專利名稱：具有界定連續(xù)熔體通道的歧管主體的模具工具系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一方面大致上涉及(但不限于)模具工具系統(tǒng)，其包括(但不限于)具有界定連續(xù)熔體通道的歧管主體的模具工具系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Alexander PARKES于1851年在英國發(fā)明了首種人造塑料。他在1862年在倫敦國際展覽會上公開展示所述塑料，將材料命名為Parkesine。Parkesine獲自纖維素,其可以被加熱、成型并且冷卻時(shí)可以保持其形狀。但是生產(chǎn)昂貴，易于龜裂并且高度易燃。1868年，美國發(fā)明家John Wesley HYATT研發(fā)出一種塑料材料，將它命名為賽璐珞(Celluloid)，對PARKES概念作出改進(jìn)，使得其可以被處理成成品形式。HYATT在1872取得了首臺注塑成型機(jī)的專利權(quán)。其如同較大的皮下注射器針頭般操作，使用柱塞通過加熱圓筒將塑料注射到模具中。在20世紀(jì)40年代，因?yàn)槎问澜绱髴?zhàn)對廉價(jià)且大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)生巨大需求，這個(gè)行業(yè)迅速擴(kuò)大。1946年，美國發(fā)明家James Watson HENDRY建造了首臺螺桿式注塑機(jī)。這臺機(jī)器也使材料可以在注射前混合，使得可在注射之前將有色或再生塑料添加到原始材料并且徹底混合。在20世紀(jì)70年代，HENDRY繼續(xù)研發(fā)首個(gè)氣體輔助的注塑成型工藝。注塑成型機(jī)由料斗、注塑壓頭或螺桿型柱塞和加熱單元組成。其也被稱為壓力機(jī)，其固持將組件塑形的模具。壓力機(jī)按噸位額定，其表示機(jī)器可施加的夾持力的量。這個(gè)力在注塑過程期間使模具保持閉合。噸位可從小于5噸變化到6000噸,較高噸位使用在相對較少的制造操作中?？偟膴A持力大小由被成型部件的投影面積確定。這個(gè)投影面積與投影面積的每平方英寸2至8噸夾持力相乘。單憑經(jīng)驗(yàn)來說，大多數(shù)產(chǎn)品可使用每平方英寸4噸或5噸。如果塑料材料非常硬，那么需要更大的注塑壓力來填充模具，因此需要更大的夾持噸位來使模具保持閉合。所需力還可由所用材料和部件大小確定，較大部件需較大夾持力。在注塑成型的情況下，粒狀塑料通過重力從料斗饋送到加熱桶中。隨著顆粒通過螺桿型柱塞緩慢向前移動，塑料被迫進(jìn)入加熱腔室中，并在加熱腔室中熔化。隨著柱塞前進(jìn)，熔化的塑料被迫通過抵靠著模具安放的噴嘴，允許塑料通過澆口和流道系統(tǒng)進(jìn)入模腔。由于模具保持冰冷，所以塑料幾乎在一填充模具時(shí)就固化。術(shù)語模具總成或沖模用來描述用于在成型時(shí)制造塑料部件的工具。模具總成用在制造成千上萬個(gè)部件的大批量生產(chǎn)中。模具通常由硬化鋼等等構(gòu)造。熱流道系統(tǒng)與模具總成一起用在成型系統(tǒng)中用來制造塑料物品。通常，熱流道系統(tǒng)和模具總成被視為可與成型系統(tǒng)分開出售并供應(yīng)的工具。
