CN102264520B - 通过无线控制形成模制品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于通过无线控制来形成模制塑料品的方法和模制系统(1)。模制系统包括适合于与一个或多个自推进式托架(15)的托架控制器(45)进行无线通信的主控制器(12)。每个托架(15)包括确定托架的位置的托架位置指示器(62)，托架的位置被实质上连续地传送至托架控制器(45)，然后从托架控制器被实质上连续地且无线地传递至主控制器(12)。主控制器(12)将定位指示(例如聚合物注入台定位指示)无线地传递至每个托架控制器(45)，托架控制器(45)相应地将操作定位指令提供至每个托架的各自的推进系统(30)，以便重新定位至少一个托架。根据模制系统的状态尤其是模制系统内的不同托架的位置，主控制器还将指令提供给模制系统中的其它次级控制器。例如，由于托架(15)被定位在聚合物注入台(18)中，主控制器(12)将一个或多个聚合物注入指示传递至聚合物注入控制器(68)，聚合物注入控制器(68)然后将操作聚合物注入指令提供至聚合物注入设备(71)例如挤压机，从而导致聚合物组分被注入而与模具(24)的内模具表面(27)接触，并相应地导致模制品的形成。
Description
本申请要求2008年10月23日提交的美国临时专利申请61/107,716的优先权。
发明领域
本发明涉及一种用于形成模制塑料制品的方法和模制系统。尤其是，本发明涉及通过无线控制来执行模制操作。
发明背景
模制塑料制品的形成通常涉及许多操作，例如将塑料材料(例如熔融的塑料材料)注入模具中或注到模具上，在模具内或上形成模制品(这通常涉及冷却序列)，以及从模具移除模制品。在压缩模塑的情况中，压缩操作被实施，在该压缩操作中，例如上半模具抵着先前被注入下半模具中或注到下半模具上的塑料材料而被压缩。
虽然不同的模制操作可在同一位置被实施，但这可能导致生产效率低。例如，在模制操作、冷却操作和脱模操作期间，用于将塑料材料注入模具(例如挤压机)中的设备通常必须保持闲置，直到其它操作完成且模具被清理。
为了提高生产效率，不同的模制操作可被设置在分离的位置或台，并且一个或多个(通常两个或更多个)模具在不同的台之间移动。这允许不同操作的同时执行。在一种方法中，两个或更多个模具沿着具有分离的模具操作台(例如分离的聚合物注入台、模制或压缩台以及脱模台)的线性路线前后移动。然而，使用线性路线方法，通常至少一个操作一般在线性路线的末端处或附近必须被重复，这可导致增加的设备成本。例如，脱模台可能必须位于线性路线的两端，且分离的压缩模制台插在每个末端脱模台和单个位于中央的聚合物注入台之间。
在另一种方法中，在每个臂的端部具有模具的旋转臂系统可被采用。利用旋转臂系统的每次被记录的旋转，每个模具从一个台移动至下一台。然而，旋转臂模制系统不是特别好地适用于需要使一个或多个模具以不同的线性速度移动的模制工艺。使用一般是刚性的旋转臂模制系统，当一个臂移动时，所有其它臂也移动。例如，在压缩模制工艺中，当塑料材料被注入下模具中时，下模具可能必须相反地和/或以可变化的线性速度移动(例如以实现塑料材料在内模具表面上的实质上均匀的分布)。在其它操作例如压缩模制操作期间的模具的线性运动通常是不合乎需要的。另外，大模制品的形成需要大型的、昂贵的且通常笨重的旋转臂系统的结构，其很难操作。
因而，需要发展用于形成模制塑料制品的新方法和系统。尤其是，这种新开发的方法和系统允许伴随着最少的操作和装置重复以及提高生产效率的分离的且优选地不同的模制相关操作的同时执行是合乎需要的。
发明内容
通过本发明来满足这种需要，本发明提供一种形成模制品的方法，该方法包括：提供模制系统，该模制系统包括：适合于进行无线通信的主控制器；至少一个托架，每个托架是自推进的并且包括具有内模具表面的模具、包括驱动地连接至驱动机构的驱动发动机的推进系统、操作地连接至推进系统的托架控制器、以及连接至托架控制器的托架位置指示器，托架控制器适合于与主控制器无线地通信；聚合物注入台，其包括聚合物注入设备、操作地连接至聚合物注入设备的聚合物注入控制器，并且主控制器可控地连接至所述聚合物注入控制器；以及模制品移除台，其中主控制器相对于每个托架、聚合物注入台和模制品移除台被远程地定位，每个托架在聚合物注入台和模制品移除台之间是双向地可定位的，主控制器适合于与每个托架控制器无线地且可控地通信，并且主控制器没有到每个托架的物理连接；通过每个托架的托架位置指示器来实质上连续地确定每个托架的位置；从托架位置指示器将每个托架的位置实质上连续地传送至每个托架的托架控制器，并且从每个托架的托架控制器将每个托架的位置实质上连续地且无线地传递至主控制器；从主控制器将聚合物注入台位置指示无线地传递至托架控制器，并且从托架控制器将操作聚合物注入台定位指令提供至推进系统并相应地控制托架的运动，由此将托架定位在聚合物注入台；从主控制器将聚合物注入指示传递至聚合物注入控制器，并且从聚合物注入控制器将操作聚合物注入指令提供至聚合物注入设备，由此使聚合物组分从聚合物注入设备注入而与模具的内模具表面接触，从而形成模制品；从主控制器将模制品移除台定位指示无线地传递至托架控制器，并且从托架控制器将操作模制品移除台定位指令提供至推进系统并相应地控制托架的运动，由此将托架定位在模制品移除台；以及在模制品移除台从托架的模具移除模制品。
根据本发明，还提供一种如以上所述的模制系统，其中，主控制器相对于每个托架、聚合物注入台和模制品移除台被远程地定位，每个托架在聚合物注入台和模制品移除台之间是双向地可定位的，主控制器适合于与每个托架控制器无线地且可控地通信，并且主控制器没有到每个托架的物理连接，另外其中模制系统的操作包括，通过每个托架的托架位置指示器来实质上连续地确定每个托架的位置，从托架位置指示器将每个托架的位置实质上连续地传送至每个托架的托架控制器，并且从每个托架的托架控制器将每个托架的位置实质上连续无线地传递至主控制器，从主控制器将聚合物注入台定位指示无线地传递至托架控制器，并且从托架控制器将操作聚合物注入台定位指令提供至推进系统并相应地控制托架的运动，托架由此被定位在聚合物注入台，从主控制器将聚合物注入指示传递至聚合物注入控制器，并且从聚合物注入控制器将操作聚合物注入指令提供至聚合物注入设备，聚合物组分作为结果从聚合物注入设备注入而与模具的内模具表面接触，模制品由此作为结果被形成，以及从主控制器将模制品移除台定位指示无线地传递至托架控制器，并且从托架控制器将操作模制品移除台定位指令提供至推进系统并相应地控制托架的运动，托架由此被定位在模制品移除台，其中模制品从模具被移除。
表征本发明的特征在权利要求中被特别指出，权利要求被附加到本公开并且形成本公开的一部分。从本发明的优选的(虽然是非限制性的)实施方式被示出和描述的下面的详述和附图中，本发明的这些和其它的特征、本发明的操作优势和通过本发明的使用而获得的特定目标将被更全面地理解。
如在本文和权利要求中所使用的，方位和位置的术语例如“上”、“下”、“内”、“外”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”和相似术语用于如附图中所定向和描绘的来描述本发明。除非另外指明，这样的术语的使用不是用来表示对本发明的范围的限制，因为本发明可采用可选的位置和方位。
除非另外指明，如在本文和权利要求中所使用的所有数字或符号例如表示结构尺寸、成分数量等的那些数字或符号被理解为在所有实例中通过术语“大约”来修改。
附图的简要说明
图1是根据本发明的模制系统的俯平面示意图；
图2是根据本发明的包括多个托架的模制系统的透视图；
图3是被连接至本发明的模制系统的不同的次级控制器的主控制器的示意图；
图4是根据本发明的托架的推进系统的正视示意图；
图5是被连接至根据本发明的模制系统的托架的不同元件的托架控制器的代表性示意图；
图6是聚合物注入台的代表性示意图，其中聚合物注入台的聚合物注入控制器被连接至根据本发明的模制系统的聚合物注入台的不同元件；
图7是连接在根据本发明的模制系统的托架和升高的电力条(powerstrip)之间的可移动的电源的正视示意图；
图8是根据本发明的模制系统的压缩模制台的正视示意图；
图9是片口模的代表性透视图，片口模具有从其细长狭槽露出的加热的热塑性片；
图10是图9的片口模的底部的平面视图，其示出片口模的有效的细长狭槽；
图11是托架位置指示器系统的代表性的示意性透视图，其中托架位置指示器系统的相互作用装置包括物理地跳闸的开关装置；
图12是托架位置指示器系统的代表性的示意性透视图，其中托架位置指示器系统的相互作用装置包括光学装置；
图13是可用在本发明中的片材模制设备的代表性透视图，加热的热塑性片从片口模露出；
图14是图13的片模制设备的代表性透视图，该片模制设备还包括用于第一模具部分的挤压机和分离的真空泵；
图15是图13的片模制设备的代表性透视图，其中加热的热塑性片横跨片保持架的一部分并且在所述第一模具部分的一部分之上延伸；
图16是图15的片模制设备的代表性透视图，其中加热的热塑性片与片口模分离并且被保持在每个片保持架的夹紧部分内；
图17是图16的片模制设备的代表性透视图，其中框架与被保持在每个片保持架的夹紧部分内的加热的热塑性片一起竖直地向下移动；
图18是图17的片模制设备的代表性透视图，其中加热的热塑性片由降低的压力拉成与第一模具部分的内表面轮廓匹配地接触，同时仍被保持在片保持架的夹紧部分内；
图19是图15的片模制设备的代表性供替代的透视图，其提供第二螺杆致动器组件(580)的透视图；
图20是仅有第一模具部分、框架和片保持架的代表性俯平面视图，且框架实质上位于其竖直下垂物的底部附近；
图21是与图20的那些部件布置相似的第一模具部分、框架和片保持架布置的代表性部分剖面透视图，其显示出在开启和关闭位置之间的不同阶段中的片保持架的夹紧构件；
图22是朝向片保持架的背面部分的代表性透视图，该片保持架可与本发明的片模制实施方式一起使用；
图23是朝向图22的片保持架的正面部分的代表性透视图；
图24是朝向图22的片保持架的正面部分的代表性透视图，其显示出片保持架的下侧；
图25是加热的热塑性片的第二表面的代表性平面视图，在本发明的片模制实施方式中该加热的热塑性片被形成并且被使用；以及
图26是如图18中所描绘的模制设备的一部分的代表性的部分侧剖面视图，模制设备还包括第二模具部分。
在图1至图26中，相似的参考数字表示相同的部件和结构特征，除非另外指明。
发明的详细描述
参考图1，本发明的方法涉及提供模制系统1，该模制系统1包括适合于进行无线通信的主控制器12。模制系统还包括至少一个托架15、聚合物注入台18和模制品移除台21。主控制器相对于模制系统的每个托架和每个台(例如聚合物注入台、可选的压缩模制台和模制品移除台)被远程地定位。
模制系统的每个托架(例如托架15)是自推进式的并且包括具有内模具表面27的模具24。由托架支撑和输送的模具可选自本领域公认的模具，包括例如注塑模具、压缩模具和/或热成型模具。在注塑模制的情况中，存在于托架上的注塑模具通常具有实质上封闭的内模具空间(由两个或更多个双向地可定位的并且邻接的模具部分界定)，热塑性或热固性塑料组分被注入其中。使用压缩模制，压缩模具通常包括存在于托架上的下模具部分，且塑料材料被沉积在下模具部分上，然后下模具部分在托架上被输送至压缩模制台，上模具部分在压缩模制台压缩地与先前沉积的塑料材料接触。使用热成型工艺，热成型模具存在于托架上，且加热的热塑性片紧密地与热成型模具的模具表面接触。
参考图4，每个托架还包括推进系统30，推进系统30包括驱动地连接至驱动机构36的驱动发动机33。推进系统允许每个托架在模制系统的不同台(例如聚合物注入台、可选的压缩模制台和模制品移除台)之间双向地且独立地可定位。驱动机构可选自已知的驱动机构，例如轮(例如光轮和齿轮)和/或轨道，其可驱动地且直接地接合地面或地板或另一元件，例如导向轨道。为了参考且如附图中所描绘的，驱动机构36是相当光的轮的形式，其摩擦地、旋转地且驱动地与导向轨道39接合，正如将在本文中被进一步详细讨论的。驱动发动机可通过合适的装置例如通过链、皮带或驱动轴驱动地连接至驱动机构。例如，驱动发动机33通过驱动轴42驱动地连接至驱动机构36。
驱动机构可由合适的装置连接至托架。例如，驱动机构36由第一向上延伸的支撑件48和第二向上延伸的支撑件51连接至托架15。第一和第二驱动机构支撑件(例如48、51)可被附接至旋转地与托架的下侧接合的板(未示出)。驱动发动机33还通常被固定地附接至托架。例如，驱动发动机33通过向上延伸的支撑件56而被附接至托架15的下侧53。见图4和图8。
模制系统的每个托架可以可选地且独立地还包括转向机构(未示出)，该转向机构可选自本领域公认的转向机构。转向机构可以是推进系统的部分和/或与推进系统分离，且尤其是托架的驱动机构的部分。例如，驱动机构36可以围绕其竖直轴可控地旋转，由此驱动托架并使托架转向。可选地，或除此之外，托架可包括与驱动机构36分离的一个或多个轮，这些轮每个都是围绕它们的竖直轴可控地可旋转的。在实施方式中，托架的驱动机构是两个分离的且实质上平行的轨道的形式，每个轨道被单独地驱动(例如通过传动装置)。为了使托架转向或转动：一个轨道在另一个轨道继续被驱动的同时可被停止；或每个轨道可在与另一个轨道相反的方向上被驱动。
托架15还包括托架控制器45(在图4中)，托架控制器45适合于与主控制器12无线地通信。托架控制器操作地连接至托架的推进系统。如在本文和权利要求中所使用的，术语“操作地连接”和相似的术语例如操作连接意指次级控制器(例如托架控制器)连接至装置(例如托架推进系统)，以便控制装置的操作。如本文中所使用的，术语“次级控制器”和相似的术语意指不同于主控制器并且控制模制系统的一部分(例如托架或台)的操作的控制器。使用本发明的模制系统，次级控制器包括但不限于托架控制器、聚合物注入控制器、可选的压缩模具控制器和可选的模制品移除台控制器。
