襯圈204可由硬橡膠等材料制造。槽204A也可以有任何類型的斷面形狀，只要該槽能有效地將材料容納空間(即容納開口)中的氣體排出即可。在襯圈204的表面上也可以加工出任何希望數(shù)量的槽。例如，可以在襯圈204的表面上加工多個(gè)沿徑向通向外側(cè)的槽。作為一種選擇，槽204A可以具有方形或半圓形斷面，如圖31所示。
在壓制成型過(guò)程中，當(dāng)材料容納空間中的壓力降低、并且壓力流體被強(qiáng)行輸送到壓力介質(zhì)容納空間時(shí)，如果沒有襯圈204，彈性元件215A將鼓出，彈性元件215A的大變形將會(huì)使彈性元件215A與凸出部分128的下表面相接觸，然而，由于襯圈204的存在，彈性元件215A的這種變形將不會(huì)出現(xiàn)。因此，襯圈204防止了彈性元件215A的過(guò)度變形，從而相應(yīng)地減小了使彈性元件215A破壞的可能性。
加工在襯圈204上表面的槽204A保證了疊片組所在區(qū)域中的氣體能夠通過(guò)槽204A有效地排出，即使材料容納空間中壓力的降低使得襯圈204的上表面與凸出部分128的下表面緊密接觸，上述氣體也能通過(guò)槽204A排出。因此，疊片組中因加熱和加壓而產(chǎn)生的氣體能夠有效地被排出系統(tǒng)，使得在所生產(chǎn)的層壓制品中不會(huì)出現(xiàn)氣泡和空穴。
(實(shí)施例12)實(shí)施例12中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例4描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖32所示，本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與實(shí)施例11中的壓制成型制品制造裝置基本相同，其主要區(qū)別在于，在本實(shí)施例中，壓制成型制品制造裝置中使用了這樣一種襯圈204在平面圖上，襯圈204上的容納空間204B的大小和形狀與疊片組的基本相同。
在本實(shí)施例的裝置中，在襯圈204上同樣加工有槽204A，使得本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例11中的優(yōu)點(diǎn)基本相同。
本實(shí)施例裝置的顯著特點(diǎn)在于由于疊片組124和襯圈204基本充滿了由彈性元件215A和凸出部分128所構(gòu)成的空間，在壓制成型過(guò)程中，或在非壓制成型的減壓過(guò)程中，彈性元件215A的外鼓變形將最小，因此，因變形疲勞而引起彈性元件215A破壞的可能性也最小。換句話說(shuō)，在此實(shí)施例中，彈性元件最不容易損壞，因此提高了彈性元件215A的工作壽命。
(實(shí)施例13)實(shí)施例13中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例5描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖33和圖34所示，本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置裝有這樣一種襯圈204在平面圖上，襯圈204中有一個(gè)與疊片組124的形狀基本相同的容納空間204B，并且襯圈204由一個(gè)外襯圈204C和一個(gè)內(nèi)襯圈204D所構(gòu)成。在平面圖上，內(nèi)襯圈204D具有與疊片組124的形狀基本相同的容納空間204B，并且是一圓盤形元件。內(nèi)襯圈204D的上表面加工有多個(gè)槽204a。另一方面，外襯圈204C也由一圓盤形元件構(gòu)成，在平面圖上，外襯圈204C有一個(gè)與內(nèi)襯圈204D的形狀基本相同的容納空間204B。外襯圈204C的上表面也加工有多個(gè)槽204A。當(dāng)把內(nèi)襯圈204D裝配到外襯圈204C的開口中時(shí)，槽204a和槽204A彼此相對(duì)。
由一對(duì)襯圈構(gòu)成的襯圈204具有這樣的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于同一個(gè)外襯圈204C，可以加工出多個(gè)內(nèi)襯圈204D，這些內(nèi)襯圈204D的容納空間具有不同的尺寸和不同的形狀，這樣，在使用同一臺(tái)壓制成型制品制造裝置的情況下，可以通過(guò)選擇和使用適當(dāng)?shù)膬?nèi)襯圈，加工出具有不同尺寸和形狀的層壓制品。
(實(shí)施例14)
實(shí)施例14中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-130409中的實(shí)施例6描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-130409是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
本實(shí)施例中的壓制成型制品制造裝置與上述實(shí)施例13中相應(yīng)裝置的區(qū)別在于在加工有槽的內(nèi)襯圈的位置上，安裝有這樣一種內(nèi)襯圈，這種內(nèi)襯圈上沒有槽，但是在內(nèi)襯圈與凸出部分128相鄰的表面上布置有一個(gè)網(wǎng)狀元件204G，例如金屬絲網(wǎng)。
網(wǎng)狀元件204G和外襯圈204C上的槽204A構(gòu)成了排氣裝置。
使用網(wǎng)狀元件204G的優(yōu)點(diǎn)是在使用有槽的內(nèi)襯圈和外襯圈時(shí)，必須對(duì)內(nèi)、外襯圈進(jìn)行調(diào)整，以便使槽對(duì)齊，而使用了網(wǎng)狀元件204G后就可以不進(jìn)行上述調(diào)整。
根據(jù)實(shí)施例9～14，本發(fā)明的優(yōu)選形式可歸納如下。
第一種形式是一種壓制成型制品制造裝置，此裝置包括具有材料容納空間和壓力介質(zhì)容納空間的壓力容器，以及具有彈性元件的壓力傳遞裝置，此壓力傳遞裝置將材料容納空間和壓力介質(zhì)容納空間隔開，并且能夠?qū)?qiáng)行輸送到壓力介質(zhì)容納空間中的壓力介質(zhì)壓力施加到位于材料容納空間中的材料上；用于加熱壓力容器內(nèi)部的加熱裝置；壓蓋元件，壓蓋元件上具有一個(gè)能夠插進(jìn)材料容納空間中的凸出部分，也具有用于將壓力介質(zhì)引入和排出材料容納空間的氣體引入及排出裝置；排氣保證裝置，用于保證當(dāng)利用氣體引入及排出裝置使材料容納空間中的壓力降低時(shí)，通過(guò)氣體引入及排出裝置能將材料容納空間中的氣體排出；定位裝置，當(dāng)壓蓋元件裝配到壓力容器上之后，定位裝置用于將壓蓋元件固定在壓力容器上，以便在材料的壓制成型過(guò)程中，使凸出部分無(wú)法從材料容納空間中退出。
第二種形式是第一種形式中的一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是壓力傳遞裝置中包括一個(gè)將材料容納空間和壓力介質(zhì)容納空間隔開的支撐元件，其中，支撐元件上加工有許多小孔；布置在與材料容納空間相鄰的支撐元件上表面的第一密封元件；以及布置在密封元件表面上的彈性元件。
第三種形式是第一種或第二種形式中的一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是排氣保證裝置由加工在壓力傳遞裝置表面上的槽組成，其中，加工有槽的壓力傳遞裝置表面與材料容納空間相鄰。
第四種形式是第一種到第三種形式中的任意一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是上述排氣保證裝置由加工在壓力傳遞裝置表面上某一區(qū)域中的槽組成，其中，上述表面與材料容納空間相鄰，而壓力傳遞裝置表面上的上述區(qū)域不包括材料所占的區(qū)域。
第五種形式是第一種或第二種形式中的一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是排氣保證裝置由加工在襯圈表面上的槽組成，其中，加工有槽的襯圈表面與壓蓋元件相鄰，上述襯圈有一個(gè)用于容納材料的空間，而在材料容納空間中，襯圈布置在壓力傳遞裝置的上表面。
第六種形式是第一種或第二種形式中的一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是排氣保證裝置由布置在襯圈表面上的網(wǎng)狀元件組成，其中，具有網(wǎng)狀元件的表面與壓蓋元件相鄰，上述襯圈有一個(gè)用于容納材料的空間，而在材料容納空間中，襯圈布置在壓力傳遞裝置的上表面。
根據(jù)本發(fā)明第一種～第六種優(yōu)選形式的壓制成型制品制造裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)壓蓋元件可以容易地裝配到壓力容器上或從壓力容器上移走，使得凸出部分能夠在短時(shí)間內(nèi)(即立刻)插進(jìn)空腔或從空腔退出；(2)當(dāng)凸出部分插入壓力容器的空腔中、或從空腔中退出時(shí)，即使壓蓋元件略有傾斜，空腔的內(nèi)周邊表面也不會(huì)受到破壞；(3)當(dāng)安裝壓蓋元件時(shí)，以及當(dāng)進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，可以毫無(wú)困難地使材料容納空間中的壓力降低，而且也可以毫無(wú)困難地使材料容納空間保持低壓；以及(4)因?yàn)閺牟牧先菁{空間中有效地排出了在壓制成型過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體，所以能夠生產(chǎn)出沒有氣泡和空穴的層壓制品。