美國專利號第5536164號公開用于從塑料源供應(yīng)塑料材料給注塑成型機(jī)中的模具總成的歧管總成包括易曲歧管，易曲歧管具有連接在塑料源與模具總成之間的內(nèi)部管道。易曲歧管被構(gòu)造為界定輸入連接器、附接到輸入連接器的第一彎曲段、第二彎曲段、將第二彎曲段附接到模具總成的輸出連接器，和連接第一彎曲段和第二彎曲段的中間段。這為易曲歧管提供大致為S形的構(gòu)造，其隨著溫度變化彎曲以維持基本上恒定地定位在輸入連接器與輸出連接器之間，從而防止在加熱過的塑料注射通過管道時(shí)模具總成相對于輸入連接器的熱引致移動。美國專利號第5738149號公開用于從塑料源供應(yīng)塑料材料給注塑成型機(jī)中的模具總成的歧管總成包括易曲歧管，易曲歧管具有連接在塑料源與模具總成之間的內(nèi)部管道。易曲歧管被構(gòu)造為界定輸入連接器、附接到輸入連接器的第一彎曲段、第二彎曲段、將第二彎曲段附接到模具總成的輸出連接器，和連接第一彎曲段與第二彎曲段的中間段。這為易曲歧管提供大致為S形的構(gòu)造，其隨著溫度變化彎曲以維持基本上恒定地定位在輸入連接器與輸出連接器之間，從而防止在加熱過的塑料注射通過管道時(shí)模具總成相對于輸入連接器的熱引致移動。美國專利號第6149423號公開熱通道沖模配置在填充有油的外殼中。在填充有油的空心空間中，安裝折流板，其影響導(dǎo)向沖模兩端的油流。為此，加熱元件配置在外殼下面。將液體塑料從饋送螺桿引進(jìn)的釋放套筒釋放到空心主體中，空心主體安裝在熱通道注塑成型沖模的熱流道板中的凹槽中。構(gòu)造為彎曲管的分配管道安裝在釋放套筒上，并且通向側(cè)壁，注射噴嘴的后端抵著側(cè)壁放置。空心空間填充有導(dǎo)熱媒介，例如油，其通過加熱器加熱并且通過慣例或機(jī)動循環(huán)在空心空間內(nèi)均勻地循環(huán)。折流板優(yōu)化媒介循環(huán)以及媒介到加熱器的返回導(dǎo)向。美國專利號第5683731號公開用于與展現(xiàn)邊界層流和中央流的熔體流一起使用的再分配裝置包括包括熔體流入口端和多個(gè)熔體流出口的主體。第一分流器被包括用于在多個(gè)熔體流出口之間分配至少所述邊界層流。第二分流器被包括用于在多個(gè)熔體流出口之間分配至少中央流。美國專利號第4965028號公開一種用于熱塑性多澆口單腔或多腔注塑成型的方法或設(shè)備。塑煉熔體沿著熔體分配通道流動，并且進(jìn)入通過與相關(guān)的多個(gè)澆口且進(jìn)入通過與一個(gè)或多個(gè)模腔相關(guān)的多個(gè)澆口。熔體溫度通過歧管加熱器、套管加熱片和最優(yōu)選加熱探針而維持。恰好放置在澆口上游的獨(dú)特熔體調(diào)節(jié)元件迫使熔體進(jìn)入多個(gè)入口熔體通道并流過狹窄的橫截面和/或由套管壁與所述元件的幾何關(guān)系形成的流向角度改變的區(qū)域。結(jié)果是根據(jù)設(shè)計(jì)提供不同程度的熔體加熱、熔體過濾和熔體均質(zhì)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者已經(jīng)對與非有意制造劣質(zhì)成型物品或部件的已知成型系統(tǒng)相關(guān)的問題進(jìn)行了研究。在進(jìn)行了大量研究后，本發(fā)明者認(rèn)為自己已經(jīng)獲得了對下文陳述的問題和其解決方案的了解，并且本發(fā)明者認(rèn)為這種了解尚不為公眾所知。本發(fā)明者認(rèn)為已知的熱流道系統(tǒng)中所用的已知熔體通道布局產(chǎn)生質(zhì)量不平衡。具有多個(gè)滴口的每個(gè)熱流道設(shè)法劃分熔體使得每個(gè)滴口獲得等量樹脂。發(fā)明者認(rèn)為問題在于多數(shù)交叉點(diǎn)被設(shè)計(jì)為在幾何學(xué)上很好地劃分熔體流，但是對熔體流前部劃分得不均一。此夕卜，每個(gè)熔體通道將熔體流前部分離并且變得越來越不均一，因此分離次數(shù)越多，熱流道中存在的不平衡性更大。熔體通道交叉點(diǎn)或分離點(diǎn)在已知歧管中通常是應(yīng)力最大的區(qū)域。由于本發(fā)明者了解更具挑戰(zhàn)的應(yīng)用，所以本發(fā)明者了解對更高注塑壓力的需求。因此，歧管材料強(qiáng)度需增加來支撐這些較大應(yīng)力。