在次级控制器和装置(其操作由次级控制器控制)之间的操作连接可以是无线连接(例如包括无线通信)或物理(或直接)连接。本发明中的物理连接可选自机械连接和/或电连接，且更通常地选自电连接。可用在本发明的方法和系统中的物理连接通常地选自硬接线连接，例如金属电缆(例如包括铝和/或铜电缆)和/或光纤电缆，并且可更特别地选自以太网电缆、装置网络电缆和/或串行电缆。通常地，在本发明中，诸如托架控制器或台控制器的次级控制器与特定装置之间的操作连接是物理连接，且尤其是硬接线连接。以模拟和/或数字形式的操作指令和/或数据可通过操作连接被传递或传送。更具体地，根据诸如多路传输的本领域公认的方法通过单个操作连接(例如物理或无线操作连接)可同时传送以模拟和/或数字形式的多个信号和/或数据。
参考图4，托架控制器45通过物理连接59操作地连接至推进系统30。尤其是，托架控制器45通过物理连接59操作地连接至驱动发动机33。通过经由物理连接59发送的模拟和/或数字信号，托架控制器45可控制驱动发动机33和相应地推进系统30的操作。另外，通过同一物理连接59，托架控制器45可接收来自驱动发动机33的模拟和/或数字信号。
托架还包括被连接至托架控制器的托架位置指示器。正如将在本文中被进一步详细讨论的，当托架在模制系统的不同台当中或之间移动时，托架位置指示器单独地或者与从托架分离的元件(例如分离的位置指示器或台位置指示器)组合地确定托架的位置。托架的位置从托架位置指示器被传送至托架控制器；然后从托架控制器无线地传送至主控制器。在托架控制器和托架位置指示器之间的连接可以是无线或物理连接，且更通常地是物理连接。参考图5，托架控制系统3包括托架位置指示器62，托架位置指示器62通过物理连接65连接至托架控制器45。托架控制器45和托架位置指示器62之间的通信的特性通常涉及从指示器62至托架控制器45的数据传输，并且通常不涉及从托架控制器45至指示器62的操作指令的传输。因此，托架控制器和托架位置指示器之间的连接主要是数据传输连接，而不是操作连接。
本发明的模制系统还包括聚合物注入台。参考图1，聚合物注入台18包括操作地连接至聚合物注入设备71的聚合物注入控制器68。聚合物注入控制器68和聚合物注入设备71之间的操作连接可以是无线或物理连接，并且更通常地是诸如物理连接74的物理连接。聚合物注入控制器68通过物理连接74来控制聚合物注入设备71的操作。主控制器12可控地连接至聚合物注入控制器68。主控制器12和聚合物注入控制器68之间的可控连接可以是无线或物理连接，并且更通常地是诸如物理连接77的物理连接。
聚合物注入设备可选自例如技术人员已知的设备，例如单螺杆挤压机、共同或反向旋转的双螺杆挤压机、诸如BANBURY混合机的内部混合机或混配机、及其组合。通常地，聚合物注入设备是挤压机，并且尤其是具有多个可变地配置的螺杆螺纹和温度控制区的单螺杆挤压机。
如本文和权利要求中所使用的，术语“可控地连接”和相似术语例如控制连接意指模制系统的主控制器和次级控制器(例如托架控制器或台控制器)之间的连接。主控制器通过控制连接来给不同的次级控制器提供指示。如本文和权利要求中所使用的，术语“指示”意指从主控制器提供至次级控制器的一个或多个指令。在本发明的方法和设备中，主控制器监视并记录模制系统内的所有操作，并且在特定的时间(根据模制系统的状态)给次级控制器提供指示，这然后使次级控制器将操作指令提供至它们操作地连接到的不同的装置。
主控制器是基于处理器的控制器，该基于处理器的控制器具有包含多个控制程序的至少一个处理器，可被描述为包含多个控制程序的主可编程控制器。次级控制器每个可独立地是基于处理器的控制器或不基于处理器的控制器。基于处理器的次级控制器具有包含一个或多个操作计算机程序(例如开环和/或闭环计算机程序或软件)的至少一个处理器，并且在每种情况中可被描述为包含至少一个操作程序的次级可编程控制器。不基于处理器的次级控制器通常没有处理器单元，并且替代地包括模拟和/或数字电路。更通常地，次级控制器是基于处理器的控制器。当指示从主控制器被传递至次级控制器时，次级控制器的一个或多个程序(在基于处理器的次级控制器的情况中)或电路(在不基于处理器的次级控制器的情况中)被启动。当从主控制器接收到指示时，次级控制器的操作程序或电路可顺序地和/或同时地(例如以级联方式和/或一致地)操作。来自主控制器的指示可具有相对简单的格式并且实质上起到开-关或行-止指令的作用。可选地，来自主控制器的指示可具有例如包括多个指令的更复杂的格式。
在本发明的实施方式中，主控制器和每个次级控制器都是基于处理器的控制器。更具体地，主控制器是包括多个控制程序的主可编程控制器；并且每个次级控制器独立地是包括至少一个操作程序的次级可编程控制器，例如，作为包括至少一个操作程序的托架可编程控制器的托架控制器，以及作为包括至少一个操作程序的聚合物注入可编程控制器的聚合物注入控制器。
可参考图3来更具体地描述基于处理器(或可编程)的控制器例如主控制器的各种部件。如图3中所描绘的，主控制器12包括主中央处理器单元156，主中央处理器单元156通常包含多个控制程序(例如设计成指示并控制模制系统的不同台的操作的计算机程序)或对这些控制程序是可操作的。通常地，主控制器的计算机程序或程序选自诸如RSLogix 5000的梯式逻辑计算机程序，梯式逻辑计算机程序可在市场上从RockwellAutomation买到。主中央处理器单元156通常通过主数据库连接162连接至主数据库单元159。主数据库单元159通常包括多个数据库(例如，如所示的DBi到DBn)，数据被存储在这些数据库中，和/或经由数据库连接162被主中央处理器单元156检索。主控制器12可以可选地还包括主存储器单元165，主存储器单元165通过主存储器连接168连接至主中央处理器单元156。可选的主存储器单元165可被用于储存另外的信息，例如数据、数据库和/或一个或多个计算机程序。在可选的配置中，主数据库单元159和主存储器单元165被组合并且一起形成实质上整体的数据库/存储器单元。
主用户接口单元171还通常形成主控制器12的一部分，并且通过主用户接口连接174连接至主中央处理器单元156。主用户接口单元171通常包括键盘单元和视觉监视单元(未示出)。主用户接口单元171允许用户与主可编程控制器12尤其是其主中央处理器单元156(例如输入和/或检索数据、输入命令、输入程序和/或监视包括其任何台的模制系统的状态)通过接口连接。主控制器12可以可选地包括连接至主中央处理器单元156的一个或多个数据传输端口(未示出)，其允许数据和/或程序传输入和/或传输出主中央处理器单元156。在实施方式中，数据传输端口选自通用串行总线(或USB)端口，USB电缆的适配器或闪(或记忆棒)存装置被容纳在USB端口中。
主控制器12还通常包括主输入-输出单元80，主输入-输出单元80通过主输入-输出连接177连接至主中央处理器单元156。主输入-输出单元80是主要单元，通过其主处理器单元156将指示提供至模制系统的不同的次级控制器，并且可选地通过无线和/或物理控制连接从模制系统的不同的次级控制器接收数据。主输入-输出单元80通过物理控制连接77可控地连接到聚合物注入控制器68；通过物理控制连接183可控地连接到可选的压缩模具控制器180；以及通过物理控制连接189可控地连接到可选的模制品移除台控制器186。主输入-输出单元80还包括无线通信节点83(例如，射频收发器)，如箭头89和92所示，无线通信节点83提供与托架控制器45的无线通信节点86的无线通信(例如，无线控制连接)。
主控制器的不同单元可实质上被容纳在单个壳体单元192内。通常地，主中央处理器单元156、主数据库单元159和可选的主辅助存储器单元165被容纳在壳体单元192内，并且主用户接口单元171和/或主输入-输出单元80或其部分可以可选地位于壳体192的外部。
如根据图3的主控制器12所配置的和上面参考图3的主控制器12所述的，本发明的模制系统的基于次级处理器(或可编程)的控制器每个可独立地包括次级中央处理器器单元、次级数据库单元、次级可选的辅助存储器单元、次级用户接口单元和次级输入-输出单元。
每个次级可编程控制器通常包括：次级输入-输出单元，其可控地连接至主控制器的主输入-输出单元；和至少一个另外的次级输入-输出单元，其操作地连接至受到次级可编程控制器的控制或者与次级可编程控制器通信的一个或多个装置。特定的次级输入-输出单元可直接地连接(即，不是通过主控制器间接地连接)至另一个次级可编程控制器的次级输入-输出单元(例如，为了数据传输的目的)。更通常地，每个次级可编程控制器没有直接连接至任何其它的次级可编程控制器。更具体地，任何给定的次级可编程控制器的次级输入-输出单元没有直接连接至任何其它的次级可编程控制器的次级输入-输出单元。
虽然主可编程控制器和次级可编程控制器可以被相似地配置，例如参考图3所描述的，但主可编程控制器比每个次级可编程控制器一般具有更大的存储容量和处理器速度。例如，使用本发明的模制系统和方法，主可编程控制器通常处理3000与6000个之间的(例如4000个)输入和输出，而每个次级可编程控制器通常处理100与400个之间的(例如200个)输入和输出。
除了在主控制器的指导下操作外，次级控制器的一个或多个可部分地与主控制器分离地操作。例如，次级控制器可控制它可控地连接到(例如经由一个或多个反馈环)的装置的温度，而不需来自主控制器的指导。当聚合物材料未被注入成与模具的内模具表面接触时，聚合物注入控制器例如可将它可操作地连接到的挤压机的桶维持在基本阈值(或保持)温度。
主控制器还可通过控制连接从次级控制器接收数据。通过无线连接或物理连接，主控制器可被可控地连接至次级控制器。在本发明的模制系统和方法的具体实施方式中，主控制器通过无线控制连接可控地连接至每个托架控制器，且主控制器通过分离的物理控制连接可控地连接至所有其它的次级控制器(例如，聚合物注入控制器、可选的压缩模具控制器和可选的模制品移除台控制器)。如同操作连接一样，以模拟和/或数字形式的指示和/或数据可通过控制连接被传递或传送。更具体地，根据诸如多路传输的本领域公认的方法通过单个控制连接(物理或无线控制连接)可同时传送以模拟和/或数字形式的多个指示、信号和/或数据。
主控制器远离每个托架并且没有物理连接至每个托架，并且适合于与每个托架控制器无线地和可控地通信。相应地，每个托架控制器适合于与主控制器无线地通信。主控制器和每个托架控制器每个可适合于通过已知装置进行无线通信。例如，主控制器和每个托架控制器每个可包括输入-输出单元，输入-输出单元还包括无线通信节点。主控制器和每个托架控制器之间的无线通信可选自已知的无线通信装置，例如微波装置、红外线装置、光学装置(例如激光器)和射频装置。通常地，主控制器和每个托架控制器之间的无线通信通过射频装置来实现。射频装置的使用允许无线通信在缺乏视线的情况下实现(所谓的非视线通信)。例如，在900MHz范围(例如900MHz至928MHz)中的射频的使用提供无线通信，而不需要被定位在彼此的视线中的装置。
另外，为了使与每个托架控制器的主控制器的控制(例如托架控制器的无意的启动或去启动)的干扰减至最小并且相应地提高每个托架控制器的主控制器的控制(例如托架控制器的无意的启动或去启动)的安全性，来自主控制器的无线通信可被编码。例如，根据本领域公认的方法，数字射频(例如FM)编码算法可被采用。
在射频无线通信的情况中，主控制器和每个托架控制器每个可独立地包括分离的发射器单元和分离的接收器单元，或单个收发器单元。通常地，一个或多个收发器被使用。
为进一步的说明并参考图3，主控制器12包括输入-输出单元80，输入-输出单元80还包括无线通信节点83(例如射频收发器)。托架控制器45还包括无线通信节点86(例如射频收发器)。主控制器12的输入-输出单元80的无线通信节点83与托架控制器45的节点86之间的无线通信由箭头89和92图形地描绘。无线通信节点83可直接地附接至主控制器12的输入-输出单元80。可选地，无线通信节点83可远程地且物理地附接至输入-输出单元80(例如通过同轴电缆，未示出)。相似地，无线通信节点86可直接地附接至托架控制器45或远程地且物理地附接至托架控制器45(例如通过同轴电缆，未示出)。如果节点所附接至的控制器(主或次级)被有效地屏蔽(例如被屏蔽而不受通过射频辐射的穿透)，则对无线通信节点的物理远程连接例如同轴电缆的使用也许是合乎需要的。主控制器和/或托架控制器的屏蔽例如可由插入于其间的结构(例如结构支撑梁)和/或装置(例如在托架上的模具和/或热交换器)来产生。
在本发明的方法中，通过每个托架的托架位置指示器来实质上连续地确定每个托架的位置。参考图5，托架位置指示器62可单独地或与从托架分离的元件例如分离的位置指示器95组合地(例如通过相互作用)确定托架的位置，分离的位置指示器95可以是台位置指示器或另外的(即，非台)位置指示器，正如将在本文中被进一步详细讨论的。在实施方式中，包括具有三角测量算法的处理器的托架位置指示器与两个或更多个分离且固定的位置指示器顺序地或实质上同时地相互作用(例如通过反射的激光或反射的非光学电磁辐射)，由此通过三角测量来确定托架的位置。对于每个托架(例如15)，例如通过无线或物理连接，在每种情况中托架的位置于是从托架位置指示器(例如62)被实质上连续地传送至托架控制器(例如45)。在实施方式中，借助于(例如通过)物理连接65，托架(例如15)的位置从托架位置指示器62被传送至托架控制器45。见图1和图5。
