CN100410050C - 用于注射成型的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于塑料注射成型的方法及装置，包含将一定量的塑料材料注入一型腔(30)中且将加压气体(52)或加压液体注入在该型腔中的塑料材料，在保持该气体或液体施加于在型腔中的该塑料材料的压力一段时间以将填充压力施加到塑料材料之后，该熔融塑料材料的一部份被排入一个或多个副型腔(32)中或排出回到该注射成型机的料筒(22)中，将该塑料材料注入的步骤可以在有或无填充该塑料材料的情形下、在注入该加压气体或液体之前实施。

Description

用于注射成型的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种用于注射成型中空塑料物品的方法与装置。
背景技术
注射成型塑料材料是众所周知的且广泛地被用来作为一种制造不断增加的各种塑料组件以供工业与消费者使用的手段。在过去二十年中，已发展出各种世界性地被称为“气体辅助成型”的方法并且被用来克服在传统的注射成型中固有的问题，并且降低成本且改善最终产物的品质。
在传统的气体辅助注射成型中，一气体，如氮气，在它进入型腔后被注入熔融塑料材料中，该低黏度气体流入在较黏的塑料内阻力最小的途径，因此在该塑料内形成中空通道。该方法对于厚段的成型物，如把手，特别有利，且可节省到45％或以上的重量。而且，该成型时间周期可以缩短。在多段式成型物中，所注入的气体将会流入较厚的段中，再形成中空连续管道，其中由该气体的介质形成压力可穿过该中空连续管道。这可扩大设计者的范围且消除传统成型的某些设计上的限制。
一传统的气体辅助塑料成型方法以一次准确控制的注射量的塑料部份地填充该型腔，接着将气体注入以使塑料继续流动，使得该型腔充满塑料和气体。该气体被用来产生施加在塑料材料上的向外压力以迫使它顶抵型腔表面，藉此在该塑料成型表面达成一良好的模表面复制。在该塑料固化后，通过将该气体排出至大气中以降低该气体压力，并打开该模使该零件推出。有时这被称为一“少量注射”法。
在另一方法中，该型腔是完全或大致充满塑料材料，并且接着不是将更多塑料注入或填充于该型腔中以补偿在该塑料冷却与固化时所产生的塑料的体积收缩，而是气体被注入该塑料中使得气体膨胀补偿塑料的收缩。在实际中，在冷却循环期间起初的气体穿透将持续扩大而该塑料的体积则不断收缩。有时这被称为一“全量注射”法。
在“全量注射”法中，因为塑料的体积收缩不足以提供气体空间，有时难以使气体沿着预定气体通道充份穿透。在此情形下，使某些塑料由该型腔向外流入溢流井或“第二”型腔的方法在为气体膨胀提供空间上有帮助。
在“少量注射”法中，某些模具会难以填充塑料与气体至该型腔的末端，如果该注射量太少，该气体会在充入时穿破该塑料材料的前缘，因此使气体失控。如果该注射量太多，该气体将不会到该型腔的末端，因此，使用“少量注射”法的厚截面的模具也可从塑料的由型腔到溢流型腔的额外移动来得到好处。
美国专利第5,098,637号中揭露了一种方法，其在注入气体之前至少部份地填充该型腔且使用一溢流型腔。但是，为了成功地使用这专利的方法，必须准确地控制“少量注射”法与“全量注射”法两者中所使用的注射量，因为在该气体注射的前没有阻力可防止该塑料流入且填充该溢流型腔。
在该“少量注射”法中，塑料的流动在填充过程结束时暂时停止，接着在注入气体使该塑料向前移动之前通常有可达五秒钟的延迟时间以完成用塑料和气体填充该物品型腔以及用塑料填充该溢流型腔的工作。在该“全量注射”法中，该型腔充满或大致充满有熔融塑料，并且气体被注入以补偿该塑料的体积收缩以及使塑料移入该溢流型腔。在两种情形中，由于至该溢流型腔的浇道是开口的，因此在该塑料移入该溢流型腔之前，不易施加“填充压力”于在该型腔中的塑料，即，无法防止塑料进一步流动。此外，在该“少量注射”法中，或当在“全量注射”法中几乎填满该型腔时，会在该模具表面上于第一次塑料注射的位置处留下难看的可见的暂停线或痕迹。
在日本专利申请案第50-74660号中揭露了另一种方法，其中一截流阀位于连接该型腔与一“副型腔”的浇道中，在该申请案中，该型腔是被热塑性树脂填充，接着一芯部树脂或气体被注入该型腔中而该热塑性树脂则由该型腔中排出。
发明内容
依据本发明的一方面，提供一种用于注射成型中空塑料物品的方法，其包含以下步骤：
(a)将一定量的熔融塑料材料注入一型腔中以至少基本上充满该型腔；
(b)将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料中；
(c)使在该模具中的熔融塑料材料的一部份被排入至少一个与该型腔连接的副型腔中；
(d)保持塑料材料在该型腔中以固化；
(e)将该气体或液体排出该型腔；及
(f)由该模具中取出该塑料物品；
其特征在于：为了在将塑料材料的一部分被排入所述的至少一个副型腔中之前施加一填充压力于该塑料材料上，保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力一段时间；保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力的步骤确保该塑料材料抵着型腔的壁表面，并且该塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
在另一实施例中，该方法包括在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前，施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力的步骤。
较佳地，注射成型机被用来将该塑料材料注入该型腔中并施加一初始填充压力于该塑料材料，该加压气体或液体再施加填充压力于在该型腔中的塑料材料。
较佳地，该方法包含在将气体或液体注入该塑料材料之前，施加该填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力一预定量的时间的步骤。
较佳地，该排出步骤是藉由开启一在连接该型腔与该或每个副型腔的流道或导管的阀，且仍保持在该型腔中的气体或液体压力来实现。
在一实施例中，欲成型的该塑料物品具有至少一个比其它区段厚的区段，且加压气体或液体的注入是被引导至该较厚段以在其中形成一中空部份。
该方法可包括调整该至少一个副型腔的体积以便由该型腔排出一预定量的塑料材料的步骤。
该塑料材料的某些部份可被排入到至少两个辅助型腔中。
在一实施例中，设置有至少两副型腔，且使在该模具中的塑料材料的某些部份被排入副型腔中的步骤包含开启多个位于各个连接该型腔与副型腔的浇道或导管的阀构件。该方法可进一步包含依序控制阀构件的开启以将塑料材料选择性地排入该至少两副型腔中的步骤。
在一实施例中，该方法是用于注射成型一中空塑料管状物品，该型腔具有一大致锥形的入口部份，一长形中央部份及一出口部份。
较佳地，该锥形部份具有一尖端，且所述的气体或液体在该尖端处被注入该塑料材料。
同样，较佳地，该出口部份包含一个第二大致锥形部份，该锥形出口部份具有一尖端且该塑料材料是通过该尖端由该型腔排入该副型腔。
较佳地，该塑料材料在该锥形入口部份被注入该型腔中，且当该型腔被填充时保持与该型腔的表面接触。
其中可以设置一用以将该塑料材料注入该锥形入口部份的环形浇道机构。
较佳地，该方法包括修整该物品的至少一端以形成一管状物品的步骤，因此该物品可以被修整以形成一横截面大致恒定的管状物品。
该塑料材料可以由具有一料筒与喷嘴的注射成型机注入该型腔，且该方法包括使在该模具中的塑料材料的一部份被排出回到该注射成型机的料筒中的步骤，该料筒构成该副型腔或该副型腔之一。
较佳地，所述的阀通过注入气体所施加的选择压力的应用以及依序至该塑料材料的压力传动来打开。
较佳地，每个阀构件通过注入气体所施加的选择压力的应用以及依序至该塑料材料的压力传动来打开。
较佳地，包括沿着一流动路径将塑料材料注入到型腔中，以及使塑料材料的一个或多个部分被排入与流动路径连接的一副型腔或多个副型腔中。
较佳地，该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
依据本发明的另一特征，其中提供一种用于注射成型一中空塑料物品的方法，该方法使用一具有一料筒与喷嘴的注射成型机及一其中具有一型腔的模具，而该型腔具有一界定出该物品的至少一部份的形状，该方法包含以下步骤：