強(qiáng)度較高的材料費(fèi)用較高，并且與減小我們制造熱流道的成本的目標(biāo)背道而馳。圖1A描繪已知模具工具系統(tǒng)(I)的示意表示。模具工具系統(tǒng)(I)包括熔體分配總成(2)，所述熔體分配總成包括歧管主體。所述歧管主體的類型稱為槍鉆歧管主體。入口總成(3)包括由歧管總成(2)的歧管主體界定的入口(4)。所述歧管主體還界定出口(6A、6B、6C、6D)。熔體通道(7)由歧管主體界定。熔體通道(7)沿著兩個(gè)分離方向從入口(4)朝向分離點(diǎn)(9A、9B)延伸。熔體通道(7)在每一分離點(diǎn)(9A、9B)分離成四個(gè)分離方向。例如，熔體通道(7 )從分離點(diǎn)(9A)分離成四個(gè)方向，其中所述方向中的兩個(gè)與另外的分離點(diǎn)(10A、10B)相遇。分離點(diǎn)是熔體通道(7)中的中斷點(diǎn)或交叉點(diǎn)。熔體通道(7)還從分離點(diǎn)朝向四個(gè)出口(已描繪但未標(biāo)注)劃分。加熱器(12)附接到歧管總成(2)。圖1B描繪圖1A的已知模具工具系統(tǒng)(I)的輸出(6A、6B、6C、6D)的各自熱分布(14A、14B、14C、14D)的示意表示。其呈現(xiàn)圖1A中描繪的歧管主體的不同出口，每個(gè)出口具有不同的溫度分布，其中一些出口比另一些出口熱。應(yīng)明白較冷出口可產(chǎn)生輕質(zhì)成型部件，而較熱出口由于更多的熔體可以進(jìn)入與出口流體連通的模具總成的模腔中而可產(chǎn)生相對較重的成型部件。這被稱為模具總成的不平衡填充，并且本發(fā)明者認(rèn)為產(chǎn)生這種情況的原因在于分離點(diǎn)(9A、9B、10A、10B);即，沿著熔體通道(7)流動的熔體的分離和再分離。據(jù)認(rèn)為所產(chǎn)生的另一問題在于分離點(diǎn)產(chǎn)生死區(qū)，所述死區(qū)為熔體通道97)中的熔體的低流量或無流量部分，其可導(dǎo)致歸因于熔體停滯以及無法從熔體通道(7)足夠快足夠快速地移動的色變降級。根據(jù)一方面，提供一種模具工具系統(tǒng)，其包括歧管總成，歧管總成包括歧管主體，歧管主體界定:入口總成；出口，其被設(shè)置為與入口總成分開；和不連續(xù)熔體通道，其在入口總成與出口之間延伸?，F(xiàn)在在查閱非限制性實(shí)施方案的下列詳細(xì)描述與附圖后，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員會明白非限制性實(shí)施方案的其它方面和特征。


通過結(jié)合附圖參考下文對非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)描述可更全面地了解所述非限制性實(shí)施例，其中:圖1A描繪已知模具工具系統(tǒng)(I)的示意表示；圖1B描繪圖1A的已知模具工具系統(tǒng)(I)的輸出的熱分布的示表示；圖2A描繪模具工具系統(tǒng)(100)的示意表示；圖2B描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的輸出的熱分布的示意表示；圖2C描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的近視圖；和圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的額外方面。圖無需按比例繪制并且可由虛線、圖形表示和局部視圖示出。在特定實(shí)例中，可省略對于理解實(shí)施方案不是必需的的細(xì)節(jié)(和/或使使其它細(xì)節(jié)難以理解的細(xì)節(jié))。
