用于制造模制纤维产品的模具制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造模制纤维产品的模具。所述模具(10，11)包括通过增材制造制成的多孔产品表面(16)。所述产品表面(16)的至少一部分是层(17)的形式，而没有被限定的孔来形成未被限定的网格。成未被限定的网格。成未被限定的网格。

【技术实现步骤摘要】
用于制造模制纤维产品的模具


[0001]本专利技术涉及一种用于制造模制纤维产品的模具，该模具包括通过增材制造制成的多孔产品表面。

技术介绍

[0002]EP专利号EP3237680公开了一种以例如3D打印工艺这样的增材制造工艺生产的模具。这种增材制造工艺可以包括对具有平均尺寸为1
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50微米、优选5
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30微米的颗粒的粉末材料进行选择性烧结。在烧结过程中，粉末材料通过利用激光束添加能量而完全熔化。在增材制造过程中，为模具的壁提供多个小通孔以实现密集穿孔。因此，模具的产品表面是多孔的。
[0003]具有传统实心结构的模具制造费力。此外，部分产品表面会被过度穿孔或者通孔太大，但是另一方面通孔又容易被堵塞。被过度穿孔的产品表面会使最终的模制纤维产品变得粗糙，从而因为斑点(marking)而仅适用于低质量的产品。而且上述的已知模具通常仅用于作为纤维悬浮液或纤维浆料的纸浆，在此只是将模具浸入其中，并将纤维产品从水悬浮液吸到模具表面或者通过通道注入过量的水。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于制造模制纤维产品的新型模具，该模具比以前更通用，但制造更容易和更快速。根据本专利技术的模具包括通过增材制造制成的多孔产品表面，其特征在于，该产品表面的至少一部分是层的形式，而没有被限定的孔来形成未被限定的网格。模具的特性能够容易地改变并因此获得新的多孔结构和一些组合。此外，模具制造时间更短，从而节约了成本。而且，即使模具的形状可能很复杂，模具也能够具有良好的强度。
附图说明
[0005]下面参照附图来详细描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的一些实施例，其中：
[0006]图1a示出了根据本专利技术的用于成型模制纤维产品的一对模具的横截面，
[0007]图1b示出了根据图1a的模具的局部放大视图，
[0008]图2a示出了根据本专利技术的模具的俯视图，
[0009]图2b示出了根据本专利技术的一组模具的俯视图，
[0010]图3a示出了根据本专利技术的用于热压模制纤维产品的一对模具的横截面，
[0011]图3b示出了用于热压模制纤维产品的另一对模具。
具体实施方式
[0012]模制纤维产品，也称为MFP，是由纤维素纤维制成。此类产品例如是一次性杯子或盘子。纤维素纤维首先分散在水中，然后成型、排水和干燥。制造模制纤维产品的一种具体方式是热成型。在成型之后，利用高温和高压压制产品，它们联合将产品中的水和湿气排出
并蒸发掉。因此，不需要烘箱干燥，并且在制造之后即可准备好高质量、薄壁的产品。尺寸精度和刚性良好，产品表面光滑。
[0013]对于每个产品而言，成型、特别是压制需要两个模具，即，一个阴模和一个阳模。其中至少一个模具必须具有被穿孔的或其它方式的多孔产品表面用于排水。模具也被称为工具。产品表面是模具的外表面，其在制造过程中与产品接触并赋予产品最终形状。水、蒸汽和空气在成型和压制期间流经多孔产品表面。
[0014]图1a示出了根据本专利技术的一对模具。该模具用于制造模制纤维产品。图1a中的一对模具由上模具10和下模具11形成。这对模具用于成型模制纤维产品。因此，在模具之间存在用于供给纤维的通道12。在此，通道12位于下模具11中，下模具优选是静止的而上模具10可竖直移动。由此易于布置通道。在成型过程中，空气和水通过布置在模具11和10中的出口13排出。在此，一些出口可以用作特定的连接，其将吹气和真空相结合。在此，上模具10包括两个特定的连接部14，并且吹气通过具有虚线的箭头示出。通过吹气，刚成型的产品在成型后很容易从上模具上脱离。该特定的连接在下模具和上模具两者中都很有用。另一方面，该特定的连接还可以将纤维供应到由这对模具所限定的腔体15中，然后在成型过程中水通过相同的连接部流出。这确保了腔体的均匀填充。有一些供应通道在产品表面外部是可能的，其也使得整个产品表面都能够制成多孔结构。此外，出口13的距离和数量可以用于控制脱水效率。例如，产品的竖直壁可能需要比产品的水平底部更有效的脱水。侧壁和上拐角远离底部上的出口。因此，可以存在更多的出口。
