專利名稱：包括一體化加工至歧管主體的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)的熱流道系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一方面通常涉及(例如但不限于)熱流道系統(tǒng)，包括(但不限于)具有熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)的歧管配件，所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)與歧管熔體溝槽接口，以及熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)一體化加工至歧管主體。各方面描述在獨(dú)立權(quán)利要求中。
背景技術(shù)：
第一人造塑料由Alexander PARKES在1851年于英國(guó)發(fā)明。他于1862國(guó)際展覽(International Exhibition)中將它在倫敦展示,稱它為材料Parkesine。由纖維素衍生的Parkesine能夠被加熱、模塑，并且當(dāng)冷卻時(shí)保持它的形狀。然而，制備它很昂貴，它易于破裂，并且高度易燃。在1868年，美國(guó)發(fā)明人John Wesley HYATT開(kāi)發(fā)他命名為賽珞璐(Celluloid)的可塑性材料，它顯著改進(jìn)PARKES發(fā)明，從而它可被加工為成品形狀。HYATT于1872得到第一臺(tái)注射成型機(jī)器的專利。它像大的皮下注射針一樣工作，使用活塞將塑料通過(guò)加熱的圓筒注射至塑模中。因?yàn)榈诙问澜绱髴?zhàn)產(chǎn)生對(duì)于便宜、大量制備的產(chǎn)品的大量需求，工業(yè)在1940年代快速擴(kuò)張。在1946年，美國(guó)發(fā)明人James Watson HENDRY制造第一臺(tái)螺旋注射機(jī)器。該機(jī)器還允許材料在注射之前混合，從而染色的或循環(huán)使用的塑料能夠被加入純凈材料以及在被注射之前徹底混合。在1970年代，HENDRY繼續(xù)開(kāi)發(fā)第一種氣體-輔助注射成型工序。注射成型機(jī)器由物料料斗、注射活塞或螺旋式活塞、和加熱裝置組成。它們被稱為壓力機(jī)，它們保持組分在其中成形的模頭。壓力以噸數(shù)計(jì)，將其表示為機(jī)器能發(fā)揮的合模力的量。在注射工序中該力量保持模頭關(guān)閉。噸數(shù)的范圍能從小于5噸至6000噸,更大的數(shù)字使用在相對(duì)較少的制造操作中。通過(guò)模制的部分的突出的面積來(lái)測(cè)定所需的總合模力。對(duì)于各平方英寸的突出的面積，將該突出的面積乘以2至8噸的合模力。一般而言，4或5噸/平方英寸能夠用于大部分產(chǎn)品。如果可塑性材料非常堅(jiān)硬，它需要更多注射壓力以填充模頭，因此需更多的合模力噸數(shù)以保持模頭關(guān)閉。通過(guò)使用的材料和部件的尺寸還能測(cè)定所需的力量，并且更大的部件的尺寸需要更高的合模力。使用注射成型，通過(guò)重力從料斗中將粒狀塑料供給加熱的桶中。當(dāng)顆粒通過(guò)螺旋式活塞緩慢向前移動(dòng)時(shí)，塑料被擠壓入加熱的小室內(nèi)，在小室里它被熔融。當(dāng)活塞前進(jìn)，熔融的塑料被擠壓通過(guò)靠著模頭上的噴嘴，這允許它進(jìn)入模腔通過(guò)閘和流道系統(tǒng)。模頭保持冷卻，因此幾乎當(dāng)模頭一被填充，塑料就凝固。術(shù)語(yǔ)模壓配件或模具用于描述在模制中以制備塑料部件使用的工具。模壓配件用于大量生產(chǎn)中，其中成千上萬(wàn)的部件被制造。模頭典型地由硬化鋼等構(gòu)造。熱流道系統(tǒng)以及模制配件使用在模制系統(tǒng)中，用于塑料制品的制備。通常，熱流道系統(tǒng)和模制配件被處理為可以單獨(dú)從模制系統(tǒng)中冷卻和提供的工具。在注射成型系統(tǒng)中使用熱流道系統(tǒng)為已知的。美國(guó)專利號(hào)4831230(發(fā)明人LEMELS0N，Jerome H.;申請(qǐng)日:11/26/1986)公開(kāi)“通過(guò)強(qiáng)輻射用于成形和表面精加工制品和制造的材料的設(shè)備和方法”。美國(guó)專 利4929402(發(fā)明人HULL，Charles ff.;申請(qǐng)日1989年4月19日)公開(kāi)“通過(guò)產(chǎn)生物體的橫截面的模式用于生成三維物體的系統(tǒng)，所述物體為在流體介質(zhì)的選擇的表面處形成，所述流體介質(zhì)能夠改變應(yīng)答通過(guò)沖擊輻射、粒子轟擊或化學(xué)反應(yīng)的恰當(dāng)?shù)膮f(xié)同刺激的它的物理狀態(tài)，表示物體的相應(yīng)的連續(xù)相鄰橫截面的連續(xù)相鄰薄層被自動(dòng)地形成以及一體化至一起以提供期望的物體的逐步層狀積累，其中在成形エ序期間形成以及從流體介質(zhì)的基本上平面表面中分離三維物體?！