具體實(shí)施例方式圖2A描繪模具工具系統(tǒng)(100)的示意表示。模具工具系統(tǒng)(100)可包括所屬領(lǐng)域技術(shù)人員已知的組件，并且本文將不描述這些已知組件；這些已知組件至少部分已在下列參考書中描述(例如):(i ) OSSWALD/TURNG/GRAMANN 著作的 “ Injection MoldingHandbook”(ISBN: 3-446-21669-2)，(ii) ROSATO AND ROSATO 著作的 “Injection MoldingHandbook”(ISBN:0-412-99381-3)，( iii) J0HANNABER 著作的第三版 “Injection MoldingSystems，，(ISBN3_446-17733_7)和 / 或(iv)BEAUM0NT 著作的“Runner and Gating DesignHandbooK” (ISBN1-446-22672-9)。應(yīng)明白出于本文件的目的，短語“包括(但不限于)”等效于用詞“包括”。用詞“包括”是將專利權(quán)利要求書的序言與權(quán)利要求書中所陳述定義發(fā)明本身實(shí)際為何物的特定元件相聯(lián)系的過渡短語。過渡短語充當(dāng)對權(quán)利要求書的限制，表示在被指控裝置(等等)含有比本專利中的權(quán)利要求書更多或更少的元件的情況下，類似裝置、方法或組成是否侵犯本專利。用詞“包括”被視為開放式過渡，其是過渡的最寬泛形式，因?yàn)槠洳粚⑿蜓韵抻跈?quán)利要求書中所識別的任何元件。模具工具系統(tǒng)(100)可實(shí)施為熱流道系統(tǒng)或可實(shí)施為冷流道系統(tǒng)。模具工具系統(tǒng)
(100)是一種由成型系統(tǒng)(已知且未描繪)的壓板總成(已知而未描繪)支撐的系統(tǒng)，諸如注塑成型系統(tǒng)。模具工具系統(tǒng)(100)可包括(且不限于):熔體分配總成(102)。熔體分配總成(102)可包括(但不限于):歧管主體(104)。歧管主體(104)可界定:(i)入口總成(106)、設(shè)置為與入口總成(106)分開的出口(108)，和(iii)在入口總成(106)與出口(108)之間延伸的連續(xù)熔體通道(I 10)。連續(xù)熔體通道(110)的定義如下:在連續(xù)熔體通道(110)之間不存在熔體通道交叉點(diǎn)使得在連續(xù)熔體通道(110)之間不存在熔體(樹脂)流的混合；即，連續(xù)熔體通道(110)之間不存在通道間混合。連續(xù)熔體通道(I 10)是在連續(xù)熔體通道(I 10)中無中斷以避免引起沿著連續(xù)熔體通道(110)流動的熔體流的分離(或分支)的通道。前文的技術(shù)效應(yīng)是每個(gè)出口(108)可具有類似熱分布?？墒褂?D制造方法或通過槍鉆等等制造歧管主體(104)。與圖1A的鮮明對比是，圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的歧管主體(4)中不存在熔體通道分離點(diǎn)。每個(gè)連續(xù)熔體通道(110)是從入口到出口使每個(gè)滴口通向模具總成的模腔(已知且未描繪)的單個(gè)連續(xù)熔體通道。通過從歧管主體移除分離點(diǎn)，可移除或減少高應(yīng)力交叉點(diǎn)，并且還可移除或減少由多個(gè)熔體通道分離點(diǎn)引起的不平衡。在歧管主體中不具有任何分離點(diǎn)的另一好處在于熔體通道的大小可以根據(jù)需要保持相對較小(使得無需單個(gè)大熔體通道來運(yùn)載熔體到出口)，并且每個(gè)連續(xù)熔體通道(110)可能需足夠大來運(yùn)載熔體到單個(gè)出口。通過減小連續(xù)熔體通道(110)的大小，可減小應(yīng)力，并且能夠使用較軟、較便宜和較薄歧管材料用于歧管主體(104)。歧管主體(104)被描繪為具有16個(gè)出口(108)。已知的模具工具系統(tǒng)(I)針對輸出具有相對較差的熱均質(zhì)性而模具工具系統(tǒng)(100)具有相對改進(jìn)的均勻熱均勻性。優(yōu)選的是每個(gè)連續(xù)熔體通道(110)具有相同長度的平衡熔體流使得每個(gè)出口的溫度分布類似。每個(gè)連續(xù)熔體通道(110)從專用入口和專用出口繼續(xù)保持連續(xù)。入口總成