[0015]如前所述，模具10或11包括通过增材制造制成的多孔产品表面16。根据本专利技术，产品表面16的至少一部分是没有被限定的孔的层17的形式。因此，该层的孔隙度小到足以在成型和压制过程中将空气和水从产品中排除，但仍将纤维保持在模具的产品表面上。换句话说，该多孔层能够使纤维与流体分离。这一点在使用泡沫时是很重要的，其中纤维、水和空气的混合物在两个模具之间被引导。在实践中，泡沫会携带用于成型的纤维。在泡沫成型技术中，使用水性泡沫代替水作为纤维基产品制造工艺中的载体介质。
[0016]根据本专利技术的多孔性不同于最接近的现有技术的多孔性。根据本专利技术，多孔层并没有被限定的孔，而先前教导的多孔是指从一侧到另一侧的通道或孔。根据本专利技术，穿孔通常用来描述穿过模具的一部分制成的、非常小的通道，例如仅穿过表面。另外还具有用于更大和更长的入口或出口通道的、限定的孔或通道，这些通道从模具的背部到达产品区域上的格栅(lattice)并仅在产品之间穿过模具。
[0017]在某些应用中，穿孔和多孔层的组合是有利的。例如，通过使模具具有不同的产品表面，可以比以前更容易和更多样化地调整产品特性。例如，多孔层是产品表面的主要部分，一些被限定的穿孔或通道可以用于特定的需求，例如入口或保持真空点。
[0018]可以是激光打印孔，但是它们会太大。换句话说，表面层的开放度(openness)会过大，并且纤维会被吸入制成的孔中。但是激光打印孔在会被切除的侧表面中、入口通道中、甚至在产品的背侧是可用的。令人惊讶的是，层17至少是半随机地通过增材制造制成的。半随机结构具有不受控制的几何结构(geometry)，没有通孔。因此，该层就像网格(mesh)一样对空气和水具有良好的孔隙度，但是对纤维仍具有良好的约束力。这确保了具有良好的成型和压制特性并具有低能量和良好的最终产品特性。层的特性由打印工艺中的各种参数决定，例如激光功率、激光速度、层高、扫描线距离以及整体(over all)扫描策略。此外，可以
使用电子束。
[0019]有利地，层17由具有不同特性的几个部分18和19组成。通过这种方式，可以随心所欲地排水。例如，在模具的拐角处，层的孔隙度应该大于其它地方。现在可以使层不同。如图1b所示，层17的外表面16的一部分18在拐角处比在其它地方有更多孔。因此，水被排出更多，从而使得产品的该部分更致密。这使得有更多机会更精确地成型最终产品。通过更致密的部分，可以使产品更易弯曲，或者在一些其它产品中加强产品本身。
[0020]利用本专利技术，模具的制造相比以前花费更少的时间和精力。有利地，层17具有0.5
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5mm的厚度。由此，代替整个模具地，产品表面的至少一部分以及有利地还有背衬结构是通过增材制造制成。这缩短了模具的制造并降低了成本。
[0021]此外，新的制造工艺提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造模制纤维产品的模具，所述模具(10，11)包括通过增材制造制成的多孔产品表面(16)，其特征在于，所述产品表面(16)的至少一部分是层(17)的形式，而没有被限定的孔来形成未被限定的网格。2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述层(17)半随机地通过增材制造制成。3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述层(17)由具有不同特性的多个部分(18，19)组成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，所述层(17)具有0.5
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5mm的厚度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模具，其特征在于，所述层(17)的厚度在所述模具(10，11)的不同部分中是不均匀的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的模具，其特征在于，所述层(17)具有20
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40％的孔隙度。7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，在所述模具(10，11)的不同部分中存在不同的孔隙度水平。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：维美德技术有限公司，
类型：发明
国别省市：