(實(shí)施例15)實(shí)施例15中的壓制成型制品制造裝置是本發(fā)明壓制成型裝置的一個(gè)實(shí)施例。日本專利申請(qǐng)No.平6-164427中的實(shí)施例描述了這種壓制成型制品制造裝置，上述日本專利申請(qǐng)No.平6-164427是本申請(qǐng)的基礎(chǔ)。
如圖36所示，這種壓制成型制品制造裝置中包括壓力容器302、插入體303以及作為定位件的框架304。
壓力容器302是一個(gè)具有上端面、外圓表面和下端面的圓柱體。壓力容器302中加工有一個(gè)通常為圓柱形的空腔305，此空腔305具有一個(gè)位于壓力容器下表面上的開口端，以及一個(gè)與空腔305的開口端相對(duì)的內(nèi)端表面。
彈性元件306布置在空腔305的內(nèi)部，并在空腔305內(nèi)水平延伸，從而將空腔305分為兩個(gè)空間，一個(gè)是與開口端相鄰的空間，另一個(gè)是與內(nèi)端表面相鄰的空間。
彈性元件306與空腔305的內(nèi)端表面和內(nèi)周邊表面構(gòu)成了壓力介質(zhì)容納空間307，壓力介質(zhì)容納空間307中裝有具有一定壓力的壓力介質(zhì)，例如壓力液體等。壓力介質(zhì)容納空間307對(duì)壓力介質(zhì)來(lái)說(shuō)應(yīng)是密封的。為此，彈性元件306以密封的形式安裝在空腔305中。
在此實(shí)施例中，當(dāng)插入體303插進(jìn)空腔305時(shí)，插入體303直接與材料容納空間中待壓制成型的材料發(fā)生接觸，后面將對(duì)此作進(jìn)一步描述。彈性元件306具有適當(dāng)?shù)膹椥?。因此，即使彈性元件與待壓制成型的材料發(fā)生直接接觸，彈性元件也不會(huì)對(duì)待加工的材料或最終的壓制成型制品產(chǎn)生不利的影響。然而，為了保證能夠得到無(wú)缺陷的高質(zhì)量壓制成型制品，最好在彈性元件306與空腔開口端相鄰的表面上裝備一個(gè)具有一定彈性的防護(hù)元件。
壓力容器302上加工有壓力介質(zhì)供應(yīng)管路308，壓力介質(zhì)供應(yīng)管路308的一個(gè)端口開在壓力介質(zhì)容納空間307的內(nèi)端表面，或開在空腔305內(nèi)周邊表面的適當(dāng)位置上。加工在壓力容器302中的壓力介質(zhì)供應(yīng)管路通過(guò)未示出的管路與壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置相連。壓力介質(zhì)供應(yīng)裝置包括用于吸取或排出壓力介質(zhì)的泵；連接上述泵和壓力介質(zhì)供應(yīng)管路308的管路；以及，如果需要的話，還包括開關(guān)閥等元件。
插入體303主要由一個(gè)作用筒309和一個(gè)活塞310組成。
如圖36所示，作用筒309上有一個(gè)筒體311和一個(gè)支撐著筒體311的筒底312。
如圖37所示，筒體311基本上是一個(gè)圓柱體，當(dāng)插入體303插進(jìn)空腔305時(shí)，筒體311的外表面313將與空腔305的內(nèi)周邊表面305相接觸，并且從作用筒309的上方觀察，筒體311上有一個(gè)矩形斷面的第一內(nèi)部空間314。第一內(nèi)部空間314穿過(guò)筒體311從筒體的一個(gè)端通向另一端。在筒體311的外周邊表面上，圍繞著該表面安裝有一個(gè)O形圈(圖36中未示出)，以保證當(dāng)按下述方式從材料容納空間中排出空氣時(shí)，周圍空氣不會(huì)通過(guò)空腔305的內(nèi)周邊表面和筒體311的外周邊表面之間的間隙進(jìn)入材料容納空間305中。
筒底312是一個(gè)具有底部的圓筒元件，其直徑與筒體311相同，當(dāng)筒體311放置在筒底312上時(shí)，筒底312的外表面將與筒體313的外表面保持連續(xù)，并且筒底312上有一個(gè)圓柱形的第二內(nèi)部空間316，第二內(nèi)部空間316的直徑大于筒體311中具有矩形水平斷面的第一內(nèi)部空間314的對(duì)角線長(zhǎng)度。
在此實(shí)施例中，筒底312上加工有第一氣體引入及排出管路317，其開口位于筒底312的內(nèi)周邊表面上。第一氣體引入及排出管路317與未示出的第一氣體引入及排出裝置相連。
第一氣體引入及排出裝置能夠通過(guò)第一氣體引入及排出管路317將空氣引入和排出作用筒309，第一氣體引入及排出裝置包括與第一氣體引入及排出管路317相連的管路；用于吸取和排出空氣的泵；以及，如果需要的話，還包括閥門裝置等元件。
筒底312上也加工有第二氣體引入及排出管路318，其開口位于第二空間316的底面，并且與未示出的第二氣體引入及排出裝置連接。通過(guò)第二氣體引入及排出管路318，可以將空氣引入和排出第二內(nèi)部空間。
第二氣體引入及排出裝置能夠通過(guò)第二氣體引入及排出管路318將空氣引入和排出第二內(nèi)部空間316，第二氣體引入及排出裝置包括與第二氣體引入及排出管路318相連的管路；用于吸取和排出空氣的泵；以及，如果需要的話，還包括閥門裝置等元件。
為了在筒底312的上表面和由其支撐的筒體311的下表面之間形成密封，如圖38所示，在筒底312的上表面和筒體311的下表面之間可以安裝一個(gè)O形圈319。
活塞310主要由活塞體320和法蘭盤321組成。
活塞體320呈方柱形，其外周邊表面與筒體311的內(nèi)周邊表面滑動(dòng)連接，并且在活塞體320的下端有一法蘭盤321。如圖38所示，在活塞體320的外周邊表面上，加工有適當(dāng)數(shù)量的槽322，槽322從法蘭盤321處一直延伸到活塞體320的自由端。
法蘭盤321是一圓盤形元件，其直徑與筒體311中的第二內(nèi)部空間316的直徑基本相同。在法蘭盤321的外周邊表面上，圍繞法蘭盤321裝有一O形圈323，使得筒底312中的第二內(nèi)部空間316的內(nèi)周邊表面和法蘭盤321的外周邊表面之間是密封的，但是O形圈323并不影響法蘭盤321在筒底312中的垂直運(yùn)動(dòng)。
活塞310和作用筒309的形狀和尺寸是這樣確定的當(dāng)活塞310上的法蘭盤321與筒底312中的第二內(nèi)部空間316的底面相接觸時(shí)，活塞體320的自由端面位于筒體311的自由端面以下的位置，并且當(dāng)活塞310運(yùn)動(dòng)到法蘭盤321與筒體311的底面相接觸時(shí)，活塞體320的自由端面至少與筒體311的自由端面位于同一平面(在某些情況下，活塞體320的自由端面可能會(huì)超過(guò)筒體311的自由端面)。
上述的結(jié)構(gòu)可以保證當(dāng)活塞310的法蘭盤321與筒底312中的第二內(nèi)部空間316的底面相接觸時(shí)，活塞體320的上表面和筒體311的內(nèi)周邊表面共同構(gòu)成了一個(gè)水平斷面為方形的材料容納空間324。
作為定位件的框架304的結(jié)構(gòu)和作用與前述實(shí)施例中框架104的結(jié)構(gòu)和作用基本相同，因此，下面將不再詳述。在圖36中，參考數(shù)字325表示一對(duì)垂直部件，326表示上部水平部件，而327表示下部水平部件。下部水平部件327、垂直部件325和上部水平部件326共同確定了一個(gè)開口(下面將稱為工作開口328)。
這種框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可再次簡(jiǎn)述如下當(dāng)裝有插入體303的壓力容器302進(jìn)入工作開口328之后，上部水平部件326的下表面位于壓力容器302的上表面之上，同時(shí)在壓力容器302的上表面和水平部件的下表面之間形成一個(gè)小的間隙；下部水平部件327的上表面位于插入體303底面的下方；并且兩個(gè)垂直部件325之間的空間遠(yuǎn)大于壓力容器302的直徑。壓力容器302可以由適當(dāng)?shù)难b置所支撐，例如，由一個(gè)未示出的框架所支撐。
框架304在導(dǎo)向裝置的作用下可以水平移動(dòng)，例如可以在一對(duì)水平布置的軌道(下面將稱之為水平導(dǎo)軌)上滑動(dòng)。通過(guò)參考圖5和圖18可以更好地理解這種布置形式。當(dāng)要把待加工的材料，例如疊片組，放進(jìn)材料容納空間324時(shí)，應(yīng)將插入體303從壓力容器302上取出。當(dāng)進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，移動(dòng)框架304，使裝有插入體303的壓力容器進(jìn)入框架304的工作開口328中?？蚣?04可用任何驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)，在此實(shí)施例中，框架304是由一個(gè)未示出的氣體作用筒驅(qū)動(dòng)的。然而，作為一種選擇，框架304的驅(qū)動(dòng)源也可以是電動(dòng)機(jī)。
框架304上裝有加熱裝置。只要在擠壓過(guò)程中，加熱裝置能夠?qū)Σ牧先菁{空間324中的疊片組進(jìn)行加熱，加熱裝置可以具有任何結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，加熱裝置由安裝在兩個(gè)垂直部件325、以及上部和下部水平部件326和327上的電加熱器組成。
下面將對(duì)具有這種結(jié)構(gòu)的壓制成型制品制造裝置的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