每个托架的位置然后从每个托架控制器被实质上连续地且无线地传递至主控制器。例如，托架15的位置可从托架控制器45的无线通信节点86被无线地传递至主控制器12的无线通信节点83，如箭头92(图5)所示。
在每个托架的位置被无线地传递至基本控制器的情况下，在本发明的方法中，主控制器然后将聚合物注入台定位指示无线地传递到至少一个且更通常地单个托架控制器。主控制器通常包括包含多个计算机程序的处理器(例如主处理器156)。主处理器通常连接至主存储器单元(例如165)和/或主数据库单元(例如159)，托架位置被置入并储存(至少暂时地)于该主存储器单元(例如165)和/或主数据库单元(例如159)中。托架位置信息被传递至主处理器或由主处理器访问、由主处理器内的一个或多个程序处理，并因此确定通过主控制器将聚合物注入台定位指示无线地传递至哪个托架控制器。
接收被无线地传递的聚合物注入台定位指示的托架控制器然后将操作聚合物注入台定位指令提供至托架的推进系统。例如并参考图4，操作聚合物注入台定位指令可从托架控制器45通过物理连接59被传送至驱动发动机33，驱动发动机33通过驱动轴42使驱动机构36驱动地转动。相应地，托架的运动被这样控制，由此将托架定位在聚合物注入台(例如18)。
在本发明的方法中，当托架在模制系统的不同台之间或当中移动时，以下步骤定期地(例如以预定的时间间隔)且尤其是实质上连续地被执行：通过托架位置指示器确定每个托架的位置；将托架位置传送至托架控制器；以及将每个托架的位置无线地传递至主控制器。因此，当托架被定位在聚合物注入台时，其位置因而由托架位置指示器确定、被传送至托架控制器、然后从托架控制器被无线地传递至主控制器。
在托架被定位在聚合物注入台的情况下，聚合物注入指示然后从主控制器被传递至聚合物注入控制器。聚合物注入指示可通过无线连接或物理连接被传递。通常地，通过诸如物理连接77(图1)的物理连接，聚合物注入指示从主控制器(例如12)被传递至聚合物注入控制器(例如68)。通过无线或物理连接，且更通常地通过物理连接(例如74，图1)，聚合物注入控制器68然后将操作聚合物注入指令提供至聚合物注入设备(例如71)。在操作聚合物注入指令这样被提供至聚合物注入设备的情况下，聚合物组分由此被注入而与模具(例如24)的内模具表面(例如27)接触，并因而形成模制品。正如将在本文中被进一步详细讨论的，根据所涉及的具体模制操作(例如压缩模制或热成型)，为了这样形成模制品可能需要另外的模制步骤，例如压缩和/或真空步骤。
由聚合物注入控制器提供至聚合物注入设备的操作聚合物注入指令可包含多个分离的操作指令，这些指令被提供至聚合物注入设备的分离的部件和/或与聚合物注入设备相关。为了说明的目的，并参考图6，聚合物注入控制系统4包括挤压机71，挤压机71具有第一端98、末(或挤压)端101、位于第一端98处的发动机104以及位于第一端98与发动机104的下游但邻近第一端98与发动机104的进料口107。另外的进料口(未示出)例如注入口(例如液体和/或气体注入口)可定位成沿着桶110相对于进料口107的上游和/或下游。发动机104旋转并可选地纵向地使存在于挤压机71的桶110内的一个螺杆或多个螺杆往复运动。挤压机71的末端101通过插入的导管117与口模113(例如片口模)流体连通。
用在本发明的方法和设备中的挤压机通常包括沿着桶长度的一个或多个温度控制(例如加热)区。挤压机区的温度可由热交换流体例如油或更通常地一个或多个电加热线圈控制。如图6中所描绘的，挤压机71具有六个分离的温度控制区，每个温度控制区通过电连接123、126、129、132、135和138被电连接至温度控制器120，电连接123、126、129、132、135和138每个与环绕桶110的分离的电加热线圈(未示出)电接触。温度控制器120通常为电力单元，该电力单元沿着电连接(例如123)将电传送至电加热线圈。通过电连接(例如123-138)或通过分离的电力电缆(未示出)，电力可被直接地提供至桶加热线圈。如果电力通过分离的电力电缆被提供至挤压机的桶加热线圈，则电连接(例如123-138)可更多地用于启动和去启动加热线圈。
挤压机71与在其下端处具有出口144的聚合物进料箱141相关，出口144通过诸如闸门(或闸式)阀或蝶阀的阀147而双向地可闭合。出口144被定位，以便将箱141的内容物送入挤压机71的进料口107(例如竖直地位于进料口上方)。可选地，借助于在出口144与进料口107之间流体连通的导管(未示出)(例如通过流经那里的高速气流)，聚合物进料可从出口144被传送至进料口107。例如，容纳在箱141内的塑料进料是粒状或颗粒形式的热塑性进料。另外的进料箱(未示出)也可被定位，以便将另外的进料(例如玻璃纤维和/或其它塑料材料)注入进料口107。
聚合物注入控制器68通过操作物理连接74(a)操作地连接至挤压机发动机104；通过操作物理连接74(b)操作地连接至温度控制器120；以及通过操作物理连接74(c)操作地连接至口模113(其可以是片口模)。另外，通过操作物理连接150，聚合物注入控制器68操作地连接至聚合物进料箱141的阀147。
再次参考图1，在托架(例如15)被定位在聚合物注入台(例如18)的情况下，聚合物注入指示通过控制连接77从主控制器12被传递至聚合物注入控制器68。聚合物注入控制器68然后将操作指令同时地和/或顺序地提供至它被可控地连接到的聚合物注入台的不同元件或单元。例如，在图6中聚合物注入控制器68可经由操作连接150将操作指令提供至聚合物进料箱141的阀147，从而使阀147开启并将预定量的聚合物进料送入挤压机71的进料口107(并接着随后指示阀147关闭)。聚合物注入控制器68还经由操作连接74(a)将操作驱动指令提供至挤压机发动机104，使发动机104旋转挤压机71的桶110内的一个或多个螺杆。通过插入的传动装置(未示出)，发动机104通常连接至一个或多个螺杆。操作温度控制指令经由操作连接74(b)从控制器68被提供至温度控制单元120，并且温度控制单元120通过电连接123、126、129、132、135和138来相应地分别地控制桶110的不同区的温度。
仍然在图6中，来自不同的桶区的温度数据可通过操作物理连接74(b)被传送回聚合物注入控制器68，并且被合并入控制器68内的挤压机温度控制程序的反馈环。挤压机温度数据可以可选地从聚合物注入控制器68通过控制连接77被传递至主控制器12，其中挤压机温度数据可被储存在容纳于主控制器12内的挤压机操作数据库中。
聚合物材料和任何添加剂通过桶110从进料口107向下游被运送，在桶110处聚合物材料被熔化并混合，然后被传输至末端101，被熔化混合的聚合物材料在末端101离开桶并穿过导管117而进入口模113中。被熔化混合的聚合物材料以挤压物153的形式从口模113露出，根据口模113的类型和配置，挤压物153可以是片、流或管形式的挤压物。口模113可安装有一个或多个闸门(图6中未示出)，所述一个或多个闸门用于控制被熔化混合的聚合物材料穿过闸门的流动，并相应地控制从闸门露出的挤压物153的形状(包括宽度和/或厚度)和量(例如流速)。聚合物注入控制器68可以可选地通过操作物理连接74(c)将操作指令提供至口模113，以便控制口模113的一个或多个闸门(未示出)，并相应地控制从闸门露出的挤压物153的形状。口模的闸门的位置可更具体地被一个或多个线性致动器(未示出)控制。在压缩或热成型操作的情况中，当托架15和相应地模具部分24及时地移动并且在那下面(沿着x轴、y轴和/或z轴)间隔开时，更改挤压物153的形状可能是合乎需要的。
在聚合物注入步骤期间，聚合物注入控制器68可实质上自动地(相对于主控制器12)控制口模113和挤压物153的形状。可选地，当主控制器在聚合物注入步骤期间跟踪并且可选地直接地控制聚合物注入台中的托架的位置(例如，当托架和/或模具沿着x轴、y轴和/或z轴被重新定位)时，主控制器12可通过经由控制连接77将一个或多个口模闸门指示提供给聚合物注入控制器68而更直接地控制口模113，聚合物注入控制器68然后处理口模闸门控制指示(例如在口模闸门控制程序中)，随后通过控制连接74(c)将口模闸门操作指令传递至口模113。
在聚合物组分被注入而与模具的内模具表面接触且模制品被相应地形成的情况下，模制品移除台定位指示从主控制器被无线地传递至托架控制器。托架控制器然后将操作模制品移除台定位指令提供至托架推进系统，以便将托架和包含模制品的模具定位在模制品移除台(例如图1的21)。类似地如同聚合物注入台定位指示和相关的操作聚合物注入台定位指令一样，模制品移除台定位指示可从主控制器12的无线通信节点83被无线地传递至托架控制器45的无线通信节点86(例如，如图5的箭头89所示的)。托架控制器45然后经由物理连接59将操作指令提供至驱动发动机33，且驱动发动机33通过驱动轴42驱动地转动驱动机构36，以便将托架15定位在模制品移除台21。见图4和图5。
虽然将模制品从聚合物注入台中(或聚合物注入台处)的模具移除是可能的，但为了一些原因，包括例如提高的工艺效率，将托架定位至远离聚合物注入台的模制品移除台是本发明的方法的重要方面。尤其是，将托架从聚合物注入台移走并移到模制品移除台允许分离的托架移动至聚合物注入台中并且允许另一个模制品的形成同时地进行。另外，虽然托架从聚合物注入台移动至模制品移除台，但相对于模具与模制品，可执行另外的操作，例如冷却模具和相应地模制品。当模制品从热塑性聚合物组分被形成时，将模制品冷却至低于热塑性组分的熔化温度并优选地低于该组分的玻璃转化温度的温度通常是合乎需要的，因为它允许热塑性组分的固化和模制品的形成。使用热固性或热塑性组分，模具的冷却提供具有更低温度的模制品，该更低温度的模制品可被工厂的工作人员更安全地处理。
通过控制模具的温度(例如通过与模具流体连通的热交换器)和托架的前进速度，当托架从聚合物注入台移动至模制品移除台时，模制品的温度可被降低。在实施方式中，例如，当托架从聚合物注入台移动至模制品移除台时，托架的前进速度被降低，以便允许在模制品移除步骤之前模具与模制品的另外的冷却。模具温度和(聚合物注入台与模制品移除台之间的)托架的前进速度可在特定程序或子程序下由托架控制器控制，该特定程序或子程序响应于(例如从模具温度反馈环获取的)模具温度数据并且在没有由主控制器提供和从主控制器接收的另外的指示的情况下操作。
更通常地，当托架从聚合物注入台移动至模制品移除台时，通过将协调地结合在一起的模具温度指示与托架前进速度指示的组合提供至托架控制器，主控制器更直接地控制模具温度和托架前进速度。然后，托架控制器相应地将模具温度操作指令提供至例如模具热交换器；并将托架前进速度操作指令提供至托架推进系统。因为除了模具温度数据之外，主控制器还接收整个模制系统的状态(例如模制系统内的其它托架的位置和状态)并且响应于整个模制系统的状态(例如模制系统内的其它托架的位置和状态)而起作用，通过在聚合物注入台与模制品移除台之间的主控制器对模具温度与托架前进速度的更直接控制是有利的。例如，如果在模制系统中托架被损坏，主控制器可提供导致模具较慢冷却的模具温度指示，并且同时提供导致托架更慢地移动至模制品移除台的托架前进速度指示。
参考图5，托架控制系统3包括模具温度控制设备375，其为通过热交换进料导管378和热交换返回导管381将热交换流体提供至模具24和从模具24提供热交换流体的热交换器。导管378和381提供温度控制设备375至模具24的连接。模具24通常包括在内模具表面27的下面(或后面)存在的多个热交换导管(未示出)，热交换流体流过内模具表面27，以便提高和/或降低内模具表面27和与其接触的任何聚合物进料或模制品的温度。模具24包括至少一个模具温度传感器384，模具温度传感器384通过物理连接387连接至托架控制器45，并还可选地通过物理连接390连接至温度控制设备375。托架控制器45通过物理连接393操作地连接至温度控制设备375。
在模具和模具温度设备被如此配置的情况下，本发明的方法还包括将模具温度值从每个模具温度传感器(例如384)通过物理连接387(例如实质上连续地)传送至托架控制器45。模具温度值还可以可选地通过物理连接390从模具温度传感器384传送至温度控制设备375。如果温度控制设备包括允许分离于托架控制器的模具的反馈环温度控制的其自己的处理器，则将模具温度值传送至模具温度控制设备375可能是合乎需要的。另外，或可选地，将模具温度值传送至模具温度控制设备允许模具温度值通过物理连接393传送至托架控制器45，如果物理连接387失效，则物理连接393可能是有利的。
响应于无线地接收自主控制器的模具温度降低指示，模具温度值至托架控制器的传送允许托架控制器来处理温度值和制定被传递至模具温度控制设备的适当的操作模具温度降低指令。托架控制器还可将模具温度值无线地传递至主控制器，主控制器可将那些温度值储存在数据库中和/或处理那些温度值，以便制定将被无线地传递至托架控制器的适当的模具温度降低指示。
在聚合物组分被注入而与模具24的内模具表面27接触之后，并在从(模制品移除台处的)模具移除模制品之前，主控制器12将模具温度降低指示无线地传递至托架控制器45(例如经由主控制器无线通信节点83至托架控制器无线通信节点86，如箭头89所示)。在聚合物材料被注入而与内模具表面接触之后，以及更通常地在模制品的至少部分形成之后(例如通过注塑模制、压缩模制或热成型)，模具温度降低指示从主控制器被无线地传递至托架控制器。另外，在将托架定位在模制品移除台之前(例如，当托架从聚合物注入台移动至模制品移除台时)，模具温度降低指示更通常地从主控制器被无线地传递至托架控制器。
