本發(fā)明涉及一種塑料成形方法，特別涉及一種將含有流體塑料及導(dǎo)磁纖維的材料原料固化成形的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今的產(chǎn)品制造具有多種方法，其中部分方法以塑料作為原料制造。塑料以為常見的產(chǎn)品的制造原料，然而塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍與所需強(qiáng)度有一段差距，因此現(xiàn)今制造方法中，多于塑料原料中添加纖維令整體產(chǎn)品強(qiáng)度提升。

然而，纖維于塑料原料中的分布位置及角度亦會(huì)影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。現(xiàn)今塑料產(chǎn)品的制造方式多以射出成形、擠出成形等，然而目前該些制造都僅能使用流速、溫度的方法推測(cè)纖維的分布，然其無(wú)法調(diào)整纖維的角度，因此塑料產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)仍難以被掌控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種塑料成形方法及其設(shè)備，使得塑料制造方法可調(diào)整導(dǎo)磁纖維位置角度，制造者可依照所需調(diào)整產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種塑料制造方法，步驟包括將一材料原料置入一成形區(qū)，該材料原料包括一流體塑料及多個(gè)導(dǎo)磁纖維；形成一磁場(chǎng)于該成形區(qū)，借此調(diào)整該些導(dǎo)磁纖維于該流體塑料的位置；固化該材料原料。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該材料原料由一材料提供區(qū)注入該成形區(qū)。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該些導(dǎo)磁纖維選自金屬纖維、碳纖維及鍍鎳玻璃纖維組成的群組。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中當(dāng)調(diào)整該些導(dǎo)磁纖維于該流體塑料的位置時(shí)，控制該成形區(qū)的溫度與壓力。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該流體塑料的黏度系數(shù)與該磁場(chǎng)強(qiáng)度共同決定該導(dǎo)磁纖維的角度。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該流體塑料為熱塑性塑料，借由冷卻固化該材料原料。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，進(jìn)一步包括一步驟，當(dāng)固化該材料原料后，量測(cè)該固化后材料原料的穿透導(dǎo)電度或機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明還提供一種塑料成型設(shè)備，包括一成形區(qū)及一磁力區(qū)。成形區(qū)用以容置一材料原料，該材料原料包含一流體塑料及多個(gè)導(dǎo)磁纖維。磁力區(qū)設(shè)置于該成形區(qū)周圍，該磁力區(qū)產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過(guò)該成形區(qū)。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中流體于第一流道的流動(dòng)方向大致平行于熱交換面的法線方向。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，進(jìn)一步包括一材料提供區(qū)，該材料提供區(qū)以流體能夠通過(guò)的形式連接于該成形區(qū)，該材料提供區(qū)注射該材料原料至該成形區(qū)。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，進(jìn)一步包括一模具，該模具包括該成形區(qū)及該磁力區(qū)，該磁力區(qū)包括一對(duì)磁鐵及一對(duì)間隔塊，該對(duì)間隔塊設(shè)置于該對(duì)磁鐵與該成形區(qū)之間。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該成形區(qū)由一模仁定義形成，該成形區(qū)還包括一注入口，該材料提供區(qū)由該注入口提供該材料原料至該模仁內(nèi)部。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該磁力區(qū)包括一對(duì)滑塊，該對(duì)磁鐵分別設(shè)置于該對(duì)滑塊，借由該對(duì)滑塊的移動(dòng)調(diào)整該磁鐵之間的距離。

本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，其中該磁鐵為一電磁鐵或一永久磁鐵。

借由上述實(shí)施例，本發(fā)明塑料成形方法至少可達(dá)到以下優(yōu)點(diǎn)：借由磁場(chǎng)調(diào)整導(dǎo)磁纖維于流體塑料中的角度位置，使得固化后的材料原料的導(dǎo)磁纖維可被控制，進(jìn)而令制造者更易掌控塑料產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明塑料成形設(shè)備的立體示意圖。

圖2為本發(fā)明塑料成形設(shè)備的立體示意圖。

圖3為本發(fā)明塑料成形方法的步驟示意圖。

圖4a為本發(fā)明塑料成形方法的導(dǎo)磁纖維示意圖(無(wú)磁性的狀態(tài))。

圖4b為本發(fā)明塑料成形方法的導(dǎo)磁纖維示意圖(順磁性的狀態(tài))。

圖4c為本發(fā)明塑料成形方法的導(dǎo)磁纖維示意圖(反磁性的狀態(tài))。

圖5為本發(fā)明塑料成形方法的纖維配向張量示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：

1塑料成形設(shè)備10模具

11成形區(qū)111模仁

112注入口12磁力區(qū)

