人造珍珠的制造方法及设备

摘要

本发明提供了一种人造珍珠的制造方法及设备。该设备包括机架以及相对应的上模和下模，上模固定在机架上，下模设置在升降装置上，升降装置设置在机架上，至少下模上表面设置形成模腔的凹坑。利用该设备的制造方法包括以下四个步骤：下模上表面放置树脂粉末，然后上升与上模对接，树脂粉末在模腔内一次成型；下模下降一段距离，排出树脂粉末熔化时形成的有毒气体；下模再次上升，一次成型的树脂粉末在模腔内二次成型；下模再次下降，成型的人造珍珠脱模。采用本发明的方法及设备制造珍珠，由于下模在树脂粉末一次成型后下降一段距离，使得树脂粉末熔解时产生的有毒气体能够排出，因此成型的珍珠含有的有毒气体很少，基本不会对人体造成影响。

说明书

                             技术领域

本发明属于艺术制品的制造方法及设备，尤其涉及一种人造珍珠的制造方法及设备。

                             背景技术

人造珍珠由于其物美价廉，被广泛地用于首饰等装饰品上，人造珍珠的主要原材料是各种合成树脂，采用铸造、研磨、浸涂等工序制造出来的，人造珍珠的基础材料可以利用各种合成树脂，但最常用的是可热塑的尿素树脂，这种树脂由于其硬度和可热塑性较好，因此珍珠成型容易，在铸造的凝固过程中粘贴性非常弱而不会粘在铸模模腔中，因此尿素树脂的利用率非常高。目前的人造珍珠的制造设备主要包括机架及固定在机架上的下模，相应的上模固定在升降装置上，升降装置安装在机架上，上模和下模根据需要设置模腔，上模和/或下模带有加热装置并保持一定的温度。采用该设备的制造方法为：首先在下模上放置适量的树脂粉末，然后利用升降装置使上模以一定速度下降并与下模对接，则在模腔内珍珠成型。如果要加工有孔的珍珠，则在上模或下模的模腔中设置型针，这样铸造出的珍珠就带有穿孔。

上述制造人造珍珠的方法具有一定的缺陷，主要有以下几点：

1)树脂，尤其是尿素树脂，在熔化时会产生有毒气体，珍珠成型过程中，模腔始终是封闭的，由于有毒气体的作用，成型的珍珠上会形成气孔、裂纹，不仅使珍珠强度降低，而且有毒气体会吸附在珍珠内部，成品珍珠会长时间泄漏这种有毒气体，人们佩带带有这种珍珠的首饰容易造成皮疹或者痒症。

2)生产带穿孔的珍珠时，由于是采用模腔内固定型针的方法和装置形成，不仅模具制造复杂，而且成型后的珍珠难以取出，造成生产率及产品合格率低下。

3)上下模是以一定速度相对靠近并对接的，上下模对接的速度如果过快，则对接造成的气压容易造成树脂粉末飞溅，影响粉末在模腔中的填充，从而影响成型珍珠的质量；对接速度过慢，又会造成生产效率太低。

                                发明内容

本发明的目的是提供一种人造珍珠的制造方法及设备，利用该方法和设备制造的珍珠有毒气体含量少，生产的效率高。

为达到上述目的，本发明的制造方法采用包括上模和下模的模具进行压铸，上模和下模对接形成可供珍珠成型的模腔，主要包括以下四个步骤：

(a)下模上表面放置树脂粉末，然后上升与上模对接，树脂粉末在模腔内一次成型；

(b)下模下降一段距离，排出树脂粉末熔化时形成的有毒气体；

(c)下模再次上升，一次成型的树脂粉末在模腔内二次成型；

(d)下模再次下降，成型的人造珍珠脱模。

如果要生产带有穿孔的珍珠，则在上述步骤(a)中，下模与上模对接后，型针从下模插入模腔中，使一次成型的珍珠带有穿孔；为使带穿孔的珍珠容易取出，在上述步骤(b)、(c)中，型针保持在下模的模腔中；在上述步骤(d)中，型针在下模的模腔中抽出。

为了提高生产效率同时避免树脂粉末飞溅及粉末在模腔内充分填充，在上述步骤(a)中，下模开始是快速上升，接近上模时相对缓慢的上升；作为优选，快速上升的速度为10-30m/s，上述缓慢上升的速度为：5-10m/s。