在收到模具温度降低指示时，托架控制器45然后通过物理连接393将操作模具温度降低指令提供给模具温度控制设备375。温度控制设备375然后通过热交换导管378和381使热交换流体穿过模具24循环，并由此降低模具24的温度。更具体地，内模具表面27的温度被降低，并因而使得与其接触的聚合物组分/模制品的温度也降低。
在托架被定位在模制品移除台(例如台21)的情况下，模制品可从模具移除。模制品可被手动地或通过机械装置(例如，如将在本文中被进一步讨论的自动化设备)移除。模制品可能经受后模制操作，例如在模制品移除台内(例如在脱模制之前、期间和之后)或在与模制品移除台分离并同时远离模制系统或者为模制系统的部分的位置处的修整、涂漆和/或孔形成(例如通过钻孔和/或冲孔)。可至少部分地在模制品移除台内和/或在模制系统内的后模制台处(例如插在模制品移除台和聚合物注入台之间)执行一些后模制操作，例如修整。然而，更通常地，后模制操作(如果有)在远离模制品移除台和模制系统的位置处被执行，以便允许托架被即时地特别重新定位至聚合物注入台。
借助于导向路径或在缺少导向路径的情况下，每个托架在模制系统的不同台之间和当中可独立地移动。在缺少导向路径的情况下，相对于穿过模制系统的先前的循环(或模制系统的先前的穿越)，当托架从一个台移动至另一台(例如从聚合物注入台至模制品移除台)时，特定的托架可遵循不同的路径。例如，根据模制系统的状态(例如所有托架的位置和操作条件)，主控制器可引导特定的托架采用与其在先前循环或穿越中所采用的路径的不同的路径以到达下一台。为了进一步说明的目的，例如如果托架变成固定的(例如由于不起作用的推进系统)，则它可表示模制系统中的阻碍，在这种情况中，主控制器可引导其它的托架采用可选的路径，以便避开被固定的托架。
在本发明的实施方式中，模制系统还包括导向路径，该导向路径为实质上环状(例如环形、闭环或闭路)导向路径的形式。不同的台例如聚合物注入台和模制品移除台每个沿着环状导向路径被分离地定位。另外，每个托架沿着导向路径分离地且独立地可移动，并且由导向路径定向地引导。环状导向路径可具有(或相对于俯平面视图轨迹为)例如选自环形、椭圆形、多边形(例如三角形、矩形、方形、五边形、六边形、七边形、八边形等和其组合)的任何适合的形状、不规则的形状和其组合。
如在本文和权利要求中所使用的，对于导向路径和相似的术语，例如导向轨道，术语“环状的”意指导向路径，托架沿着该导向路径以循环和重复的形式移动或穿越，并且该导向路径的起始部分和末端可被指定为占据(在导向路径上或沿着导向路径的)同一点或位置。另外，环状导向路径(或导向轨道)还可被描述为闭环导向路径。环状导向路径可以可选地包括连接至其的一个或多个突出物或延伸物，其允许一个或多个托架移动到环状导向路径上和/或移出环状导向路径。例如，如果托架需要维护或重新安装(例如更换模具)，则托架可从环状导向路径移动到突出物上，在突出物处可进行这样的维护或重新安装。在脱离环的任务例如重新安装和/或维护完成之后，托架然后可从突出物移动回到环状导向路径上。
通过间接的方式，在这种情况中导向路径是间接的导向路径；或通过直接的方式，在这种情况中导向路径是直接的导向路径，导向路径可定向地引导每个托架。使用间接的导向路径，托架和导向路径在其间实质上没有物理接触。使用直接的导向路径，托架和导向路径之间存在(间歇的或实质上恒定的)物理接触。
间接的导向路径通常通过例如选自下述装置的远程传感装置为每个托架提供定向引导：磁性装置；电磁辐射装置，例如可见光(或光学)装置(例如激光器)、红外线装置和射频装置；以及其组合。在间接的导向路径的情况中，导向路径通常起发射器(例如磁场发射器或电磁辐射发射器)的作用，并且每个托架包括导向路径接收器或传感器，其接收或感测并可选地处理由间接的导向路径发射的导向路径。导向路径接收器/传感器连接(物理地或无线地连接)至托架控制器，并且将托架相对于导向路径的位置实质上连续地传送至托架控制器。托架控制器(例如45)接收托架-导向路径位置信息、可选地处理或进一步处理它(例如通过一个或多个计算机程序)并将操作导向路径定位指令提供至托架推进系统(例如通过物理连接)，以便维持托架沿着间接的导向路径的运动。间接的导向路径可占据例如在每个托架的下面、旁边或上方的任何适合的位置。在间接的导向路径的情况中，托架位置指示器和导向路径接收器/传感器可以是一个和同一个。
为了进一步说明间接的导向路径的操作的目的，并参考图5，在每种情况中为了该讨论的目的，托架位置指示器62表示导向路径接收器/传感器62，并且分离的位置指示器95表示间接的导向路径95的一部分。可以是例如磁性带或一系列对齐的永磁板的间接的导向路径95起发射器(例如磁场发射器)和导向路径接收器/传感器62的作用，并可选地处理由间接的导向路径95发射的导向路径。导向路径接收器/传感器62通过物理连接65将托架-导向路径位置信息(以数字或模拟格式)传送至托架控制器45。托架控制器45接收并可选地处理或进一步处理托架-导向路径位置信息，并且通过物理连接59将操作导向路径定位指令提供至托架推进系统，由此维持邻近间接的导向路径并且沿着间接的导向路径移动的托架。托架可包括转向机构(未示出)，转向机构可以与托架推进系统整体地形成或与托架推进系统分离，如本文中先前所讨论的。由托架控制器提供的操作导向路径定位指令通常还包括被提供至转向机构(如果存在)的操作指令。
直接的导向路径通常通过与每个托架的直接的物理相互作用(或接触)给每个托架提供定向引导。例如，直接的导向路径可与每个托架的驱动机构和/或转向机构进行直接的物理相互作用。在本发明的实施方式中，导向路径是直接的导向路径，尤其是导向轨道，其进一步具体地是环状导向轨道。每个托架的驱动机构驱动地与导向轨道接合。在该具体的实施方式中，每个托架还定向地由驱动机构与导向轨道之间的驱动接合来引导。导向轨道可以是具有基部的槽形导向轨道的形式，基部具有细长的狭槽，托架的驱动机构和/或转向机构被容纳在狭槽中。通常地，导向轨道是导轨的形式，该导轨具有自其基部向上延伸的竖直构件。
参考图1、图2、图4和图5，被定位在每个托架下面的导向轨道39是包括基部195(图4)的细长的环状导轨的形式，基部195具有自其向上延伸的细长的竖直构件198。导向轨道39可以是实质上连续的整体的导向轨道，或更通常地包括(例如通过夹具和/或焊接)被端对端地布置和连接的多个轨道段，该多个轨道段一起形成导向轨道39。当驱动机构36响应于来自托架控制器45的操作指令由驱动发动机33经由驱动轴42转动时，驱动机构36的至少一部分驱动地(例如摩擦地)接合导向轨道39的竖直构件198的一部分(例如上部201)。
为了帮助托架通过导向轨道39的引导，驱动机构36可包括横向相对的竖直延伸的凸缘204和207，例如当托架围绕环状导向轨道39的弯曲部分移动时，凸缘204和207通过邻接竖直构件198的侧面使驱动机构滑脱导向轨道39减至最小或防止驱动机构从导向轨道39滑脱。可选地或除了横向相对的竖直延伸的凸缘之外，驱动机构还可包括：延伸物，例如齿或齿轮，其被容纳在导向轨道内的对齐的凹槽内；和/或凹槽，从导向轨道向上延伸的延伸物例如齿被容纳在凹槽内(附图中均未示出它们)。模制系统可包括两条或更多条实质上平行的导向轨道。在具体的实施方式中，模制系统包括单条导向轨道，例如附图中所描绘的导向轨道39。
为了给托架的不同部件例如推进系统、托架控制器和模具热交换器供电的目的，模制系统的每个托架可包括其自己的电源。例如，每个托架可包括将操作电力提供给托架的所有部件的发电机。发电机可以通过内燃发动机或内燃机通电，内燃发动机或内燃机由选自例如天然气、丙烷、柴油燃料、生物柴油燃料、乙醇和/或汽油的燃料供电。托架的推进系统的驱动发动机可以是通过发电机或分离的内燃驱动发动机来供电的电驱动发动机。
每个托架更通常地由与每个托架分离的电源供电。在实施方式中，模制系统还包括电力条，其为环状电力条的形式。本文和权利要求中所使用的有关电力条的术语“环状”具有与本文中先前有关导向路径和导向轨道描述的术语“环状”具有相同的意思。除了与每个托架分离之外，电力条还与模制系统的导向路径和导向轨道分离。电力条电连接至每个托架(例如通过一个或多个电缆)并因而相应地给每个托架提供电力。每个托架可包括电力分配单元，电力分配单元电连接至电力条和由电力条通电，且分离地电连接至托架的每个部件(例如托架控制器、推进系统和可选的模具热交换器)并分离地给所述部件通电。
参考图1和图2，模制系统包括电力条210，其为环状电力条的形式。电力条可具有相对于导向路径或导向轨道的任何适合的位置，假定电连接被维持在电力条和每个托架之间。例如，电力条可被定位成横向地位于环状导向路径或导向轨道内、横向地位于环状导向路径或导向轨道外、竖直地位于环状导向路径或导向轨道下方和/或竖直地位于环状导向路径或导向轨道上方。如附图中所描绘的，电力条210被横向地定位在环状的导向轨道39内。为了一些原因，包括但不限于安全性，将环状电力条横向地定位在环状导向轨道内是合乎需要的，因为它使电力条与可能在模制系统周围工作的个体之间的不注意接触的可能性减至最小。例如，环状导向轨道39和围绕其移动的托架15在电力条210与在模制系统周围工作(例如服务于其不同的元件和台)的个体之间实际上起到屏障的作用。除了被横向地定位在导向轨道39内之外，电力条210还可被竖直地定位在导向轨道39上方或高于导向轨道39(图7)。电力条可以是实质上整体的电力条，或更通常地包括端对端地(物理地和电气地)连接并且一起形成实质上连续的电力条的多个电力条段。
在本发明的具体的实施方式中，电力条包括对每个托架的电源箱，电源箱电气地且可移动地(例如滑动地)连接至电力条，并且电源箱包括电力电缆。每个托架和与其相关的电源箱形成托架-电源箱对。每个托架-动力箱对包括一个或多个电源箱，每个电源箱电连接至其托架。更通常地，每个托架-电源箱对包括单个电源箱。
对于每个托架-电源箱对，电源箱的电力电缆电连接至其托架并将电力提供至其托架。虽然电力电缆本身还可用于沿着电力条(例如滑动地)拉电源箱，由此维持电源箱和托架处于电接触，但这样拉紧的布置可能不合需要地导致电力电缆的劣化(例如其磨损或断裂)以及托架与电源箱之间的电接触的损耗。可选地，托架-电源箱对包括分离的非电(或电绝缘)连接，其用于沿着电力条拉电源箱并且容忍与这种牵拉有关的(例如拉紧的和/或扭转的)应力，从而实质上释放暴露于这种应力下的电力电缆。
在实施方式中，托架-电源箱对包括没有电力传输的物理连接并且包括从托架并朝向电源箱向外延伸的拉杆。拉杆通常是细长的，并且包括沿着拉杆滑动地且双向地可移动的圆筒。通过没有电力传输的圆筒-电源箱物理连接，拉杆的圆筒和电源箱被连接在一起。当托架沿着导向轨道移动时，拉杆、圆筒和圆筒-电源箱物理连接的组合用于沿着电力条拉电源箱。当电源箱被这样牵拉时，电源箱与电力条之间的电连接被维持，并相应地电力电缆保持电连接至托架。
参考图7，并为了进一步说明的目的，电力条210通过竖直支撑件216被抬高到地板213和导向轨道39(图7中未示出)的上方，支撑件216从基板219竖直地向上延伸，基板219通过合格的装置例如螺栓222被固定至地板213。竖直支撑件216在其下端连接至基板219，并在其上端连接至电力条210。电力条210、支撑件216和基板219可以是被连接在一起(例如通过紧固件和/或焊接)的分离的元件，或可一起形成实质上整体的结构，其在任何一种情况中可被总称为电力条组件。
电源箱225可以可移动地(例如滑动地)且电气地连接至电力条210的任何适合的部分，例如其上表面228、下表面231或前表面234。在实施方式中，电源箱225可移动地且电气地连接至电力条210的下表面231，其使电力条与外来材料或物体的不注意的电接触减至最小，该外来材料或物体可能使触头缠结在一起或导致触头的电短路。
电触头可凹进电力条内或可从电力条向外延伸。通常地，电触头存在于在电力条的一个或多个细长的凹槽内。下表面231包括细长的凹槽237，电力条的电触头(不可见)存在于在凹槽237中。电力条的电触头存在于的一个或多个细长的凹槽可具有任何适合的形状或构型(例如截面形状)，例如圆形的、椭圆形的、多边形的(例如三角形的、方形的或矩形的)、不规则的或其组合。在实施方式中，细长的凹槽237具有T形，其较小尺寸的(或较窄的)部分或孔存在于在下表面231上或与下表面231连通，而其较宽的尺寸部分(即横向部分或T形部分)存在于在电力条210内的凹槽处。
电源箱225包括滑动地且保持地容纳于电力条210的凹槽237内的延伸物240。延伸物240的至少一部分是导电的，并且在电力条210的凹槽237内凹进的电触头与电源箱225之间维持电接触。延伸物240可被搭扣配合地(且滑动地)容纳在凹槽237内。在实施方式中，延伸物240具有实质上与T形凹槽237匹配且容纳于T形凹槽237内的T形。例如，延伸物240的较窄尺寸部分存在于在凹槽237的较窄尺寸部分内，并且延伸物240的较宽尺寸部分(即横向部分或T形部分)存在于在凹槽237的较窄尺寸部分(即横向部分或T形部分)内。因此，T形延伸物240被滑动地保持在实质上匹配的T形凹槽237内，并且电源箱225和电力条210之间的电接触被维持。
电力条210可包括包含凹槽(例如凹槽237)的两个或多个间隔开的且平行的电触头，电源箱225的两个或更多个导电的延伸物(例如延伸物240)被分离地容纳在凹槽中。为了清楚的目的，单个凹槽237和单个延伸物240被描绘在附图中。