(a)将一定量的熔融塑料材料由该注射成型机注入该型腔中来至少大致地充满该型腔；
(b)将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料中；
(c)使在该模具中的熔融塑料材料的一部份可排出回到该注射成型机的料筒中；
(d)使在该型腔中的塑料材料固化；
(e)将该气体或液体由该型腔中排出；及
(f)将该塑料物品由该模具中取出，
其特征在于：为了在将模具中的塑料材料的该部分被排回到注射成型机的料筒之前施加一填充压力于该塑料材料上，保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力一段时间。
较佳地，保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力的步骤确保该塑料材料抵着型腔的壁表面，并且该塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
在一实施例中，该将塑料材料注入该型腔中的步骤是在未填充(packing)该塑料材料的情形下实施的。
在另一实施例中，该注射成型机被用来在将加压气体或液体注入该塑料材料中之前，施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力。
较佳地，包含在将气体或液体注入该塑料材料之前，对在该型腔中的塑料材料注入压力施加该填充压力一段预定时间的步骤。
较佳地，使塑料材料可被排出回到该注射成型机的料筒中的步骤是受到控制的，使得以一受控制的方式排出一预定量。
在一实施例中，被排出的塑料材料的量是藉由控制该塑料材料使一在该注射成型机的料筒中的注入活塞或螺杆收缩的速度及/或程度来控制。
此外，或可替换地，被排出的塑料材料的量是藉由设定一位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间的截流阀构件的关闭时间来控制。
同样，较佳地，该气体或液体是在一远离该注射成型机的喷嘴的位置处注入该塑料材料。
较佳地，该塑料物品具有至少一个比其它区段厚的区段，且该加压气体或液体被导入该较厚段以在其中形成一中空部分。
较佳地，使在该模具中的塑料材料的一部份被排出回到该注射成型机的料筒中的步骤包含开启一位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间的截流阀构件。该阀构件较好地是作为该注射成型机的喷嘴的一部份被包括在内。
在一实施例中，一在该模具中的塑料材料的第一部份可被排出回到该注射成型机的料筒中，且该方法包含可使在该模具中的塑料材料的各个第二部份被排入到一个或多个与该型腔连接的副型腔的步骤。
较佳地，该使塑料材料的一个或多个第二部份被排入各个副型腔的步骤包含开启一位于该流动路径中且在该型腔与该副型腔之间的阀构件。
较佳地，包括沿着一流动路径将塑料材料注入到型腔中，以及使塑料材料的一个或多个部分被排入与流动路径连接的一副型腔或多个副型腔中。
较佳地，该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
较佳地，该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
较佳地，该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
较佳地，在一个型腔中设有至少两个气体或液体注入位置。
较佳地，包括在型腔中从每个气体或液体的喂料位置开始顺序地控制气体或液体注入的启动。
本发明还提供一种用于注射成型一中空塑料物品的装置，其包含：
一具有一界定出该物品的至少一部分的型腔和连接于该型腔的至少一个副型腔的模具；
一用于将一定量的熔融塑料材料注入该型腔中至少到大致充满该型腔的装置；及
一用于将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料中的装置；
其中气体通过气体注入导管被注入，所述气体注入导管延伸到型腔中；
其特征在于：设置有控制设备，用于在该型腔中的剩余塑料材料固化并且该气体或液体从型腔中排出以从型腔中取出塑料物品之前，保持该气体或液体施加在该型腔中的塑料材料上的压力一段时间，以便在使该模具中的塑料材料的一部分排入所述的至少一个副型腔中之前施加填充压力至塑料材料；该或每一个副型腔通过含有一由所述的控制装置控制的阀的一流动流道或导管连接到所述的型腔，其中该控制装置保持施加在型腔中的塑料材料上的气体和液体压力一段时间，以确保塑料材料抵靠着型腔的壁表面及塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
在一实施例中，该注射成型机被用来在未填充该塑料材料的情形下将该塑料材料注入该型腔。
在另一实施例中，一注射成型机被用来将该塑料材料注入该型腔中，且在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前施加一填充压力到该型腔中的塑料材料注入压力。
较佳地，该控制设备可在将气体或液体注入该塑料材料之前，施加该填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力一预定长的时间。
在一实施例中，该型腔藉由各自的流道或导管而与至少两副型腔连接，每个结合件含有一受控制的阀。
较佳地，该用于将塑料材料注入该型腔的设备是具有料筒与喷嘴的注射成型机，该喷嘴与该型腔流动连接而该料筒构成另一副型腔。
较佳地，一截流阀构件位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间，该阀构件作为该注射成型机的喷嘴的一部份可被包括在内。
为了注射成型一中空塑料管状物品，该型腔最好具有一大致锥形入口部份、一长形中央部份与一出口部份。较佳地，该锥形部份具有一尖端且该流体在该尖端处被注入该塑料材料，该出口部份可包含一第二大致锥形部份，该锥形出口部份具有一尖端且该塑料材料是通过该尖端由型腔排入副型腔。其中可设置一用于将该塑料材料注入该锥形入口部份的环形浇道机构。
可以设置用以修整该物品的至少一端以形成一管状物品的设备。
较佳地，该装置包括有一流动流道或导管，其中塑料通过该流动流道或导管注入型腔中，并且一个或多个副型腔连接到该流动流道或导管。
较佳地，该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
较佳地，该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔两者的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
较佳地，在一个型腔中设有至少两个气体或液体注入位置。
较佳地，该装置包括从每个注射器开始顺序地控制气体或液体注入的启动的控制装置。
本发明还提供一种用于注射成型一中空塑料物品的装置，其包含：
一注射成型机，具有一料筒与一喷嘴；
一模具，其中具有一界定出该物品的至少一部份的型腔，该模具用于连接将一定量的塑料材料由注射成型机注入型腔的喷嘴；
用以将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料以施加一填充压力于该塑料材料的装置；
其特征在于：设置有控制设备，用以保持在该型腔中的该气体或液体在塑料材料的压力一段时间以便在使该型腔中的塑料材料的一部份排入注射成型机的料筒之前施加以填充压力至塑料材料，其早于该型腔中的塑料材料固化并且该气体或液体从型腔中排出以从型腔中除去塑料物品。
较佳地，该控制装置保持施加在型腔中的塑料材料上的气体和液体压力一段时间，以确保塑料材料抵靠着型腔的壁表面及塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
在一实施例中，该注射成型机被用来在未填充该塑料材料的情形下将该塑料材料注入该型腔。
在另一实施例中，该注射成型机在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料的注入压力。