泵绹?guó)專利4575330(發(fā)明人HULL，Charles W;申請(qǐng)?jiān)?1984年8月8日)公開(kāi)“通過(guò)產(chǎn)生物體的橫截面的模式用于生成三維物體的系統(tǒng)，所述物體在流體介質(zhì)的選擇的表面處形成，所述流體介質(zhì)能夠改變應(yīng)答通過(guò)沖擊輻射、粒子轟擊或化學(xué)反應(yīng)的恰當(dāng)?shù)膮f(xié)同刺激的它的物理狀態(tài)，表示物體的相應(yīng)的連續(xù)相鄰橫截面的連續(xù)相鄰薄層被自動(dòng)地形成以及一體化至一起以提供期望的物體的逐步層狀積累，其中在成形エ序期間形成以及從流體介質(zhì)的基本上平面表面中分離三維物體。”美國(guó)專利5204055(發(fā)明人SACHS, Emanuel Μ.，et al.;申請(qǐng)日:1989 年 12 月 8日)公開(kāi)“在狹窄的區(qū)域中通過(guò)沉積第一層的諸如粉末的流體多孔材料以及然后沉積粘結(jié)材料至粉末材料層的選擇的區(qū)域以在選擇的區(qū)域處制備粘結(jié)的粉末材料層用于制備組件的方法。將這些步驟重復(fù)選擇數(shù)目的次數(shù)以制備粘結(jié)的粉末材料的選擇區(qū)域的連續(xù)層，從而形成期望的組件。然后將未粘結(jié)的粉末材料去除。在一些情況下，如通過(guò)將其加熱以進(jìn)一步加強(qiáng)其粘結(jié)組件可進(jìn)ー步被加工。”美國(guó)專利5121329(發(fā)明人CRUMP，Scott S.，申請(qǐng)日1989年10月30日)公開(kāi)“合并可移動(dòng)的分配頭的設(shè)備，所述分配頭設(shè)置在預(yù)定的溫度處凝固的ー批材料以及沿著"X，" " Y，"和"Z"軸以預(yù)定的模式相對(duì)彼此移動(dòng)的基底構(gòu)件，從而以控制的速率通過(guò)裝配從分配頭卸下的材料至基底構(gòu)件上來(lái)產(chǎn)生三維物體。設(shè)備優(yōu)選為在利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助的(CAM)軟件的方法中驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)，從而產(chǎn)生用于作為被分散的材料的分配頭和基底構(gòu)件的受控的移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過(guò)沉積凝固性材料的重復(fù)的層可制造三維物體，直至形成形狀?？衫萌魏尾牧?，例如自硬化蠟、熱塑性樹(shù)脂、熔融的金屬、雙組分環(huán)氧樹(shù)脂、泡沫塑料、和玻璃，一旦凝固使用恰當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑其粘合至前層。通過(guò)前層來(lái)限定各層基底，并且通過(guò)分配頭的頂端位于前層上的高度來(lái)限定和緊密控制各層厚度。美國(guó)專利號(hào)5775402(申請(qǐng)日1995年10月31日；發(fā)明人Emanuel SACHS)公開(kāi)用于工具的提供增強(qiáng)的熱性能的方法，特別是通過(guò)實(shí)體自由形狀制造技術(shù)制造的金屬和金屬/陶瓷的模頭，例如三維的印刷方法，以及通過(guò)公開(kāi)的這些方法制造的工具。增強(qiáng)熱性能的方法包括合并整體輪廓冷卻溝槽至模頭，將表面材質(zhì)加入冷卻溝槽，這在表面和冷卻溝槽溝之間的產(chǎn)生高熱導(dǎo)電途徑，以及在模頭中產(chǎn)生低熱慣性區(qū)域。歐洲專利號(hào)0863806(發(fā)明人FREITAG, et al.;申請(qǐng)日:1996年11月26日)公開(kāi)“實(shí)體三維制品的制備，以及更具體地涉及諸如部件和制模模具的金屬制品的附加的制美國(guó)專利號(hào)7047098(發(fā)明人LINDEMANN，Markus，et al.;申請(qǐng)日2002 年 2 月21日)公開(kāi)“通過(guò)選擇性激光熔融來(lái)制備成形體的方法，其中成形體從細(xì)粉金屬材料使用模型的CAD數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建，其中粉末層使用涂敷器単位來(lái)施加，并且其中施加的粉末層使用聚焦的激光束固定至其下面的層，在該方法中粉末層被調(diào)平至期望的層厚度，因?yàn)樗窖b置穿過(guò)成形體至少一次，在調(diào)平升高的過(guò)程中，在施加的粉末的期望層高度之上的凸出，該層的這部分通過(guò)激光束最后熔融，并且被水平裝置揭開(kāi)?！泵绹?guó)專利7381360(發(fā)明人0RIAKHI，Christopher，et al.;申請(qǐng)日:2003 年 11 月3日)公開(kāi)“三維對(duì)象的實(shí)體自由形狀制造的組合物、方法和系統(tǒng)?！泵绹?guó)專利7220380(發(fā)明人FARR，Isaac，et al.;申請(qǐng)日2003年10月14日)公開(kāi)“三維金屬對(duì)象的實(shí)體自由形狀制造方法，包括將顆?；旌衔锍练e在限定區(qū)域中，顆?；旌衔飯?bào)多種金屬或金屬合金顆粒和過(guò)氧化物，選擇性噴墨粘結(jié)劑體系到顆?