121滑塊122磁鐵

123間隔塊20材料提供區(qū)

9材料原料91流體塑料

92導(dǎo)磁纖維h磁場(chǎng)

具體實(shí)施方式

為能讓本領(lǐng)域技術(shù)人員能更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉較佳具體實(shí)施例說(shuō)明如下。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種塑料成形方法及塑料成形設(shè)備1，其應(yīng)用于將流態(tài)的材料原料9固化成形，其中材料原料9包含流體塑料91及多個(gè)導(dǎo)磁纖維92。以下先行敘述塑料成形設(shè)備1。流體塑料91可以為熱塑性塑料。導(dǎo)磁纖維92可以為金屬纖維、碳纖維或鍍鎳玻璃纖維，金屬纖維包含：不銹鋼纖維、鐵纖維及鎳?yán)w維等，碳纖維包含：碳纖維表面包覆金屬(鍍鎳碳纖維0.7μm)及沉積石墨碳粒等。

參圖1所示，塑料成形設(shè)備1包括一模具10及一材料提供區(qū)20，模具10包括一成形區(qū)11及一磁力區(qū)12，磁力區(qū)12設(shè)置于成形區(qū)11的周圍，磁力區(qū)12產(chǎn)生一磁場(chǎng)h，磁場(chǎng)h通過(guò)成形區(qū)11。

成形區(qū)11由一模仁111形成，意即模仁111的內(nèi)部空間即為成形區(qū)11，模仁111的內(nèi)部輪廓即為成形后產(chǎn)品的外型。成形區(qū)11還包括一注入口112，注入口112分別連接于模仁111的內(nèi)部空間及材料提供區(qū)20。磁力區(qū)12包括一對(duì)滑塊121、一對(duì)磁鐵122及一對(duì)間隔塊123?；瑝K121、磁鐵122及間隔塊123分別設(shè)置于成形區(qū)11的兩側(cè)。間隔塊123設(shè)置于模仁111并靠近于模仁111的內(nèi)部空間，間隔塊123由可穿透磁場(chǎng)的材質(zhì)制成，如：塑料、鐵、鋁等。兩磁鐵122分別設(shè)置于兩滑塊121上，磁鐵122可為永久磁鐵或電磁鐵?；瑝K121可滑動(dòng)地設(shè)置于成形區(qū)11的兩側(cè)。于本發(fā)明實(shí)施例中，磁鐵122為永久磁鐵，其可借由滑動(dòng)塊121調(diào)整成形區(qū)11的磁場(chǎng)h的大小，或令磁鐵122于成形區(qū)11的磁場(chǎng)h為零。

上述為塑料成形設(shè)備1的描述，參照?qǐng)D3，以下說(shuō)明塑料成形方法的步驟。

步驟1：將材料原料9由材料提供區(qū)20注入成形區(qū)11。材料提供區(qū)20供存放大量的材料原料9，材料原料9通過(guò)注入口112注入模仁111內(nèi)部空間。

于本發(fā)明實(shí)施例中，塑料成形方法應(yīng)用于射出成形的制造方法，因此步驟1即為射出成形中的充填(filling)步驟，其材料原料9由材料提供區(qū)20的噴嘴(圖未示)射出，經(jīng)由注入口112注入模仁111的內(nèi)部空間，直到充滿整個(gè)模仁111內(nèi)部空間。制造者可于注射材料原料9時(shí)，計(jì)算噴速對(duì)導(dǎo)磁纖維92于流態(tài)塑料91的分布位置的影響。

步驟2：形成一磁場(chǎng)h于成形區(qū)11，借此調(diào)整材料原料9中的導(dǎo)磁纖維92于流體塑料91的位置。參圖4a至圖4c所示，于流體塑料91初注入成形區(qū)11時(shí)，磁場(chǎng)h可影響導(dǎo)磁纖維92的位置角度，當(dāng)磁場(chǎng)h方向?yàn)橛勺笾劣視r(shí)(僅為圖面上的方向，不限于現(xiàn)實(shí)中的方向)，導(dǎo)磁纖維92為順磁性物質(zhì)時(shí)，導(dǎo)磁纖維92順著磁場(chǎng)h方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)導(dǎo)磁纖維92為反磁性物質(zhì)時(shí)，導(dǎo)磁纖維92逆著磁場(chǎng)h方向轉(zhuǎn)動(dòng)。制造者可依照所需調(diào)整角度的方向決定磁場(chǎng)h方向。

如前述，本發(fā)明的塑料成形方法為射出成形，步驟2即為保壓的階段，借由材料原料9的流體塑料91仍保持于流態(tài)，使得導(dǎo)磁纖維92具有可移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的調(diào)整欲度。制造者可依照所需的纖維配向決定導(dǎo)磁纖維92的較佳角度位置。