较佳地，该控制设备在将气体或液体注入该塑料材料之前，施加填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力一预定长的时间。
较佳地，包括一截流阀构件，其位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间。
较佳地，该阀构件被包括成为该注射成型机的喷嘴的一部分。
附图说明
通过举例，本发明的具体实施例将配合图式加以说明，其中：
图1A-图1E显示在第一实施例中的一连串步骤；
图2是显示在图1A-图1E中所示的成型压力时间顺序的图；
图3A-图3E显示于图1A-图1E的实施例的另一种顺序的步骤；
图4是在显示于图3A-图3E中所示的模具内的成型压力时间顺序的图；
图5A-图5E显示在另一实施例中的一连串步骤；
图6A-图6E显示在图5A-图5E中的实施例的另一种连串的步骤；
图7A-图7F显示本发明的另一实施例，其中使用两副型腔；
图8A-图8F显示图7A-图7E的实施例的另一种连串的步骤；
图9A-图9F显示在又一实施例中的一连串步骤，特别是用于制造中空管状元件；
图10A-图10F显示图9A-图9E的实施例的另一种连串的步骤；
图11与图12显示在该中空管状元件实施例的入口端的可替换的实施例；及
图13与图14是显示当使用液体作为加压流体时另一种成型压力时间顺序的图。
具体实施方式
图1A-图1E显示本发明的一实施例的一连串步骤。该方法在图中通常是以10表示。在图1A中，一定量的熔融塑料材料20被置于一注射成型机的料筒22中，该注射成型机可以是任何一种传统类型并且可将该塑料材料由该料筒的喷嘴24以任何传统的方式排出，例如一螺旋螺杆或一活塞26。虽然在图1A-图1E中显示及描述了一活塞26，但是在此应了解的是用于将该塑料材料由一注射成型机的料筒排出的任何传统的机构均可使用。
如图1A所示，该注射成型机的喷嘴24与一型腔30连接，该型腔30位于一传统的模具中，而该传统的模具则定位于一传统的成型机中。在本实施例中，该型腔30表示欲成型的物品的一较厚部份。一副型腔32位于该模具内而与该型腔30连通，且通过一流道或导管44与该型腔连接。一阀构件40位于该喷嘴24与该型腔30之间而一第二阀构件42则位于该流道或导管44中。该阀构件40和42可以是任何一种传统的阀构件，但是在本实施例中是一种截流阀构件，并且可以任何一种传统的方式操作，如气动、液压作动、或电动等方式。该阀构件40与42的控制也可以利用任何传统的机构或系统来达成，例如，该机构可以用计算机操作使得该阀可依据预定的注射成型过程而准确地定时开启与关闭。
在该注射成型机的料筒22中的塑料材料的量足以充满或大致充满该型腔30的体积。可与本发明一起使用或利用的塑料材料20可以是任何一种传统的材料，如一热塑性树脂。该塑料材料也可以是与玻璃或矿物材料混合的填充材料。
在另一实施例中，可设置两个或多个副型腔。该副型腔各自地与该型腔30通过不同的流道或导管44连接。同时，独立控制的单独的阀构件位于在该型腔30与该副型腔之间的每个流道或导管44中。在本实施例中，该副型腔构成溢流型腔，其可分别地被填充，并且该阀构件42被定时以便使该塑料材料可以依要求和在需要时被排出，以使该制造过程和由该制造过程所制造的塑料产品最优化。
请再参阅图1，在这方法中的第二步骤显示于图1B中。在这个步骤中，该塑料树脂材料20被熔融注射成型机注入型腔30中。于这制程步骤中，阀构件40开启以便让塑料材料进入该型腔30，但阀构件42被保持在一关闭位置以防止塑料进入该副型腔32。然后，在该型腔中的塑料被该注射成型机加压(“填充压力”)一短的预定时间，例如1-5秒。这确使在该型腔中的成型物品上该模具表面的好的再现性。
此时，气体以一预定速度与保持压力注入，如上所述，由于在该型腔30中的塑料材料的体积收缩或缩小的缘故，这在一全量注入法中是可能的。在所示的实施例中，气体，如氮，经入口导管50被注入，这显示于图1C中。起初，该阀构件42仍留在一关闭位置处一段预定的时间，使得该气体压力可在该熔融材料20中产生一中空腔，并且迫使该塑料材料顶抵于该型腔的内壁表面，并且该塑料材料的外表层固化而同时该塑料材料的芯部仍是熔融的，因此更有助于在塑料产品上提供一良好的表面。
然后，如图1D所示，该阀构件40被关闭，且该阀构件42被开启。在该型腔30中的熔融塑料材料20中的气体52的压力使熔融塑料的一部分由该型腔被排入该副型腔32。依此方式，该熔融塑料材料最好是通过连接浇道或流道44从该成型物品中的较厚段的中心排出。然后，当该塑料材料冷却与固化时，在该型腔中维持一气体“保持”或“填充”压力。依据所成型塑料产品的尺寸与厚度，这将花费10-25秒或更长的时间。
在该第一或随后的模具初步测试之后，调整该或各个副型腔32的体积以使各个副型腔的体积与欲由该型腔排出所需的塑料体积相匹配是必要的。这可以通过金属加工或从模具中去除以增加体积，或添加金属以减少体积来达成。起初，被排入该或各个副型腔的塑料的体积是由该阀构件42被开启时的时间来决定。如果该阀开启时间拖延，则会有较多的塑料在该型腔中固化，即，塑料的固体表层将会增厚，且排出量将变少；相反地，如果该阀开始时间提前，即，开启的延迟时间减少，该表层厚度减少且有较多的塑料被排出。当副型腔体积与阀开启时间的平衡被优化时，该方法可以一次又一次地连续地操作来进行制造。
被排入该溢流型腔中的塑料材料的量也可以通过该阀构件42在开启时的时间来控制。
通过将活塞26保持在其向前位置上，也可在使阀构件40打开或者不使用位于该注射成型机与该模具之间的阀，如阀构件40，的情形下来操作此方法。但是，较佳的是，关闭阀构件40或等效的热流道阀浇道，以当被该气体加压时提供用于防止塑料被迫回到该螺杆或活塞缸，即该料筒22，中的可靠装置(positive means)。
一旦型腔中存留的塑料产品已充份冷却且固化后，该气体52被排回，例如，通过导管50，这显示于图1E中。排出的气体可被收集并回收以再次使用，或排入大气中。用以在开启该模具之前，从该成型的物品内部排出或排放加压气体的机构和系统公开于传统的技术中的多数专利中。依此方式，用以由该模具和成型的物品中排出或排放该气体的任何传统的机构或系统均可使用于本发明中。在排出该气体的同时，该注射成型机的活塞或压头(ram)26通常会退回至其静止位置(如图所示)以预备进行另一次塑料材料的注入操作。
一旦该气体由该型腔中被排放或排出后，该模具开启且该最终产品由该型腔中推出或取出。同时，在副型腔32中被排出的塑料材料21亦类似地从该模具中推出或取出。如需要，在该副型腔32中的塑料可以再研磨或再使用以避免材料的浪费，或该型腔本身可被用来形成另一供可能的使用的塑料零件。
一个或多个注射器50在该型腔中的位置较佳地靠近该较厚段且远离该排出浇道或流道，且在其相对端处。在型腔中设置两个或两个以上气体注射器的情况下，从每个气体供应位置开始的气体注射器的开端可由适当的控制装置顺序地控制。还有，在该型腔中，如果设置一个以上时，该塑料进料浇道的布置应被选择以优化塑料进入该型腔的流动。如上所述，通过使用一截流阀40，如图所示，或通过保持该压头螺杆向前，或通过使用一具有阀闸的热流道系统，来防止模内气体压力迫使该塑料回流至该注射成型机中是必要的。
一显示上述一连串步骤的图显示于图2中，该图在图2中是大致以60表示且显示相对于在该模具中的压力的成型循环时间。在此方面中，在该模具中的压力在该塑料被注入该型腔时，如线62所示，初始地增加。接着该注射成型机保持该塑料填充压力，如线64所示。该注射成型机填充该压力的时间是以箭号66表示，该时间可依需要调整。
然后，如线68所示，该气体被注入在该型腔中的塑料材料。在点70处，调节流入该副型腔的塑料材料的流动的阀构件42开启。这使塑料可由该型腔排入该副型腔。这步骤是以箭号72表示的。然后，在该型腔中的气体的压力保持不变，这是由线74表示的。该气体填充压力的时间用图2中的箭号76表示。
接着，在该模具中的气体压力下降，以线78表示。该气体压力也保持不变一段时间，如在80处所示，以便让该塑料材料冷却与硬化。然后，一旦该塑料零件冷却与硬化后，该气体由该模中排出。一旦该气体的压力由该型腔中被排放或排出后，如线82所示，开启该模具并取出该零件，这显示于图2的图上的点84。
