[发明专利]哑铃、哑铃头包胶模具及哑铃成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于健身器材技术领域，具体涉及一种哑铃、哑铃头包胶模具及哑铃成型工艺。

背景技术

哑铃是举重和健身练习的一种辅助器材，由于使用方便、占地小，越来越受到广大健身爱好者的青睐。哑铃具有一手柄，于该手柄两端分设有一哑铃头，使用时以单手握持手柄，通过反复运动手臂肌肉达到运动或重量训练的目的。

就一般运动器材或重量训练器材而言，哑铃属于小型器材，较其他大型器材更深入日常生活，因此在实用性之外，不但对于其使用上的便利形与安全性要求更高的水平，也期待哑铃能有更为悦目的外观以展现使用者个人的品味与风格。

哑铃头大多采用铸铁制造，直接与地面接触时为避免造成地面或地板的损坏，常在哑铃头外设包覆层，传统的哑铃头包覆层多使用聚氨酯（PU），聚氨酯（PU）中文名为聚氨基甲酸酯，由于其只需要简单修改配方，便可获得不同的密度、弹性、刚性等物理性能，目前已大量替代玻璃纤维保温材料、木材、传统橡胶制品等。但是PU的注塑工艺比较难调，因为它的注塑窗口比较小如果温度太高，流动性会太好，如果温度太低，又可能打不满，所以调节起来费时费力。目前，哑铃厂家在哑铃头外侧包覆PU层时，多采用浇筑或直接向包胶模具内填塞PU片的方式，需要使用液压机在150~200℃、63~200MPa时热压10~30min才能成型，成型时间长，生产效率低，而且聚氨酯（PU）的成本约2.4万元/吨，产生的聚氨酯（PU）废料又不能重复利用，所以哑铃头的包覆层采用聚氨酯的成本很高。

TPU（Thermoplastic polyurethanes）名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，主要有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽、耐磨、耐油，透明、弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。TPU的硬度范围广，通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性；机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出；加工性能好，可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等。

目前，哑铃头包胶层的成型方式主要有以下三种：一、利用橡胶片热压成型，其采用的成型模具如图9所示，包括下端盖、中套筒和上压盖，下端盖是由左、右下端盖组成的哈夫结构，包胶时，首先将一个哑铃头放在包胶机的成型台上方，哑铃的其余部分位于成型台下方，然后将下端盖放置于哑铃头和成型台之间，将中套筒套在哑铃头外侧，此时，向中套筒与哑铃头之间填塞橡胶片，填塞至橡胶片溢出中套筒上端后将上压盖盖在橡胶片的上方，液压机下压合模，保压、放气循环一定时间后，开模，取出哑铃，完成单个哑铃头的包胶层。这种包胶层成型工艺为常规工艺，存在如下缺点：一次只能成型一个哑铃头的包胶层，生产效率低；中套筒与哑铃头之间填塞的橡胶片需多于实际所需橡胶量，因此每次包胶都有剩料，且不可回用，浪费严重；橡胶片多采用PU片，味道大，不环保，成型的包胶层上具有两圈分型线，且外观不是特别光滑，视觉效果差。二、利用TPU浆液注塑成型，其采用的注塑模具如图10所示，其为三板模，包胶时，将其中一个哑铃头置于注塑模具中，另一个哑铃头夹持在模具下方的卡爪内，然后向模腔内注入TPU浆液，遵循常规注塑成型工艺注塑成型哑铃头包胶层。因为采用TPU浆液进行注塑，没有回料，不会产生材料浪费，但是一次只能成型一个哑铃头的包胶层，生产效率低；且注塑模具为三板模，成型后的包胶层上仍是具有两圈分型线，视觉效果差。上述两种成型方式均是单次成型一个哑铃头的包胶层，生产效率低，为解决该问题，出现了第三种成型方式，该成型方式也是采用注塑工艺，其采用的注塑模具如图11所示，为两板模，在模腔的左右两端各设置一个顶针，两哑铃头的端部设有与顶针头匹配的定位孔，两端的顶针将哑铃固定在模具内，然后利用注塑机注塑成型包胶层。该注塑成型包胶层的方式，一次可以同时成型哑铃的两哑铃头包胶层，但是因为采用顶针固定方式，包胶时，顶针的位置是不能被包覆的，因此包胶完成后，哑铃头端部会有一块未被包胶的区域，常规方式是采用端盖粘结或扣合在哑铃头上，将漏铁的区域封上，但是粘结或扣合的端盖容易脱落，降低了产品质量。因TPU浆液调配过厚或过稀都不利于注塑成型，注塑哑铃头包胶层时，其浓度的调配需要操作工人丰富的经验、材料组分以及反复调试才可成功，所以利用TPU作为哑铃头包胶材料尚不多见。对于六角哑铃，因其在注塑模具中如果发生旋转就会出现漏铁情况，再加上TPU浆液的不好调配，目前市场上尚未出现六角哑铃头的包胶层采用TPU材料。

发明内容