；旌衔锏念A(yù)定區(qū)域上，以形成綠色部分，其中液相粘結(jié)劑包括水溶性單官能丙烯酸酯-基單體、水溶性 雙官能丙烯酸酯-基單體、和胺與水?！泵绹?guó)專利公開(kāi)號(hào)2004/0079511和美國(guó)專利號(hào)6701997 (2002年6月17日申請(qǐng)；發(fā)明人GELLERT，Jobst U，et al.)公開(kāi)“⑴制備具有附接的電加熱元件的注塑組件的方法，該方法包括下列步驟使電加熱元件接觸具有至少部分開(kāi)口的粉末狀金屬預(yù)制件，粉末狀金屬預(yù)制件包含第一金屬，使鄰近開(kāi)口區(qū)域的預(yù)制件接觸第二金屬物體，第二金屬的導(dǎo)熱性高于第一金屬；加熱預(yù)制件，加熱元件和物體，以引起第二金屬至少部分地滲透預(yù)制件的開(kāi)口，和當(dāng)冷卻時(shí)至少部分地接合加熱元件至預(yù)制件；(ii)制備具有至少兩個(gè)組件的金屬部件的方法，該方法包括下列步驟制備第一組件的粉末狀預(yù)制件，預(yù)制件具有至少部分開(kāi)口 ；使第二組件接觸第一組件的預(yù)制件；以及使用第二金屬滲透預(yù)制件的開(kāi)口，其中基本上和滲透步驟同時(shí)第二組件通過(guò)第二金屬焊接至第一組件；(iii)制備具有至少兩個(gè)組件的金屬部件的方法，該方法包括下列步驟制備第一組件的粉末狀預(yù)制件，預(yù)制件具有至少部分開(kāi)口 ；使第二組件接觸第一組件的預(yù)制件以形成其配件；使預(yù)制件第一組件接觸金屬滲透物的物體；可控地加熱配件和金屬滲透物以熔融金屬滲透物；在一定溫度下支撐配件和金屬滲透物，直到第一組件的預(yù)制件的開(kāi)口至少部分被金屬滲透物滲透，并且第二組件至少部分通過(guò)金屬滲透物焊接至第一組件；以及可控地冷卻配件以固化金屬滲透物；和(iv)制備注塑組件的方法，該方法包括下列步驟混合粉末狀工具鋼和粘結(jié)劑以形成混合物；將混合物注射到預(yù)制件中；使預(yù)制件去粘；部分燒結(jié)預(yù)制件以實(shí)現(xiàn)其中40體積％至10體積％的開(kāi)口 ；使預(yù)制件接觸金屬滲透物，金屬滲透物具有較高導(dǎo)熱性；至少可控地加熱預(yù)制件和金屬滲透物至金屬滲透物的熔融溫度；在一定溫度下支撐預(yù)制件和金屬滲透物，直到第一組件的開(kāi)口至少部分被金屬滲透物滲透，以及冷卻預(yù)制件以固化金屬滲透物和產(chǎn)生注塑組件?！泵绹?guó)專利公開(kāi)號(hào)2004/0169699(發(fā)明人HUNTER，Shawn，et al.;申請(qǐng)日2003 年2月28日)公開(kāi)“通過(guò)實(shí)體自由形狀制造制備對(duì)象的方法，該方法包括將兩種不混溶流體施加以構(gòu)建材料?！泵绹?guó)專利號(hào)7234930(發(fā)明人NIEWELS，et al;申請(qǐng)日2004年6月14日)公開(kāi)“第二件通過(guò)三維打印法或其他粉末成形技術(shù)來(lái)形成，例如熔模鑄造。三維打印法或其他粉末成形技術(shù)允許在結(jié)構(gòu)內(nèi)形成理想的冷卻溝槽。這提供具有由第一件提供的較高強(qiáng)度和由第二件提供的較高導(dǎo)熱性的頸環(huán)半件?！泵绹?guó)專利號(hào)7326377(發(fā)明人ADAMS，Robbie J;申請(qǐng)日2005年11月30日)公開(kāi)“通過(guò)連續(xù)地構(gòu)建原料層(表示連續(xù)剖視組件切片)來(lái)生產(chǎn)組件的固體形態(tài)制造系統(tǒng)包括容納和支撐原料層的平臺(tái)、供應(yīng)設(shè)備的原料，該設(shè)備沉積原料到預(yù)定區(qū)域中以形成原料層，能量源，其定向預(yù)定區(qū)域以修改預(yù)定區(qū)域中的原料，從而生產(chǎn)組件，和溫度控制塊，其設(shè)置在平臺(tái)上并且直接接觸沉積的原料層以修改原料溫度，同時(shí)生產(chǎn)組件。固體形態(tài)制造法使用該系統(tǒng)來(lái)從原料生產(chǎn)組件。”美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)2005/0186538(發(fā)明人UCKELMANN，Ingo;申請(qǐng)日2005年2月24日)公開(kāi)“通過(guò)自由形態(tài)和/或熔融來(lái)制備金屬和/或非金屬產(chǎn)品2、特別是牙科產(chǎn)品的的方法?！泵绹?guó)專利公開(kāi)號(hào)2009/0108500(申請(qǐng)日2007年10月31日，發(fā)明人EdwardJoseph JENK0)公開(kāi)“另外，低強(qiáng)度歧管，例如使用低級(jí)鋼或通過(guò)自由形狀生產(chǎn)制備的一種可以用于制備這種模制件，同時(shí)要求高壓注射?！泵绹?guó)專利公開(kāi)號(hào)US 2009/0192835(申請(qǐng)日2008年I月24日；發(fā) 明人MartinH. BAUMANN et al)在段落