在本发明的系统与方法中，该方法与反复地一次又一次注入准确控制的塑料注入量无关，同时，当该型腔填充塑料时，或填充塑料且开始注入气体时，由于塑料的体积收缩或缩小，压力填充该塑料的能力可确保该型腔表面的准确复制，而没有该塑料在表面上的收缩。
避免部份地填充该物品型腔能够消除在该产品上，于在该气体注入之前该塑料流动与停止的位置处，形成暂停痕迹的趋势。
对从该型腔排出的塑料材料的固定的量的依赖可避免对该气体注入时间的变化的依赖。同时，本发明适用于多型腔模具，且各型腔可与一个或多个副型腔连接，因此不需要平衡塑料的流动以部份地填充各型腔。
本发明适用于广大范围的热塑性树脂材料，包括需要早先加压以达成可接受的表面成品的填充玻璃的纤维材料。同时，由于更确实地控制气体与塑料的流动，故可在该气体通道的全长上得到更一致和均勺的壁截面厚度。该方法亦可于无法准确地传送一致体积的塑料材料的成型机上操作。
该或各个气体注射器在型腔中的位置并不与在其中使用了溢流型腔的其它过程中的一样重要。在这方面，本发明适用于将塑料从型腔中的一个以上的位置排出。同时，进入副型腔的阀构件可以依序地开启与关闭以最优化塑料的排出并且避免留在成型的物品上的厚塑料堆积。
在本发明中，未加压的准确注入重量或填充体积的注入不是必须的。同时，该气体注入的时间也不象在其它过程中一样重要。当该型腔填充塑料材料时，由该注射成型机并且接着由该气体施加的填充压力可确保该型腔和该成型物品本身的良好再现性。流动与焊接痕迹被减少了。还有，在本发明中，当需要部份地填充一型腔时，暂停痕迹不常出现或最少。
该阀构件42和位于该型腔与各个副型腔之间的其它阀构件的操作可以独立地操作并且被设定时间上以与其它副型腔相连续。这可使塑料以一所需的顺序由该型腔排出，并且在该成型物品的各种较厚段或构件中形成各种通道。同时，应注意的是，由该型腔排出的塑料体积并不依靠于该气体的时间设定，而是，与该阀的时间设定及该或该多个副型腔的体积及该阀构件的由该型腔到该副型腔的开启与关闭顺序有关。
在本发明的另一实施例中，在该流道或导管中且在该型腔与该副型腔之间的阀可以不同的方式操作，该阀构件可以通过注入气体所施加的选择的压力的应用以及依序至该塑料材料的压力的传递来操作。这将会依序开启该阀构件，因而克服一预定关闭力量，这关闭力量可通过机械弹性构件或其它装置如气动、液压作动、或电动装置而施加于该阀构件。
此外，该阀构件的开启与关闭可由任何传统的装置如气动、液压作动、电动、或机械装置来控制，该阀构件的开启与关闭也可通过包括数字或计算机定时的外加于或一体形成于该气体压力控制装置的外部装置来控制。
图3A-图3E显示与在图1A-图1E的实施例相同的装置，但显示的是用以注射成型一中空塑料物品的方法的另一连串的步骤。
在本实施例中，在注射成型机的料筒22中的熔融塑料材料20的量至少足以充满或大致充满该型腔30的体积，而没有在该型腔中填充(packing)塑料材料。
请参阅图3，在该方法中的第二步骤显示于图3B中，在这步骤中，该塑料树脂材料20被注射成型机注入该型腔30中，且阀构件40开启而阀构件42关闭，但该注入该塑料材料的步骤是在将该塑料材料填充在该型腔之前完成。
在注入该塑料材料之后，该阀构件42仍是关闭的，加压的气体，如氮气，在选择的压头处注入并且保持通过入口导管50的压力。由于该塑料材料的收缩或缩小的缘故，这是可能的，如图3C所示。起初，该阀构件42仍保持在关闭状态一段时间使得气体的压力在该塑料材料20中产生一中空孔穴且施加一迫使该塑料材料顶抵该型腔30的内表面的填充压力，并且塑料材料的外表层固化而同时该塑料材料的芯部仍是熔融的，因此有助于在该塑料产品上提供一良好的表面成品。
然后，如图3D所示，该阀构件42是开启的。在该型腔30的熔融塑料材料20中的气体52的压力使熔融塑料的一部分从该型腔被排入该副型腔32。如前所述，该熔融塑料材料较佳地是经由该连接导管或流道44从在该成型物品的较厚段的中央排出，然后，当该塑料材料冷却和固化时，在该型腔中维持一气体“保持”或“填充”压力。
一旦在型腔中该塑料材料充分冷却与固化之后，便排出该气体52，这显示于图3E中。接着，开启该模具并且使最终塑料物品由该型腔中推出或取出。同时，在该或各个副型腔32中的被排出的塑料材料20类似地从该模具中推出或取出。
一显示上述一连串步骤的图显示在图4中，该图是在第4图中大致以标号60表示并且显示出相对于在该模具中的压力的成型循环时间。在该模具中的压力是在该塑料被注入该型腔时初始地增加，如线62所示，且没有该注射成型机保持该塑料压力以填充该塑料。
然后，如线68所示，该气体被注入在该型腔中的塑料材料且对该塑料材料施加一填充压力，如线73所示。在点70处，调节进入该副型腔的塑料材料的流动的阀构件42开启，这使塑料可由该型腔排入该副型腔，而这步骤是以箭号72表示的。然后，在该型腔中的气体的压力保持不变，这是由线74表示，该气体填充压力的时间是用在图4中的箭号76表示的。
接着，在该模具中的气体压力下降，这用线78表示。该气体压力也保持不变一段时间，如在80处所示，以便让该塑料材料冷却与硬化。然后，一旦该塑料零件冷却与硬化后，该气体由该模中排出。一旦该气体的压力由该型腔中被排放或排出后，如线82所示，开启该模具并取出该零件，这显示于图4中的图上的点84。
在开始注入气体时，压力填充该塑料的能力可确保该型腔表面的准确复制，而没有型腔表面的收缩。
不需要部份地填充该物品型腔可在该气体注入之前在该产品上于该塑料流动与停止的位置处，防止形成暂停痕迹。
可替换地和另外地将塑料材料的一部分排入一或多个副型腔，也可以将该塑料材料的一部份排出回到该注射成型机的料筒中，因此该料筒构成副型腔，这是通过气体压力对抗一可控制背压而推回该注入螺杆或活塞来达成的。这方法是显示于图5A-图5E且大致以标号100表示。如图5A所示，塑料材料102是位于一注射成型机101的料筒104中，该料筒104具有一以任何传统的方式与一型腔108连接的喷嘴106。一阀构件110控制由该料筒构件至该型腔的塑料流动。在步骤开始时，如图5B所示，该阀构件110开启以便让塑料材料可由该料筒104注入该型腔108，然后，该注射成型机相对在该型腔108中的塑料暂时保持该压力，以保持至少1-5秒为佳。
当机器螺杆或活塞构件130保持向前或阀110关闭时，通过气体注入导管120开始气体注入，该气体在塑料材料中产生一中空腔并迫使塑料材料抵靠型腔的内表面。塑料材料的外表层变得固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
接着，如图5C所示，气体通过气体注入导管120被继续注入在该型腔中的塑料材料中，且该阀构件110是开启的。该气体122将该塑料的一部份排回至该成型机缸体或料筒104中，且扩充在该型腔108中的塑料材料的中空腔。
在此方法中，此时压力从可使熔融塑料材料102从该型腔排回至该成型机缸体或料筒104的成型机螺杆或活塞构件130降低，在该料筒104中的空间可以由迫使该活塞构件130远离该模具的气体的压力而形成。
在塑料排出完成后，该气体压力在该型腔中的剩余的塑料材料冷却与固化期间保持不变，且阀构件110是关闭的，这是显示在图5D。在这点上，该塑料受到填充压力的作用且迫使其表面紧密地靠抵该型腔的内表面。这将产生一良好的表面层且产生一模具表面的完整界定面。然后，在该型腔中的气体压力在控制下降低至大气压，这是显示于图5E中。接着，该成型机料筒104完全再填充塑料材料，预备进行下一次成型循环。同时，开启该模具且由该成型机中取出或推出所形成的塑料零件。
本发明的另一实施例的优点是所排出的塑料可以在连续注入时重新成型，如此则不需由一溢流部或副型腔再研磨或回收所排出的材料。同时，不必再修整该成型品，且该系统不必增加在该流道中的额外截流阀的成本。
另一方法是显示在图6A-图6E中且大致以标号100表示。如图6A所示，一定量的塑料材料102位于注射成型机101的料筒104中，且该装置是与显示在图5A中的装置相同。在这另一方法的初始步骤中，如图6B所示，该阀构件110是开启的，以便让塑料材料可以在未填充该塑料的情形下由该料筒104注入该料筒104。
然后进行气体注入步骤，这是在该成型机的活塞130保持向前且该阀构件110开启，或者该阀构件110关闭的情形下完成，如图6C所示。在任一种情形下，气体经由导管120注入且在该型腔108中的塑料材料中产生一中空腔，因此在该型腔中填充塑料。
