專利名稱：用流態(tài)化物料制取模制物件的方法及模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由流態(tài)化物料制造模制物件。
此處流態(tài)化物料的涵義是適于制造所要求物件的纖維狀濕態(tài)起始原料。濕態(tài)的起始原料例如可以是一種用于制造包裝易損物品的紙盤或紙箱的纖維紙漿物料。所述易損物件如水果、花卉、雞蛋、玻璃器皿。該紙漿物料通常是由懸浮的纖維素纖維所組成。
在所有這些生產(chǎn)方式中，通常是以大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)大批量系列產(chǎn)品。為此目的，人們已熟知的生產(chǎn)技術(shù)是利用沉積方法把起始物料沉積于構(gòu)成物件輪廓的模具外面，而這個模具可以使攜帶物料的氣體工作介質(zhì)透過模具的材料。對于用紙漿生產(chǎn)物件而言，是使用帶有織造網(wǎng)覆層的由青銅加工而成的模具，而該網(wǎng)是由不銹鋼制成，用以限定制件的形狀輪廓?；谝陨细鼽c，本發(fā)明詳述如下該青銅模具上有穿透的通道，用以使模具外的整個成形輪廓上的真空抽吸達致均勻分布。借助于所述真空的作用，在模具的外部由流態(tài)化物料沉積并達到所要求的覆層厚度，例如借助于將該模具浸入到紙漿物料之中而達成。當(dāng)將模具從紙漿中提升出來之后，可以繼續(xù)抽真空，使得沉積在模具上的一層物料被初步干燥。然后在那些通道中改為吹壓縮空氣，將模具上仍然潮濕的模制件除下。
這種傳統(tǒng)方法由于費時間，并需用昂貴材料制造模具，所以生產(chǎn)時間長，成本高。因此這種傳統(tǒng)制造方法常常不適于生產(chǎn)廉價和小批的產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備，在保留沉積方法本身優(yōu)點的條件下，一方面使生總時間縮短(從制造該模具起計算，到目標(biāo)產(chǎn)品制成為止)，同時能降低模具制造成本，從而可使用于小批量生產(chǎn)和/或特殊模制品。
為達到這個目的，本發(fā)明既涉及一種模具，也涉及由流態(tài)化物料制造模制件的方法。
按本發(fā)明，所述模具的特征在于至少該模具的形成輪廓的部分是由一種顆粒狀石料所制成，由石料顆粒提供穩(wěn)定的外輪廓線，同時由所述顆粒聚在一起來限定穿過該模具材料通至模具的輪廓形成部分之外，并且連接至用于除去流態(tài)化液體的抽吸源的開口通道。
這樣的模具可以由便宜的無機物原料例如用砂并采用簡單制造技術(shù)用短時間制成，因此與已有的上述沉積模具制法相比，時間短，成本低。
所述模具的石料可以由不同粒度的顆粒組成，可在該鑄造模具的輪廓形成部分用小粒度，在這部分底下的支持層用較大粒度。采用這種方式，使空氣通過情況良好，使模具外表面比較光滑，亦即可按所制制品的要求，使制件有均勻的外表面。
采用簡單方式使模具具有生產(chǎn)過程所需的強度，即將石粒與可含有粘附促進劑的適當(dāng)粘結(jié)劑混合，并采用熱處理使這種混合物所制的模具硬化。還可以在石粒之間采用楔嵌方式，使模具具有強度。
所述模具的適宜結(jié)構(gòu)是使模具底部有一個基礎(chǔ)部分，其中的石粒借助一種真空熔融的物料連接到一起，而在模具其他部分是由一種硬化粘合料連接到一起。此種模具的特征是具有良好的強度，并能抵受相當(dāng)大工作壓力，如來自水蒸汽的壓力。
本發(fā)明范圍還包括制造和使用一種模具，該模具是用一種粘結(jié)劑將礫石料粘結(jié)到一起，并且其強度達到使模具能用于模制物件的后處理壓力加工。