公開(kāi)“另外，低強(qiáng)度歧管，例如使用低級(jí)鋼或通過(guò)自由形狀生產(chǎn)制備的一種可以用于制備這種模制件，同時(shí)要求高壓注射?！奔夹g(shù)期刊題目HIGH PERFORMANCE PLAS TICS (公開(kāi)2005年10月在頁(yè)碼5 ;文獻(xiàn)題目FREEF0RM FABRICATION FOR PROTOTYPING)公開(kāi)了 “US研究者正在開(kāi)發(fā)自動(dòng)樣機(jī)研究法，其中高級(jí)復(fù)合物形成于獨(dú)立的三維對(duì)象中。該技術(shù)-所謂的復(fù)合層生產(chǎn)(CLM)-不需要模具、模頭或其他工具。另外，通常不需要加工，因?yàn)樵摲椒óa(chǎn)生網(wǎng)狀，研發(fā)者這樣說(shuō)。”技術(shù)期刊題目ADVANCEDCOMPOSITES BULLETIN(公開(kāi)2005 年 10 月在頁(yè)碼10 ；文獻(xiàn)題目S0LID FREE-F0RM FABRICATION OF REINFORCED PLAS TICS)公開(kāi)了 “US 研究者正在開(kāi)發(fā)自動(dòng)樣機(jī)研究法，其中高級(jí)復(fù)合物形成于獨(dú)立的三維對(duì)象中。該技術(shù)-所謂的復(fù)合層生產(chǎn)(CLM)-不需要模具、模頭或其他工具。另外，通常不需要加工，因?yàn)樵摲椒óa(chǎn)生網(wǎng)狀，研發(fā)者這樣說(shuō)?！奔夹g(shù)公開(kāi)文獻(xiàn)題目H0TRUNNERS-PLATE FUSING TECHNOLOGY FOR DESIGNINGAND BUILDING MANIFOLDS(
公開(kāi)日2007 年 4 月；作者Gilbert Chan ;公開(kāi)處www.moldmakingtechnology. com)公開(kāi)了板融合技術(shù)如何可以使模具設(shè)計(jì)者和模具生產(chǎn)商獲益。具體地，大部分熱流道歧管是塞子類型歧管，其中歧管開(kāi)始于固體鋼板，并且直流用槍鉆孔到板中以產(chǎn)生交叉流動(dòng)溝槽。然后熱流道溝槽塞子用于填塞鉆孔的孔，并且產(chǎn)生最終流動(dòng)路徑。以這樣的方式生產(chǎn)的歧管被限制直線流動(dòng)、直接90-度轉(zhuǎn)角流動(dòng)，并且典型地含有流動(dòng)溝槽和塞子之間的階梯，其可產(chǎn)生支撐區(qū)域用于材料。拋光歧管溝槽交叉的第二操作包括使用漿料來(lái)平滑流動(dòng)表面，但是因?yàn)槠涫敲し?，無(wú)法一直確保光滑流動(dòng)而沒(méi)有階梯。板-融合技術(shù)提供構(gòu)建歧管的方法。如名稱暗示的，板融合技術(shù)使用單獨(dú)鋼板，它們一起使用來(lái)產(chǎn)生固體歧管。該方法開(kāi)始于兩個(gè)或多個(gè)板。流動(dòng)溝槽在剛面中加工。這將成為歧管熔體溝槽的內(nèi)表面。這些溝槽將在CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)字控制)磨機(jī)上使用圓頭槽銑刀加工，以產(chǎn)生平滑、滾圓的溝槽，其具有的流動(dòng)半徑在x_y面的過(guò)渡處而不在z面中。溝槽可以具有改變的尺寸，并且可以在板的水平之間移動(dòng)，但是從x_y面過(guò)渡至z面將仍舊陡峭或“直”90-度轉(zhuǎn)角。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人認(rèn)為本領(lǐng)域技術(shù)人員未意識(shí)到與熱流道系統(tǒng)相關(guān)的問(wèn)題。已知的熱流道系統(tǒng)包括歧管，以及盡管歧管或多或少為幾何學(xué)平衡的，歧管不會(huì)遞送具有統(tǒng)一流變學(xué)的熔融的樹(shù)脂(也稱為“熔體”)至歧管的所有輸出噴嘴(有時(shí)也稱為“滴狀物”)。一個(gè)問(wèn)題為當(dāng)熔體流經(jīng)歧管溝槽(有時(shí)稱為熔體-溝槽)時(shí)的產(chǎn)生的切變性能。切變性能在熔體流中在交叉處均勻地分開(kāi)，從而引起更高溫度的樹(shù)脂沿一個(gè)方向流動(dòng)和更冷樹(shù)脂沿相反方向流動(dòng)。切變性能可以通過(guò)加入(例如)混合元件、熔體鰭狀物或熔體分裂器來(lái)改善。在現(xiàn)有技術(shù)中使用混合元件和熔體分裂器的最大問(wèn)題是這些物品是需要安裝在歧管內(nèi)部的分離件或組件(也稱為“插件”)。因?yàn)樗鼈兊某叽?、特定取向、長(zhǎng)度等，這些混合器難以安裝。已知的混合器、鰭狀物和分裂器是通常設(shè)計(jì)，并且對(duì)于每種歧管布置或方法并非最佳設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不限于通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求所提供的范圍，并且還理解本發(fā)明的范圍不限于(i)獨(dú)立權(quán)利要求；(ii)非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)的描述；(iii)概述；Qv)摘要,和/或；(V)本專利申請(qǐng)之外提供的說(shuō)明。根據(jù)一方面，提供熱流道系統(tǒng)(100)，包括(但不限于)(i)限定歧管熔體溝槽
