鑄模工具的制作方法
【專利說(shuō)明】鑄模工具
[0001]本發(fā)明涉及鑄模工具組件。特別的，本發(fā)明為關(guān)于在加熱鑄模中使用的鑄模工具組件，更特定言之，該鑄模的型式包含若干流體腔室用于選擇性加熱涵蓋該鑄模的不同的區(qū)域。
[0002]由本申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)案，W02011/048365得以了解加熱鑄模工具。該申請(qǐng)案揭示具有若干插銷的一鑄模工具，該些插銷包含有腔室用于引進(jìn)加熱或冷卻的流體，為了于模塑作業(yè)期間控制該鑄模工具的表面溫度。如此對(duì)于，例如在復(fù)合工件的模塑及非高壓釜固化(out-of-autoclave)作業(yè)期間選擇性地控制材料特性，為有用的。
[0003]本申請(qǐng)人接續(xù)的申請(qǐng)案WO 2013/021195，揭示了一種多層鑄模工具，其中提供一上鑄模工具組件，其具有若干流體腔室。該上鑄模工具組件包含若干網(wǎng)格狀(tessellated)區(qū)域，每一區(qū)域具有用于組件模塑作業(yè)的鑄模面以及與該鑄模面相對(duì)和加熱/冷卻流體所引進(jìn)的一腔室相鄰的一溫度控制面。每一腔室具有一側(cè)壁為了將該流體包含于其中。該加熱/冷卻流體接著加熱/冷卻該溫度控制面及因而該鑄模面。該加熱/冷卻流體為經(jīng)由一導(dǎo)管由控制與加熱電子組件所儲(chǔ)藏的一下層引進(jìn)。源自上工具的排放流體為往下回排經(jīng)由一中間層。
[0004]所需要的是能夠減少在上鑄模工具組件中使用材料的數(shù)量。此組件具有的熱質(zhì)量較少，(例如，其較小)則對(duì)于將增加(以及去除)熱量將更加敏感。相反地，鑄模工具越大，以及更多材料使用在其構(gòu)造中，則對(duì)于加熱或冷卻流體的反應(yīng)會(huì)較慢。為了本發(fā)明的目的，需要產(chǎn)生一 “熱敏捷”工具，例如，一個(gè)具有低熱質(zhì)量的工具。
[0005]再者，所需要的是改良在溫度控制面及鑄模面的中心與討論中該區(qū)域的外末端之間熱量的傳導(dǎo)。一已知加熱該一工具的方法使用將一流體噴射沖射在該溫度控制面上其能導(dǎo)致在腔室中該加熱面的該中心，(該噴射沖射處)，與該加熱或冷卻表面的外末端之間形成溫度梯度。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一改良的鑄模工具組件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一第一觀點(diǎn)提供一鑄模工具，其包含:
一熱傳遞面；
一與該熱傳遞面相對(duì)的溫度控制面；以及，
若干自該溫度控制面延伸的側(cè)壁，其界定若干與該溫度控制面相鄰的個(gè)別的流體室；一與若干流體室中至少一些流體室結(jié)合的流體基溫度控制裝置，每一溫度控制裝置經(jīng)組配以產(chǎn)生一流體噴射導(dǎo)向至該溫度控制面上的一沖射區(qū)域；
其中若干流體室中至少一些流體室界定至少一肋材延伸進(jìn)入各自的該流體室由該溫度控制面進(jìn)入該腔室，以及，自該溫度控制面上該沖射區(qū)域朝向該側(cè)壁延伸，
其中每一肋材在與該溫度控制面垂直地延伸的一橫截面上具有一凹面輪廓。
[0008]為了避免懷疑，“熱傳遞面”為用以在該溫度控制面與該工作件之間轉(zhuǎn)移熱能的該表面-其可界定鑄模形式(亦即，其可構(gòu)成一“鑄模面”)或是其可與另外的鑄模塊件接觸界定該鑄模面。
[0009]有利地，在該流體室內(nèi)準(zhǔn)備一凹面肋材提供了若干優(yōu)點(diǎn)。首先，其對(duì)該鑄模工具的上部分提供防撓加強(qiáng)界定該熱傳遞面及該溫度控制面。該工具的該加熱部分因而可制成較薄，并更具熱敏捷性。由于該肋材的橫截面為凹面的，所以其質(zhì)量也為低的，并因而不致顯著地提供至該組件的熱質(zhì)量。