(106)被構(gòu)造為將往返于出口(108)的熔體流劃分為等效于多個(gè)出口(108)的幾何對稱部分。
圖2B描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的四個(gè)出口(108)的各自熱分布(114A、114B、114C、114D)的示意表示。本發(fā)明者已經(jīng)確定通過使用模具工具系統(tǒng)(100)，歧管主體
(104)的每個(gè)出口( 108)各具有類似的溫度分布，因此避免一些出口比另一些出口熱或冷的情況。這種配置通過避免在連續(xù)熔體通道(110)中使用分離點(diǎn)而有利地允許改進(jìn)模具總成的平衡填充。根據(jù)模具工具系統(tǒng)(100 )的一個(gè)實(shí)例，入口總成(106 )包括單個(gè)入口，并且連續(xù)熔體通道(110)將每個(gè)出口(108)連接到單個(gè)入口。加熱元件(212)可附接或連接到歧管主體(104)。根據(jù)模具工具系統(tǒng)(100)的另一實(shí)例，入口總成(106)包括入口(107)、在入口
(107)與出口(108)之間延伸的連續(xù)熔體通道(I 10)，并且每個(gè)連續(xù)熔體通道(I 10)具有唯——對選自入口( 107)和出口( 108)的入口和出口，并且所述唯——對入口和出口與任何其它連續(xù)熔體通道不相關(guān)。圖2C描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的近視圖。圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E描繪圖2A的模具工具系統(tǒng)(100)的額外方面。圖3A描繪模具工具系統(tǒng)(100)的透視圖，其中模具工具系統(tǒng)(100)經(jīng)過調(diào)適使得熔體分配總成(102)包括(且不限于)下列組件:(i )上熔體分配總成(102A)，其具有連續(xù)熔體通道(110A); (ii)多個(gè)下熔體分配總成(102B)，其中每個(gè)具有連續(xù)熔體分配通道(110B);
(iii)熔體分配器總成(120)，其具有(a)上熔體分配器總成(120A)和(b)多個(gè)下熔體分配器總成(120B)。上熔體分配器總成(120A)附接到上熔體分配總成(102A)。多個(gè)下熔體分配器總成(120B)將上熔體分配總成(102A)連接到多個(gè)下熔體分配總成(102B)。應(yīng)明白圖2A描繪結(jié)構(gòu)化用于16個(gè)輸出的單個(gè)歧管配置的模具工具系統(tǒng)(100)的實(shí)例，而圖3A描繪結(jié)構(gòu)化用于多歧管配置(即子歧管的交叉歧管配置)的模具工具系統(tǒng)(100)的實(shí)例。每個(gè)實(shí)例使用連續(xù)熔體通道(110)。圖3B描繪下熔體分配器總成(120B)的近視透視圖。圖3C描繪上熔體分配器總成(120A)的近視透視圖。圖3D描繪下熔體分配總成(102B)的俯視圖。圖3E描繪上熔體分配總成(102A)的俯視圖。應(yīng)了解本發(fā)明的范疇限于獨(dú)立權(quán)利要求所提供的范疇，并且還應(yīng)了解本發(fā)明的范疇不限于:(i)附屬權(quán)利要求；(ii)非限制性實(shí)施方案的具體實(shí)施方式
