用于模塑合成物品的设备制造技术

一种用于模塑合成物品的设备，包括一对相对的配套使用的塑模部件，每个部件具有一个刚性外壳（２８，３０）和一个薄的、半刚性膜片（３２，３４），膜片可拆卸地且可密封地安装到外壳上以在那儿限定出一个不漏流体的室（３８，４０）。每个塑模部件的室充满一种不可压缩的导热流体（４２），以向每个膜片的限定出每个塑模部件（１４，１６）的模塑型面的部分提供流体支承。一个在每个室中延伸的温度控制线圈（５６）系统被连接到一个外加热／冷却单元上，以使得一种合适的温度控制流体能通过其进行循环，从而能够产生对于支承流体（４２）以及，与此相关地，膜片的模塑型面的温度的确定的控制。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成物品的制造，即一般包含一个位于固化的树脂基体内的纤维强化网格的物品。更特别地，本专利技术涉及具有可容易替换的、低成本的型面的适于在被控制的温度下注入模塑合成物品的配套使用的模塑设备。专利技术背景反作用式注入模塑和树脂输送模塑是这样的过程，其中，干的纤维加强线网/预型件被置于塑模空腔中，空腔的表面限定出要制造的物品的最终轮廓，一种可流动的树脂在压力之下注入塑模空腔(塑模型腔)，注入到纤维加强线网/预型件上从而使其浸润/湿润。当被树脂浸透的预型件在塑模型腔中被固化完后，成品被从塑模中取出。现有技术所教导的注入式模塑设备包括一对提供模塑型面的互补或“配套”的用具，其中，每件用具都是由，例如，一种刚性金属仔细地机加工而成，刚性金属换句话说就是相对于将要与其一起使用的树脂无反作用的材料。这样的配套金属塑模制造昂贵并且必定限于制造具有给定设计的单一物品。换句话说，即使对于要制造的物品的所需形状的轻微改动，可能也必需机加工一个全新的替换用具。此外，这样的已知金属用具一般具有相当大的热容，随着塑模温度偏离所需的处理温度，这么大的热容越来越成问题。相应地，这样的用具常常具有一个具有内部加热和/或冷却管或通道的整体系统，外部供应的加热/冷却流体可通过其进行循环。然而，根据这些现有技术的设计，加热/冷却通道被相对于用具的型面安置以在其间留出一个至少约2英寸(5cm)的间隔，以确保最终形成的物品不会有热和冷的线或带，否则的话，这些线或带有可能在树脂固化的过程中因加热/冷却速度不等而在物品中产生。而这一最小间隔反过来又必然限制这些现有技术的用具在注入式模塑的过程中精确控制温度的能力，尤其当这样的过程是放热的时更是如此。在要制造的物品具有变厚度的情形中，由于与物品的较薄部分相比，其较厚部分可能会较早聚合好，从而可能达到较高温度，塑模型腔的温度控制变得更成问题。进一步，在配套的金属用具用于循环时间较短的过程的情形中，这样的金属用具的相当大的热容可能经常产生在约375°F到约400°F范围内的峰值温度，导致可能使成品不能使用的“干点”产生。相应地，这样的配套金属用具可能必须周期性停用以有足够的时间使塑模能够冷却到一个可接受的工作温度，从而大大增加了使用这样的用具制造物品的成本。最后，在温标的另一端，较低的模塑温度已知当与使用苯乙烯单体的树脂一起使用时，会增加苯乙烯聚集的速度，从而预计清除苯乙烯聚集物的频率较高，与之相关的劳动成本及设备不工作时间也较多，同时，处理成本也会相应增加。为了能提供更好的温度控制，又有助于从模塑设备中取出成品，现有技术教导使用改造了的模塑设备，其中，塑模型面当中的一个由一个由，例如，橡胶制成的可挠曲件限定出。另一塑模型面仍然由一具刚性的、导热的金属用具限定出，该金属用具可由一种压缩流体，例如，蒸汽支承，从而为吸热的模塑过程将固化热量传到塑模型腔中。不幸的是，对于这样的吸热过程，只加热塑模型腔的一侧可能会限制挠曲性从而限制表面光洁度及最终形成的物品的其它特性，此外还限制树脂固化可能被加速的程度。另外，在这样的模塑设备用于放热过程的情形中，最终产生的热量加速了可挠曲的塑模型面的恶化，从而使工具不能长期使用。另外，在向其中注入树脂前，这样的模塑设备需经常排空塑模型腔，从而使得使用和维修这样的模塑设备更加复杂，也使得使用这样的设备的处理过程需要的时间更多，成本更高。于是，所需的是一种配套使用的、特点是塑模型面可替换的注入式模塑设备，该设备比已知的刚性或柔性用具较易于并可较廉价地制造，同时还在吸热及放热过程中都能提供更好的温度控制，从而以较短的周期提供更高质量的物品。