(108)的歧管主體(103);以及(ii)接合歧管熔體溝槽(108)的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至歧管主體(103)。根據(jù)另一方面，提供熱流道系統(tǒng)(100)，包括(但不限于)歧管配件(102)，具有(i)限定歧管熔體溝槽(108)的歧管主體(103);以及(ii)接合歧管熔體溝槽(108)的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)被構(gòu)造為至少部分地控制熔融的樹(shù)脂通過(guò)歧管熔體溝槽(108)的流動(dòng)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至歧管主體(103)。根據(jù)又一方面，提供熱流道系統(tǒng)(100)，包括(但不限于)歧管配件(102)，具有(i)第一歧管主體(104) ；(ii)可連接第一歧管主體(104)的第二歧管主體(106)，一旦連接至一起，第一歧管主體(104)和第二歧管主體(106)限定歧管熔體溝槽(108);以及
(iii)接合歧管熔體溝槽(108)的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)被構(gòu)造為至少部分地控制熔融的樹(shù)脂通過(guò)歧管熔體溝槽(108)的流動(dòng)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)
(110)一體化加工至第二歧管主體(106)。在閱讀下列非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)描述和附圖后，非限制性實(shí)施方案的其他方面和特征將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的。


當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，通過(guò)參考非限制性實(shí)施方案的下列詳細(xì)描述來(lái)完全明了非限制性實(shí)施方案，其中圖I不出熱流道系統(tǒng)(100)和注射成型系統(tǒng)(900)的不意圖；圖2A和2B示出圖I的熱流道系統(tǒng)(100)的示意圖；以及圖3示出圖I的熱流道系統(tǒng)(100)的示意圖。附圖不必按比例繪制，并且可以通過(guò)假想線、圖解和片段圖來(lái)表示。在某些情況下，可以忽略對(duì)于理解實(shí)施方案來(lái)說(shuō)不必須的細(xì)節(jié)(和/或提供難于意識(shí)到的其他細(xì)節(jié)的細(xì)節(jié))。
具體實(shí)施例圖I示出熱流道系統(tǒng)(100)和注射成型系統(tǒng)(900)的示意圖。注射成型系統(tǒng)(900)包括(但不限于)(i)擠出機(jī)配件(902)，(ii)夾鉗配件(904)，(iii)模壓配件(906)和熱流道系統(tǒng)(100)。模壓配件(906)包括(但不限于)可移動(dòng)的模具部分(910)和固定的模具部分(908)。熱流道系統(tǒng)(100)和注射成型系統(tǒng)(900)可以包括(但不限于)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的組件，并且這些已知的組件此處不進(jìn)行描述；這些已知的組件至少部分描述于下列參考書籍(例如):(i) “ Iniection Molding Handbook”,作者OSSWALD/TURNG/GRAMANN(ISBN :3-446-21669-2)，(ii)^ Injection Molding Handbook”,作者R0SAT0AND ROSATOdSBN :0-412-99381-3)，(iii) ^ Injection Molding Svstems，，3rd 版,作者J0HANNABER(ISBN 3-446-17733-7)和 /或(iv) “Runner and GatingDesign Handbook”,作者 BEAUM0NT(ISBN 1-446-22672-9)圖2A和2B示出依照第一非限制性實(shí)施方案的圖I的熱流道系統(tǒng)(100)的示意圖。通常，熱流道系統(tǒng)(100)包括(但不限于)(i)歧管主體(103)和(ii)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)。歧管主體(103)限定歧管熔體溝槽(108)。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)和歧管熔體溝槽(108)具有接口。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至歧管主體(103)。術(shù)語(yǔ)“一體化加工”是指這樣的生產(chǎn)方法，其在生產(chǎn)過(guò)程中使熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)結(jié)合歧管主體(103)。