在初始位置時(shí)，框架304水平地移動(dòng)到遠(yuǎn)離壓力容器302和插入體303的回縮位置上。此外，插入體303尚未裝進(jìn)壓力容器302的空腔5中，也就是說(shuō)，插入體303與壓力容器是分開的。在插入體303的這個(gè)初始位置上，為了便于將待壓制的材料放進(jìn)材料容納空間324，插入體303可以處在遠(yuǎn)離壓力容器302底面的位置上，或者，雖然插入體303的上表面與壓力容器302的下表面之間的高度差不大，但插入體303可以處于偏離壓力容器302正下方的位置上。
不管怎樣，應(yīng)將待壓制的材料放進(jìn)插入體303的材料容納空間324中。
待壓制成型的材料本身也可以是粉狀材料。然而，為了使本發(fā)明的壓制成型制品制造裝置能充分發(fā)揮作用，待壓制的材料最好是表面布置有導(dǎo)電層的陶瓷生坯片，或是由多個(gè)上述陶瓷生坯片組成的疊片組，疊片組事先受過(guò)處理，例如受到擠壓，以使各陶瓷片之間不彼此分離。
生坯片具有預(yù)定的形狀(多數(shù)情況下為方形或矩形，在此實(shí)施例中為矩形)，生坯片通常是這樣制造的，即對(duì)由陶瓷和粘結(jié)劑等材料制成的坯料進(jìn)行成型加工，使其具有預(yù)定的厚度；切割已成型的坯料，從而得到具有預(yù)定尺寸和形狀的陶瓷片；以及在每個(gè)陶瓷片的某個(gè)表面上覆蓋一層由導(dǎo)電涂料構(gòu)成的導(dǎo)電層。
待壓制成型的材料的另一種形式是將多個(gè)陶瓷生坯片一一疊置，并對(duì)這種疊置的生坯片進(jìn)行輕微的擠壓，以便使它們彼此粘結(jié)，或者，如果需要的話，也可以對(duì)這種疊置的生坯片進(jìn)行初步燒結(jié)處理，使它們彼此連在一起，或者，也可以利用制造生坯片時(shí)使用的粘結(jié)劑將各生坯片粘為一體。
如圖40所示，當(dāng)待壓制材料P被放進(jìn)材料容納空間324時(shí)，最好在材料容納空間324中的活塞體320的自由端面上布置一塊剝離板329。布置在活塞體320自由端面上的剝離板329能夠防止受擠壓的材料粘到活塞體320的自由端面上，從而保證壓制成型制品能夠容易地從活塞體320的自由端面上取走。
在所加工的材料為生坯片或由生坯片組成的疊片組的情況下，材料的厚度是非常薄的。因此，即使在材料容納空間324中放置了預(yù)定數(shù)量的生坯片或生坯片疊片組，在生坯片或生坯片疊片組的上表面與筒體311的前端面之間也可能留有過(guò)大的空間。在此情況下，最好在過(guò)大的空間中布置一個(gè)作為墊圈的柔性元件。
安放墊圈的方法如下將墊圈放置在活塞體320的自由端面上；再將剝離板329放在墊圈的上端；然后將待壓制的材料放置在剝離板329上；最后把另一個(gè)剝離板329再放置在材料上端，使得位于待壓制材料上端的剝離板329的上表面與筒體311的前端面基本處于同一平面上。作為一種選擇，也可按下述方式布置上述墊圈將剝離板329放在活塞體320的自由端面上；把待壓制的材料放置在剝離板329的上端；然后將另一個(gè)剝離板329放在待壓制的材料上；最后將墊圈再放到剝離板329的上端，使得墊圈的上表面與筒體311的前端面基本處于同一平面上。
如圖36所示，當(dāng)待壓制的材料已放入材料容納空間324之后，將插入體303插入壓力容器302的空腔5中。
在將插入體303插入空腔305時(shí)，第一氣體引入及排出裝置從材料容納空間324中將空氣排出。在這種情況下，如圖39所示，因?yàn)樵谕搀w311的內(nèi)周邊表面和活塞體320的外周邊表面之間存在一個(gè)的小間隙，所以材料容納空間中的空氣將通過(guò)這個(gè)小間隙排出。此外，因?yàn)樵诨钊w320的周邊表面上加工有多個(gè)槽322，所以空氣流過(guò)上述間隙時(shí)的阻力非常小，使得材料容納空間324中的壓力能夠迅速降低。
當(dāng)材料容納空間324中的壓力降低時(shí)，在大氣壓力的作用下，插入體303將被迅速地壓入空腔305中。當(dāng)插入體303完全裝入空腔305時(shí)，材料容納空間324中最上端的元件，例如墊圈或剝離板329，將與彈性元件306相接觸。如果在彈性元件306與材料容納空間324相鄰的表面上提供一個(gè)保護(hù)元件的話，材料容納空間324中最上端的元件，例如墊圈或剝離板329，將與該保護(hù)元件相接觸。
第一氣體引入及排出裝置連續(xù)工作，以便使材料容納空間中的壓力保持為低壓。
然后，移動(dòng)框架304，使框架304的上部水平部件326位于壓力容器302上表面，同時(shí)，使框架304的下部水平部件327位于插入體303的底面，在此實(shí)施例中，也就是筒底312的底面。
當(dāng)各元部件處于上述位置時(shí)，將壓力介質(zhì)強(qiáng)行引入壓力介質(zhì)容納空間7。所引入的壓力介質(zhì)的壓力將作用在材料容納空間324中的待壓制材料上。同時(shí)，壓力介質(zhì)的壓力對(duì)作用筒309和活塞310產(chǎn)生一個(gè)作用力，并試圖將作用筒309和活塞310推出空腔305。然而，因?yàn)榭蚣?04的下部水平部件327位于插入體303的筒底312的底面，所以部水平部件327將插入體303牢牢頂住，阻止了筒底312的移動(dòng)。同時(shí)，壓力介質(zhì)的壓力也作用在壓力容器302上，并試圖向上推動(dòng)壓力容器302。然而，由于框架304的上部水平部件326的限位作用，壓力容器302的上表面無(wú)法移動(dòng)。因此，壓力介質(zhì)的壓力集中地作用到待壓制材料上，從而將材料壓制成型。
當(dāng)安裝在框架304上的加熱裝置對(duì)材料容納空間324的內(nèi)部進(jìn)行加熱時(shí)，壓力和加熱裝置發(fā)出的熱量起到了對(duì)材料進(jìn)行加熱以及壓制成型的作用。
因?yàn)樵趬褐瞥尚突蛘呒訜岷蛪褐瞥尚瓦^(guò)程中，第一氣體引入及排出裝置連續(xù)排出材料容納空間324中的空氣，所以，材料中的氣體或由于待加工材料成分的熱分解而產(chǎn)生的氣體將能夠從材料容納空間中排出，從而排除了在擠壓和加熱過(guò)程中存留在材料中的氣體使壓制成型制品出現(xiàn)氣泡的可能性。
當(dāng)利用壓力介質(zhì)對(duì)材料容納空間324中待壓制材料進(jìn)行的壓制成型加工持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間之后，停止引入壓力介質(zhì)，并從壓力介質(zhì)容納空間307中將壓力介質(zhì)排出。
將框架304退回到其初始回縮位置。
然后，從壓力容器302的空腔305中取出插入體303。在這種情況下，通過(guò)第一氣體引入及排出裝置將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間324，以便使該空間中的壓力高于大氣壓力。當(dāng)?shù)谝粴怏w引入及排出裝置使材料容納空間324中的壓力降低時(shí)，待壓制材料的粉末會(huì)進(jìn)入筒體311的內(nèi)周邊表面和活塞體320的外周邊表面之間的間隙中。然而，通過(guò)第一氣體引入及排出裝置將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間324的操作，將會(huì)吹出間隙中的粉末，使其再次進(jìn)入材料容納空間324，從而使活塞310的滑動(dòng)不會(huì)受到筒體311內(nèi)周邊表面和活塞體320外周邊表面之間的間隙中粉末的不利影響。
此外，在第一氣體引入及排出裝置的作用下，當(dāng)材料容納空間324中的壓力超過(guò)大氣壓時(shí)，插入體303能夠從空腔305中迅速退出。
在插入體303從空腔305中退出、并且在壓力容器302和插入體303分離之后，第二氣體引入及排出裝置通過(guò)第二氣體引入管路318將氣體強(qiáng)行引入活塞310的法蘭盤321底部表面和筒底312上表面之間的空間中。由于O形圈安裝在法蘭盤321的外周邊表面上，因此，法蘭盤321的底部表面、筒底312的上表面以及筒底312的內(nèi)周邊表面構(gòu)成了一個(gè)密封空間。因此，引入到上述密封空間中的空氣將推起活塞體320，使得活塞體320的自由端面能夠?qū)褐瞥尚椭破窂牟牧先菁{空間324中推出。
此時(shí)，即使壓制成型制品的周邊部分與筒體311的內(nèi)周邊表面粘連在一起，由于活塞體320自由端面的邊緣部分將在筒體311的內(nèi)周邊表面上滑動(dòng)，因此也能夠把壓制成型制品從材料容納空間中推出，而不會(huì)引造成壓制成型制品周邊部分的任何損壞。
這樣就可以將材料壓制成一種制品，并且能夠在不造成任何損壞的情況下將這種制品從材料容納空間中取出。
在本實(shí)施例中，筒底312的底面構(gòu)成了活塞的限位裝置。
在本發(fā)明中，當(dāng)壓力介質(zhì)對(duì)材料進(jìn)行擠壓時(shí)，活塞限位裝置起到防止活塞310在壓力的作用下從筒體311中退出的作用。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，為了起到上述限位作用，可以對(duì)本發(fā)明中的活塞限位裝置做各種修改。
在本實(shí)施例中，用于使活塞垂直運(yùn)動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置包括由法蘭盤和筒體底面構(gòu)成的密封空間；以及強(qiáng)行引入和排出上述密封空間的空氣。然而，活塞驅(qū)動(dòng)裝置也可以具有其它任何形式，只要能夠使活塞垂直運(yùn)動(dòng)即可。
