用于生产模制纤维产品的系统和方法技术方案

一种模制纤维零件生产线包括成型工位、零件转移系统、压制工位和取出系统。成型工位包括浆料罐、成型模具和模具致动系统。零件转移系统包括零件转移特征和传送机构。压制工位包括芯模具、与芯模具兼容的腔模具、以及压制致动系统。取出系统包括取出特征，该取出特征限定多个零件真空通道和多个修整料真空通道。取出系统还包括传送机构，该传送机构用于将取出特征从与芯模具和腔模具中的至少一个接合的位置移动到另一个位置。位置移动到另一个位置。位置移动到另一个位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产模制纤维产品的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请于2020年5月6日作为PCT国际专利申请提交，并要求于2019年5月6日提交的专利技术名称为“IMPROVED PRODUCTION LINE FOR PRODUCING MOLDED FIBER PRODUCTS”的美国临时专利申请序列号62/844,044的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]供一次性使用的塑料容器和包装材料造成的污染现在是公认的世界性问题。建议用可生物降解和可堆肥的材料替代供一次性使用的包装来作为减少塑料污染的一种方法。然而，新的环境友好型替代品要获得成功，其必须在成本和性能方面与其要替代的现有塑料技术相比具有竞争力。
[0004]作为简要背景，模制纸浆(也称为模制纤维)自20世纪30年代以来一直用来制造容器、托盘和其他包装。纸浆能够由回收材料(诸如旧新闻纸和瓦楞纸箱)生产或直接由树木和其他植物纤维生产。今天，模制纸浆包装广泛地用于电子产品、家居用品、汽车零件和医疗产品。
[0005]模具是通过将金属工具加工成成品零件的镜像(如果愿意)的形状来制成的。通过工具钻出孔，然后将筛网附接到其表面。通过孔抽吸真空，而筛网则防止纸浆堵塞孔。为了制造模制纤维零件，将模具浸入到纤维浆料中并施加压力梯度，并通过模具中的孔抽吸水。来自浆料中的纤维被收集在筛网上，并且在纤维层形成到期望厚度后，具有模制纤维零件的模具从浆料中取出。然后模制纤维零件从模具中脱离并且可以进行后续加工(例如，成型、加热、干燥、顶部涂层等)。
[0006]模制纤维包装产品能够是可生物降解的和可堆肥的。然而，目前已知的纤维技术不太适用于食品能够与包装接触的食品包装，特别是肉类和家禽容器、预制食品、农产品、可微波食品容器以及用于饮料容器的盖子和杯子。

技术实现思路

[0007]在一方面，本技术涉及一种成型纤维零件生产线，其包括：(a)成型工位，其包括：浆料罐，其配置为容纳包括液体和多个纤维的纤维浆料；成型模具，其包括限定多个真空通道的模具板；以及模具致动系统，其用于调整模具板相对于浆料罐的位置；(b)零件转移系统，其包括：零件转移特征，其限定多个零件真空通道；以及传送机构，其用于将零件转移特征从与成型模具接合的第一位置移动到第二位置；(c)压制工位，其包括：芯模具；腔模具，其与芯模具兼容；以及压制致动系统，其用于调整芯模具相对于腔模具的位置，其中芯模具和腔模具中的至少一个限定多个真空通道和至少一个加热元件，并且其中在第二位置中，零件转移特征与芯模具和腔模具中的至少一个接合；以及(d)取出系统，其包括：取出特征，其限定多个零件真空通道和多个修整料(trim)真空通道；以及传送机构，其用于将取出特征从与芯模具和腔模具中的至少一个接合的第三位置移动到第四位置。在一个示例中，零件转移特征包括与成型模具兼容的零件转移模具。在另一个示例中，零件转移系统传送机
构包括机械臂。在又一个示例中，零件转移系统传送机构包括设置在台架上的穿梭机。在又一个示例中，台架在远离成型模具的第一方向上和在远离成型模具的相对的第二方向上延伸。
[0008]在上述方面的另一个示例中，芯模具和腔模具两者都限定多个真空通道。在一个示例中，至少一个加热元件包括多个加热元件，并且其中芯模具和腔模具两者都包括多个加热元件中的至少一个。在另一个示例中，芯模具和腔模具中的至少一个包括修整器。在又一个示例中，修整器包括从芯模具和腔模具中的至少一个延伸的环形突出部。在又一个示例中，修整器相对于芯模具和腔模具中的至少一个固定。
[0009]在上述方面的另一个示例中，芯模具和腔模具中的至少一个以及修整器是整体零件。在一个示例中，修整器相对于芯模具和腔模具中的至少一个可移动。在另一个示例中，修整器设置为靠近芯模具和腔模具中的至少一个的周边。在又一个示例中，取出特征包括取出模具。在又一个示例中，取出特征包括多个真空杯。
[0010]在上述方面的另一个示例中，取出特征包括：零件取出端口，其连通地联接到至少一个零件真空通道；以及修整料取出端口，其连通地联接到至少一个修整料真空通道。在一个示例中，至少一个零件真空通道连通地联接到零件真空源，并且至少一个修整料真空通道连通地联接到与零件真空源分立的修整料真空源。在另一个示例中，取出系统传送机构包括机械臂。在又一个示例中，取出系统传送机构包括设置在台架上的穿梭机。在又一个示例中，取出系统是零件转移系统。