按本發(fā)明的方法是在能透過氣態(tài)工作介質(zhì)的模具的形成輪廓的外部沉積一層流態(tài)化物料之前，先制成一種具上述特征的模具，并且至少該模具的輪廓形成部分是由礫石物料所形成，并且其顆粒是粘結(jié)到一起以形成開通和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，有穿透的空氣通路，使空氣通至模具外部，然后在如此制成的模具上進行沉積作業(yè)。用這樣的方法，從制造模具開始到制成制件為止整個制造過程可大大縮短，因為這里已不再需要制造昂貴的金屬模具。由于能縮短時間并使用便宜的制模具材料，就有可能把上述沉積技術(shù)經(jīng)濟地應(yīng)用在小批量生產(chǎn)和/或生產(chǎn)特殊模制件。
如果為了粘結(jié)目的而使用某種粒度和形狀的礫石物料并能使彼此間形成楔嵌狀況，就可以省去至少部分粘結(jié)劑。
按本發(fā)明的另一實施方案，是在施加氣態(tài)工作介質(zhì)之前使用具有趨向于其最小表面積的表面張力的粘結(jié)劑使礫石料粒粘結(jié)到一起。借助于此方法，該粘結(jié)劑(例如借助于加熱)凝聚在制造模具材料顆粒的周圍，從而可避免顆粒間的空氣通路被堵塞，因為只是在顆粒互相直接接觸的部位才發(fā)生粘結(jié)。從這方面講，按本發(fā)明使用磨圓形狀的顆粒是適宜的。
由此也表明，通過對粒料的粒度和粒度分布加以選擇，即可檢驗和控制所要求的模具孔隙率，從而既可使顆粒間粘結(jié)達到有利狀況，還可使其孔隙具有適宜大小，以防止材料過于緊密而使壓力降過大。
按本發(fā)明，可將礫石料粒在施加氣態(tài)介質(zhì)之前用一種在顆粒粘結(jié)后留下光滑外表面的粘結(jié)劑使之相互粘結(jié)。這樣就可以保持合適的表面阻力，并且在輪廓形成表面上，由于所用粘結(jié)劑的上述表面張力效應(yīng)，導(dǎo)致其外表面乍看起來似乎是粗糙的。
可將礫石料粒在施加氣態(tài)介質(zhì)之前用一種熱硬化型粘結(jié)劑粘結(jié)到一起。這樣做的優(yōu)點是硬化后的模具能與準備模制模具的輪廓形成表面的模具之間有良好滑脫效果。此外，制成的模具可以達到這樣的熱穩(wěn)定性程度，使得在用熱法清理模具時有很大自由度。
按照本發(fā)明，可以使用一種含有可液化光滑劑的熱硬化型粘結(jié)劑。然后，該模具例如可用蠟、油或聚四氟乙烯進行處理。這種可液化光滑劑可以抵消掉由流態(tài)化物料(例如纖維)在外表面所形成的不希望有的下沉或凹陷點。此外，可液化光滑劑應(yīng)能在受熱和抽吸時起到清潔模具上孔隙的作用。
按本發(fā)明，礫石料?？稍陂_始施加氣態(tài)工作介質(zhì)之前利用一種在顆粒最后粘結(jié)之前顯現(xiàn)增進粘結(jié)性質(zhì)的粘結(jié)劑將之粘結(jié)在一起。這樣可使模具的輪廓形成部分易于制成應(yīng)有形狀。
熱硬化型粘結(jié)劑的實例為酚醛樹脂，并可采用例如硅烷而得到所要求的增進粘附性質(zhì)。
上述的方法和模具在實用中可用于由不同起始物料來生產(chǎn)制件，例如用含纖維的懸浮液，并可存在采用模具上抽吸方法所制一層物料中實現(xiàn)粘結(jié)所需的一切輔助物料。
例如在使用含纖維的懸浮液的場合，由于按本發(fā)明方法可將模具制成必需的強度，故可以采用已知方式利用一種氣態(tài)工作介質(zhì)至少將模具的輪廓形成部分接至真空抽吸系統(tǒng)，從而在該輪廓形成部分沉積流態(tài)化的物料。