为了有效地排除有毒气体，在上述步骤(b)中，下模下降的距离为5-30cm。

采用上述方法的设备包括机架以及相吻合的上模和下模，上模固定在机架上，下模设置在升降装置上，升降装置设置在机架上，至少下模上表面设置形成模腔的凹坑。

上述升降装置包括固定在机架上的气缸及相应的活塞，活塞的自由端与下模连接；在下模和活塞自由端之间设置针板和型针，其中型针一端固定在针板上，另一端插入对应模腔的下模底部，且与下模底部的针孔形成过盈配合，针孔与模腔连通；机架上设置限制下模下降的限位板。

上述机架上还可以设置升降导柱，活塞自由端通过升降导板与针板连接，升降导板的边角带有导向孔，与升降导柱形成滑动配合；机架上还设置限位板高度调节装置，它包括设置在气缸上表面的调节螺栓、限位板的下表面固定的限位棒以及升降导板上表面固定的套筒，升降导板上在套筒位置形成贯穿的通孔，限位棒穿过套筒及升降导板，底端顶在调节螺栓的顶面；升降导柱下表面固定支撑棒，支撑棒底端顶在气缸上表面。

采用本发明的方法及设备制造珍珠，由于下模在树脂粉末一次成型后下降一段距离，此时由于树脂粉末尚未完全凝固，其中的大部分有毒气体能够排出，然后下模再次上升使树脂粉末二次成型，完全凝固后形成珍珠，因此成型的珍珠含有的有毒气体很少，基本不会对人体造成影响；由于下模在上升时，先是快速上升，至接近上模时缓慢上升，因此既有较高的生产效率，又避免了树脂粉末飞溅及粉末在模腔中填充不充分造成的质量下降；生产带有穿孔的珍珠时，由于下模下降到一定程度时，被限位板挡住，不再继续下降，而针板及型针会随活塞继续下降，这样型针就能够从珍珠中抽出，与现有技术比较，是利用机械力将型针从珍珠中抽出，珍珠脱模容易。

                               附图说明

图1是本发明珍珠制造设备实施例1整体结构示意图；

图2是本发明珍珠制造设备实施例1下模上表面放置了树脂粉末的状态示意图；

图3是本发明珍珠制造设备实施例1下模快速上升一段距离后的状态示意图；

图4是本发明珍珠制造设备实施例1在一次成型的状态示意图；

图5是本发明珍珠制造设备实施例1下模下降排出有毒气体的状态示意图；

图6是本发明珍珠制造设备实施例1二次成型的状态示意图；

图7是本发明珍珠制造设备实施例1下模复位后的状态示意图；

图8是本发明珍珠制造设备实施例2整体结构示意图；

图9是本发明珍珠制造设备实施例2下模上表面放置了树脂粉末的状态示意图；

图10是本发明珍珠制造设备实施例2下模快速上升一段距离后的状态示意图；

图11是本发明珍珠制造设备实施例2在一次成型的状态示意图；

图12是本发明珍珠制造设备实施例2下模下降排出有毒气体的状态示意图；

图13是本发明珍珠制造设备实施例2二次成型的状态示意图；

图14是本发明珍珠制造设备实施例2珍珠开始脱模的状态示意图；

图15是本发明珍珠制造设备实施例2珍珠脱模完毕的状态示意图。

                          具体实施方式

实施例1：

本发明珍珠制造设备结构如图1所示，它包括机架10，机架10的上部固定上模m1，上模m1下表面带有上模腔100，下部设置气缸300及活塞310作为升降装置，活塞310的顶端连接针板200，针板200上固定型针210，下模m2的上表面的凹坑形成下模腔100′，下模腔100′与上模腔100共同形成整体模腔，下模腔100′与下模m2下表面间设置针孔110，型针210的上部与针孔110形成过盈配合，机架10上还设置限制下模m2继续随针板200下降的限位板20，限位板20中间开有大的孔21。

实际生产时，先在下模m2的上表面放置树脂粉末C，如图2所示，此时型针210的上端插入下模m2的针孔中与其形成过盈配合，而头部不会进入下模腔100′中，下模m2的底边被支撑在限位板20上，活塞310及针板200处于最低位置。