下面將對(duì)本發(fā)明中實(shí)施例15的優(yōu)選形式進(jìn)行說(shuō)明。
第一種形式是一種壓制成型制品制造裝置，這種裝置包括一個(gè)壓力容器，一個(gè)插入體和一個(gè)定位裝置；壓力容器上加工有一個(gè)空腔，空腔的開口端位于壓力容器的一個(gè)端面上，而空腔的內(nèi)端面與開口端相對(duì)，壓力容器還具有加壓裝置，通過(guò)在空腔內(nèi)橫向延伸的彈性元件，加壓裝置能夠?qū)涨坏膬?nèi)部進(jìn)行加壓；插入體包括一個(gè)作用筒和一個(gè)活塞；作用筒的外周邊表面與空腔的內(nèi)周邊表面處于滑動(dòng)連接，與活塞自由端部外表面滑動(dòng)連接的作用筒的內(nèi)周邊表面和活塞的自由端面構(gòu)成了一個(gè)材料容納空間，用于放置待壓制成型的材料，作用筒上還具有用于驅(qū)動(dòng)活塞的活塞驅(qū)動(dòng)裝置和活塞限位裝置，在壓制成型過(guò)程中，活塞限位裝置能夠限制作用在活塞上的壓力引起的活塞運(yùn)動(dòng)；以及定位裝置中包括限位元件，在壓制成型過(guò)程中，用于將壓力容器和插入壓力容器空腔中的插入體連為一體。
第二種形式是第一種形式中的壓制成型制品制造裝置，所不同的是作用筒上裝有空氣引入及排出裝置，用于將空氣引入和排出材料容納空間。
第三種形式是第一種形式或第二種形式中的壓制成型制品制造裝置，所不同的是它進(jìn)一步具有材料加熱裝置，用于對(duì)材料容納空間的內(nèi)部進(jìn)行加熱。
第四種形式是第一種～第三種形式中任何一種壓制成型制品制造裝置，所不同的是它進(jìn)一步具有加熱裝置，在對(duì)材料進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，用于對(duì)材料進(jìn)行加熱。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例15，可以提供一種壓制成型制品制造裝置，這種裝置能夠以高的生產(chǎn)率生產(chǎn)壓制成型制品，而不會(huì)對(duì)制品的周邊部分造成任何損壞。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種壓制成型制品制造裝置，在這種裝置中，插入體能夠迅速地插進(jìn)壓力容器的空腔中，并且這種裝置具有良好的操作性能。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種壓制成型制品制造裝置，這種裝置能夠?qū)Ψ蹱畈牧线M(jìn)行燒結(jié)和壓制成型加工。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種壓制成型制品制造裝置，在這種裝置中，插入體能夠迅速地插進(jìn)壓力容器的空腔中，這種裝置能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行壓制成型或加熱和壓制成型加工，并且能夠容易地將壓制成型制品推出，而不會(huì)損壞制品的周邊部分，從而保證了高的生產(chǎn)率。
B.壓制成型方法本發(fā)明壓制成型方法中的第一種方法是對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型的方法，在這種方法中將預(yù)型件放在一個(gè)成型模具中，此成型模具中有一個(gè)不透氣的柔性膜和一個(gè)氣體排出口；使成型模具的內(nèi)部保持為低壓；以及通過(guò)柔性膜將可變的壓力流體壓力施加到預(yù)型件上。
根據(jù)第一種方法，第二種方法是這樣一種對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型的方法，在這種方法中，可變的壓力流體的最小壓力低于大氣壓力。
根據(jù)第一種或第二種方法，第三種方法是這樣一種對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型的方法，在這種方法中，壓力流體是液體。
根據(jù)第一～第三種方法中的任何一種方法，第四種方法是這樣一種對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型的方法，在這種方法中，預(yù)型件是一個(gè)陶瓷生坯片或多個(gè)陶瓷生坯片。
下面將對(duì)本發(fā)明的壓制成型方法進(jìn)行描述。
本發(fā)明壓制成型方法中的預(yù)型件與本發(fā)明壓制成型裝置中所使用的預(yù)型件相同，因而不再詳述。
在壓制成型方法中使用的成型模具可以具有任何結(jié)構(gòu)，只要模具能夠容納待壓制成型的材料、在模具上加工有氣體排出口、以及在模具中裝有不透氣的柔性膜即可，其中，不透氣的柔性膜能夠?qū)毫α黧w的壓力傳遞到模具中的預(yù)型件上。
能夠用于本發(fā)明方法中的成型模具可以是日本專利申請(qǐng)No.平3-58524和No.平3-58525中所描述的任何一種成型模具。
此外，圖42所示的成型模具也可以用在本發(fā)明的方法中，這種成型模具是根據(jù)上述專利申請(qǐng)中的模具而發(fā)明的。如圖42所示，成型模具401具有一個(gè)板狀的框架403，框架403中有一個(gè)從框架的前面通向后面的矩形開口402，成型模具401還具有一個(gè)由柔性材料制造的、能夠容納框架403的外殼404?？蚣?03的短邊上有一個(gè)通孔405，通孔405從短邊的外表面通到框架的開口中。外殼404上加工有與通孔405對(duì)齊的排出口406，并且外殼405上還有一個(gè)大的開口(未示出)，通過(guò)這個(gè)開口，板狀框架403可以裝進(jìn)外殼405。
根據(jù)下述方法，可以將一個(gè)預(yù)型件放入成型模具401中。例如，在從外殼404中將板狀框架403取出之后，把一塊與板狀框架403面積相同的薄板放在板狀框架403的底面上。放置在板狀框架403底面上的薄板構(gòu)成了開口402的底部表面。然后將陶瓷生坯片7逐個(gè)地疊放在具有底部的開口402中。當(dāng)在開口402中疊置了預(yù)定數(shù)量的陶瓷生坯片之后，通過(guò)外殼404上未示出的大開口，將帶有薄板的板狀框架403插進(jìn)外殼404中。此時(shí)，板狀框架403的位置是十分重要的，板狀框架403的位置應(yīng)使框架403上的通孔405與外殼404上的排出口406對(duì)齊。如果需要的話，可將薄板從外殼404中取出，但應(yīng)保證在開口402中裝有陶瓷生坯片7的板狀框架403仍留在外殼404內(nèi)。然后用適當(dāng)?shù)难b置將外殼404的開口關(guān)閉。
這樣便構(gòu)成了一個(gè)封閉體，此封閉體包括板狀框架403和外殼404，并且在封閉體內(nèi)，在板狀框架403的開口402中裝有疊置的陶瓷片7。
從上述描述中可以清楚知道，上述成型模具包括板狀框架，其上加工有足以容納片狀預(yù)型件的空間；以及這樣一種外殼，這種外殼能夠以密封的方式容納板狀框架，并且能夠使外殼的內(nèi)部處于高度真空狀態(tài)，這種成型模具適合于對(duì)片狀預(yù)型件，例如生坯片或生坯片組，進(jìn)行壓制成型加工。在這種成型模具中，當(dāng)進(jìn)行壓制成型操作時(shí)，壓力將通過(guò)覆蓋板狀框架開口的外殼部分對(duì)陶瓷生坯片施加壓力。
另一種能夠在本發(fā)明中使用的成型模具的形式如圖43所示。
如圖43所示，這種形式的成型模具包括一個(gè)板狀的框架413，框架413上加工有一個(gè)從框架的前面通向背面的矩形開口412，框架413與圖42所示的第一種形式中的框架403相似；以及第一和第二柔性膜414a和414b，第一和第二柔性膜414a和414b覆蓋了框架413的前面和背面，以便將開口412封閉。板狀框架413上加工有一個(gè)氣體排出口416，用于從開口412與第一和第二柔性膜414a和414b構(gòu)成的空間中排出氣體。第一和第二柔性膜414a和414b以密封的方式貼在板狀框架413的兩個(gè)側(cè)面上。
預(yù)型件將按下述方式裝進(jìn)具有圖43所示結(jié)構(gòu)的成型模具中。
如圖43所示，將第一柔性膜414a完全貼在成型模具411的板狀框架413的背面，使得板狀框架413和貼在板狀框架413上的第一柔性膜41 4a之間沒有間隙。其結(jié)果是，板狀框架413上的開口412具有了一個(gè)由第一柔性膜414a構(gòu)成的底部。然后，將片狀預(yù)型件417裝入板狀框架413中的開口412，使得開口412中充滿預(yù)型件417。之后，將第二柔性膜414b完全貼在板狀框架413的上表面，使得框架413和貼在框架413上的第二柔性膜414b之間沒有間隙。其結(jié)果是，預(yù)型件417被密封在開口412中。利用未示出的壓緊工具將第一和第二柔性膜414a和414b壓緊，或利用薄膜包裝材料從外側(cè)將上述組件(除了氣體排出口)密封地包圍起來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)預(yù)型件417的密封。在這種成型模具中，當(dāng)進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，壓力將通過(guò)第一和第二柔性膜414a和414b施加到預(yù)型件417上，其中，第一和第二柔性膜414a和414b封閉了板狀框架413上的開口412。
另一類能夠在本發(fā)明中使用的成型模具可以是上述實(shí)施例1～15中的任何一種由壓力容器和壓蓋(或壓蓋元件)組成的模具。