制備和熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體的歧管主體(103)的這種生產(chǎn)方法的例子是使用實(shí)體自由形狀制造法。歧管主體(103)和熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以至少部分依照另外的生產(chǎn)制造方法來(lái)生產(chǎn)，其還可以稱為“實(shí)體自由形狀制造方法”。實(shí)體自由形狀制造是通過(guò)下列方式生產(chǎn)實(shí)體對(duì)象的技術(shù)的集合依次遞送能量和/或材料至產(chǎn)生實(shí)體的空間中的特定點(diǎn)處。SFF有時(shí)稱為快速樣機(jī)研究、快速生產(chǎn)、層狀生產(chǎn)和添加制造。將意識(shí)至IJ，SFF有時(shí)稱為自由形狀生產(chǎn)(FFF)。下列是用于(SFF)的技術(shù)(A)電子束熔融(來(lái)自粉末原料的完全融合的無(wú)空隙固體金屬部件)，(B)電子束自由形狀生產(chǎn)(來(lái)自線材原料的完全融合的無(wú)空隙固體金屬部件)，(C)融合的沉積成模(融合的沉積成模通過(guò)噴口擠出熱塑料，構(gòu)建模型)，(D)層壓的對(duì)象生產(chǎn)(紙板或塑料膜通過(guò)噴射的膠、加熱或嵌入的粘合劑而附接之前的層，然后層的期望外形通過(guò)激光或刀來(lái)切割。成品典型地看起來(lái)和操作起來(lái)像木材)，(E)激光工程化的網(wǎng)成型(激光器用于熔融金屬粉末，并且直接將其沉積在部件上。其優(yōu)點(diǎn)在于部件是完全固體(不像SLS)并且金屬合金組合物可以在部件體積上動(dòng)態(tài)地改變)，(F) Polyjet matrix (Polyjet Matrix Technology 是第一技術(shù),其能夠同時(shí)噴射多種類型的模型材料)，(G)選擇性激光燒結(jié)(選擇性激光燒結(jié)使用激光器來(lái)融合粉末狀尼龍、彈性體或金屬。另外加工必須產(chǎn)生完全密集的金屬部件)，(H)成形沉積生產(chǎn)(部件和支撐材料通過(guò)打印頭沉積，然后加工至接近最終形狀)，(I)固體滾圓固化(在靜電掩模上照射UV光以固化感光聚合物層，使用固體蠟來(lái)支撐)，(J)立體平版印刷(立體平版印刷使用激光來(lái)固化液體感光聚合物)，(K)三維印刷(該標(biāo)記包括現(xiàn)代3D打印機(jī)的多種技術(shù)，其所有都使用噴墨狀打印頭來(lái)沉積材料為層。通常，這包括(但不限于)熱相改變噴墨和感光聚合物相改變噴墨)和/或(L)RobocastingCrobocasting是指從機(jī)器人控制的注射器或擠出頭沉積材料)。制備歧管主體(103)的生產(chǎn)方法的另外例子是使用非-實(shí)體自由形狀制造，例如鑄造。鑄造是這樣的生產(chǎn)方法，通過(guò)該方法液體材料通常傾倒在模具中，其含有空腔的期望形狀，然后允許固化。固化部件也稱為鑄造件，其從模具中噴射或破裂以完成該方法。鑄造材料通常是金屬或各種冷卻定型材料，其在將兩種或多種組分混合在一起后固化；例子是環(huán)氧樹(shù)脂、混凝土、塑料和粘土。鑄造最通常用于制備復(fù)雜形狀，其難于或不經(jīng)濟(jì)地通過(guò)其他方法來(lái)制備。更具體地，熱流道系統(tǒng)(100)可以包括(但不限于)歧管配件(102)。歧管配件
(102)具有限定歧管熔體溝槽(108)的歧管主體(103)。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)被構(gòu)造為至少部分地控制熔融的樹(shù)脂通過(guò)歧管熔體溝槽(108)的流動(dòng)。更具體地，歧管主體(103)可以包括(但不限干)(i)第一歧管主體(104)和(ii)第二歧管主體(106)。第二歧管主體(106)可連接第一歧管主體(104)。一旦連接至一起，第一歧管主體(104)和第二歧管主體(106)限定歧管熔體溝槽(108)。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至第二歧管主體(106)。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)和歧管熔體溝槽(108)相互作用或接合。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)有助于改善均勻熔體流和/或?qū)崿F(xiàn)熱流道系統(tǒng)(100)中流動(dòng)的改善的平衡。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(Iio)直接構(gòu)建或加工至歧管主體(103)，使得熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)直接和歧管熔體溝槽(108)相互作用。