；(iii)發(fā)明內(nèi)容；
(iv)摘要；和/或(V)在本文件之外(即，在如所申請、起訴和/或授予的即時(shí)申請案之外)提供的描述。應(yīng)理解，出于本文件的目的，短語“包括(但不限于)”等效于用詞“包括”。應(yīng)注意，前文已經(jīng)概述非限制性實(shí)施方案(實(shí)例)。本描述是針對特定非限制性實(shí)施方案(實(shí)例)而進(jìn)行。應(yīng)了解非限制性實(shí)施方案僅作為實(shí)例而具說明性。
權(quán)利要求
1.一種模具工具系統(tǒng)(100)(諸如熱流道系統(tǒng))，其包括: 熔體分配總成(102)，其包括: 歧管主體(104)，其界定: 入口總成(106)； 出口(108)，其設(shè)置為與所述入口總成(106)分開；和 連續(xù)熔體通道(110)，其在所述入口總成(106)與所述出口( 108)之間延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具工具系統(tǒng)(100)，其中: 所述入口總成(106)包括單個(gè)入口 ；和 所述連續(xù)熔體通道(110)將每個(gè)出口( 108)連接到所述單個(gè)入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具工具系統(tǒng)(100)，其中: 所述入口總成(106)包括入口(107);和 所述連續(xù)熔體通道(110)在所述入口(107)與所述出口(108)之間延伸； 每個(gè)所述連續(xù)熔體通道(I 10)具有唯——對選自所述入口(107)與所述出口(108)的入口和出口，并且所述唯——對入口和出口與任何其它連續(xù)熔體通道不相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具工具系統(tǒng)(100)，其中: 每個(gè)所述連續(xù)熔體通道(110)從專用入口和專用出口繼續(xù)保持連續(xù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具工具系統(tǒng)(100)，其中: 所述入口總成(106)被構(gòu)造為將往返于所述出口(108)的熔體流分成等效于多個(gè)出口(108)的幾何對稱部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具工具系統(tǒng)(100)，其中: 所述熔體分配總成(102)包括: 上熔體分配總成(102A)，其具有所述連續(xù)熔體通道(110A)； 多個(gè)下熔體分配總成(102B),每個(gè)具有所述連續(xù)熔體通道(110B); 熔體分配器總成(120)，其具有上熔體分配器總成(120A),并且還具有多個(gè)下熔體分配器總成(120B)； 所述上熔體分配器總成(120A)附接到所述上熔體分配總成(102A);并且所述多個(gè)下熔體分配器總成(120B)將所述上熔體分配總成(102A)連接到所述多個(gè)下熔體分配總成(102B)。
全文摘要
一種模具工具系統(tǒng)，其包括:歧管總成，所述歧管總成包括歧管主體，所述歧管主體界定入口總成；出口，其被設(shè)置為與所述入口總成分開；和連續(xù)熔體通道，其在所述入口總成與所述出口之間延伸。
文檔編號A23P1/00GK103167808SQ201180046193
公開日2013年6月19日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者愛德華·約瑟芬·杰科, 帕特里斯·法比安·德里蓋拉得, 阿卜杜斯拉姆·布第, 詹姆斯·奧斯本·普蘭頓 申請人:赫斯基注塑系統(tǒng)有限公司