例如，圖44所示的壓制成型裝置是實(shí)施例1中所描述的壓制成型裝置，只是將其上下位置顛倒過(guò)來(lái)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，圖44所示的壓制成型裝置與圖1所示的實(shí)施例1中的壓制成型裝置的結(jié)構(gòu)相同。
圖44所示的成型模具421包括加工有空腔423的基座424，其中空腔423能夠容納由多個(gè)片狀預(yù)型件構(gòu)成的預(yù)型件組422；布置在每個(gè)空腔423底面的第一柔性膜425，第一柔性膜425以密封的方式覆蓋空腔423的底面；以密封的方式覆蓋空腔423上端開口的第二柔性膜426；通過(guò)第二柔性膜426封閉空腔423上端開口的壓蓋427；加工在基座424上的第一壓力流體引入管路428，用于將壓力流體引入每個(gè)空腔423的底面和第一柔性膜425之間的空間；第二壓力流體引入管路429，用于引入壓力流體，以便通過(guò)第二柔性膜426對(duì)預(yù)型件組422施加壓力；以及氣體排出管路431，通過(guò)進(jìn)出口430，氣體排出管路431能夠?qū)⒖諝鈴目涨?23中排出，其中，進(jìn)出口430的開口位置在空腔423的周邊表面上，位于空腔423中的第一柔性膜425和壓蓋427之間的位置上。
后面將會(huì)對(duì)使用這種成型模具的壓制成型方法進(jìn)行描述。
另外一種能夠在本發(fā)明中使用的成型模具的形式如“加強(qiáng)塑料手冊(cè)”中第202頁(yè)，第1～13行以及圖6.64所描述，這本手冊(cè)是由加強(qiáng)塑料技術(shù)協(xié)會(huì)(Reinforced Plastics Technology Association)編輯，Nikkan Kogyo Shinbun Sha出版的。
這種成型模具包括一個(gè)由熟石膏、玻璃鋼或金屬板制成的凸模或凹模；一塊覆蓋模具表面的柔性膜；以及一個(gè)排氣口，排氣口用于將氣體從模具和柔性膜所構(gòu)成的空間中排出。
對(duì)于這種成型模具，將根據(jù)下述方法放置預(yù)型件。也就是說(shuō)，將預(yù)型件放進(jìn)凹模中或放在凸模上。柔性膜的面積大于預(yù)型件的面積，并且柔性膜覆蓋在預(yù)型件上。然后，以密封的方式夾緊柔性膜的端部。之后，通過(guò)排氣口排出密封空間中的氣體。
另外一種能夠在本發(fā)明中使用的成型模具的形式如第七版的“復(fù)合材料工程”中第311頁(yè)的圖6.41和第312頁(yè)的第2～8行所描述，這本書是由Takeshi Hayashi編輯，1979年4月20由Nikka-giren ShuppanSha出版的。
這種成型模具包括一個(gè)金屬模，其上加工有一凹槽，具有預(yù)定形狀的預(yù)型件將放在此凹槽中；由柔性材料(例如硅橡膠)制造的壓力板，壓力板將裝入凹槽中；以及一個(gè)由柔性材料制造的外殼，此外殼能夠?qū)⒄麄€(gè)模具裝入其中。
對(duì)于這種成型模具，將根據(jù)下述方法放置預(yù)型件。也就是說(shuō)，將預(yù)定數(shù)量的具有預(yù)定形狀的預(yù)型件放置在凹槽中，然后將壓力板放在預(yù)型件的上面，最后將裝有壓力板的金屬模整個(gè)地裝入由柔性材料制造的外殼中。
上述成型模具適合于對(duì)片狀或膜狀預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工。在待壓制成型材料是粉狀材料或粒狀材料的情況下，更適合于使用下述的成型模具。
適合于加工粉狀材料的成型模具的例子包括一對(duì)布置在抗壓壓力容器圓柱形空間中的壓蓋，壓蓋位于一個(gè)圓柱形絲網(wǎng)或一個(gè)金屬圓柱體的上端和下端，其中金屬圓柱體的側(cè)壁上加工有大量的孔眼；以及布置在圓柱形絲網(wǎng)內(nèi)或金屬圓柱體內(nèi)的圓柱形柔性膜。在某個(gè)壓蓋上加工有排氣口，或在兩個(gè)壓蓋上都加工排氣口。壓力容器上裝有壓力介質(zhì)引入裝置，用于將壓力介質(zhì)強(qiáng)行引入壓力容器的圓柱形空間中。
在這種成型模具中，由壓蓋和圓柱形膜構(gòu)成的圓柱形空間用于容納一定量的粉狀和粒狀材料。
本發(fā)明的壓制成型方法可以使用上述各種成型模具，但是，最好使用實(shí)施例1～15中的壓制成型模具。
在本發(fā)明的壓制成型方法中先將待成型的預(yù)型件或材料放置在成型模具中，其中，成型模具上具有一塊不透氣的柔性膜和一個(gè)排氣口；使模具中的壓力保持為低壓；然后，通過(guò)柔性膜將可變化的壓力流體壓力施加到預(yù)型件上。
本發(fā)明的關(guān)鍵在于，可變化的壓力流體壓力是通過(guò)柔性膜施加到預(yù)型件上的，與此同時(shí)，成型模具中的壓力保持為低壓。如果所施加的壓力不變，排氣口或與成型模具中的空間相通的排氣管路就有可能堵塞。然而，當(dāng)所施加的壓力為低壓時(shí)，對(duì)柔性膜施加變化的壓力可以有效地排除堵塞，從而防止排氣口連續(xù)堵塞。因此，即使在對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工時(shí)產(chǎn)生了氣體，生成的氣體也能從模具中排出，從而保證所生產(chǎn)的壓制成型制品中不會(huì)出現(xiàn)氣泡、裂紋和空穴。
在壓制成型過(guò)程中，最好對(duì)預(yù)型件進(jìn)行加熱。加熱溫度可根據(jù)待壓制成型的預(yù)型件的類型來(lái)確定。例如，對(duì)于陶瓷生坯片，溫度應(yīng)為70～140℃，最好為80～90℃。對(duì)于環(huán)氧樹脂基的半固化片，溫度通常最好為120～180℃。對(duì)于室溫定型的半固化片，溫度最好為20～80℃。對(duì)于含有未固化樹脂的加強(qiáng)陶瓷半固化片，即對(duì)于由強(qiáng)化纖維、陶瓷顆粒、未固化樹脂、定型劑和溶解劑等材料構(gòu)成的半固化片，溫度最好為150～220℃。對(duì)于粉狀陶瓷，溫度最好為室溫～140℃。而對(duì)于熱塑樹脂半固化片，加熱溫度最好高于樹脂的流化溫度。通過(guò)實(shí)施例1～15中的加熱裝置可以得到上述溫度范圍。
就加熱時(shí)間而言，在預(yù)型件是半固化片的情況下，加熱時(shí)間有時(shí)需要超過(guò)30分鐘，以便在壓力作用下，使B階段的樹脂得到固化。在預(yù)型件是熱塑樹脂半固化片的情況下，加熱時(shí)間有時(shí)不到30分鐘便足夠了。
就成型模具中壓力的降低程度而言，當(dāng)使用實(shí)施例1～15中的壓制成型裝置對(duì)材料進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，壓力降低越大，效果越理想。對(duì)陶瓷生坯片和粉狀陶瓷而言，壓力應(yīng)低于1乇，最好低于0.1乇。然而，對(duì)于具有高流動(dòng)性的半固化片來(lái)說(shuō)，并不需要這樣高的真空度，只要壓力低于20乇，最好低于5乇即可。
就壓制成型過(guò)程中的流體壓力而言，對(duì)于含有未固化樹脂的半固化片，壓力最好為1～5個(gè)大氣壓，通常為1.5～3個(gè)大氣壓。對(duì)于陶瓷生坯片，壓力應(yīng)為200～2000個(gè)大氣壓，最好為350～400個(gè)大氣壓。對(duì)粉狀陶瓷來(lái)說(shuō)，壓力應(yīng)為500～5000個(gè)大氣壓，最好為1000～4200個(gè)大氣壓。而對(duì)于熱塑樹脂來(lái)說(shuō)，最佳壓力范圍取決于溫度的高低。在高溫時(shí)，不需要過(guò)高的壓力，但是，當(dāng)溫度向流化溫度降低時(shí)，將需要較高的壓力。然而，不論在任何情況下，壓力大于10個(gè)大氣壓便足夠了。
通常，對(duì)含有未固化樹脂的半固化片應(yīng)連續(xù)加熱和加壓30分鐘以上，直到半固化片固化。然而，對(duì)粉狀陶瓷通常應(yīng)加熱和加壓10分鐘左右，而對(duì)陶瓷生坯片則應(yīng)加熱和加壓約20分鐘。
就壓制成型過(guò)程中壓力的波動(dòng)而言，可以這樣控制壓力的變化，在模具中的壓力降低到預(yù)定的壓力水平、以及施加在模具上的壓力達(dá)到預(yù)定的高壓水平之后，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，將壓力降低到預(yù)定的低壓水平，然后使壓力在預(yù)定的高壓和預(yù)定的低壓之間重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。作為一種選擇，當(dāng)施加到柔性膜上的壓力達(dá)到預(yù)定的高壓時(shí)，可以在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持此高壓，之后，將施加的壓力降低到預(yù)定的低壓水平，并在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持此低壓。
在壓力降低時(shí)，流體壓力應(yīng)高于成型模具中的壓力水平，但應(yīng)低于2個(gè)大氣壓，其中，2個(gè)大氣壓要高于成型模具中的壓力水平。壓力最好高于成型模具中的壓力，但又低于1個(gè)大氣壓，其中，1個(gè)大氣壓要高于成型模具中的壓力水平。然而，當(dāng)壓力降低時(shí)，壓力通常會(huì)恢復(fù)到常壓水平。應(yīng)當(dāng)注意的是，應(yīng)避免使壓力等于成型模具中的壓力，或低于成型模具中的壓力，以使密封效果不被破壞。
在壓制成型過(guò)程中，壓力降低的時(shí)間周期通常為1～2分鐘。
施加在成型模具上的壓力通常來(lái)自于壓力流體。