導(dǎo)磁纖維92于流體塑料91中的角度位置調(diào)整幅度，還受流體塑料91的黏度系數(shù)影響，流體塑料91的黏度系數(shù)與其溫度、壓力有關(guān)，制造者可借由調(diào)整成形區(qū)11的溫度及壓力，調(diào)整導(dǎo)磁纖維92的位置及角度可調(diào)整的幅度。

如前述，于本發(fā)明實(shí)施例中，磁鐵122設(shè)置于滑塊121，制造者可借由滑塊121調(diào)整磁鐵122與形成區(qū)11之間的距離，即可調(diào)整磁鐵122于成形區(qū)11的磁場(chǎng)h大小。磁鐵122亦可以為電磁鐵，制造者即借由調(diào)整電力調(diào)整磁場(chǎng)h大小。

步驟3：固化材料原料9。如前述，于本發(fā)明實(shí)施例，材料原料9為熱塑性塑料，可借由冷卻模仁111將成形區(qū)11內(nèi)的材料原料9冷卻成形，即流體塑料91固化，導(dǎo)磁纖維92的位置亦固定。

步驟4：將固化后的材料原料9脫離成形區(qū)11。即將固化成形的材料原料9脫模，從模具10中取出。

步驟5：量測(cè)固化后材料原料9的穿透導(dǎo)電度或機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)磁纖維92其制成材質(zhì)不僅可導(dǎo)磁，亦多可導(dǎo)電，故導(dǎo)磁纖維92彼此碰觸可令固化后材料原料9具有導(dǎo)電性質(zhì)，因此借由量測(cè)固化后材料原料9的穿透導(dǎo)電度，掌握導(dǎo)磁纖維92于材料原料9的角度。或借由量測(cè)固化后材料原料9的機(jī)械強(qiáng)度，確認(rèn)旋轉(zhuǎn)后的導(dǎo)磁纖維92對(duì)固化后材料原料的影響。

另外，制造者可借由纖維配向張量(fiberorientationtensior,fot)計(jì)算磁場(chǎng)h對(duì)導(dǎo)磁纖維92的影響度。纖維配向張量由當(dāng)纖維配向張量為零時(shí)，導(dǎo)磁纖維92平行于磁場(chǎng)h方向，即導(dǎo)磁纖維92不被磁場(chǎng)h影響而轉(zhuǎn)向。當(dāng)纖維配向張量為1時(shí)，導(dǎo)磁纖維92垂直于磁場(chǎng)方向，即導(dǎo)磁纖維92可被磁場(chǎng)h影響而轉(zhuǎn)向。纖維配向張量為導(dǎo)磁纖維旋轉(zhuǎn)角度的余弦函數(shù)的平均，其公式表示如下。

n為導(dǎo)磁纖維92的數(shù)量，θ為導(dǎo)磁纖維92與磁場(chǎng)h的夾角。

于本發(fā)明實(shí)施例中，塑料成形方法以固化后材料原料9的剖面量測(cè)纖維配向張量，當(dāng)剖面仍保留導(dǎo)磁纖維92，則直接以量測(cè)導(dǎo)磁纖維92與磁場(chǎng)h之間的夾角。如圖5所示，若導(dǎo)磁纖維92未留在量測(cè)的剖面上，則以導(dǎo)磁纖維92旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的孔洞量測(cè)。圖5為導(dǎo)磁纖維92旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的孔洞，由圖5可見導(dǎo)磁纖維92旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的孔洞大致為橢圓形，夾角θ由孔洞的長(zhǎng)軸徑m與短軸徑m量測(cè)獲得，并可由儀器量測(cè)獲得導(dǎo)磁纖維92的垂直中心點(diǎn)vc及水平中心點(diǎn)hc，即獲得導(dǎo)磁纖維92的所在位置。制造者可借由該些數(shù)值調(diào)整下次的塑料制造的磁場(chǎng)h大小及噴嘴的流速。

由上述可得知，本發(fā)明所提供塑料制造方法，借由磁場(chǎng)調(diào)整導(dǎo)磁纖維于流體塑料中的角度位置，使得固化后的材料原料的導(dǎo)磁纖維可被控制，進(jìn)而令制造者更易掌控塑料產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)。

本實(shí)施方式僅例示本發(fā)明的較佳實(shí)施例，為避免贅述，并未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，上述各模塊或元件未必皆為必要。且為實(shí)施本發(fā)明，亦可能包含其它較細(xì)節(jié)的現(xiàn)有模塊或元件。各模塊或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模塊間未必不存在其它模塊或元件。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。