专利技术简述本专利技术的一个目标是提供一种注入式模塑设备，其特点是模塑型面可重复使用且成本低。本专利技术的另一个目标是提供一种注入式模塑设备，其特点是对其模塑型面的温度控制更强，从而能得到对于模塑过程更好的控制以及与之伴随的更好的物品性能。在本专利技术中，一种注入式模塑设备包括一对塑模部件，其中，每个塑模部件自身包括一个刚性外壳和一个半刚性膜片，膜片可拆卸地安装到外壳上以在其中限定出一个不漏流体的室。每个塑模部件的、本身又限定出其模塑型面的膜片最好由一种不贵的合成材料制成，例如玻璃纤维或强化尼龙，或其它合适的材料；并且，根据本专利技术，可为每个塑模部件各自的膜片选用不同的膜片材料和/或特性。当使两个塑模部件的模塑型面彼此相对地将两个部件组合到一起时，就限定出一个用来在其中制造所需物品的模塑型腔。于是，在本专利技术中，对于物品在设计上的改变可通过改造或替换低成本的膜片很容易地实现。换句话说，在本专利技术中，一种给定的塑模部件外壳可以配备有多种相对较便宜的用于制造不同形状、尺寸和特性的合成物品的合成膜片，从而与现有技术相比大大降低了工具成本。根据本专利技术，一种不可压缩的流体被置于并充满每个塑模部件的室，从而其各自的膜片受到支持，以使得在树脂注入过程中允许轻微尺寸挠曲而将膜片所受的任何注入压力均匀分布到其整个表面上的同时，确保成品有合适的尺寸。在树脂注入步骤中遇到注入压峰值的情形中，后一特点可证明尤其有利。作为一个进一步的优点，在树脂注入过程中膜片的这种轻微尺寸挠曲相信可改善或加强树脂在塑模型腔中的流动。一个与一个或两个塑模部件的室流体连通的膨胀室在树脂注入塑模型腔前，且在成品固化之后用来容纳膜片支承流体的热膨胀，同时有一个阀可在树脂注入及固化的过程中可操作地将该室与膨胀室隔绝开。并且，根据本专利技术的另一个特点，支承流体自身最好是导热的，并且模塑设备还包括与一个或两个与塑模部件中的支承流体热连通的用于调节支承流体温度的装置。例如，在一个优先选用的实施例中，温度调节装置包括一个在每个室中延伸的线圈系统，以及一个传统设计的外加热/冷却单元，该件连接到线圈系统上且工作起来可使一种温度控制流体以预定的温度在其中进行循环。以这种方式，支承流体的温度，以及与之相关地，以及每个塑模部件的模塑型面的温度可被精细调节以提供更好的成品特性和/或对处理参数，例如固化时间和温度，更好的控制。对于模塑型面的这样的温度调节的另外的好处包括，例如，减少苯乙烯聚集，同时与现有技术的模塑设备相比，还附带减少了塑模的非工作时间和塑模维修成本。附图简要说明附图说明图1是一个根据本专利技术的一种注入式模塑设备的部分示意，部分分解的立体图；以及图2是示出图1的设备上塑模部件组合到下塑模部件上之后，沿通过其上的线2-2的垂直平面剖开后的截面图。优先选用的实施例的详细说明参看图1，依本专利技术的用于模塑合成制品的一个示例性设备10包括一个具有一个上塑模部件14和一个下塑模部件16的塑模组件12，靠定位销18和与其互补的定位长孔20，上塑模部件14组合到下塑模部件16上，借助于这一组合，限定出一个具有匹配的模塑型面24，26的塑模型腔22。特别地，下塑模部件和上塑模部件14，16分别包括一个刚性外壳28，30和一个相对较薄的、半刚性的膜片32，34，膜片32，34通过一个箍紧环36沿着膜片的周边可拆卸地并且可密封地扣紧到各自的外壳28，30上。像这样组合好后，每个塑模部件14，16的外壳28，30和膜片32，34共同限定出位于其中的不漏流体的室38，40。根据本专利技术的一个特点，每个膜片32，34本身最好由一个合成覆盖层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含一对相对的塑模部件的注入式模塑设备，其特征在于，每个所述塑模部件包括一个刚性外壳和一个半刚性膜片，膜片可拆卸地安装到外壳上以在每个所述塑模部件中限定出一个不漏液体的室，每个所述塑模部件的膜片限定出一个其模塑型面，所述塑模部件的相对模塑型面限定出一个塑模型腔；另外还包括一种被置于并充满每个所述塑模部件的室的第一不可压缩流体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特P麦科勒姆，
申请(专利权)人：罗伯特P麦科勒姆，
类型：发明
国别省市：US[美国]