下面將對(duì)壓制成型過(guò)程中的各種方法進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)使用具有如圖42所示結(jié)構(gòu)的成型模具時(shí)，最好使用一種靜壓裝置來(lái)完成壓制成型加工。如圖42所示，裝有陶瓷生坯片疊片組的成型模具放置在靜壓裝置中的壓力腔內(nèi)。靜壓裝置包括加工在抗壓容器中壓力腔；與壓力腔中的成型模具上的排氣口相連的減壓裝置，用于降低成型模具中的壓力；以及壓力介質(zhì)引入裝置，用于將壓力介質(zhì)引入壓力腔。壓力介質(zhì)引入裝置進(jìn)一步包括開在壓力腔上的壓力介質(zhì)引入口；與壓力介質(zhì)引入口相連接的壓力介質(zhì)引入管路；以及用于將壓力介質(zhì)輸送到壓力介質(zhì)引入管路的壓力介質(zhì)供應(yīng)泵等。將預(yù)型件放置在靜壓裝置中的壓力腔內(nèi)，并且使成型模具上的排氣口與減壓裝置相通。在排氣裝置的作用下，在壓力腔中的成型模具內(nèi)，開口空間中的壓力降低了，同時(shí)，壓力介質(zhì)引入裝置將壓力介質(zhì)引入到壓力腔中。當(dāng)壓力腔中的壓力達(dá)到了預(yù)定的高壓水平、并且成型模具中的壓力降到了預(yù)定的低壓水平時(shí)，經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間之后，將高壓降低為低壓，然后再恢復(fù)到高壓水平。這種降低壓力的操作應(yīng)重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。如果需要的話，在壓制成型過(guò)程中，可以將陶瓷生坯片加熱到預(yù)定的溫度。在壓制成型過(guò)程中，壓力介質(zhì)的高壓通過(guò)由柔性膜制造的外殼作用到陶瓷生坯片上，從而能夠生產(chǎn)出壓制成型制品。在壓制成型過(guò)程中，即使在陶瓷生坯片內(nèi)產(chǎn)生了氣體，由于壓力是不斷降低和升高的，所生成的氣體將能夠通過(guò)排氣口排出。
在預(yù)定的時(shí)間周期之后，從壓力腔中排出壓力介質(zhì)，并且使成型模具中的低壓恢復(fù)到正常壓力水平，從而完成壓制成型加工。
上述的靜壓裝置也可以使用圖43所示的成型模具來(lái)進(jìn)行壓制成型加工。在使用圖43所示的成型模具的情況下，壓力是通過(guò)第一和第二柔性膜施加到預(yù)型件上的。
就圖44所示的成型模具而言，由片狀預(yù)型件422組成的疊片組放在基座424上的每個(gè)空腔423中的第一柔性膜425上。裝有預(yù)型件422的空腔423的上部開口由第二柔性膜426所覆蓋。由第二柔性膜426所覆蓋的空腔423的上部開口又由壓蓋427所覆蓋。通過(guò)定位元件32把壓蓋427固定在基座上，或通過(guò)將定位元件32布置在壓蓋427的上表面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)成型模具的固定，使得在壓制成型預(yù)型件422(例如生坯片)的過(guò)程中，能夠防止壓蓋427從上部開口中退出。
然后，通過(guò)排氣管路431，將空腔423中的空氣排出，以便在空腔423中建立高度真空狀態(tài)。在排氣的同時(shí)，或在排氣之后，按照下述方式對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型處理。
通過(guò)第一壓力介質(zhì)引入管路428，將壓力介質(zhì)強(qiáng)行引入每個(gè)空腔423的底面和相應(yīng)的第一柔性膜425之間的空間，同時(shí)，通過(guò)第二壓力介質(zhì)引入管路429，也將壓力介質(zhì)強(qiáng)行引入第二柔性膜426和壓蓋427之間的空間。因此，所引入的壓力介質(zhì)的壓力將通過(guò)第一和第二柔性膜425和426作用到預(yù)型件422的各疊片組上，以便使每個(gè)疊片組粘結(jié)成一個(gè)整體。此時(shí)，因?yàn)閴荷w427由定位元件32所固定，所以作用方向相反的壓力便通過(guò)第一和第二柔性膜425和426施加到預(yù)型件422的各疊片組上。
在利用壓力流體進(jìn)行壓制成型加工的過(guò)程中，按照預(yù)定的時(shí)間間隔，反復(fù)地使壓力流體的壓力降低和升高，以使壓力流體的壓力產(chǎn)生變化。當(dāng)壓制成型加工持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間而完成時(shí)，將壓蓋427和第二柔性膜426之間的壓力流體的壓力恢復(fù)到正常壓力水平，與此同時(shí)，也將每個(gè)空腔423的底面和相應(yīng)的第一柔性膜425之間的壓力流體的壓力恢復(fù)到正常壓力水平。放開定位元件32，以便解除對(duì)壓蓋427的約束，之后，從空腔423的上部開口將壓蓋427移走。再次操作第一壓力介質(zhì)引入管路428，將壓力流體引入到每個(gè)空腔423的底面和相應(yīng)的第一柔性膜425之間的空間，以便將壓制成型的層疊陶瓷制品從空腔423中推出。然后，便可以把這種已推出的層疊陶瓷制品從空腔423處取走。
在待壓制成型的材料是粉狀陶瓷的情況下，利用本發(fā)明的方法也可以對(duì)這種材料進(jìn)行壓制成型加工，在加工時(shí)，將成型模具中的壓力降低到預(yù)定的水平，并且通過(guò)一柔性膜將壓力施加到成型模具中的材料上，與此同時(shí)，不斷變化所施加的壓力。
根據(jù)本發(fā)明的壓制成型方法可以通過(guò)實(shí)施例1～15中的壓制成型裝置或壓制成型制品制造裝置來(lái)實(shí)施。
例如，在使用圖19所示的壓制成型裝置的情況下，框架105一開始位于遠(yuǎn)離壓力容器101的初始回縮位置。壓蓋體129也處在與圓柱形第一機(jī)體106分離的位置。
以疊片組124的形式出現(xiàn)的預(yù)型件放置在凸出部分128的上表面。水平地轉(zhuǎn)動(dòng)壓蓋體129，使凸出部分128位于第一機(jī)體106下部開口的正下方的位置。然后，使壓蓋體129向上移動(dòng)，以便將凸出部分128裝進(jìn)第一機(jī)體106的下部開口中。
當(dāng)凸出部分128裝配到下部開口時(shí)，通過(guò)氣體引入及排出管路141，降低材料容納空間中的壓力，以便使凸出部分128能夠迅速地裝配到下部開口中(或稱“立刻裝配”)。在凸出部分128已裝進(jìn)下部開口之后，水平移動(dòng)框架105，將壓力容器101放入工作開口145中。
然后，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出管路121，將壓力介質(zhì)強(qiáng)行引入壓力介質(zhì)容納空間118。由于壓力介質(zhì)的引入，壓力將通過(guò)彈性元件103施加到疊片組124上。壓力介質(zhì)的壓力作用到壓蓋體129上，并試圖使壓蓋體129向下移動(dòng)。然而，壓蓋體129受到框架105下部水平部件144的約束，因而無(wú)法向下移動(dòng)。另一方面，因?yàn)閴荷w體129不能向下移動(dòng)，所以壓力介質(zhì)的壓力將施加到作為覆蓋元件的第二機(jī)體107上，并試圖使第二機(jī)體107向上移動(dòng)。然而，第二機(jī)體107受到框架105上部水平部件143的約束，因而無(wú)法向上移動(dòng)。其結(jié)果是，疊片組124在彈性元件103和凸出部分128上表面之間受到高壓的擠壓作用。
通過(guò)氣體引入及排出管路141，將材料容納空間中的氣體排出，以便在材料容納空間中建立高度的真空狀態(tài)。
通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出管路121，將壓力介質(zhì)排出和引入壓力介質(zhì)容納空間，以便使壓力介質(zhì)的壓力發(fā)生波動(dòng)。前面已對(duì)這種壓力波動(dòng)進(jìn)行過(guò)詳細(xì)描述。
在壓力介質(zhì)的壓力和材料容納空間中的負(fù)壓保持了預(yù)定的時(shí)間以后，通過(guò)氣體引入及排出管路141，將氣體引入材料容納空間，以便使該空間中的壓力恢復(fù)到正常水平，同時(shí)，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出管路121，將壓力介質(zhì)容納空間中的壓力介質(zhì)排出，以便消除壓力。
當(dāng)壓力介質(zhì)的壓力基本減到零時(shí)，水平移動(dòng)框架105，使壓力容器101從工作開口145中撤出。
通過(guò)氣體引入及排出管路141，將氣體強(qiáng)行引入材料容納空間，與此同時(shí)，操作未示出的驅(qū)動(dòng)裝置，使壓蓋體129向下移動(dòng)，以便將凸出部分128從下部開口中移走。此時(shí)，因?yàn)闅怏w被強(qiáng)行引入材料容納空間，所以從下部開口移去凸出部分128的操作能夠非常平穩(wěn)和迅速地進(jìn)行。
當(dāng)從下部開口移去凸出部分128時(shí)，最好在向材料容納空間輸送氣體的同時(shí)，通過(guò)壓力介質(zhì)引入及排出管路121吸排壓力介質(zhì)容納空間中的氣體。換句話說(shuō)，材料容納空間應(yīng)加壓，而壓力介質(zhì)容納空間應(yīng)減壓。由于這種加壓和減壓，在壓制成型過(guò)程中鼓向材料容納空間的彈性元件103將恢復(fù)到其正常位置。其結(jié)果是，因?yàn)閺椥栽?03恢復(fù)到了平面位置，使得后續(xù)的壓制成型加工可以立即開始。此外，當(dāng)凸出部分128從下部開口移走時(shí)，彈性元件103將不會(huì)因受到負(fù)壓的牽引作用而斷裂。