[0010]再者，該肋材的凹面本質(zhì)容許在該室內(nèi)自由氣體流動(dòng)，而同時(shí)增加該組件的表面積。就其本身而論，熱量能夠更有效地傳導(dǎo)整個(gè)該腔室。特別地，該肋材能夠使用作為一熱傳導(dǎo)路徑，將熱量傳遞至該腔室的末端。
[0011]仍更進(jìn)一步地，事實(shí)在于該肋材向外地延伸容許其使用作為供氣流所用的“導(dǎo)引葉片”，促進(jìn)沿著其最直接的路線的通道至該側(cè)壁。
[0012]可設(shè)想到的是，增強(qiáng)氣流的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)需隔離(例如，無(wú)任何該肋材的傳導(dǎo)性性質(zhì))，其可通過(guò)氣隙或絕緣材料層與該溫度控制面絕緣。
[0013]該凹面的肋材增加該組件的表面積與容積的比值，增加來(lái)回該流體的熱能傳導(dǎo)。
[0014]該肋材也可用于負(fù)荷反應(yīng)，特別是用于模塑負(fù)荷(例如，在鑄模面上以及因而在該熱傳遞面上的壓縮負(fù)荷)。
[0015]較佳地，提供三根或三根以上肋材，該肋材由該第一區(qū)域朝向該側(cè)壁，以不同角度徑向地延伸。
[0016]較佳地，該等肋材具有一拱形輪廓的橫截面，更佳地具有一彎曲、拱形輪廓的橫截面。
[0017]該肋材的拱形輪廓可延伸通過(guò)90度從該第一區(qū)域至該側(cè)壁。由此我們意指該肋材描述一 90度的拱形。在此結(jié)構(gòu)中，兩根由該沖射區(qū)域徑向地延伸持續(xù)一個(gè)單一的180度的相對(duì)的肋材，讓該沖射區(qū)域設(shè)置于最接近該溫度控制面的該拱形上的該位置處。如此也可描述為一 “單一 180度拱形”結(jié)構(gòu)。
[0018]該肋材的該拱形輪廓可延伸通過(guò)180度從該第一區(qū)域至該側(cè)壁。因此，由該沖射區(qū)域相對(duì)地徑向延伸的兩根肋材形成一 “雙拱形”。
[0019]較佳地，若干該肋材為相對(duì)于與該溫度控制面垂直的至少一平面對(duì)稱地分布，并與該第一區(qū)域相交。
[0020]較佳地，該側(cè)壁為終止于與該溫度控制面相對(duì)的一端部處的一平面密封面中，其中該肋材為包含在由該溫度控制面、側(cè)壁及該平面密封面的該平面所界定的該室內(nèi)。
[0021 ] 該肋材可于該平面密封面的該平面處終止。
[0022]該工具可包含一鑄模工具支撐件，其經(jīng)布置以于模塑期間支撐該鑄模工具組件，其中由該鑄模面，通過(guò)該熱傳遞面至該支撐組件的一負(fù)荷路徑為通過(guò)該肋材。
[0023]該肋材可接觸該鑄模工具支撐件。
[0024]該溫度控制裝置包含一和該肋材的一支撐區(qū)域接觸的流體出口。較佳地，該肋材為環(huán)繞該流體出口等距地間隔開(kāi)。
[0025]該肋材可由不同于該溫度控制面的其它材料建構(gòu)而成。較佳地，該肋材為由比溫度控制面的該材料具更高熱轉(zhuǎn)移系數(shù)的一材料建構(gòu)而成，以增強(qiáng)熱傳導(dǎo)并避免一沖射“熱點(diǎn)”。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一第二觀點(diǎn)提供制造一模塑組件的方法，該方法包含以下步驟: 根據(jù)第一觀點(diǎn)提供一鑄模工具，
供給流體進(jìn)入該腔室以加熱或冷卻該溫度控制面并從而加熱或冷卻該熱傳遞面， 使用該鑄模工具模塑一組件。
[0027]現(xiàn)將相關(guān)于該伴隨的圖式說(shuō)明本發(fā)明鑄模工具組件的一實(shí)施例，其中:
圖1a為本發(fā)明的一第一鑄模工具組件的一部分的一視圖；
圖1b為圖1a的該鑄模工具組件沿著線B-B所取的一部分的一斷面視圖；