托架15还包括从托架朝向电源箱225(和电力条210)横向地向外延伸的拉杆243。拉杆243和电源箱225彼此不邻接。拉杆243的第一端255通过保持架246连接至托架15，保持架从托架的下侧53向下延伸。拉杆243包括沿着(纵向地沿着)拉杆滑动地且双向地可移动的圆筒252。圆筒252具有穿过其延伸的纵向孔(未示出)，拉杆243穿过该纵向孔被容纳。拉杆243可包括在拉杆的第二端261处或附近的凸缘258。拉杆243的第二端261与拉杆的第一端255相对，并且朝向电源箱225延伸且(相对于第一端255)更靠近电源箱225。凸缘258防止圆筒252从拉杆243的第二端261被拉掉(或脱落)。
电源箱225和拉杆243的滑动圆筒252通过圆筒-电源箱物理连接262连接在一起。圆筒-电源箱物理连接262没有电力传输，即，它不从电源箱225传输电力至滑动圆筒252、拉杆243或托架15(或在这些部件的任一个之间)。圆筒-电源箱物理连接可从任何适合的材料被制造，假定该材料足够强以沿着电力条210拉电源箱225而没有破坏(当托架15沿着导向轨道移动时)。例如，圆筒-电源箱物理连接可从金属、聚合物(例如尼龙聚合物)或非合成材料(例如大麻纤维)制造，并且可具有任何适合的形式，例如带、绳或合股线或链。在实施方式中，圆筒-电源箱物理连接(例如262)是从金属制造的链的形式(例如图7中所描绘的)。圆筒-电源箱物理连接262的一端被附接至滑动圆筒252的托座264，且另一端被附接至电源箱225的托座267。
仍在图7上，电源箱225还包括将电力从电源箱225提供至托架15的电力电缆270。电力电缆可直接地用导线连接(例如绞接)至托架，或可包括双向地容纳在托架的电插座内的插头。通常地，电力电缆直接地用导线连接到电源箱中。在实施方式中，并如图7中所描绘的，电力电缆270在其末端具有插头273，插头273被容纳在位于托架15上的电力分配单元279的电插座276内。通过另外的电连接(未示出)，电力分配单元279分离地电连接至托架的每个部件(例如托架控制器45、推进系统30和可选的模具热交换器375)并且给托架的每个部件(例如托架控制器45、推进系统30和可选的模具热交换器375)分离地通电。
如图7中所描绘的，托架15还包括滚动地且支撑地与地板213接合的支撑轮282。托架通常包括至少三个(例如四个)支撑轮，当托架在模制系统的不同台当中和之间移动时，这些支撑轮通常被定位成为托架提供充分的支撑和稳定性。支撑轮与托架的推进系统分离并且不推进或驱动托架。支撑轮可具有任何合适的形状，例如球形或圆盘形。支撑轮可通过本领域公认的装置附接至托架。例如，通过第一向上延伸的支撑件285和第二向上延伸的支撑件288，支撑轮282附接至托架的下侧53。第一向上延伸的支撑件和第二向上延伸的支撑件(例如285、288)可附接至与托架15的下侧53旋转地接合的板(未示出)。
电力条通常电连接至分离的电源，例如设备内电源，该电源电连接至分离的市政或地区电网。例如，电力条210通过电连接294被电连接至设备内电源291。设备内电源291通过电连接297被电连接至外部电网(未示出)。
虽然本发明的模制系统可包括一个或多个托架，但它更通常地包括至少两个托架。当模制系统包括导向路径或导向轨道和两个或更多个托架时，托架沿着导向路径或导向轨道串联地移动。参考图2，模制系统2包括多个托架，且尤其是五个分离的托架15a、15b、15c、15d和15e，其沿着导向轨道39逆时针地且串联地移动。托架15a至15e的每个在其上具有模具24，模具24可被用作热成型模具。模制系统2还包括竖直升高的平台300，托架在平台300下面通过，这允许个体在环状电力条210内的内部区域315和在导向轨道39外部或之外的外部区域318之间移动，而同时避免与移动的托架相互作用或被移动的托架撞击，并避免与电力条210接触。
图2的模制系统还包括口模113，例如片口模，(部分地可见)口模113由片口模支撑结构303升高到导向轨道39的上方。托架15a至15e每个在口模113下面通过，并且例如以加热的热塑性片的形式的挤压物(未示出)重力地沉积在托架的模具表面上。在图2中，在挤压机71的末端和口模113之间提供流体连通的导管(例如图6的导管117)未示出。
由于一个或多个且尤其是两个或更多个托架在模制系统的不同台之间和当中移动，托架与另一物体例如单独的设备段或另一托架之间的碰撞可导致对托架和/或其它物体的破坏。如果由于碰撞致使托架变得不可操作，则整个模制系统可被关闭，直到不可操作的托架被修复或从模制系统移除。这种由不可操作的托架所导致的总系统关闭更可能发生在托架沿着环状导向路径或轨道连续移动的模制系统内。
在本发明的实施方式中，每个托架包括前向碰撞检测器，前向碰撞检测器连接(无线地或更通常地物理地连接)至托架控制器。前向碰撞检测器检测或感测托架与托架前方的分离的物体的即将发生的碰撞。同样，前向碰撞检测器检测或感测在托架与托架前方的分离的物体之间的即将发生的碰撞。通过无线连接或更通常地物理连接，前向碰撞检测器然后将即将发生的碰撞(以数字或模拟的形式)传送至托架控制器。接收即将发生的碰撞信号的托架控制器将操作紧急停止指令(以数字或更通常地模拟的形式)提供至托架的推进系统。托架的前向运动相应地被停止，并且即将发生的碰撞因此被避免(在实质上固定的前方物体的情况中)，或即将发生的碰撞的撞击和严重性被减小(当分离的物体本身朝向托架的前面移动时)。由托架控制器提供至托架推进系统的操作紧急停止指令例如可导致推进系统的完全关闭、驱动发动机从驱动机构断开(例如通过使插入的传动装置断开)、驱动机构的反向转动、被施加至驱动机构的中断动作或其任何组合。
从托架控制器至托架推进系统的紧急停止指令还可包括后向移动指令，后向移动指令导致托架推进系统将托架移回而防止即将发生的碰撞。当紧急停止指令包括后向移动指令时，托架通常在相对短的距离(例如1米或更少)上向后移动，然后托架的所有运动(后向或前向运动)被停止。通常地，由托架控制器提供的紧急停止指令不包括后向移动指令，并且其向托架推进系统的传送导致托架的所有运动(后向和前向)被停止。
参考图5，托架控制系统3包括前向碰撞检测器306，前向碰撞检测器306通过物理连接309连接至托架控制器45。前向碰撞检测器306还包括碰撞传感器312。前向碰撞检测器306可被安装在托架的任何适合的部分(例如在侧面上或正面上的上部)上，假定碰撞检测器能够检测托架前方的即将发生的碰撞。
碰撞传感器312可选自物理接触传感器、光学传感器、红外线传感器、雷达传感器及其组合。物理接触传感器通常包括延伸物，例如杆，该延伸物从检测器306向外延伸，并且具有在检测器306的前方的接触部分和接触检测器306内的开关(例如弹簧加载的开关)的后部。当延伸物的前方接触部分与托架前方的分离的物体的接触时，延伸物的后部抵着开关被按压，这在检测器306内产生或导致碰撞信号，其通过物理连接309被传送至托架控制器45。
更通常地，碰撞传感器是远程碰撞传感器，而不是物理接触碰撞传感器。正如技术人员已知的，远程碰撞传感器通常包括发出电磁辐射的收发器，电磁辐射从托架前方的分离的物体反射，并且在远程碰撞传感器的收发器处反射回且由远程碰撞传感器的收发器检测。可选地，远程碰撞传感器可包括分离的发射器和接收器。远程碰撞传感器(例如312)将所接收/反射的碰撞信号且更通常地一系列连续的碰撞信号传送至碰撞检测器(例如306)内的处理器。碰撞检测器处理来自远程碰撞传感器的信号，以便(例如通过算法或程序)确定碰撞是否即将发生。如果碰撞即将发生，则碰撞检测器然后通过物理连接309将即将发生的碰撞信号(以模拟或数字形式)传送至托架控制器45。可选地，一些或所有的信号处理可由托架控制器的处理器执行，在这种情况中，托架控制器将从碰撞检测器接收被部分地处理的或原始的(未处理的)信号流。
远程碰撞传感器通常发射(并相应地反射地接收)选自光学辐射(例如非相干可见光和相干激光)、红外辐射、雷达/微波辐射或其任何组合的电磁辐射。因而，如本文和权利要求中所使用的，碰撞传感器可选自光学传感器、红外传感器和/或雷达传感器，如以上所述的。可与托架一起使用的并且在本发明的方法中可使用的远程碰撞传感器的实例是在市场上从Omron Scientific Technologies有限公司可买到的OptoShield OS3101激光安全扫描仪。
由于两个或更多个托架围绕环状导向路或轨道串联地移动，当一个托架的前向运动由于与托架前方的分离的物体的即将发生的碰撞而停止时，及时停止所有其它托架的运动通常是慎重的。在实施方式中，由于特定托架的前向运动由于即将发生的碰撞而停止，被停止的托架的托架控制器将(托架与分离的物体的)即将发生的碰撞无线地传递至主控制器。在收到即将发生的碰撞信号时，主控制器然后将托架紧急停止指示无线地传递至在模制系统中操作的每个(和所有)托架的托架控制器。每个托架的托架控制器然后将操作紧急停止指令提供至其各自的托架推进系统。在模制系统中操作的所有托架的前向运动由此被停止和暂停。
即将发生的碰撞系统关闭警报(例如视觉的和/或听觉的)可以可选地由主控制器启动，以便警告一个或多个操作人员来调查紧急系统被关闭的原因。操作人员然后可采取纠正行动(例如，通过移除使即将发生的碰撞信号和因而产生的系统被关闭的分离的物体)，并手动地重置和/或重启模制系统的操作(例如，通过使用图3的主控制器用户接口171)。
在本发明的实施方式中，模制系统被配置成执行压缩模制操作，并且包括压缩模制台。在具体的实施方式中，模制系统包括环状导向路径或轨道(例如39)，并且压缩模制台插在聚合物注入台和模制品移除台之间。在压缩模制实施方式中，在每个托架上传输或由每个托架传输的模具是第一模具部分，并且压缩模制台包括具有内模具表面的第二模具部分，第二模具部分被保持在双向地可定位的压机(press)内。压缩模制台包括压缩模具控制器，压缩模具控制器操作地连接(例如，无线地或更通常地物理地连接)至压机。主控制器可控地连接(例如，无线地或更通常地物理地连接)至压缩模具控制器。
为了进一步说明的目的，参考图1和图8对本发明的压缩模制实施方式进行非限制性的描述。压缩模制台321包括压机324，压机324通过物理连接327操作地连接至压缩模具控制器180。压机324包括具有内表面333的第二模具部分330。压机324被定位，以相对于第一模具部分24的内表面27向下竖直地重新定位第二模具部分330的内表面333。可选地，根据第一模具部分24的方位，压机324可被定位，以沿着任何适合的轴线(例如横向向上或竖直向上)双向地定位第二模具部分330。
聚合物组分(例如热塑性聚合物组分)通过聚合物注入设备71在聚合物注入台18被重力地注入到第一模具部分24的内模具表面27上，聚合物注入设备71可以是挤压机，其端部挤压物部分被竖直地定位在第一模具部分的上方。在聚合物组分的重力注入期间：托架15和/或第一模具部分24可以(沿着x轴和/或y轴)横向地移动和/或(沿着x轴和/或y轴)竖直地移动；并且可选地，聚合物材料流出聚合物注入设备71的流速可被更改(例如增大和/或减小)，以便控制被沉积在第一模具部分24的内表面27的不同部分上的聚合物材料的量。
在聚合物材料到第一模具部分的内表面上的重力沉积期间，第一模具部分的空间定位控制和聚合物注入设备输出的容积控制可导致具有一形状(或预成形)的预模制品的形成，该形状与最终的模制品(例如，近净成形(near-net-shape)预模制品或聚合物材料的铺设)的形状实质上相似。近净成形预模制品的形成通常导致压缩地形成最终压缩模制品所需的压缩力和压缩时间的量的减少。例如，使用与近净成形预模制品的形成连接的本发明的压缩模制实施方式，与没有近净成形预模制品形成的情况下的否则通常为800至1500psi(56至105Kg/cm2)例如100psi(70Kg/cm2)的压缩力相比，品第二模具部分和第一模具部分之间的压缩力通常为每平方英寸80至150磅(psi)(5.6至10.5Kg/cm2)，例如每平方英寸100磅(psi)(7Kg/cm2)。近净成形预模制品的形成通常还使由被注入到第一模具部分上的过量的聚合物材料导致的聚合物进料废物的量减至最小。
在聚合物注入步骤期间，第一模具部分的空间控制(经由托架和/或模具的空间控制)和聚合物注入设备输出的容积控制每个可分别单独地通过托架控制器(例如45)和聚合物注入控制器(例如68)、通过托架控制器和聚合物注入控制器来起作用的主控制器(例如12)、或其组合来处理。通常地，在托架被定位在聚合物注入台18中的情况下，主控制器12将一个或多个聚合物注入指示提供给聚合物注入控制器68(经由物理连接77)，并且将一个或多个托架和/或模具空间定位指示无线地提供给托架控制器45。第一模具部分的空间定位可通过托架本身的运动和/或搁有第一模具部分的托架上的空间地可定位的平台(未示出)的运动来实现。在收到它们各自的主控制器指示时，托架控制器45和聚合物注入控制器68每个然后分别将操作指令提供给托架推进系统30和/或空间可定位的平台以及聚合物注入设备。由于操作指令或操作指令流这样被提供，第一模具部分的协调地结合在一起的空间控制与在聚合物注入步骤期间的聚合物注入设备输出的容积控制的组合被实现，并且相应地，近净成形预模制品的形成可被实现。
使用压缩模制实施方式，在聚合物组分注入到第一模具部分24的内模具表面27上之后，主控制器12将压缩模制台定位指示无线地传递至托架控制器45。托架控制器45然后将操作压缩模制台定位指令(例如通过物理连接59)提供至托架推进系统30，以便控制托架15的运动，并由此将托架15定位在压缩模制台321。
在托架15定位在压缩模制台321中或处的情况下，主控制器12然后将压缩模制指示(例如通过物理连接183)传递至压缩模制控制器180。压缩模制控制器180因此将操作压缩模制指令(例如通过物理连接327)提供至压机324，以便使第二模具部分330的内表面333压缩地接触先前被注入到内模具表面27上的聚合物材料。在压缩模制步骤期间被施加的压缩力可以是实质上恒定的或可变化的(例如连续地斜升，和/或以连续的平稳段逐步上升)。第二模具部分330的内表面333与先前被沉积在第一模具部分24的内表面27上的聚合物材料之间的压缩接触导致模制品的形成。