如本文開端所述，在利用氣態(tài)工作介質(zhì)在模具的輪廓形成部分的外部沉積流態(tài)化物料而形成制件后，除下該制件的實施方法是通過模具的氣通道送入壓縮空氣，從而將制件與模具脫開。在實施中，這時的制件可能仍很軟，而為了從鑄模上除下制件，通常使用一個轉(zhuǎn)移模具，該轉(zhuǎn)移模具是與上述輪廓形成部分外面的制件向外的面相適配的，以便從這個外面除下該制件，然后將此制件放在傳送帶上，再將制件送往烘干室。此移轉(zhuǎn)移模具迄今為止也是金屬制成，例如用青銅制成。
在本發(fā)明范圍內(nèi)也包括使用上述的礫石料粒制造此種轉(zhuǎn)移模具，亦即將物料粒粘結(jié)到一起而形成開通的穩(wěn)定結(jié)物，使空氣能有通路通至模具之外，使所制模具能與真空系統(tǒng)連接。
也就是說，與制造已知的轉(zhuǎn)移模具所用時間和成本相比，按本發(fā)明制造這種轉(zhuǎn)移模具所用生產(chǎn)技術(shù)簡便，需用時間短，并且便宜。這種轉(zhuǎn)移模具可以以在該鑄造模上所制的制件為基礎(chǔ)而直接制成，即在這個制件上先制一個與制件的遠離鑄造模的那面相配合的第一輔助陰模(例如用石膏)，然后利用這個第一輔助陰模在其上制造(例如也用石膏)第二輔助陽模，然后在這個第二輔助陽模上直接制造轉(zhuǎn)移模具。
經(jīng)驗表明，適當(dāng)?shù)姆绞绞鞘褂玫[石料粒和熱硬化型粘結(jié)劑制造該模具，同時使模具的輪廓形成部分的外面保持為自由面，換言之，即不是由輔助模具部件來保持位置或形狀。若使用這種輔助模具部件還會使粘結(jié)劑與該處的輔助模具接觸，使粘結(jié)劑一部分流在礫石料粒之間，一部分流到礫石料粒之上，從而產(chǎn)生粘結(jié)劑凸出點，于是會使所要求的模具滑脫性能下降。如果是通過加入液體，即加入水或一種溶劑或粘結(jié)劑將礫石粒適當(dāng)潤濕，即可以使礫石料提前具有足夠的粘稠度，由此而能在熱處理過程中保證必需的位置或形狀穩(wěn)定性。已濕的礫石料粒可在熱硬化之前先經(jīng)干燥，以增加物料的穩(wěn)定性。將礫石料粒預(yù)熱也可以得到穩(wěn)定效果。當(dāng)?shù)[石料粒冷卻后，即可達到穩(wěn)定效果。可以在粘結(jié)劑中加入促進劑來縮短硬化時間。
經(jīng)驗表明，按本發(fā)明所制出的模具輪廓形成部分的外表面特別容易保持清潔，因為用于生產(chǎn)該制件的模具在開始沉積或轉(zhuǎn)移作業(yè)之前，先有空氣流流過模具上的通氣道。從總體來講，將不需要附加的清潔措施，這樣對于整個生產(chǎn)過程也起到簡化和降低成本的作用。
按本發(fā)明所用的模具也可以用這樣方式制造，即在使用完畢或嚴重磨損后可以再生，因為制模具的粒狀材料是可以循環(huán)再用的。
權(quán)利要求
1.一種用于從纖維材料特別是紙漿的水中懸浮液制造模制件的模具，該模具能在抽真空時透氣以便使制件物料沉積在該模具的輪廓形成部分的外表面，所述模具的特征在于至少該模具的輪廓形成部分是由一種石料顆粒所制成，并由這些石粒提供形狀穩(wěn)定的外部輪廓，所述的石粒聚集到一起同時還起到限定該模具中通向其輪廓形成部分外表面的氣體通道的作用，并且連接到用以除掉流態(tài)化液體的真空抽吸源。
2.按權(quán)利要求1的模具，其特征在于所述石料顆粒上涂覆有一層粘結(jié)劑。
3.按權(quán)利要求2的模具，其特征在于所述粘結(jié)劑是熱硬化型的。
4.按權(quán)利要求2的模具，其特征在于所述粘結(jié)劑中含有一種粘附促進劑。
5.按權(quán)利要求1-4中任一項的模具，其特征在于所述石料顆粒具有磨圓的外形。