優(yōu)點(diǎn)如下所示(I)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的幾何形狀被定制用于特定節(jié)距、樹(shù)脂、過(guò)程和應(yīng)用；(2)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以遵從歧管熔體溝槽(108)的布置，并且不需要僅僅以直接來(lái)應(yīng)用；(3)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的幾何形狀被構(gòu)建到歧管主體(103)中并且面對(duì)或和歧管熔體溝槽(108)相互作用，使得對(duì)于歧管配件(102)沒(méi)有増加的泄漏點(diǎn)；(4)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的幾何形狀可以放置在其最有效的地方，并且不是這樣的地方熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)最佳地適合其目前所完成的(其是妥協(xié)的設(shè)計(jì))；和/或(5)熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的幾何形狀可以從復(fù)雜的球鼻角鉆頭變化至僅僅拉平歧管熔體溝槽(108)，使得其是橢圓熔體溝槽，可以形成或用于替換圓形或環(huán)形的歧管熔體溝槽(108)?？梢允褂闷绻芘浼?102)(其是兩片設(shè)計(jì))在熔體溝槽內(nèi)部生產(chǎn)的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的類型或結(jié)構(gòu)可以從歧管主體(103)的熔體流中簡(jiǎn)單分裂至復(fù)雜的交叉-鉆孔型混合器。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的令人感興趣的方面是熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)允許操縱歧管熔體溝槽(108)內(nèi)的熔融的樹(shù)脂，使得其可以預(yù)測(cè)(通過(guò)使用有限的元素分析技木)和控制熔融的樹(shù)脂的流動(dòng)。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)允許的能力包括(但不限干)歧管熔體溝槽(108)中流動(dòng)控制特征或結(jié)構(gòu)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以是最有效的。使用歧管配件(102)(兩片設(shè)計(jì))，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以直接加工為歧管主體
(103)，使得熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的特征不限制歧管主體(103)的設(shè)計(jì)的尺寸或形狀。可以加工為歧管主體(103)的特征可以定制為特定樹(shù)脂、熔體溝槽布置和加工條件。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)的特征可以對(duì)于歧管配件(102)是唯一的。圖2A示出熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)，其部分加工至第一歧管主體(104)(可以是所謂的頂部)，并且還部分加工至第二歧管主體(106)(可以是所謂的底部)。圖2B示出第一歧管主體(104)和第二歧管主體(106)，它們結(jié)合在一起以制備或形成歧管配件(102)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)被裝配和完成。將意識(shí)到，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以僅僅被加工在第一歧管主體(104)上，或者第二歧管主體(106)上，或者第一歧管主體(104)和第二歧管主體(106)上。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以沿著歧管熔體溝槽(108)加工至任何位置。將意識(shí)到，圖2A中所示的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)僅僅表示為直線元件，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以沿著歧管熔體溝槽(108)中的曲線加工。還將意識(shí)到，熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)通過(guò)例子在歧管熔體溝槽(108)中的ー個(gè)特定位置示、出，并且熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)可以使用改變的溝槽長(zhǎng)度和直徑加工至多個(gè)位置。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(Iio)的加工可以圍繞歧管熔體溝槽(108)中的彎曲或分裂來(lái)緊接歧管熔體溝槽(108)。圖3示出圖I的熱流道系統(tǒng)(100)的示意圖。熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)示出為延長(zhǎng)的菱形結(jié)構(gòu)，其位于歧管熔體溝槽(108)中。