在延滞一段预定时间后，在继续保持气体压力的情形下，该压力由该成型机螺杆或活塞130减少和/或该阀构件110是开启的，这使得该气体可从该型腔108逐渐地排出熔融塑料材料回到该成型机缸体或料筒104中(图6D)，该气体迫使该活塞130远离该模具。
将塑料材料排回至该料筒104中的步骤被控制成使得一预定量的塑料以一受控制的方式排出。控制塑料的流动可以通过在该活塞130上保持一背压而同时控制该塑料的压力使该活塞退回的速度和/或及控制该活塞的最后位置来实现。或者，被排出的该定量的塑料可以先通过控制该塑料压力使该活塞退回的速度且在该活塞上维持一背压，并且接着关闭该喷嘴阀110来控制。在各情形中，气体不会流动超出该喷嘴阀110，以避免在进行随后的成型循环时，被注入该型腔108的在料筒中的塑料材料发生堵塞。
在塑料排出完成后，该气体压力在该型腔中的塑料材料冷却与固化时保持不变，此时，该塑料受到气体的填充压力的作用且迫使其表面紧密地靠抵该型腔的内表面。这将产生一良好的表面层且产生一模具表面的完整界定面。然后，在该型腔中的气体压力在控制下降低至大气压，这是显示于图6E中。接着，该成型机料筒104完全再填充塑料材料，预备进行下一次成型循环。同时，开启该模具且由该成型机中取出或推出所形成的塑料零件。
如上所述，所排出的塑料可以在连续注入时重新成型，同时，不必再修整该成型品，且该系统不必增加在该流道中的额外截流阀的成本。
其中使用一或多个副型腔的本发明的一实施例显示在图7A-7F中且是大致以标号150表示，该实施例150包括一用以将一定量的熔融塑料材料154注入在一模具的型腔156中的注射成型机152。该主型腔156具有一对与该型腔156分别通过导管或流道162和164连接的副型腔158与160，阀构件166与168位于导管中且用以开启与关闭从型腔156至副型腔的塑料流动。另一阀构件170是位在进入该主型腔156的入口处(或在该喷嘴中)且用来开启与关闭连接该注射成型机喷嘴与该型腔的导管，开口或销构件174则被用来将气体注入该型腔。
使用系统150的连续步骤是显示在图7A-7F中，熔融塑料材料154A先被注入型腔且被保持在其中一段“填充压力”的短暂时间(图7B)，接着气体180被注入在该型腔中的塑料材料中且保持压力一段时间，以确保塑料抵靠于型腔内壁表面，并且塑料材料的外表层被固化而同时塑料材料的芯部是熔融的(图7C)。然后阀构件166开启且第一量的塑料材料154B被排入第一副型腔158中(图7D)。随后，阀构件168开启且第二量的塑料材料154C被排入第二副型腔160(图7E)，一旦该零件充份冷却与固化后，该气体通过开口174排回(图7F)。在最终的步骤中，该模具开启，该零件被推出，且该系统可预备开始进行另一次循环。
其中使用一或多个副型腔的本发明的另一实施例是显示在图8A-8F中且是大致以标号150表示，如图8A所示，注射成型机152是被用来将一定量的熔融塑料材料154注入一在模具中的型腔156中。
在这另一实施例中的连续步骤是显示在图8A-8F中，塑料材料154A先在未填充该塑料的情形下被注入型腔(图8B)，接着气体180被注入在该型腔中的塑料材料中且保持压力一段时间，期确保塑料材料抵靠于型腔的内壁表面，并且塑料材料的外表层被固化而同时塑料材料的芯部是熔融的(图8C)。然后阀构件166开启且第一量的塑料材料154B被排入第一副型腔158中(图8D)。随后，阀构件168开启且第二量的塑料材料154C被排入第二副型腔160中(图8E)，一旦该零件充份冷却与固化后，该气体通过开口174被排回(图4F)。在最终的步骤中，该模具开启，该零件被推出，且该系统可预备开始进行另一次循环。
图7A-7F与图8A-8F所示的实施例是其中使用一或多个副型腔的本发明的代表实施例，本领域的普通技术人员可以进行多种变化与改变以发展出其它多副型腔系统。将塑料材料排入第二、第三、或甚至第四副型腔以形成在第一次排出后残存的塑料的厚段通常是有利的，这效果在一非均匀厚段成型品，如汽车门把中是明显的。
该阀构件42，及位于该型腔与各个副型腔间的其它阀构件的操作可以独立地操作且设定时间以与其它副型腔相连续，这可使塑料以一所需的顺序由该型腔排出且在该产品的各种较厚段或构件中形成各种通道。同时，如上面所指出的是，由该型腔排出的塑料体积亦与该气体的时间设定无关，它反而是与阀的时间设定及该或副型腔的体积及阀构件从该型腔到副型腔的开启与关闭顺序有关。
在本发明的另一实施例中，在流道或导管中且在该型腔与副型腔之间阀可以不同的方式操作，该阀构件可以通过施加一由注入气体所施加的预定压力且依序将压力传至该塑料材料来操作。这将会开启该阀构件，因而克服一预定关闭力量，这预定的关闭力量可通过机械弹性构件或其它装置如气动、液压作动、或电动装置而施加于该等阀构件。
此外，该阀构件的开启与关闭可通过任何传统的装置如气动、液压作动、电动、或其它装置来控制，该阀构件的开启与关闭也可通过包括数字或计算机计时的外加于或一体形成于该气体压力控制装置的外部装置来控制。
本发明亦可被用来制造中空管状元件，用以达成这目的的较佳成型系统及方法显示于图9A-9F中，而这机构与系统的一些部份的实施例显示于图11与12中。现今需要由塑料材料来制造中空管状元件，这些组件可被用来作为，例如，打印机的滚筒。该管状元件在许多种情形中必须具有尺寸稳定性与多数具有同心中空横断部的笔直圆形横截面。另外也要求包括通常不会被挤出，但可形成注射成型产品的模具。这些包括在外表面、托架与其它外部组件、用来作为心轴的连接机构上的槽或螺纹，且包括齿轮齿或其它构型以提供用以转动该滚筒的方式。
传统的注射成型方法中，不论是作为实心段或具有机械性移动侧芯部以形成内管段，均难以在于该组件的全长上不扭曲变形的情形下得到平坦性且难以减少成型时间循环。在以往使用用于中空产品或组件的气体辅助成型的方法中，已发现要沿着该管状元件的长向得到同心性与均匀壁截面厚度是困难的。
为了在管状段的长向上得到轴向平坦性，当该塑料冷却且从液体转变成一固体时，该塑料应有均匀的收缩。另一重点是由于成型应力会造成被推出的零件变形或弯曲，以消除或最小化在成型该塑料时的应力。在其中具有应力的注射成型塑料零件，在它们由该模具中推出后将可通过该组件的变形与弯曲来释放该应力。
利用本发明可实现壁截面的同心性和均匀性，该塑料与气体流是在轴向上受到控制，且在该塑料流中没有随意或不受控制的侧向移动或紊流。该气体在该管段的中心处轴向地流动且被用来在该管的整段长度上均匀地将该塑料排入第二型腔中。在形成后且在靠近该型腔表面的半熔融表层内没有塑料的横向移动，由于该型腔构件的良好温度控制，故可得到均一的冷却速度且有良好的塑料对模具表面的接触，以确保均匀地传导来自该塑料的热。
为了得到无紊流的塑料流，型腔是形成为具有一圆形中间段与在两端的两锥形构造。该塑料是经由圆周膜浇道从环绕浇道喂料段的流道而被送入到入口端处的锥体的尖端。该塑料是沿着较薄段注入且它沿着锥形或似锥形结构逐渐流动及膨胀至最大所需圆柱形段。因此，当填充该型腔时，该塑料保持与该型腔的表面接触。
该气体沿着该管的轴被注入到一中央位置并且被用来将该塑料由该中央排出，该气体是在靠近该锥体的尖端处注入以便逐渐膨胀成该塑料所需横切面。塑料注入的速度是由一开始的慢速并且在该锥体被填充后并且于该塑料完成填充该圆柱形段时增加至一较快的速度来控制，该塑料注入的速度在最后型腔填充完成之前再次减慢。
该气体注入速度以及压力的控制，也受到控制，使得该气体在该塑料开始排出之前以一低压力注入，该表示该气体注入的压力在连接该型腔与该副型腔的流道或导管中的阀开启之前是低压。
在该型腔的远端靠近该副型腔处的管段的尺寸可减少以将塑料的流动逐渐减少至一较薄段，这使塑料的排出得以受到控制而经由该流出流道与阻挡阀进入该副型腔。依此方式，一第二锥形腔构造显示在图中且说明如下，但在此应了解的是在该型腔的远端可使用任何形状或结构。然而，横截面的尺寸是以在该型腔的远端处缩小为佳。
可以被使用在塑料排出方法中以制造出中空管状元件的一连串步骤是显示于图9A-图9F，该方法在图中是大致以200表示。
如图9A所示，该型腔202大致具有一中央长形部份或段204、一在前端(即该气体与塑料注入该型腔的入口)处的锥形结构206、以及较佳地，一在靠近一副型腔210的远端处的对应锥形结构208。一阀构件212位于连接该型腔202与该副型腔210的导管或流道中，该阀构件可以是任一种传统类型，如在以上参照图1至图8所述。该阀构件也可以具有一锥形前缘，如图9A-图9F所示。