6.按權(quán)利要求1-5中任一項的模具，其特征在于所述石料顆粒相互之間是楔嵌相連的。
7.按權(quán)利要求1-6中任一項的模具，其特征在于所述礫石料顆粒在粘結(jié)到一起后所具備的強度能承受其后的制件壓力加工。
8.一種模具的制造方法，所述模具用于從一種流態(tài)化物料，特別是纖維物料通過沉積過程而在該模具的輪廓形成部分的外表面形成一個物料層，并且該模具是透氣的，以便氣態(tài)工作介質(zhì)能透過模具的材料而向此纖維物料起作用，該方法的特征在于，先按權(quán)利要求1-7中任一項制成一種模具，并且該模具至少在輪廓形成部分是由一種礫石料粒粘結(jié)到一起，從而成為開通和輪廓穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且有通向模具外表面的貫通式空氣通道，該等通道連接至抽吸除去懸浮液體的真空源，然后在如此構(gòu)成的模具上進行沉積作業(yè)。
9.按權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述礫石料粒在開始受氣態(tài)工作介質(zhì)作用之前用一種粘結(jié)劑粘結(jié)到一起，該粘結(jié)劑具有趨向于成為最小表面積的表面張力。
10.按權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于所述礫石料粒在開始受到氣態(tài)工作介質(zhì)作用之前用一種粘結(jié)劑粘結(jié)到一起，該粘結(jié)劑在使顆粒粘結(jié)之后留下光滑的自由外表面。
11.按權(quán)利要求10的方法，其特征在于使用一種含有可液化光滑劑的熱硬化型粘結(jié)劑。
12.按權(quán)利要求8-11中任一項的方法，其特征在于，在開始由氣態(tài)工作介質(zhì)作用之前借助于一種粘結(jié)劑粘結(jié)到一起，該粘結(jié)劑在使料粒最后粘結(jié)之前即顯示粘附促進性質(zhì)。
13.按權(quán)利要求8-12中任一項從一種流態(tài)化物料制造模制物件的方法，當(dāng)按權(quán)利要求8-12中任一項的方法按權(quán)利要求1-7中任一項所述在該模具的輪廓形成部分的外面沉積一層物料而形成該模制物件后，利用一個轉(zhuǎn)移模具將之從模具上除下，該轉(zhuǎn)移模具的設(shè)計是與該模制物件的遠離所述輪廓形成部分的外表面的那一面相配合，用于從這個外表面上除下該模制物件，其特征在于，該轉(zhuǎn)移模具是在除下該模制物件之前，按權(quán)利要求1-12中任一項所述而制成，并且連接到一個真空抽吸源。
14.按權(quán)利要求11-13中任一項的方法，其特征在于利用一種熱硬化粘結(jié)劑由礫石料粒制成模具后，在其開始受到氣態(tài)工作介質(zhì)作用之前將之加熱硬化，同時保持模具的輪廓形成部分的外表面處于自由表面狀況。
全文摘要
應(yīng)用纖維物料特別是纖維紙漿的水中懸浮液制造模制物件的方法，是將該物料在模具的輪廓形成部分的外表面沉積一層而形成；該模具是透氣的，以便透過模具而抽真空；在上述操作之前先制造模具，模具中至少其輪廓形成部分是由石料粒粘結(jié)而制成，粘結(jié)后具有形狀穩(wěn)定的外部輪廓，并能使空氣通至模具外面；制成模具后即可進行沉積作業(yè)。
文檔編號B29C67/24GK1040409SQ8910607
公開日1990年3月14日 申請日期1989年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月21日
發(fā)明者托本·拉斯慕森 申請人:布羅德因哈特曼有限公司