[0011]在上述方面的另一个示例中，模制纤维生产线还包括修整工位，其中取出特征在处于第四位置时与修整工位接合。在一个示例中，修整工位包括配准特征和修整器。在另一个示例中，修整器包括从配准特征延伸的环形突出部。在又一个示例中，修整器相对于配准特征固定。在又一个示例中，修整器和配准特征包括整体零件。
[0012]在上述方面的另一个示例中，模制纤维零件生产线包括废弃工位，其中取出特征在处于第四位置时与废弃工位接合。在一个示例中，在第四位置中，控制器终止向至少一个修整料通道施加修整料真空。在另一个示例中，模制纤维零件生产线包括印刷工位，其中取出特征在处于第四位置时与印刷工位接合。在又一个示例中，印刷工位包括配准特征。在又一个示例中，印刷工位包括至少一个印刷设备。
[0013]在上述方面的另一个示例中，至少一个印刷设备包括丝网印刷机、激光印刷机、喷墨印刷机和移印机中的至少一种。在一个示例中，成型纤维零件生产线包括堆垛工位。在另一个示例中，零件转移系统和取出系统中的至少一个包括机械臂、穿梭机和传送机中的至少一个。
[0014]在另一方面，本技术涉及一种生产模制纤维零件的方法，该方法包括：将限定多个真空通道的成型模具设置到包括液体和多个纤维的浆料罐中；致动连通地联接到多个真空通道的真空以将多个纤维中的至少一些抽吸到成型模具上来成型部分成型模制纤维零件；从浆料罐中取出成型模具；将该部分成型模制纤维零件转移到包括加热元件的压制机；用压制机向该部分成型模制纤维零件施加压缩压力；用加热元件向该部分成型模制纤维零件施加升高的温度，其中施加压缩压力和升高的温度将该部分成型模制纤维零件基本固化成模制纤维零件；将废弃修整料与模制纤维零件分离；将模制纤维零件和废弃修整料转移到废弃工位；在废弃工位处释放废弃修整料；以及在释放废弃修整料后，将模制纤维零件转移
到下游工位。在一个示例中，该方法包括在致动真空时将液体的一部分抽吸到多个真空通道中。在另一个示例中，该方法包括将液体的该部分再循环到浆料罐中。在又一个示例中，该方法还包括在从浆料罐中取出成型模具后终止真空的致动。在又一个示例中，该方法还包括在将部分成型模制纤维零件转移到压制机前将部分成型模制纤维零件与零件转移特征接触。
[0015]在上述方面的另一个示例中，用零件转移特征执行转移部分成型模制纤维零件。在一个示例中，转移部分成型模制纤维零件包括在线性方向上移动零件转移特征。在另一个示例中，转移部分成型模制纤维零件包括在旋转方向上移动零件转移特征。在上述方面的又一个示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模制纤维零件生产线，其包括：(a)成型工位，其包括：浆料罐，其配置为容纳包括液体和多个纤维的纤维浆料；成型模具，其包括限定多个真空通道的模具板；以及模具致动系统，其用于调整所述模具板相对于所述浆料罐的位置；(b)零件转移系统，其包括：零件转移特征，其限定多个零件真空通道；以及传送机构，其用于将所述零件转移特征从与所述成型模具接合的第一位置移动到第二位置；(c)压制工位，其包括：芯模具；腔模具，其与所述芯模具兼容；以及压制致动系统，其用于调整所述芯模具相对于所述腔模具的位置，其中所述芯模具和所述腔模具中的至少一个限定多个真空通道和至少一个加热元件，并且其中在所述第二位置中，所述零件转移特征与所述芯模具和所述腔模具中的至少一个接合；以及(d)取出系统，其包括：取出特征，其限定多个零件真空通道和多个修整料真空通道；以及传送机构，其用于将所述取出特征从与所述芯模具和所述腔模具中的至少一个接合的第三位置移动到第四位置。2.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述零件转移特征包括与所述成型模具兼容的零件转移模具。3.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述零件转移系统传送机构包括机械臂。4.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述零件传送系统传送机构包括设置在台架上的穿梭机。5.根据权利要求4所述的模制纤维零件生产线，其中所述台架在远离所述成型模具的第一方向上和在远离所述成型模具的相对的第二方向上延伸。6.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述芯模具和所述腔模具两者都限定所述多个真空通道。7.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述至少一个加热元件包括多个加热元件，并且其中所述芯模具和所述腔模具两者都包括所述多个加热元件中的至少一个。8.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述芯模具和所述腔模具中的至少一个包括修整器。9.根据权利要求8所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器包括从所述芯模具和所述腔模具中的至少一个延伸的环形突出部。10.根据权利要求8所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器相对于所述芯模具和所述腔模具中的至少一个固定。11.根据权利要求10所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器以及所述芯模具和