圖19所示的壓制成型裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，其壓蓋體129裝配進(jìn)第一機(jī)體106的下部開口，并且第二機(jī)體107安裝到第一機(jī)體106的上部開口。然而，也可以對(duì)圖19所示的壓制成型裝置進(jìn)行改造，使壓蓋體129裝配進(jìn)第一機(jī)體106的上部開口，而第二機(jī)體107裝配到第一機(jī)體106的下部開口。換句話說(shuō)，這種改造是將上述的壓制成型裝置上下位置顛倒過(guò)來(lái)。這種改造如圖12所示。經(jīng)過(guò)這種改造的壓制成型裝置的功能特性與圖44所示的壓制成型裝置的特性相同。
除了上述的靜壓擠壓裝置外，能夠使用的壓制成型裝置也可以是橡膠擠壓裝置，這種裝置如日本粉末工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)公開的“粉狀材料成型裝置”中所描述。
在上述的說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，只描述了具有平直周邊的制品。然而，這種方法和裝置實(shí)際上也能夠制造出無(wú)缺陷的半圓形成型制品、拱形成型制品、格狀成型制品、管狀成型制品、以及螺旋狀成型制品等。
按照本發(fā)明的方法，根據(jù)所使用的成型模具的結(jié)構(gòu)，可以制造出各種成型制品。按照本發(fā)明的方法能夠制造的成型制品包括陶瓷電容器；大尺寸的飛機(jī)雷達(dá)天線整流罩；其它飛機(jī)元件；潛艇雷達(dá)天線整流罩；潛艇聲納整流罩；集成電路封裝殼；閥門元件；泵輪轉(zhuǎn)子；透平機(jī)葉片；噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)排氣火花塞；以及高爐材料等。此外，按照本發(fā)明的方法，也可以對(duì)眾所周知的玻璃鋼成型制品進(jìn)行成型加工。
(實(shí)施例16)把由一百個(gè)生坯片或預(yù)型件422組成的疊片組放進(jìn)具有如圖44所示結(jié)構(gòu)的成型模具421內(nèi)的空腔423中，其中，生坯片或預(yù)型件422的表面上布置有內(nèi)部電極。在此實(shí)施例中，基座424上只加工有一個(gè)水平斷面為方形的空腔423，空腔423的斷面尺寸為140mm×140mm，深度為10mm。
在將疊片組放進(jìn)空腔423之后，利用第二柔性膜426封閉空腔423的開口，并且將壓蓋427安裝到基座424的開口上。把由基座424和壓蓋427構(gòu)成的壓力組件放進(jìn)框架或定位元件432的開口中。
然后，通過(guò)排氣管路431，將空腔423中的氣體排出，直到其中的壓力達(dá)到0.1乇。之后，停止排氣，但空腔423中保持上述負(fù)壓水平。在此條件下，通過(guò)第一和第二壓力介質(zhì)引入管路428和429，將80℃的壓力液體強(qiáng)行引入壓力介質(zhì)容納空間，使得300個(gè)大氣壓的壓力作用到第一和第二柔性膜425和426上。壓力介質(zhì)的壓力在300個(gè)大氣壓的水平上保持15分鐘。之后，消除壓力，從而獲得了一個(gè)壓制成型制品(下面稱之為一期壓制成型制品)。在此過(guò)程中，進(jìn)行一次加壓和減壓即為一期。
之后，對(duì)新的疊片組重復(fù)進(jìn)行兩次相似的加壓和減壓，獲得了另一個(gè)壓制成型制品(下面稱之為二期壓制成型制品)。通過(guò)對(duì)另一新的疊片組重復(fù)進(jìn)行三次加壓和減壓，又獲得了一個(gè)壓制成型制品(下面稱之為三期壓制成型制品)。
因此，通過(guò)上述方法可以得到兩個(gè)一期壓制成型制品、兩個(gè)二期壓制成型制品、以及兩個(gè)三期壓制成型制品。然后，將這樣得到的每個(gè)壓制成型制品切割成邊長(zhǎng)為5mm的方形小塊，使得對(duì)每種制品都得到100個(gè)試件。然后，將試件放在450℃的烘爐中燒結(jié)3天，之后，再在1300℃的條件下燒結(jié)4小時(shí)。然后利用光學(xué)顯微鏡觀察層疊的斷面，以檢查層間裂紋。對(duì)于每個(gè)層壓制品來(lái)說(shuō)，即使層壓制品只有一個(gè)裂紋，也被認(rèn)為是次品。
檢查的結(jié)果如下100個(gè)一期壓制成型制品試件中有19個(gè)次品，100個(gè)二期壓制成型制品試件中有7個(gè)次品，而100個(gè)三期壓制成型制品試件中有2個(gè)次品。從上述結(jié)果可以看出，在對(duì)預(yù)型件進(jìn)行壓制成型的過(guò)程中，通過(guò)重復(fù)地進(jìn)行加壓和減壓，也就是說(shuō)，在壓制成型過(guò)程中使壓力產(chǎn)生波動(dòng)，能夠有效地減小出現(xiàn)次品的可能性，從而提高產(chǎn)量。
權(quán)利要求
1.一種壓制成型裝置包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且使上述空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上具有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
2.一種壓制成型裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且使上述空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；上述壓蓋上具有以密封的方式覆蓋上述空腔上述開口的第二彈性元件；由上述第二彈性元件覆蓋、用于容納壓力流體的擠壓空間；以及用于將壓力流體引入上述擠壓空間的第二壓力流體引入裝置；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上具有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
3.一種壓制成型裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且使上述空間彼此密封隔離；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置；上述壓蓋上具有以密封的方式覆蓋上述空腔上述開口的第二彈性元件；由上述第二彈性元件覆蓋、用于容納壓力流體的擠壓空間；以及由密封在上述擠壓空間中的一層壓力流體構(gòu)成的壓力流體層；以及上述定位裝置由具有水平部件的框架組成，在壓制成型過(guò)程中，上述壓蓋裝配在上述壓力容器上，并封閉上述開口，這時(shí)，上述水平部件用于限制裝有上述壓蓋的上述壓力容器的上表面和下表面的運(yùn)動(dòng)，上述框架上具有一個(gè)中部空間，用于容納上述壓力容器，當(dāng)裝置未進(jìn)行壓制成型加工時(shí)，上述框架可以移動(dòng)到遠(yuǎn)離上述壓力容器的回縮位置。
4.一種壓制成型裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；用于封閉上述空腔上述開口的壓蓋；定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述壓蓋裝配在上述壓力容器上以便封閉上述開口時(shí)，上述定位裝置用于將上述壓蓋固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；以及用于加熱上述空腔內(nèi)部的裝置；上述壓力容器裝有一個(gè)布置在上述空腔中的第一彈性元件，上述彈性元件沿著上述空腔的橫向延伸，使得上述空腔被分成用于容納預(yù)型件的材料容納空間和用于容納壓力流體的壓力流體容納空間，并且使上述空間彼此密封隔離；以及用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述壓力流體容納空間的第一壓力流體引入及排出裝置；以及上述壓蓋具有一個(gè)能夠裝配進(jìn)上述空腔并封閉上述開口的凸出部分，并且上述壓蓋上裝有一個(gè)用于將氣體引入和排出上述空腔上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述預(yù)型件是陶瓷生坯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述壓力容器由具有圓柱形內(nèi)表面的第一機(jī)體和加工有凹槽的第二機(jī)體構(gòu)成，上述凹槽具有圓柱形內(nèi)表面，其直徑與上述第一機(jī)體內(nèi)表面的直徑基本相同，上述第一和第二機(jī)體彼此疊置，因而有一個(gè)連接界面，在上述連接界面上提供了一個(gè)用于壓緊上述第一彈性元件的壓緊部分和用于安裝楔形斷面支撐環(huán)的楔形斷面支撐環(huán)安裝部分，上述楔形斷面支撐環(huán)安裝部分布置在上述壓緊部分的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述壓力容器包括一個(gè)圓筒形元件，上述圓筒形元件上有一個(gè)能夠安裝壓蓋元件的開口和一個(gè)與上述開口位置相對(duì)的另一開口；以及一個(gè)能夠安裝在上述圓筒形元件上的覆蓋元件，上述覆蓋元件將封閉上述相對(duì)的另一開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述第一壓力流體引入及排出裝置包括能夠吸排壓力介質(zhì)的泵；以及能夠?qū)苈愤M(jìn)行切換的開關(guān)裝置，通過(guò)上述管路中的一條管路，上述泵能夠?qū)毫橘|(zhì)從壓力介質(zhì)箱輸送到壓力介質(zhì)容納空間，而通過(guò)上述管路中的另一條管路，上述泵能夠?qū)毫橘|(zhì)從上述壓力介質(zhì)容納空間排回到上述壓力介質(zhì)箱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述壓蓋上裝有一個(gè)脫模元件，上述脫模元件布置在上述壓蓋與上述空腔相鄰的表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述第二彈性元件上裝有一塊第一硬板，上述第一硬板布置在上述第二彈性元件與上述空腔相鄰的表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，壓力容器上加工有多個(gè)空腔。