然后操纵气缸300使活塞310快速上升一段距离h1，如图3所示，此时下模m2上的树脂粉末C已经接近上模m1的下表面了；然后使活塞310缓慢上升，由于下模m2带有加热器并且下模m2保持有足够的温度，因此当下模m2上表面与上模m1下表面对接时，树脂粉末C开始熔化并充满模腔100、100′，活塞310及针板200继续上升时，由于下模M2已无法继续上升，针板200上的型针210逐渐进入下模腔100′中，直至贯穿整个模腔100′、100形成型芯，至此，活塞310停止上升，树脂粉末C一次成型完成，且珍珠上带有穿孔，如图4所示。

一次成型完成后，活塞310、针板200、下模m2、及一次成型的树脂粉末C下降一小段距离h3，由于此时的树脂还没有完全凝固，因此其熔化所产生的有毒气体能够散发出来，如图5所表示。

之后，活塞310带动针板200、下模m2、及一次成型的树脂粉末C再次上升，至下模m2上表面与上模m1下表面对接时停止，树脂粉末C在下模腔内二次成型，完全凝固后形成珍珠，如图6所示。由于大部分的有毒气体已经排出，因此成型的珍珠很少有气泡、裂纹等，  在使用过程中也几乎没有有毒气体泄漏的情况。

二次成型完成后，活塞310带动针板200、下模m2、及成型的珍珠再次下降，当下模m2回落到初始位置时，被限位板20挡住，无法继续下降，而针板200则会在活塞310的带动下在孔21中继续下降，其结果是型针210相对下模m2下降，从成型的珍珠的穿孔110中抽出，仍回到初始位置，即头部位于针孔110中并且是过盈配合，活塞310与针板200都回到初始位置，如图7所示。

最后将下模m2上的珍珠脱模，整个制造过程完成。可在下模上再次放置树脂粉末C，开始下一个循环。

对于利用上述过程的运行参数，可以根据实际情况设计，选择合适的时间和行程。一般来说，下模快速上升的速度为10-30m/s，上述缓慢上升的速度为：5-10m/s。排出有毒气体的过程中，下模下降的距离h3为5-30cm。

至于在上模和/或下模上设置加热器并使模具保持一定的温度，为已有技术，在此不再赘述；上述实施例中珍珠为球状，上、下模各有若干相对应的半球状模腔；其它情况时，根据需要制造的珍珠的大小、形状来灵活设计模腔，不过一般至少下模上表面设置模腔，上模下表面则根据需要设置或不设置模腔；上述实施例是以制造带穿孔的珍珠为例，进行说明的，对于无孔的珍珠，其制造的设备及方法相对简单，只需要将上述针板换成同样大小的无型针的平板、将下模换成无针孔的即可，这样一台设备即可以制造有孔珍珠，也可以制造无孔珍珠；当然，通过更换带有不同形式模腔的上、下模，本发明的设备可以制造出各式各样的珍珠。

实施例2：

如图8所示，它包括机架10，机架10包括底座11和上支架12，它们通过四根升降导柱13固定连接；上支架12的上部固定上模500，上模500上部设置上模加热板510，上模500的下表面带有若干上模腔520；底座11中央位置设置气缸100及活塞110作为升降装置，气缸100顶面带有两个螺纹孔，调节螺栓120设置在螺纹孔中，活塞110的顶端固定连接升降导板200，升降导板200的四个角分别带有导向孔，与上述升降导柱13形成滑动配合，升降导板200上表面固定下模加热板220，下模加热板220上表面固定针板230，针板230上表面固定若干型针240；下模400的上表面的若干凹坑形成下模腔420，下模腔420可与上模腔520共同形成整体模腔，各个下模腔420与下模400下表面间设置针孔410，型针240的上部与针孔410形成过盈配合；机架10上还设置环形限位板300，限位板300中间开有大的孔310，限位板300套在针板230外围，孔310大于针板230小于下模400，升降导板200上表面固定套筒330，升降导板200上在套筒330位置形成贯穿的通孔，限位板300的下表面固定两个限位棒320，限位棒320穿过套筒330及升降导板200，底端顶在调节螺栓120的顶面；升降导板200的下表面固定支撑棒210，支撑棒210的下端顶在气缸100的上表面。