通常地，压机324包括双向地驱动或延伸驱动臂(或构件)339的活塞336，驱动臂(或构件)339通过力传递板345连接至第二模具部分330的上(或外)表面342。力传递板345可适合于允许第二模具部分的相对快速和容易的更换(例如为了形成不同的模制品)。压机324可被气动地或更通常地被液压地驱动。在实施方式中，压机324包括通过第一液压导管351和第二液压导管354来与活塞336流体连通的液压发生单元348，液压导管将液压流体提供至活塞336和从活塞336提供液压流体。聚合物注入控制器180通过物理连接327将操作控制指令提供至液压单元348。液压单元348然后在升高的压力下将液压流体注入活塞336，这导致驱动臂339和第二模具部分330抵着先前(在第一模具部分24的内表面27上)沉积的聚合物材料而被向下驱动。压机可具有可选的本领域公认的配置，并且根据可选的本领域公认的方法来操作。
为了控制在压缩模制工艺期间被施加在压机内的压力的量，压机、第二模具部分和/或第一模具部分可包括通过反馈环连接至压缩模具控制器的一个或多个压力传感器，例如压力换能器。在实施方式中，压机324的活塞336包括通过物理连接363将压力数据/信号提供至压缩模具控制器180的压力换能器(未示出)。压缩模具控制器180处理压力数据(例如通过压力控制程序或算法)，并且在适当时通过物理连接327将另外的操作压力控制指令提供至液压单元348，以便控制被施加至先前在压机324内所沉积的聚合物材料的压力。
在压缩模制步骤期间，托架的元件尤其是其支撑轮和/或推进系统可能被破坏，如果在压缩模制步骤期间压缩力穿过其被传递。因而，托架和/或压缩模制台通常适合于在压缩模制步骤期间防止破坏托架。在实施方式中，压缩模制台321包括横向间隔开且实质上平行的细长的支撑件366和369，细长的支撑件366和369从地板213向上延伸并且一起限定细长的槽道372，导向轨道39穿过槽道372延伸。在压缩模制步骤期间，细长的支撑件366和369邻接托架15的下侧53，并且压机324所施加的压缩力通过支撑件366和369而不是通过支撑轮282和/或托架推进系统30来传递到地板213中。细长的压缩模制台支撑件366和369可从地板213双向地向上伸出(例如通过液压装置，未示出)，以便在压缩模制步骤期间接合托架15的下侧。可选地或除此之外，托架15可包括使搁有模具24的平台(未示出)下降到细长的支撑件366和369上的装置。例如，模具24可由平台(未示出)支撑，平台由活塞(未示出)或双向可充气的垫(未示出)支撑。活塞的收缩或垫的放气导致模具支撑平台的部分通过在托架15的底部中并与向上延伸的支撑件366和369邻接的开口而竖直地下落。
第一模具部分和第二模具部分通常被配置成包括匹配和/或互锁部分，匹配和/或互锁部分用于限定实质上密封的内模具容积，模制品在内模具容积中形成。例如，第一模具部分24具有环形沟357，环形沟357形成所需尺寸以密封地容纳第二模具部分330的圈环360。可选地，一个或多个密封件(例如弹性密封件)可根据本领域公认的方法位于环形沟357内，和/或从圈环360的表面向外延伸。圈环360在环形沟357内的密封容纳导致(由模具内表面333和27限定的)内模具容积的形成，模制品在内模具容积中形成。第一模具部分和/或第二模具部分(24、330)可设置有排气口(未示出)，排气口允许气体例如夹带的空气在压缩模制工艺期间从密封的模具内部逸出，如技术人员已知的。
当压缩序列或步骤已完成时，压缩模具控制器180通过物理连接327将另外的操作压缩模制(即模具开启)指令提供至压机324。另外的操作压缩模制指令导致第二模具部分330的内表面333从在第一模具部分(24)和第二模具部分(330)之间压缩地形成的模制品(未示出)分离。例如，压缩模具控制器180通过物理连接327将另外的操作指令提供至液压单元348，液压单元348例如通过导管251和254起作用，以便引起驱动臂339在活塞336中或在活塞336内的向上的收缩和引起第二模具部分330从第一模具部分24的分离。由于第一模具部分和第二模具部分分离，在第一模具部分中/上带有模制品的托架可被重新定位至模制品移除台(例如21)。
由于聚合物注入步骤、模制步骤和可选的压缩模制步骤的完成，托架被重新定位(在主控制器的指示以及托架控制器的因而产生的操作指令下)至模制品移除台。模制品可被手动地和/或机械地(例如自动化地)从模具移除。在实施方式中，模制品移除台包括模制品移除台控制器，模制品移除台控制器操作地连接(例如，无线地且更通常地物理地)至自动化模制品移除设备。主控制器可控地连接(例如，无线地且更通常地物理地)至模制品移除台控制器。在托架——包括其上的模具和模制品——被定位在这样配置的模制品移除台中并且与模制品移除台一起被定位的情况下，本发明的方法还包括从主控制器将模制品移除指示传递至模制品移除台控制器。在收到模制品移除指示时，模制品移除台控制器然后将操作模制品移除指令提供至自动化模制品移除设备，自动化模制品移除设备然后从模具移除模制品。由于模制品从模具移除，托架可被定位(在主控制器的指示以及托架控制器的因而产生的操作指令下)至聚合物注入台，并由此模具形成循环且方法被重复。
参考图1，模制品移除台21包括模制品移除台控制器186，模制品移除台控制器186通过物理连接399操作地连接至自动化模制品移除设备396。主控制器12通过物理连接189可控地连接至模制品移除台控制器186。自动化模制品移除设备396可选自已知的自动化设备，并且通常包括多个竖直地可重新定位的臂(例如402、405和408)，当托架15在这些臂的下面通过时，这些臂在导向轨道39因而模具24上延伸出。竖直地可重新定位的臂通常还包括保持模制品的装置(例如吸盘和/或夹具，未示出)。
在托架15和模具24被定位在模具品移除台21内和自动化设备396的臂的下面的情况下，主控制器12通过物理连接189将模制品移除指示传递至模制品移除台控制器186。模制品移除台控制器186然后将操作模制品移除指令提供至自动化模制品移除设备396，自动化模制品移除设备396使向下臂402、405和408降低至(存在于模具24上的)模制品上。由于模制品由自动化臂保持，自动化移除设备396然后竖直向上地举起自动化臂，从而从模具24移除模制品。托架然后可从被竖直举起且被自动地保持的模制品下面移出。可选地或除此之外，自动化设备396可以是围绕其竖轴双向地可旋转的，并且旋转以便远离托架15和导向轨道39移动被举起且被自动地保持的模制品。模制品然后可从自动化模制品移除设备396(手动地和/或进一步机械地)移除。例如，模制品可从自动化臂被释放至皮带(未示出)上，该皮带远离模制系统传送模制品，以用于后模制操作。
当模制系统包括环状导向路径例如环状导向轨道时，实质上连续地确定每个托架的位置的步骤可通过提供沿着具有分离的位置指示器的环的模制系统的每个台的位置和至少一个另外的非台位置而实现，每个分离的位置指示器在托架在其附近通过时与每个托架位置指示器相互作用。当每个托架位置指示器独立地与每个台位置指示器和每个非台位置指示器相互作用时，托架的位置从而被确定并且从托架控制器被无线地传送至主控制器。
在本发明的实施方式中，并参考图1：聚合物注入台18还包括聚合物注入台位置指示器411；模制品移除台21还包括模制品移除台位置指示器414；以及模制系统包括至少一个另外的(非台的)位置指示器417。在图1中，台位置指示器和非台位置指示器被描绘成存在于内部区域315内(即，在环状电力条210内)。台位置指示器和非台位置指示器可位于任何便利的位置处，假定托架位置指示器能够与它们相互作用(例如在它们没有被阻挡的位置中)。例如，台位置指示器和非台位置指示器每个可独立地位于内部区域315内、(环状电力条210和导向轨道39之间的)插入区域420内和/或(在导向轨道39的外部或在导向轨道39之外)外部区域318内。每个另外的(或非台)位置指示器(例如417)与每个托架15、每个台(例如聚合物注入台18和模制品移除台21)以及每个其它的另外的/非台位置指示器(如果存在)分离。
在围绕或相对于环状导向路径(例如环状导向轨道39)的不同位置处，模制系统可包括多个(例如2个或更多)另外/非台位置指示器。如果模制系统包括另外的台(除了聚合物注入台和模制品移除台以外)，则每个另外的台可包括其自己的台位置指示器。例如，如图1中所描绘的，压缩模制台321还包括压缩模制台位置指示器423。
当每个托架围绕环状导向路径(例如导向轨道39)移动时，每个托架位置指示器(例如图5的托架位置指示器62)独立地与聚合物注入台位置指示器411、模制品移除台位置指示器414和至少一个另外/非台位置指示器(例如417)中的至少一个相互作用。当每个托架位置指示器(例如62)与每个台位置指示器和非台位置指示器相互作用时，每个托架的位置被确定，被传送至托架控制器45(例如通过物理连接65)，然后从托架控制器45被无线地传递至主控制器12(例如通过无线通信节点86和83)。
托架位置指示器可被改装以便通过适合的相互作用装置与聚合物注入台位置指示器、模制品移除台位置指示器以及每个另外/非台位置指示器中的每个相互作用。相互作用装置通常涉及起到(例如光的)发射器或物理接触点的作用的托架位置指示器以及台和非台位置指示器中的一个或两个，并且涉及起到被发射或被物理地接触的接收器或传感器的作用的托架位置指示器以及台和非台位置指示器中的一个或两个。在实施方式中，这种适合的相互作用装置独立地选自：物理地跳闸的开关装置；磁性装置；电磁辐射装置，例如可见光(或光学)装置(例如激光器)、红外线装置和射频装置；以及其组合。
使用物理地跳闸的开关装置，托架位置指示器通常包括一个或多个电开关或电触头，当托架从台和非台位置指示器附近通过时，该电开关或电触头通过与台和非台位置指示器的物理接触而被物理地跳闸(或电启动)。为了说明的目的，并参考图11，托架位置指示器62包括从顶部到底部的三个横向地延伸并且竖直地对齐的电开关426、429和432(且开关429竖直地插在顶部开关426和底部开关432之间)。聚合物注入台位置指示器411、模制品移除台位置指示器414和另外/非台位置指示器417中的每个包括向上延伸的柱(分别为435、438和441)，该柱(分别为435、438和441)具有从其向外延伸并朝向托架位置指示器62的竖直地对齐的开关(或沿着托架位置指示器62的竖直地对齐的开关的方向)的横向突出物(分别为444、447和450)。横向突出物被竖直地定位，以便与托架位置指示器62的相应地竖直对齐的电开关物理地接触并使电开关跳闸。例如，聚合物注入台位置指示器411的横向突出物444被竖直地定位，以便在托架15从聚合物注入台位置指示器411附近通过时使开关426物理地跳闸。由于开关426这样被跳闸，在聚合物注入台18处的托架15的位置被确立/确认，并且从托架位置指示器62被传送至托架控制器45(例如通过物理连接65)，然后从托架控制器45被无线地传送至主控制器12。相似地，托架15在/相对于模制品移除台位置指示器414和非台位置指示器417的位置分别通过横向突出物447的跳闸开关429和横向突出物450的跳闸开关432而被确立/确认。开关和突出物的相对定位可选自任何适合的相对方位。例如，开关可竖直地向下延伸(并且相对于彼此被横向地定位)，而突出物可竖直地向上延伸(并且相对于彼此被横向地定位)。
在磁性相互作用装置的情况中，托架位置指示器通常包括一个或两个磁场检测器，例如磁力计；并且每个台和非台位置指示器包括磁场发射器，例如永久磁体。台和非台位置指示器的永久磁体可被选择成发射不同强度的磁场，每个强度可由托架位置指示器的一个或多个磁场检测器可区别地检测。当托架从特定的台或非台位置指示器附近通过时，托架位置指示器的磁场检测器与由该指示器的永久磁铁发射的特定磁场相互作用，并且可区别地检测由该指示器的永久磁铁发射的特定磁场，从而在那个特定的台/非台处的托架的位置被确立/确认，并且从托架位置指示器62被传送至托架控制器45(例如通过物理连接65)，然后从托架控制器45被无线地传送至主控制器12。
托架位置指示器与台/非台位置指示器之间的相互作用还可选自电磁辐射相互作用装置。适合的电磁辐射相互作用装置包括但不限于可见光(或光学)装置(例如激光器)、红外线装置和射频装置。电磁辐射相互作用装置的电磁辐射更通常地选自可见光尤其是激光，和/或红外线光。在电磁辐射相互作用装置的情况中，通常地托架位置指示器起到电磁辐射的发射器和接收器/检测器的作用，而台或非台位置指示器起到托架位置指示器所发射的电磁辐射的反射器的作用。可选地，每个台或非台位置指示器可起到电磁辐射发射器的作用，且托架位置指示器起到这样发射的电磁辐射的接收器/检测器的作用。
为了说明的目的，并参考图12，托架位置指示器62包括从顶部到底部的三个分离的且竖直对齐组合的激光发射器和检测器453、456和459(且发射器-检测器456竖直地插在顶部发射器-检测器453和底部发射器-检测器459之间)。聚合物注入台位置指示器411、模制品移除台位置指示器414和另外/非台位置指示器417各自的向上延伸的柱(435、438和441)每个包括激光反射器(分别为462、465和468)。激光反射器每个被竖直地定位，以便那个特定的发射器-检测器处将特定的发射器-检测器所发射的激光反射回。例如，反射器462被竖直地定位，以便在托架15从发射器-检测器453附近通过时在发射器-检测器453处将发射器-检测器453所发射的激光反射回。由于反射的激光由发射器-检测器453这样接收和检测到，在聚合物注入台18处的托架15的位置被确立/确认，并且从托架位置指示器62被传送至托架控制器45(例如通过物理连接65)，然后从托架控制器45被无线地传送至主控制器12。相似地，托架15在/相对于模制品移除台位置指示器414和非台位置指示器417的位置每个通过发射器-检测器456和反射器465以及发射器-检测器459和反射器468之间的激光发射、反射、接收和检测来确立/确认。