熱流道系統(tǒng)(100)還包括(但不限干) 位于歧管主體(103)中的功能插件(112)，并且功能插件(112)和歧管熔體溝槽(108)相互作用。功能插件(112)(即，ー個(gè)或多個(gè)功能插件)可以放置在歧管熔體溝槽(108)中，例如混合器元件(未示出)和/或擋板元件(未示出)等。功能插件(112)可以通過(guò)使用自由形狀生產(chǎn)技術(shù)(之前所述)來(lái)一體地加工至歧管主體(103)，然后歧管主體(103)的兩個(gè)閥被放置和燉制在一起。或者，功能插件(112)可以生產(chǎn)為和歧管主體(103)単獨(dú)的組件(即，本身不使用任何自由形狀生產(chǎn)技術(shù)而是使用其他常規(guī)技術(shù))，然后功能插件可以在合適位置處容納在歧管主體(103)中，然后密封在歧管主體(103)內(nèi)部，通過(guò)連續(xù)FFF或?qū)⑵绻苤黧w(103)的兩個(gè)閥燉制在一起?；旌掀髟粯?gòu)造為混合熔融的樹(shù)脂流動(dòng)通過(guò)歧管熔體溝槽(108)。擋板元件被構(gòu)造為偏斜熔融的樹(shù)脂流動(dòng)通過(guò)歧管熔體溝槽(108)。擋板元件可以用于平坦化(改變，調(diào)節(jié)，操縱)切變性能流動(dòng)熔體)，之后熔體流在歧管熔體溝槽(108)中分裂。改變或操縱流動(dòng)熔體的切變性能的目的是產(chǎn)生流峰，其具有対稱的切變性能，并且從噴ロ降至噴ロ降是一致的。
注意到，前面列出一些更加相關(guān)的非限制性實(shí)施方案。因此，盡管描述特定的布置和方法，但是所述方面的意圖和概念適用于和可用于其他布置和應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，在不偏離獨(dú)立權(quán)利要求的范圍的條件下可以對(duì)公開(kāi)的實(shí)施方案進(jìn)行修改。應(yīng)該理解，所述的實(shí)施方案僅僅示意性示出獨(dú)立權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種熱流道系統(tǒng)(100)，包括 限定歧管熔體溝槽(108)的歧管主體(103);以及 與所述歧管熔體溝槽(108)接口的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)； 其中所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至所述歧管主體(103)。
2.權(quán)利要求I所述的熱流道系統(tǒng)(100)，其中 所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)配置以至少部分地控制熔融的樹(shù)脂通過(guò)所述歧管熔體溝槽(108)的流動(dòng)。
3.權(quán)利要求2所述的熱流道系統(tǒng)(100)，進(jìn)一步包括 具有所述歧管主體(103)的歧管配件(102)，所述歧管主體(103)限定所述歧管熔體溝槽(108)。
4.權(quán)利要求3所述的熱流道系統(tǒng)(100)，其中 所述歧管主體(103)包括 第一歧管主體(104)； 與所述第一歧管主體(104)可連接的第二歧管主體(106)，一旦連接至一起，所述第一歧管主體(104)和所述第二歧管主體(106)限定所述歧管熔體溝槽(108)。
5.權(quán)利要求4所述的熱流道系統(tǒng)(100)，其中 所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至所述第一歧管主體(104)。
6.權(quán)利要求4所述的熱流道系統(tǒng)(100)，其中 所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至所述第二歧管主體(106)。
7.權(quán)利要求4所述的熱流道系統(tǒng)(100)，其中 所述熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110) —體化加工至所述第一歧管主體(104)以及至所述第二歧管主體(106)。
8.權(quán)利要求I所述的熱流道系統(tǒng)(100)，進(jìn)一步包括 位于所述歧管主體(103)中的功能插件(112)，以及所述功能插件(112)與所述歧管熔體溝槽(108)相互作用。
9.一種注射成型系統(tǒng)(900)，包括權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述熱流道系統(tǒng)(100)。
全文摘要
熱流道系統(tǒng)(100)，包括(i)限定歧管熔體溝槽(108)的歧管主體(103)；以及(ii)與歧管熔體溝槽(108)接口的熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)，其中熔體流動(dòng)控制結(jié)構(gòu)(110)一體化加工至歧管主體(103)。
文檔編號(hào)B29C45/00GK102639308SQ201080049161
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
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