塑料通过流道220与膜浇道222而被导入该型腔202，该塑料进料流道220与该塑料浇道222的详细情形是显示于第图11与12中。
该气体由位于该锥形入口段206的气体注射器开口230被注入该型腔中，气体是由导管或入口管线232被导入该开口230中。
同时，如图11与图12所示，一移动芯部240可成为该机构或系统的一部份。
如图9B所示，该成型方法的步骤包括起初将塑料材料注入该型腔202，此时，该阀构件212是关闭的。在该型腔中的塑料被注入该型腔后，该塑料在该型腔中被加压或充填以提供该成型组件的外表面的良好表面性质。依此方式，该塑料被该成型机加压与压紧一段1-5秒的保持压力时间。这可确保在该成型品或物品上的模具表面的重制性与该型腔形状的再现性。
然后，如图9C所示，进行该气体的注入。以标号250示意地显示的气体在该塑料材料中产生一腔，且继续在该型腔202中的塑料内施加压力。在该塑料压力被用来协助迫使该塑料抵靠该型腔的内壁或表面并确保塑料材料的外表层固化而塑料材料的芯部保持熔融的一段短暂保持压力时间之后，该阀构件212开启。
当该阀构件212开启时(图9D)，在该型腔202的中央处的该熔融塑料材料可以由该型腔排出，该熔融塑料的排出是由该管段的中央开始发生并且通过该连接流道214进入该副型腔210。在图9D中，填充气体的该管状元件的中空中央部以标号250表示，而该管状元件的外层塑料以标号252表示。在该副型腔或溢流型腔210中的塑料材料以标号252A表示。
当该塑料的排出完成时，在该内管状通道内的气体压力维持不变，使该塑料的外表面仍与该型腔表面均匀地接触，因此确使热由该塑料均匀地传导至该模具。
在该塑料管状元件完全固化之后，该气体压力被释放且该气体由该模具中排放出来，这显示于图9E中。然后，该可移动芯部(如果使用的话)是由该型腔中取出(图9F)且该模具开启而该零件被推出。在该副型腔210中的塑料材料252A亦在同时被推出。依此方式，如上所述，在副型腔中的塑料材料可以再研磨且再使用，可以被刮削，或者可被制成另一具有该副型腔的形状的塑料组件或零件。
一旦该塑料管状元件成型且由该模具中被推出后，成型后操作(postmoduling operation)是必要的以修整在各端处的锥形段，这形成最后的中空管或组件。
较佳地，该型腔202的锥形段或结构206和208具有最高在10-60度之间的倾斜角度，这有助于从该锥尖均匀地轴向填充塑料且可使该塑料依需要地膨胀直到最大的圆柱形段，以避免塑料材料的紊流或非均匀流动。
在轴向上从安装在一可移动芯部总成240中的气体注入总成或开口230注入该气体可使该气体注射器在该模具开启及该零件被推出之前，从该已成型的组件轴向地退回。
另一用于成型中空管状元件的方法显示在图10A-图10F中，该装置是与在图9A中所示的相同。如前所述，塑料通过流道220、222和膜浇道224被导入该型腔202，但并未填充该塑料。此时，该阀构件212是关闭的(图9B)。
接着，如图10C所示，进行该气体的注入。以标号250示意地显示的气体在该塑料材料中产生一腔，且继续在该型腔202中的塑料内施加压力。在该塑料压力被用来协助迫使该塑料抵靠该型腔的内壁或表面并确保塑料材料的外表层固化而塑料材料的芯部保持熔融的一段短暂保持压力时间之后，该阀构件212开启。
当该阀构件212开启时(图10D)，在该型腔202的中央处的该熔融塑料材料可以由该型腔排出，该熔融塑料的排出是从该管段的中央发生并且通过该连接流道214进入该副型腔210以作为一溢流。
当该塑料的排出完成时，在该内管状通道内的气体压力维持不变，从而使该塑料的外表面仍与该型腔表面均匀地接触，因此确保热由该塑料均匀地传导至该模具。
在该塑料管状元件冷却与固化之后，该气体压力被释放且该气体由该模具中排出或排气，这显示于图10E中。然后，该可移动芯部(如果使用的话)是由该型腔中取出(图10F)，并且开启该模具且将该物品推出。
作为图9或图10的系统与方法中的另一实施例，该可移动气体注射器与塑料进料浇道可以结合以将该塑料送至一环状浇道结构，而在该环状浇道结构中，该塑料由一形成在该气体注射料筒周围的环状流道222开始流动，然后经过一流入该型腔的较薄的环状浇道224，使得当该气体被注入时在该模具填充完成之后，它与该气体注入同轴。因此，当填充该型腔时，该塑料保持与该型腔的表面接触，这显示于图12中。另亦可使用塑料流道的另一种结构，其中该流道是由一在加大的可移动芯部与该模板之间的沟槽所形成，这显示于图11中。
依据这中空管状实施例，可使用如上述图5A-图5E或图6A-图6E的任一种塑料排出方法。在任一另外的实施例中，该熔融塑料被排回进入该成型机缸体(cylinder)中，也或者而不是进入一副型腔。该排出塑料迫使在该成型机的料筒中的螺杆后退以便提供在该缸体内的必要的受控制空间。
在这些其它的实施例中，该气体由该管状元件在相对端处的一锥形延伸部注入至该塑料进料浇道段。该气体注入器安装在一将该气体沿轴向注入该型腔中的可移动侧芯部上，因此可通过该进料浇道、流道、及浇口而将离开该锥形进料段的均匀塑料流排回至该成型机缸体中。该气体压力在该型腔中保持不变以迫使该塑料顶抵该型腔的表面，而此可得到良好的使用再现性并确保热由该塑料均匀地传导至该模具。
在制造一注射成型管状结构组件时，该组件可以被成型为单件式者且可以与另外的零件，如滑轮、具有靠模齿的齿轮一起成型，或者与螺纹、沟槽、或在该管段的外表面上的其它型面一起成型。这些另外的零件可以通过为它们在该型腔表面中车制可使用的型腔来形成。
在另一些实施例中，类似于以上各实施例，是使用一加压液体而不是加压气体，以便在该型腔中由于塑料材料的体积收缩或缩小而在该塑料材料中产生一中空腔，并且施加一填充压力。再有，该填充压力亦先在该塑料材料中产生一中空腔且施加一迫使该塑料材料顶抵该型腔的内表面的填充压力。该填充压力也被保持一段时间，其确保塑料材料的外表层固化而同时塑料的芯部仍是熔融的。接着，该加压液体将塑料材料由该型腔排入一个或多个副型腔，和/或回到该注射成型机料筒中，而该料筒则构成一副型腔。该液体是以水较为方便，但如果需要的话，也可使用其它液体。使用冷水也可以减少冷却阶段的时间且因此缩短循环时间。
图13与图14是使用液体而非气体作为加压流体且分别对应于图2与图4的两个图。
第13图的图包括使用该成型机以保持压力来填充该塑料的步骤，如线64所示。该成型机填充该塑料的时间以箭号66表示，此时间可以依需要调整。
然后，如线68所示，该加压液体被注入在该型腔中的塑料材料中，并且对该塑料材料施加一进一步的填充压力，接着该成型循环继续进行，如上述图2一样。
在该型腔填充有塑料时，以及在该型腔填充有塑料且在开始注入加压液体时，以压力填充该塑料的能力均有助于确保该模具表面的准确再现性而该塑料不会从该表面收缩。
第14图的图显示另一种方法，其中该型腔以塑料材料填充，且在将该加压液体注入该塑料材料之前没有填充该塑料材料的步骤。然后，该成型循环继续进行如上述第4图一样。
使用液体而非气体作为该加压流体的一个优点是可在该塑料材料内提供一较平滑的内壁表面，而这在图9至图12的上述实施例的管状产品中特别需要。另一个优点是气体会渗透该塑料材料的壁，而通过使用液体作为加压流体可避免或减少渗透。
在另一个实施例中，该副型腔或至少一个副型腔设置在模具中，而不是型腔中，该副型腔连接到流动流道或导管，其中该塑料通过该流动流道或导管注入型腔。
替换地或另外，该副型腔或至少一个副型腔在位于型腔中并邻近在型腔中的塑料喂料位置的一个位置处连接到型腔。
在任一情形中，接着，该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中及塑料喂料位置和该或每一个副型腔两者的下游处，从而从型腔中排出塑料材料是在基本上与在型腔填充期间的塑料流动相反的方向上进行。

Claims (68)

1. 一种用于注射成型一中空塑料物品的方法，其包含以下步骤：
(a)将一定量的熔融塑料材料注入一型腔中以至少大致地充满该型腔；
(b)将加压气体或加压液体注入该型腔中的塑料材料中；
(c)使在该模具中的熔融塑料材料的一部分被排入至少一个与该型腔连接的副型腔中；
(d)使该型腔中的剩余塑料材料固化；
(e)将该气体或液体排出该型腔；和