在实施方式中，每个托架的托架位置指示器独立地是托架位置指示器条形码读取器，并且每个台和非台位置指示器是台/非台位置指示器条形码。使用这个特定的实施方式，通过与台/非台位置指示器条形码中的至少一个相互作用(即，读取)的托架位置指示器条形码读取器来确定每个托架的位置。由于台或非台位置指示器条形码由托架位置指示器条形码读取器这样检测和读取，托架15在或相对于那个特定的台/非台位置的位置被确立/确认，并且从托架位置指示器条形码读取器62被传送至托架控制器45(例如通过物理连接65)，然后从托架控制器45被无线地传送至主控制器12。
在特定的实施方式中：聚合物注入台位置指示器是聚合物注入台位置指示器条形码；模制品移除台位置指示器是模制品移除台位置指示器条形码；每个另外/非台位置指示器独立地是另外/非台位置指示器条形码；以及每个托架位置指示器独立地是托架位置指示器条形码读取器。连续地确定每个托架的位置的步骤包括每个托架位置指示器条形码读取器独立地读取下述项中的至少一个：聚合物注入台位置指示器条形码、模制品移除台位置指示器条形码；和至少一个另外/非台位置指示器条形码。
托架位置指示器条形码读取器的条形码读取器可选自本领域公认的条形码读取器，条形码读取器通常发射非相干可见光(例如来自发光二极管LED的红光)或更通常是相干激光，其从条形码反射并在条形码读取器发射回。台和非台位置指示器条形码的条形码可选自本领域公认的条形码，例如一维和/或二维条形码。台和非台位置指示器条形码的条形码通常至少提供字母-数字值，该字母-数字值与模制系统内的那个特定的台或非台位置有关联(例如可被储存在主控制器的数据库中并且由主控制器交叉检验)。
可选地，台和非台位置指示器条形码的条形码可包括和提供除了位置标识之外的信息(例如附加位置信息)，例如台部件信息(例如在那个台的操作中的装置类型和配置)。例如，压缩模制台321的压缩模制台位置指示器条形码423可提供有关被保持在压机324(图1和图8)内的第二模具部分330的信息。在压缩模制台位置指示器条形码423由托架位置指示器条形码读取器62读取的情况下，由此提供的位置信息和附加位置(例如模具330的标识)信息被传送至托架控制器42，然后被无线地传递至主控制器12。在收到位置信息和附加位置信息时，主控制器12然后可确定是否托架15的第一模具部分24和压缩模制台321的第二模具部分330被适当地匹配。如果第一模具部分和第二模具部分没有被适当地匹配，则主控制器12可以：引导托架继续移动至另一个压缩模制台(附图中未示出)；或引导压缩模制台321放弃压缩模制，并发出要求操作人员来检查压缩模制台并处理所检测的模具错配的警报。
在本发明的实施方式中，通过实质上连续地测量托架相对于在环状导向路径上所选择的零点或起点而围绕/沿着环状导向路径行进的距离来确定托架的位置。更具体地，托架位置指示器包括行进线性距离测量设备(或装置)，并且环状导向路径具有总的环状导向路径线性距离。选择在环状导向路径上的零线性距离起点。相对于零线性距离起点，托架所行进的线性距离由行进线性距离测量装置实质上连续地测量。这样测量的托架所行进的线性距离然后(通常通过托架控制器)实质上连续地与总的环状导向路径距离比较，由此确定托架在环状导向路径上的位置。模制系统的每个台通常相对于零起点和总的环状导向路径线性距离沿着环状导向路径被分配特定的线性距离。因此，关于在同一环状导向路径上的特定的台的位置来协调沿着托架的环状导向路径的位置。
行进线性距离测量设备/装置可选自本领域公认的装置，例如市场上可买到的接触和非接触线性编码器。非接触线性编码器通常包括磁头，该磁头确定相对于(例如位于地板上并且遵循环状导向路径)磁带行进的线性距离。接触线性编码器通常包括直接或间接地连接至环状导向路径的盘，且盘的每次旋转等于所校准的行进线性距离。例如，并参考图4，推进系统30还包括通过轴474旋转地连接至驱动机构36的行进线性距离测量设备471(其更具体地为接触线性编码器)。当驱动机构36沿着导向轨道39移动时，其旋转通过轴474被传递至行进线性距离测量设备471，其测量托架15(相对于零起点)所行进的线性距离。托架15所行进的线性距离然后从行进线性距离测量设备471通过物理连接477被实质上连续地传送至托架控制器45。托架控制器45将托架所行进的线性距离与总的环状导向路径/轨道线性距离比较，由此确定托架15在环状导向路径(例如环状导向轨道39)上的位置。
零线性距离起点可选自沿着环状导向路径的任何点。例如，零线性距离起点可对应于沿着环状导向路径的台或非台位置。行进线性距离测量设备可被配置成使得当到达所行进线性距离时就使自身为零(或将自身重置到零)，所行进的线性距离等于总的环状导向路径线性距离。然而，如果当行进线性距离测量设备沿着导向路径(例如导向轨道39)移动时行进线性距离测量设备被旋转地连接至的驱动机构(例如36)滑动，则托架所行进的线性距离和相应地重置的零起点将是不正确的，并且托架在环状导向路径上的被确定的位置也不对应于其实际位置。
为了更准确地设置零起点，模制系统还可包括零线性距离起点位置指示器(未示出)，该指示器与每个托架分离并且位于沿着环状导向路径的设定点处。零线性距离起点位置指示器例如通过独立地选自于下述装置的相互作用装置来与托架上的零起点检测器(未示出)相互作用：物理地跳闸的开关装置；磁性装置；电磁辐射装置，例如可见光(或光学)装置(例如激光器)、红外线装置和射频装置；以及其组合(实质上与本文中先前关于托架位置指示器提供的描述一致)。当托架穿过零线性距离起点位置指示器时，零起点检测器被启动或跳闸，并通过电连接将零重置信号传送至行进线性距离测量设备/装置，由此将行进线性距离测量(例如471)重置为零。
在本发明的实施方式中，在每个托架上所输送的模具是片模具，且其内模具表面具有轮廓和多个穿孔。聚合物注入设备包括片口模，片口模形成具有热成型温度的挤压片，该挤压片被重力地注入到片模具的内模具表面上(与其接触)。每个托架还包括减压设备，减压设备与片模具和内模具表面的多个穿孔流体连通。另外，托架控制器操作地连接至减压设备。参考图5，托架控制系统包括通过导管483与模具24(这指片模具24)流体连通的减压设备480。托架控制器45通过物理/电连接486操作地连接至减压设备480。
由于每个托架和聚合物注入设备被这样配置(具有片模具、减压设备和片口模)，使用位于聚合物注入台的托架以及至少部分地被重力地注入到片模具的内模具表面的至少一部分上(与其接触)的挤压的热成型片，本发明的方法还包括从主控制器将减压设备控制指示无线地传递至托架控制器。在收到减压设备控制指示时，托架控制器然后将操作减压设备指令(例如通过物理连接486)提供至减压设备(例如480)。被这样操作地指示的减压设备然后穿过内模具表面的多个穿孔引出降低的压力，这导致挤压的热成型片被拉成与片模具的内模具表面轮廓相匹配的接触，由此形成模制品(片模制品)。
使用片模制实施方式，当挤压片被重力地注入到片模具的内模具表面上时，本发明的方法还可包括将一个或多个托架前进速度指示从主控制器无线地传递至托架控制器。当收到前进速度指示时，托架控制器将操作托架前进速度指令提供至托架的推进系统。当挤压的热成型片被重力地注入到片模具的内模具表面上时，托架的前进速度由此被控制。当挤压片被重力地注入到片模具的内模具表面上时，控制托架的前进速度还相应地导致控制挤压片的厚度。例如，如果托架以较大的速度在片口模下面移动，挤压片在内模具表面上将实际上被拉伸得较薄。相反地，如果托架以较小的速度在片口模下面移动，挤压片将因此被较小地拉伸并且作为结果将在内模具表面上较厚。当托架在片口模下面移动时，托架的前进速度可被连续地和/或逐步地调节(例如，如果在内模具表面的不同部分上的不同的挤压片厚度被期望)。
可选地或除了当托架穿过片口模下面的片模具时控制托架的前进速度之外，从片口模露出的挤压的热成型片的厚度也可被控制。如本文中先前所讨论的，口模/片口模可安装有一个或多个闸门，所述一个或多个闸门用于控制被熔化混合的聚合物材料通过闸门的流动，并相应地控制从闸门露出的挤压的热成型片的形状(包括宽度和/或厚度)和量(例如流速)。在另一实施方式中，挤压的热成型片厚度指示从主控制器被无线地传递至聚合物注入控制器。例如通过操作物理连接74(c)，聚合物注入控制器(例如68)(图6)然后将操作挤压片厚度指令提供至片口模。操作挤压片厚度指令用于控制横跨片口模的片狭槽的一个或多个闸门的定位。当挤压片被重力地注入到片模具的内模具表面上时，挤压的热成型片的厚度从而被控制。
片口模可包括实质上连续的片狭槽和/或多个横向对齐的且邻接的开口，多个开口实际上一起形成片狭槽。为了进一步说明的目的，并参考图9和图10，片口模113被描绘成具有从其细长的片狭槽489露出的加热的热塑性片153(同样挤压的热成型片153)。加热的热塑性片153具有第一表面513和第二表面516。片口模113的顶部492具有开口495，加热的热塑性组分(例如通过图6的导管117从聚合物注入设备(挤压机)71的末端101)被容纳到开口495中。开口495与至少一个内部槽道(未示出)流体连通，该内部槽道提供与片口模113的底部501中的多个开口498/细长的片狭槽489的流体连通。细长的片狭槽489位于片口模113的底部501上，并且由多个横向对齐的开口498形成，熔化的热塑性材料通过开口498露出并且形成加热的热塑性片153(从每个开口489露出的熔化的热塑性材料与每个邻接的开口498的熔化的热塑性材料连续地融合在一起，以便形成加热的热塑性片)。多个横向对齐的开口498的至少一些每个具有与其有关的双向地且可控地可关闭的闸门504。每个闸门504可通过分离的致动器(未示出)横跨与其相关的每个开口498独立可控地且双向地移动，以便控制穿过每个开口498的熔化的热塑性材料的量，并因而控制从邻接的且横向对齐的开口498所形成的实际细长的片狭槽露出的加热的热塑性片(例如153)的厚度、宽度和形状。片口模113的底部501中的横向对齐的开口的一些(例如507)可没有与其相关的闸门504，熔化的热塑性组分因此实质上自由地流过那里。另外，片口模113的底部501中的横向对齐的开口的一些(例如510)可被密封并且没有任何熔化的热塑性组分流过那里或从那里露出。
本发明的片模制实施方式可参考图13至图26被进一步具体地描述。具体参考图13和图14，描述了在本发明的方法中有用的并且具有本发明的模制系统的片模制设备519，其包括具有内模具表面27和周界边缘522的第一模具部分24。内模具表面27具有轮廓和多个穿孔525。内模具表面27的轮廓可包括例如升高部分528和/或凹陷部分531。内模具表面27可以是实质上凹陷或内凹的内模具表面(未示出)，在这种情况中，它实质上存在于周界边缘522的下面。可选地，内模具表面27可以是实质上升高或外凸的内模具表面(如所描绘的)，在这种情况中，内模具表面27的大部分存在于周界边缘522的上面。另外，为了提供具有纹理和/或模制标记的模制品的表面的目的，内模具表面27可包括相对浅的(例如相对于升高部分528和凹陷部分531)升高和/或凹陷模式(未示出)，例如沟。
周界边缘522通常限定第一模具部分的末端范围，延伸出其的加热的热塑性片(挤压的热成型片)(如果有)不构成最终模制品的一部分。通常，延伸出周界边缘522的热塑性片(如果有)从最终模制品移除(例如切掉)。周界边缘522可具有任何适合的形状，例如圆形、多边形、不规则的形状或其组合。如附图中所描绘的，周界边缘522为具有上表面534和末端边缘537的实质上水平的支架的形式。
为了清楚的目的，多个穿孔525仅被描绘在图13和图14中，并且仅在内模具表面27的一部分上。穿孔525可位于实质上整个内模具表面27上或区域(或群)中。穿孔525可实质上均匀地或非均匀地(例如随机地)布置在内模具表面27上。如果位于区域中，内模具表面27的部分可没有穿孔。多个穿孔通常被均匀地布置成(或位于)实质上整个内模具表面27上。
多个穿孔与至少一个减压设备例如真空泵流体连通。通常，第一模具部分24具有与多个穿孔525和至少一个减压设备例如减压设备480通过导管483流体连通的至少一个内室(未示出)，如图14中所描绘的。导管483可以是刚性导管，但更通常由可双向地盘绕的柔性材料制造。导管483被描绘成在支撑结构540的一部分的下面通过，第一模具部分24搁在且被支撑在支撑结构540上。支撑结构540包括从下层托架15的顶板548的上表面547向上延伸的多个梁543(例如I型梁)。托架15包括多个支撑轮282(图13)。
虽然被描绘成与第一模具部分24分离，但减压设备480可以可选地位于更邻近第一模具部分24处(例如存在于托架15上，没有这样描绘出)。减压设备480可控地穿过内模具表面27的多个穿孔引出降低的压力。例如，穿过穿孔525被引出的降低的压力可以至少一个压力平稳段分阶段地倾升，或降低的压力可以从减压设备480被开启(或启动)的时刻以减压设备480的全容量被引出。
为了帮助从第一模具部分24移除模制品，气体(例如空气)可在升高的压力下(即，在大于环境大气压的压力下)从穿孔525穿过。为了使气体例如空气在升高的压力下穿出穿孔525，减压设备480可反向操作，和/或与第一模具部分24的内室和相应的穿孔525流体连通的分离的泵(未示出)可被使用。另外，从穿孔525穿过的气体可被冷却至低于环境温度的温度(例如低于25℃，例如5℃到15℃)以进一步帮助冷却加热的热塑性片，以使它保持内模具表面27的轮廓形状。