所述腔模具中的至少一个包括整体零件。12.根据权利要求8所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器能够相对于所述芯模具和所述腔模具中的至少一个移动。13.根据权利要求8所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器靠近所述芯模具和所述腔模具中的至少一个的周边设置。14.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出特征包括取出模具。15.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出特征包括多个真空杯。16.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出特征包括：零件取出端口，其连通地联接到所述至少一个零件真空通道；以及修整料取出端口，其连通地联接到所述至少一个修整料真空通道。17.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述至少一个零件真空通道连通地联接到零件真空源，并且所述至少一个修整料真空通道连通地联接到与所述零件真空源分立的修整料真空源。18.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出系统传送机构包括机械臂。19.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出系统传送机构包括设置在台架上的穿梭机。20.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述取出系统为所述零件转移系统。21.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其还包括修整工位，并且其中所述取出特征在处于所述第四位置时与所述修整工位接合。22.根据权利要求21所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整工位包括配准特征和修整器。23.根据权利要求22所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器包括从所述配准特征延伸的环形突出部。24.根据权利要求22所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器相对于所述配准特征固定。25.根据权利要求24所述的模制纤维零件生产线，其中所述修整器和所述配准特征包括整体零件。26.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其还包括废弃工位，并且其中所述取出特征在处于所述第四位置时与所述废弃工位接合。27.根据权利要求26所述的模制纤维零件生产线，其中在所述第四位置中，控制器终止向至少一个修整料通道施加修整料真空。28.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其还包括印刷工位，并且其中所述取出特征在处于所述第四位置时与所述印刷工位接合。29.根据权利要求28所述的模制纤维零件生产线，其中所述印刷工位包括配准特征。30.根据权利要求29所述的模制纤维零件生产线，其中所述印刷工位包括至少一个印刷设备。31.根据权利要求30所述的模塑纤维零件生产线，其中所述至少一个印刷设备包括丝
网印刷机、激光印刷机、喷墨印刷机和移印机中的至少一种。32.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其还包括堆垛工位。33.根据权利要求1所述的模制纤维零件生产线，其中所述零件转移系统和所述取出系统中的至少一个包括机械臂、穿梭机和传送机中的至少一个。34.一种生产模制纤维零件的方法，所述方法包括：将限定多个真空通道的成型模具设置到包括液体和多个纤维的浆料罐中；致动连通地联接到所述多个真空通道的真空以将所述多个纤维中的至少一些抽吸到所述成型模具上来成型部分成型模制纤维零件；从所述浆料罐中取出所述成型模具；将所述部分成型模制纤维零件转移到包括加热元件的压制机；用所述压制机向所述部分成型模制纤维零件施加压缩压力；用所述加热元件向所述部分成型模制纤维零件施加升高的温度，其中施加所述压缩压力和所述升高的温度将所述部分成型模制纤维零件基本固化成所述模制纤维零件；将废弃修整料与所述模制纤维零件分离；将所述模制纤维零件和所述废弃修整料转移到废弃工位；在所述废弃工位处释放所述废弃修整料；以及在释放所述废弃修整料后，将所述模制纤维零件转移到下游工位。35.根据权利要求34所述的方法，其还包括在致动真空时将所述液体的一部分抽吸到所述多个真空通道中。36.根据权利要求35所述的方法，其还包括将所述液体的一部分再循环到所述浆料罐中。37.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：里克，
申请(专利权)人：祖美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：