气缸300被气压或者油压驱动，活塞110的升降速度或者升降距离有可以靠电脑程序工作或者手动闸操作工作。

实际生产时，初始状态如图9所示，支撑棒210的下端顶在气缸100的上表面，限位棒320底端顶在调节螺栓120的上表面，升降导板200和限位板300都处在最低位置，此时型针240的上端插入下模400的针孔410中与其形成过盈配合，而头部不会进入下模腔420中，此时在下模400的上表面放置树脂粉末C。

然后操纵气缸100使活塞110快速上升一段距离h1，在上升过程中，由于针板300、下模加热板220、升降导板200都是固定在一起的，且针板300上的型针240与下模400的针孔410形成过盈配合，因此它们都立即随活塞110上升，至升降导板200上表面的套筒330顶端顶在限位板300的下表面时，限位板300也随之上升，快速上升结束的状态如图10所示，此时下模400上的树脂粉末C已接近上模500的下表面。

然后使活塞110缓慢上升，由于下模400带有加热板220，因此下模400保持有一定的温度，当下模400上表面与上模500下表面对接时，树脂粉末C恰好熔化成可模铸的状态并充满下模腔420，活塞110及针板230继续上升时，由于下模400已无法继续上升，针板230上的型针240逐渐进入下模腔420中，直至贯穿整个模腔形成型芯，至此，活塞110停止上升，树脂粉末C一次成型完成，且珍珠上带有穿孔，如图11所示。

一次成型完成后，活塞110带动升降导板200、下模加热板220、针板230、下模400、及一次成型的树脂粉末C下降一小段距离h3，限位板300由于是被升降导板200上的套筒330顶住的，因此也一起下降，由于此时的树脂还没有完全凝固，因此其熔化所产生的有毒气体能够散发出来，如图12所示。

之后，活塞110推动升降导板200、限位板300下模加热板220、针板230、针板200、下模400及一次成型后的树脂粉末C再次上升，至下模400上表面与上模500下表面对接时停止，树脂粉末C在下模腔内二次成型，完全凝固并形成珍珠，如图13所示。由于大部分的有毒气体已经排出，因此成型的珍珠很少有气泡、裂纹等，在使用过程中也几乎没有有毒气体泄漏的情况。

二次成型完成后，活塞110带动升降导板200、下模加热板220、针板230、下模400、及成型的珍珠下降，限位板300由于是被升降导板200上的套筒330顶住的，因此也一起下降，当限位棒320的下端顶在调节螺栓120的上表面时，限位板300停止，由于下模400的尺寸大于限位板300的孔310，因此下模400被限位板挡住也无法继续下降，如图14所示；而升降导板200、下模加热板220、针板230会随活塞110继续下降，这样型针240就从成型的珍珠的穿孔中抽出，型针实现了脱模，至型针240完全从珍珠中抽出头部回到下模针孔410中时，支撑棒210下端也恰好顶在气缸100的上表面上，活塞及升降导板200、下模加热板220、针板230全部停止，回到初始状态，如图15所示。

最后将下模400上的珍珠取下，整个制造过程完成。可在下模400上再次放置树脂粉末C，开始下一个循环。

很明显，型针240抽出的程度取决于限位板300停止的位置，而这一点可以通过旋拧调节螺栓120来实现，尤其是对于更换上下模以生产不同形状、大小的珍珠时，都可以通过调节调节螺栓来控制型针抽出的程度。

与实施例1相比较，本实施例由于限位板的高度可调，因此能够更好的调试和控制型针的抽出程度，使得整个设备更加灵活；由于设置了升降导板，使得珍珠成型时上下模的对接更加平稳，提高了设备的可靠性。

采用本发明的方法及设备制造珍珠，由于下模在树脂粉末一次成型后下降一段距离，此时由于树脂粉末尚未完全凝固，其中的大部分有毒气体能够排出，然后下模再次上升使树脂粉末二次成型，完全凝固后形成珍珠，因此成型的珍珠含有的有毒气体很少，基本不会对人体造成影响；由于下模在上升时，先是快速上升，至接近上模时缓慢上升，因此既有较高的生产效率，又避免了树脂粉末飞溅及粉末在模腔中填充不充分造成质量下降；生产带有穿孔的珍珠时，由于下模下降到一定程度时，被限位板挡住，不再继续下降，而针板及型针会随活塞继续下降，这样型针就能够从珍珠中抽出，与现有技术比较，是利用机械力使型针自动从珍珠中抽出，珍珠脱模容易。