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述空腔上述開口的邊緣為錐形面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述第一彈性元件的邊緣部分安裝在加工于上述空腔內(nèi)壁表面上的凹槽中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，它進(jìn)一步包括一種保證裝置，當(dāng)上述氣體引入及排出裝置使上述材料容納空間中的壓力降低時(shí)，上述裝置用于保證上述材料容納空間中的氣體能夠由上述氣體引入及排出裝置排出。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型裝置，其特征在于，上述第一彈性元件布置在一個(gè)密封元件的表面上，而上述密封元件又布置支撐元件的表面上，上述支撐元件將上述材料容納空間和上述壓力流體容納空間隔開，并且上述支撐元件上加工有大量的小孔，上述支撐元件的上述表面與上述材料容納空間相鄰。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的壓制成型裝置，其特征在于，上述保證裝置由加工在上述第一彈性元件表面上的一個(gè)槽組成，上述彈性元件的上述表面與上述材料容納空間相鄰。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的壓制成型裝置，其特征在于，上述保證裝置由加工在上述第一彈性元件表面上某個(gè)區(qū)域中的一個(gè)槽組成，上述彈性元件的上述表面與上述材料容納空間相鄰，并且上述區(qū)域是指在上述第一彈性元件上沒有安放上述預(yù)型件的區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的壓制成型裝置，其特征在于，上述保證裝置由加工在襯圈表面上的一個(gè)槽組成，上述襯圈布置在上述材料容納空間中，并且具有一個(gè)用于容納預(yù)型件的開口空間，上述襯圈的上述表面與上述壓蓋相鄰。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的壓制成型裝置，其特征在于，上述保證裝置由一個(gè)位于襯圈表面上的網(wǎng)狀元件組成，上述襯圈布置在上述材料容納空間中，并且具有一個(gè)用于容納預(yù)型件的開口空間，上述襯圈的上述表面與上述壓蓋相鄰。
20.一種壓制成型裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面，并且在上述空腔中，布置有一個(gè)沿上述空腔橫向延伸的彈性元件，上述彈性元件與上述空腔中的上述內(nèi)部端面以及上述空腔中的內(nèi)部周邊表面共同構(gòu)成了第一壓力流體容納空間；用于將壓力流體強(qiáng)行引入和排出上述第一壓力流體容納空間的壓力流體引入及排出裝置；能夠插進(jìn)上述空腔的插入件；以及定位裝置，當(dāng)對(duì)放置在上述壓力容器中的預(yù)型件進(jìn)行壓制成型加工、并且上述插入件位于上述壓力容器的上述空腔中時(shí)，上述定位裝置用于將上述插入件固定在上述壓力容器上，以使它們不能分離；上述插入件包括一個(gè)作用筒和一個(gè)活塞；上述作用筒包括與上述空腔的上述內(nèi)周邊表面可滑動(dòng)地連接的外周邊表面；與上述活塞的自由端部分的外周邊表面可滑動(dòng)地連接的內(nèi)周邊表面；由上述活塞的自由端面和上述作用筒的上述內(nèi)周邊表面構(gòu)成的材料容納空間；以及用于驅(qū)動(dòng)上述活塞的活塞驅(qū)動(dòng)裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的壓制成型裝置，其特征在于，上述預(yù)型件是陶瓷生坯片。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的壓制成型裝置，其特征在于，上述作用筒上裝有用于將氣體引入和排出上述材料容納空間的氣體引入及排出裝置。
23.一種壓制成型裝置，其特征在于，它包括一個(gè)加工有空腔的壓力容器，上述空腔具有一個(gè)位于上述壓力容器一端的開口和一個(gè)與上述開口相對(duì)的內(nèi)部端面；一個(gè)具有凸出部分的壓蓋，上述凸出部分能夠裝配到上述空腔的上述開口中，以便封閉上述開口；上述壓蓋上裝有用于將氣體引入和排出上述空腔的氣體引入及排出裝置。
24.一種利用根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任何一種壓制成型裝置制造壓制成型制品的方法，其特征在于，預(yù)型件放置在上述空腔內(nèi)的上述材料容納空間中；將上述壓蓋裝配到上述壓力容器上，以便封閉上述空腔內(nèi)的上述開口，同時(shí)將上述預(yù)型件封閉在上述空腔中；將裝有上述壓蓋的壓力容器放在上述定位裝置的中部；之后，通過(guò)第一壓力流體供應(yīng)裝置，將壓力流體強(qiáng)行引入上述空腔的上述內(nèi)端面和上述第一彈性元件之間的空間中，并且通過(guò)上述氣體引入及排出裝置，將上述材料容納空間中的氣體排出，與此同時(shí)，利用加熱裝置對(duì)上述空腔的內(nèi)部進(jìn)行加熱，從而將上述預(yù)型件加工成一件壓制成型制品；之后，通過(guò)上述氣體引入及排出裝置，將氣體引入上述材料容納空間，使其中的壓力恢復(fù)到正常壓力水平；通過(guò)上述第一壓力流體供應(yīng)裝置，將上述壓力流體容納空間中的壓力流體排出；移動(dòng)上述定位裝置，使其遠(yuǎn)離上述壓力容器；然后，從上述壓力容器上移去上述壓蓋；以及，在此之后，通過(guò)上述第一壓力流體供應(yīng)裝置，將壓力流體強(qiáng)行引入到上述壓力流體容納空間，以便將上述壓制成型制品從上述材料容納空間中推出。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的壓制成型制品制造方法，其特征在于，當(dāng)上述材料容納空間中的上述預(yù)型件受到壓力流體的擠壓時(shí)，由上述壓力流體產(chǎn)生的壓力是波動(dòng)的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的壓制成型制品制造方法，其特征在于，上述壓力流體的上述壓力波動(dòng)的最低壓力小于大氣壓力。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的壓制成型制品制造方法，其特征在于，上述壓力流體是液體。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的壓制成型制品制造方法，其特征在于，上述預(yù)型件是陶瓷生坯片。
29.一種壓制成型預(yù)型件的方法，其特征在于，它包括下列步驟將預(yù)型件放在具有不透氣柔性膜和排氣口的成型模具中；將上述模具保持在負(fù)壓狀態(tài)下；以及通過(guò)上述柔性膜對(duì)上述預(yù)型件施加波動(dòng)的壓力流體壓力，以便對(duì)上述預(yù)型件進(jìn)行加壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的壓制成型預(yù)型件的方法，其特征在于，壓力波動(dòng)的最低壓力小于大氣壓力。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30的壓制成型預(yù)型件的方法，其特征在于，上述壓力流體是液體。
32.根據(jù)權(quán)利要求29至31中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的壓制成型預(yù)型件的方法，其特征在于，上述預(yù)型件是陶瓷生坯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓制成型裝置，在這種裝置中，預(yù)型件(例如生坯片疊片組)放置在一壓力容器的空腔中，空腔由一壓蓋元件所覆蓋，以及通過(guò)壓力介質(zhì)對(duì)生坯片疊片組進(jìn)行加壓，同時(shí)，加熱裝置對(duì)生坯片疊片組進(jìn)行加熱，這樣便可以將生坯片疊片組壓制成一體的層壓制品。在壓制成型過(guò)程中，壓力最好是波動(dòng)的。
文檔編號(hào)B28B3/00GK1115974SQ94190863
公開日1996年1月31日 申請(qǐng)日期1994年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月4日
發(fā)明者神永賢三, 今井宏一, 渡部隆明, 松野久雄, 鈴木正明, 西岡昭, 櫻田裕史, 香川輝生 申請(qǐng)人:日機(jī)裝株式會(huì)社