圖2a為本發(fā)明的一第二鑄模工具組件的一透視圖；
圖2b為圖2a的該鑄模工具組件的一區(qū)域之一近視圖；
圖2c為圖2a及2b的該鑄模工具組件與另外的鑄模工具組件裝配的一透視圖；
圖3a為本發(fā)明的一第三鑄模工具組件的一部分的一視圖；
圖3b為沿著線B-B所取的穿過(guò)圖3a的一斷面視圖；
圖4為本發(fā)明的一第四鑄模工具組件的一透視圖；
圖5為本發(fā)明的一與其它鑄模工具組件裝配的第五鑄模工具組件的一透視剖面圖；
圖6a為本發(fā)明的一第六鑄模工具組件的一部分的一斷面視圖；
圖6b為沿著線B-B所取的穿過(guò)圖6a的一斷面視圖；以及圖7為本發(fā)明的一第七鑄模工具組件的一斷面視圖。
[0028]轉(zhuǎn)向圖1a及Ib，提供本發(fā)明的一鑄模工具組件10。該鑄模工具組件10包含一鑄模構(gòu)件12及第一至第八肋材16、18、20、22、24、26、28及30。
[0029]該鑄模構(gòu)件12包含一上平板狀段32，在其上表面上定義一熱傳遞面，其也為一鑄模面34，以及在其下表面定義一溫度控制或加熱面36。該面36將視為該“加熱”面，但可經(jīng)加熱或冷卻。該鑄模面34界定用于與一工作件接觸的一輪廓。該平板狀段32 —般地為如于圖1a中所示的正方形輪廓。該工具組件10為由若干網(wǎng)格板狀段32組成。在該平板狀段32的周圍處，一不斷的側(cè)壁38延伸。該側(cè)壁38垂直于該加熱面36突出并延伸至一密封面39，該一密封面39位于一般地平行于該加熱面36的一平面40上。就其本身而論，一開(kāi)啟腔室42是由該加熱面36，該側(cè)壁38的該內(nèi)側(cè)表面及該平面40定界限而構(gòu)成。應(yīng)注意的是該腔室42具有一開(kāi)啟面43位在該密封面39內(nèi)。
[0030]轉(zhuǎn)向每一肋材16、18、20、22、24、26、28、30，其在形式上相似的并且，就其本身而論，于此僅詳細(xì)說(shuō)明該第一肋材16。該肋材16大體上為平面的并垂直于該加熱面36延伸。該肋材16的橫截面為如圖1b中所示為凹面的。該肋材16具有一第一垂直部分44及一第二垂直部分46，通過(guò)一拱形部分48結(jié)合。該拱形部分48在其下表面界定一 180度圓弓段凹面曲線50，其結(jié)合該二垂直部分44及46。于其外在面上，該肋材16鄰接該側(cè)壁38及該鑄模構(gòu)件12的該加熱面36。
[0031]如圖1a所示，八根肋材中的每一根由該加熱面36的一中心區(qū)域52延伸，以及每一肋材為在相對(duì)于該平板狀構(gòu)件12的一中心點(diǎn)P的一相等角度下定向。
[0032]特別地轉(zhuǎn)向圖lb，所示一支撐組件54為坐落在該鑄模工具組件10下方。該支撐組件54使用作為一負(fù)荷反應(yīng)結(jié)構(gòu)供施加至該面34的模塑力所用并如將于以下說(shuō)明也包含一導(dǎo)管用于加熱一冷卻流體。
[0033]該支撐組件54包含一外壁56，其為該鑄模工具組件10的該側(cè)壁38的延伸部分。該支撐組件包含一內(nèi)部流體導(dǎo)管58其通過(guò)該支撐組件54的該垂直長(zhǎng)度。該導(dǎo)管58具有一入口 60其經(jīng)布置用于接收加熱或冷卻的流體，該流體接著向上通過(guò)該導(dǎo)管58至一出口62。該出口 62具有一環(huán)狀面63，該等不同的肋材16至30的該等內(nèi)部端部經(jīng)支撐位在該面上。就其本身而論，由該入口 60通過(guò)至該出口 62的該流體朝向中心區(qū)域52通過(guò)，于該處該流體沖射在該加熱面36上。由于該等肋材的存在，該流體系經(jīng)引導(dǎo)向外至該加熱表面36的該外周圍以及至該等側(cè)壁38。有利地，該肋材促進(jìn)徑向流動(dòng)其導(dǎo)致沖