(f)从该模具中取出该塑料物品；
其特征在于：为了在将塑料材料的一部分排入所述的至少一个副型腔中之前施加一填充压力于该塑料材料上，保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力一段时间；其中保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力的步骤确保该塑料材料抵着型腔的壁表面，并且该塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该将塑料材料注入该型腔的步骤包括施加一填充压力于所述塑料材料的步骤。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：包括在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力的步骤。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：一注射成型机被用来将该塑料材料注入该型腔中，并施加一初始填充压力于该塑料材料，该加压气体或液体施加一进一步的填充压力于在该型腔中的塑料材料。
5. 如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：还包括在将气体或液体注入该塑料材料之前施加该填充压力于该型腔中的塑料材料注入压力一预定时间的步骤。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该排出步骤是通过开启一在连接该型腔与该或各个副型腔的流道或导管中的阀，而同时维持在该型腔中的气体或液体压力来实现的。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：欲成型的该塑料物品具有至少一个比其它区段厚的区段，并且加压气体或液体的注入被引导至该较厚段以在其中形成一中空部分。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：包括调整该至少一个副型腔的体积以便从该型腔排出一定量的塑料材料的步骤。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该塑料材料的一些部分可被排入至少两个副型腔中。
10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：设置有至少两个副型腔，并且使在该模具中的塑料材料的一些部分被排入副型腔中的步骤包含开启在各个连接该型腔与副型腔的流道或导管中的阀构件。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于：还包含依序控制阀构件的开启以将塑料材料选择性地排入该至少两个副型腔中的步骤。
12. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法是用于注射成型一中空塑料管状物品，该型腔具有一大致锥形的入口部分，一长形中央部分及一出口部分。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于：该锥形部分具有一尖端，并且该气体或液体在该尖端处被注入该塑料材料中。
14. 如权利要求12或13所述的方法，其特征在于：该出口部分包含一第二大致锥形部分，该锥形出口部分具有一尖端并且该塑料材料是通过该尖端从该型腔排入该副型腔。
15. 如权利要求12所述的方法，其特征在于：该塑料材料在该锥形入口部分被注入该型腔，并且当该型腔被填充时保持与该型腔的表面接触。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于：包括一用于将该塑料材料注入该锥形入口部分的环形浇道机构。
17. 如权利要求12所述的方法，其特征在于：包括修整该物品的至少一端以形成一管状物品的步骤。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于：该物品是被修整以形成一横截面大致恒定的管状物品。
19. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该塑料材料由具有一料筒与喷嘴的注射成型机注入该型腔，该方法还包括使在该模具中的塑料材料的一部分被排出回到该注射成型机的料筒中的步骤，该料筒构成该副型腔或该副型腔之一。
20. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的阀通过注入气体所施加的选择压力的应用以及依序至该塑料材料的压力传动来打开。
21. 如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，每个阀构件通过注入气体所施加的选择压力的应用以及依序至该塑料材料的压力传动来打开。
22. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：包括沿着一流动路径将塑料材料注入到型腔中，以及使塑料材料的一个或多个部分被排入与流动路径连接的一副型腔或多个副型腔中。
23. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
24. 一种用于注射成型一中空塑料物品的方法，该方法使用一具有一料筒与喷嘴的注射成型机和一其中具有一型腔的模具，而该型腔具有一界定出该物品的至少一部分的形状，该方法包含以下步骤：
(a)将一定量的熔融塑料材料由该注射成型机注入该型腔中至少到大致充满该型腔；
(b)将加压气体或加压液体注入该型腔中的塑料材料中；
(c)使在该模具中的熔融塑料材料的一部分排回到该注射成型机的料筒中；
(d)使该型腔中的其余塑料材料固化；
(e)将该气体或液体由该型腔中排出；及
(f)将该塑料物品从该模具中取出；
其特征在于：为了在将模具中的塑料材料的该部分排回到注射成型机的料筒之前施加一填充压力于该塑料材料上，保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力一段时间。
25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：保持该气体或液体施加在型腔中的塑料材料上的压力的步骤确保该塑料材料抵着型腔的壁表面，并且该塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
26. 如权利要求24或25所述的方法，其特征在于：该将塑料材料注入该型腔的步骤是在未填充该塑料材料的情形下实施的。
27. 如权利要求24或25所述的方法，其特征在于：该注射成型机被用来在将加压气体或液体注入该塑料材料之前，施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力。
28. 如权利要求27所述的方法，其特征在于：包含在将气体或液体注入该塑料材料之前，对在该型腔中的塑料材料注入压力施加该填充压力一段预定时间的步骤。
29. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：该使塑料材料可被排出回到该注射成型机的料筒中的步骤受到控制，使得一预定量以一受控方式排出。
30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于：被排出的塑料材料的量是通过控制由该塑料材料使在该注射成型机的料筒中的注入活塞或螺杆收缩的速度及/或程度来控制的。
31. 如权利要求29或30所述的方法，其特征在于：被排出的塑料材料的量是通过设定一位于在该型腔与该注射成型机的料筒之间的流动路径中的截流阀构件的关闭时间来控制的。
32. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：该气体或液体在一远离该注射成型机的喷嘴的位置处注入该塑料材料中。
33. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：该塑料物品具有至少一个比其它区段厚的区段，且该加压气体或液体被导入该较厚段以在其中形成一中空部分。
34. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：该使在该模具中的塑料材料的一部分可被排回到该注射成型机的料筒中的步骤包含开启一位于在该型腔与该注射成型机的料筒之间的流动路径中的截流阀构件。
35. 如权利要求34所述的方法，其特征在于：该阀构件被包括在内，成为该注射成型机的喷嘴的一部分。
36. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：在该模具中的塑料材料的一第一部分可被排出回到该注射成型机的料筒中，并且包含可使在该模具中的塑料材料的各个第二部分被排入一个或多个与该型腔连接的副型腔中的步骤。
37. 如权利要求36所述的方法，其特征在于：该使塑料材料的一个或多个第二部分被排入各个副型腔中的步骤包含开启一位于在该型腔与该副型腔之间的流动路径中的阀构件。
38. 如权利要求36或37所述的方法，其特征在于：包括沿着一流动路径将塑料材料注入到型腔中，以及使塑料材料的一个或多个部分被排入与流动路径连接的一副型腔或多个副型腔中。
39. 如权利要求36或37所述的方法，其特征在于：该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
40. 如权利要求38所述的方法，其特征在于：该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
41. 如权利要求39所述的方法，其特征在于：该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
42. 如权利要求24所述的方法，其特征在于：在一个型腔中设有至少两个气体或液体注入位置。
43. 如权利要求42所述的方法，其特征在于：包括在型腔中从每个气体或液体的喂料位置开始顺序地控制气体或液体注入的启动。
44. 一种用于注射成型一中空塑料物品的装置，其包含：
一具有一界定出该物品的至少一部分的型腔和连接于该型腔的至少一个副型腔的模具；
一用于将一定量的熔融塑料材料注入该型腔中至少到大致充满该型腔的装置；及
一用于将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料中的装置；
其特征在于：设置有控制设备，用于在该型腔中的剩余塑料材料固化并且该气体或液体从型腔中排出以从型腔中取出塑料物品之前，保持该气体或液体施加在该型腔中的塑料材料上的压力一段时间，以便在使该模具中的塑料材料的一部分排入所述的至少一个副型腔中之前施加填充压力至塑料材料；该或每一个副型腔通过含有一由所述的控制装置控制的阀的一流动流道或导管连接到所述的型腔，其中该控制装置保持施加在型腔中的塑料材料上的气体和液体压力一段时间，以确保塑料材料抵靠着型腔的壁表面及塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
45. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：一注射成型机被用来在未填充该塑料材料的情形下将该塑料材料注入该型腔。
46. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：一注射成型机被用来将该塑料材料注入该型腔中，并且在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前，施加一填充压力于该型腔中的塑料材料注入压力。
47. 如权利要求46所述的装置，其特征在于：该控制设备可在将气体或液体注入该塑料材料之前，施加该填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力一预定长的时间。
48. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：该型腔通过一各自的流动流道或导管连接到至少两个副型腔，流动流道或导管的每一个均含有一受控阀。
49. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：用于将塑料材料注入型腔中的装置为一带有料筒和喷嘴的注射成型机，该喷嘴流动连接于型腔，且该料筒构成另一个副型腔。
50. 如权利要求49所述的装置，其特征在于：包括有一截流阀，位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间。
51. 如权利要求50所述的装置，其特征在于：该阀构件被包括在内，作为该注射成型机的喷嘴的一部分。
52. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：为了注射成型一中空塑料管状物品，该型腔具有一大致锥形入口部分、一长形中央部分和一出口部分。
53. 如权利要求52所述的装置，其特征在于：该锥形部分具有一尖端，且该流体在该尖端处被注入该塑料材料。
54. 如权利要求52或53所述的装置，其特征在于：该出口部分包含一第二大致锥形部分，而该锥形出口部分具有一尖端并且该塑料材料是通过该尖端由该型腔排入该副型腔的。
55. 如权利要求52所述的装置，其特征在于：包括一用于将该塑料材料注入该锥形入口部分的环形浇道机构。
56. 如权利要求52所述的装置，其特征在于：包括一用以修整该物品的至少一端以形成一管状物品的装置。
57. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：包括有一流动流道或导管，其中塑料通过该流动流道或导管注入型腔中，并且一个或多个副型腔连接到该流动流道或导管。
58. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：该或每个副型腔在位于型腔内、邻近型腔中的塑料喂料部分的一个位置处与型腔连接。
59. 如权利要求57或58所述的装置，其特征在于：该气体或液体的注入位置可被设置在型腔中并且位于塑料喂料位置和该或每一个副型腔两者的下游处，从而塑料材料的排出是在与在型腔填充期间的塑料流动基本上相反的方向上进行。
60. 如权利要求44所述的装置，其特征在于：在一个型腔中设有至少两个气体或液体注入位置。
61. 如权利要求60所述的装置，其特征在于：包括从每个注射器开始顺序地控制气体或液体注入的启动的控制装置。
62. 一种用于注射成型一中空塑料物品的装置，其包含：
一注射成型机，具有一料筒与一喷嘴；
一模具，其中具有一界定出该物品的至少一部分的型腔，用于连接将一定量的熔融塑料材料从该注射成型机注入该型腔的该喷嘴；及
用于将加压气体或加压液体注入在该型腔中的塑料材料的装置；
其特征在于：设置有控制设备，用以在该型腔中的剩余塑料材料固化并且该气体或液体从型腔中排出以从型腔中除去塑料物品之前，保持该气体或液体施加在该型腔中的塑料材料的压力一段时间，以便在使该型腔中的熔融塑料材料的一部份排入注射成型机的料筒之前施加填充压力至塑料材料。
63. 如权利要求62所述的装置，其特征在于：该控制装置保持施加在型腔中的塑料材料上的气体和液体压力一段时间，以确保塑料材料抵靠着型腔的壁表面及塑料材料的外表层固化而同时塑料材料的芯部仍是熔融的。
64. 如权利要求62或63所述的装置，其特征在于：该注射成型机被用来在未填充该塑料材料的情形下将该塑料材料注入该型腔。
65. 如权利要求62或63所述的装置，其特征在于：该注射成型机在该加压气体或液体注入在该型腔中的塑料材料之前，施加一填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力。
66. 如权利要求65所述的装置，其特征在于：该控制设备在将气体或液体注入该塑料材料之前，施加填充压力于在该型腔中的塑料材料注入压力一预定长的时间。
67. 如权利要求62所述的装置，其特征在于：包括一截流阀构件，其位于该流动路径中且在该型腔与该注射成型机的料筒之间。
68. 如权利要求67所述的装置，其特征在于：该阀构件被包括成为该注射成型机的喷嘴的一部分。
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