内模具表面27中的多个穿孔可具有任何适合的形状和尺寸，假定它们：(i)在模制品从第一模具部分24移除时不被热塑性材料阻塞、堵塞或以其它形式填塞；和(ii)不会导致在最终的模制品上的不希望有的表面特征或缺陷(例如从其表面延伸的塑料结块)。内模具表面27中的穿孔可具有选自多边形(例如三角形、矩形、方形、五边形、六边形、七边形、八边形等和其组合)、圆形、椭圆形、不规则的形状及其组合的截面形状。通常，内模具表面27中的穿孔具有实质上圆形的截面形状，其具有从0.1mm至7mm、更通常地从0.5mm至5mm、且更通常地从1mm至3mm的直径。在本发明的实施方式中，内模具表面27中的穿孔具有实质上圆形的截面形状，其具有1.6mm(1/16英寸)的直径。
本发明的片模制设备还包括环绕第一模具部分24的周界边缘522的至少一部分的框架550。构架550具有上表面553并且包括开口556，开口556形成所需尺寸，以允许第一模具部分24尤其是其周界边缘522至少部分地穿过那里。框架550和第一模具部分24相对于彼此是双向地竖直地可定位的(例如沿着图13中所描绘的z轴)，这允许加热的热塑性片与第一模具部分24的内模具表面27接触，正如将在本文中被进一步详细讨论的。例如，通过本领域公认的装置，例如通过活塞、剪式千斤顶和/或螺旋千斤顶，第一模具部分24和框架550每个可被独立双向竖直地定位。
框架550可被单独使用。可选地，可结合框架支撑件559来使用框架550，框架支撑件559邻接地存在于框架550的下面并且为框架550提供支撑。当分离的框架550和支撑框架559的使用允许具有例如不同的片保持架和/或不同的片保持架配置的分离的框架被迅速地互换时(例如支撑框架559的开和关)，分离的框架550和支撑框架559的使用是有利的。当片模具设备安装有具有不同尺寸和/或配置的不同的第一模具部分时，能够将框架与其上的相关的保持架迅速地互换可能是合乎需要的。框架550的上表面553存在于支撑框架559的上表面562上。框架550具有外边缘565。框架550通常形成所需尺寸，以使它的外边缘565相对于支撑框架559的外边缘568是向内的。这样制定尺寸允许每个片保持架571在框架550的上表面553上横向地可移动(例如在上面滑动)，并且同时允许其后部574在支撑框架559的上表面562上横向地可移动并且与支撑框架559的上表面562分离，正如将在本文中被进一步详细讨论的。
在本发明的实施方式中，第一模具部分24相对于竖直定位实质上是固定的，并且框架550可被双向地且可控地竖直地定位。在具体的实施方式中，框架550通过位于框架的相对侧上的第一螺杆致动器组件577和第二螺杆致动器组件580是双向竖直地可定位的。螺杆致动器组件(例如577和580)通常被定位成使它们在横跨片保持架被放下时与加热的热塑性片直接接触的可能性减至最小，正如将在本文中被进一步详细讨论的。
参考图15，螺杆致动器组件577包括箱框架583，箱框架583被附接至托架15的上表面547并且从托架15的上表面547向上延伸。第一螺杆致动器组件577还包括从第一螺杆传递齿轮箱589竖直地向上延伸的第一螺杆586和从托架15的上表面547竖直地向上延伸的第一导向杆592。第一螺杆586螺纹地接合从支撑框架559横向地向外延伸的第一螺纹孔596(在图17中可见)。第一导向杆592没有被车螺纹，而是滑动地接合从支撑框架559横向地向外延伸的第一非螺纹导向眼孔595。第一致动器组件577还包括从第二螺杆传递齿轮箱601竖直地向上延伸的第二螺杆598(在附图中仅部分地可见)和从托架15的上表面547竖直地向上延伸的第二导向杆604。第二螺杆598螺纹地接合从支撑框架559横向地向外延伸的第二螺纹眼孔607。第二导向杆604没有被车螺纹，而是滑动地接合从支撑框架559横向地向外延伸的第二非螺纹导向眼孔610。
第一螺杆致动器组件577还包括主传递齿轮箱613。主传递齿轮箱613具有第一横轴617和第一横轴620，第一横轴617从主传递齿轮箱613横向地向外延伸并且接合第一螺杆传递齿轮箱589，第二横轴620从主传递齿轮箱613横向地向外延伸并且接合第二螺杆传递齿轮箱601。
第二螺杆致动器组件580实质上与第一螺杆致动器组件577相同。参考图13、图15和图19，第二螺杆致动器组件580包括：第一螺杆623和第二螺杆626，每个螺杆从各自的第一螺杆传递齿轮箱629和第二螺杆传递齿轮箱632横向地向外延伸，并且螺纹地接合各自的第一螺纹眼孔635和第二螺纹眼孔638；第一导向杆641和第二导向杆644，每个导向杆从托架15的上表面547竖直地向上延伸，并且滑动地接合各自的第一非螺纹眼孔647和第二非螺纹眼孔650；以及具有第一横轴658和第二横轴661的主传递齿轮箱653，第一横轴658和第二横轴661每个分别接合第一螺杆传递齿轮箱629和第二螺杆传递齿轮箱632。第二螺杆致动器组件580具有两个分离的箱框架664和667，而不是具有单个箱框架(例如第一螺杆致动器组件577的箱框架583)。箱框架664包括第二螺杆致动器组件580的第一螺杆623和第一导向杆641，而箱框架667包括第二螺杆致动器组件580的第二螺杆626和第二导向杆644。
第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件每个可被独立地或一致地驱动，并且可被手动地或机械地驱动。通常，第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件每个被机械地驱动，且更通常地被一致地机械地驱动。分离的发动机可用于驱动每个螺杆致动器组件。在实施方式中并且参考图13和图19，第一螺杆致动器组件577和第二螺杆致动器组件580通过单个驱动发动机670被一致地驱动。驱动发动机670可选自已知的发动机，且通常为电发动机。驱动发动机670具有自其向外延伸且接合总传递齿轮箱676的驱动轴673(在附图中仅部分地可见)，总传递齿轮箱676具有自其向外延伸且接合第一螺杆致动器组件577的主传递齿轮箱613的第一总横轴679。总传递齿轮箱676具有自其向外延伸、贯穿支撑结构540/在支撑结构540下面穿过、并且接合第二螺杆致动器组件580的主传递齿轮箱653的第二总横轴682。
当被启动和接合时，驱动发动机670使驱动轴673转动，驱动轴673通过总传递齿轮箱676使第一总横轴679和第二总横轴682转动。第一总横轴679通过主传递齿轮箱613使第一轴617和第二轴620转动，第一轴617和第二轴620通过第一螺杆传递齿轮箱589和第二螺杆传递齿轮箱601使第一螺杆致动器组件577的第一螺杆586和第二螺杆598转动。同时，第二总横轴682通过主传递齿轮箱653使第二螺杆致动器组件580的第一总横轴658和第二总横轴661转动，第一总横轴658和第二总横轴661相应地通过其第一螺杆传递齿轮箱629和第二螺杆传递齿轮箱632使第二螺杆致动器组件580的第一螺杆623和第二螺杆626转动。螺杆(586和598，623和626)螺纹地接合它们各自的螺纹眼孔(595和607；635和638)，并且因此根据例如驱动发动机670和驱动轴673被转动的方式使框架550竖直地向上或向下移动。另外，相应地，非螺纹导向杆(592和604，641和644)滑动地接合它们各自的非螺纹眼孔(595和610；647和650)，以便使框架550的竖直运动稳定。作为不同的轴和传递齿轮箱的布置的结果，第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件被可控地一致地驱动。
本发明的片模具设备还包括至少一个片保持架571。参考图20至图24，每个片保持架具有面向第一模具部分24的周界边缘522(或沿着第一模具部分24的周界边缘522的方向)的夹紧部分685。夹紧部分685包括夹紧构件688和夹紧内部691。夹紧构件688是双向可关闭的。夹紧内部691部分地被夹紧构件688界定，并更具体地至少部分地被夹紧构件688的内(或下)表面694界定。夹紧内部691可被夹紧构件688的内表面694与下述项中的一个的组合界定：存在于夹紧构件688下面的框架550的上表面553的部分；或更通常地，存在于夹紧构件688下面的片保持架571的基板的前部的上表面，正如将在本文中被进一步详细讨论的。每个片保持架571独立地、双向地且横向地附接至框架550的上表面553，以使夹紧部分685相对于第一模具部分24的周界边缘522是双向地且横向地可定位的。
虽然本发明的模制设备包括至少一个片保持架，但它更通常包括至少两个分离且独立的片保持架(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个分离且独立的片保持架)。片保持架571可按任何布置(例如对称地或不对称地)被定位在围绕开口556的框架550上，假定每个片保持架的夹紧部分685面向第一模具部分24的周界边缘522或定向成朝向第一模具部分24的周界边缘522(或沿着第一模具部分24的周界边缘522的方向)。在实施方式中，模具设备包括八个片保持架571A、571B、571C、571D、571E、571F、571G和571H。例如，见图20。第一模具部分24一般具有矩形平面图形状，并且片保持架沿着第一模具部分的长侧和端部被对称地布置，片保持架571A、571B和571C沿着第一模具部分24的第一长侧697定位；片保持架571D、571E和571F沿着第一模具部分24的第二长侧700定位；片保持架571G被定位在第一端703；以及片保持架571H被定位在第二端706(图20)。相对于沿着第二长侧700的片保持架(571D、571E和571F)，沿着第一长侧697的片保持架(571A、571B和571C)位于实质上相对的对称关系中。相对于在相对的第二端706处的片保持架571H，在第一端703处的片保持架571G位于实质上相对的对称关系中。
片保持架571还可包括具有上表面712、下表面715和前部718的基板709。特别见图23。夹紧构件688铰接地附接至基板709的前部718的上表面712。更具体地，夹紧构件688通过铰接构件724附接至上表面712，铰接构件724铰接地(或旋转地)接合铰接保持架727和730，铰接保持架727和730(相对于彼此)被相对地定位在前部718的上表面712上并且从前部718的上表面712向上延伸。片保持架571的夹紧部分685由夹紧构件688和基板709的前部718界定。基板709的前部718的上表面712和夹紧构件688的内表面694一起界定夹紧内部691。
基板709的下表面715的至少一部分与框架550的上表面553处于滑动且邻接的关系中。在实施方式中，片保持架571还包括自基板709的下表面715延伸的至少一个细长的导向物，该细长的导向物被容纳在框架550的上表面553内的被适当地制定尺寸的沟或槽(未示出)中。细长的导向物从(例如正交于)第一模具部分24的周界边缘522横向向外地定向，并且使用本发明的设备和方法提供对片保持架的双向的横向运动的改善的控制(例如方位)。参考图24，片保持架571具有从基板709的下表面715向外(向下)延伸的第一细长导向物733和第二细长导向物736，第一细长导向物733和第二细长导向物736被滑动地容纳在框架550的上表面553内的被适当地制定尺寸的沟或狭槽(未示出)中。在本发明的方法中，当片保持架571被双向地横向地重新定位时，在框架550的上表面553中的沟内的细长导向物(733、736)内的滑动接纳用于将片保持架571维持在期望的方位中(例如夹紧部分685面向第一模具部分24的周界边缘522)。
每个片保持架的双向的运动可被手工地或更通常地机械地实现。在实施方式中并且参考图22和图23，片保持架571还包括具有第一端742和第二端745的第一线性致动器739。如本文中所使用的，术语“线性致动器”意指双向地线性可扩展的装置。正如关于片保持架所使用的，线性致动器可选自本领域公认的装置，例如线性螺杆致动器、液压线性致动器、气动线性致动器及其组合。片保持架571的基板709还包括狭槽(或细长的洞/孔)748和具有上表面751的后部574。
第一线性致动器739的第一端742位于狭槽748内，并且固定地附接至框架550的上表面553。第一线性致动器739的第一端742通常枢轴地附接至托座754，并且附接至框架550的上表面553。在第一端742和托座754之间的枢轴附接可由本领域公认的装置例如穿过托座754和第一端742中的洞横向地延伸的销实现。第一线性致动器739的第二端745固定地附接至基板709的后部574的上表面751。更通常地，第一线性致动器739的第二端745枢轴地附接至托座757，托座757自基板709的后部574的上表面751向上延伸。在第二端745和托座757之间的枢轴附接可由本领域公认的装置例如穿过托座757和第二端745中的洞横向地延伸的销760实现。
如附图中所描绘的，第一线性致动器739包括包含活塞(不可见)的圆筒763和螺纹地连接至第二端745的双向可收缩的臂766。第一线性致动器739的双向的线性扩展提供片保持架571相对于第一模具部分24的周界边缘522的双向的横向运动。更具体地，当可收缩的臂766延伸时，片保持架571远离第一模具部分24的周界边缘522横向地(例如在片保持架571A的情况中沿着x轴或在片保持架571G的情况中沿着y轴)移动。相应地，当可收缩的臂766在圆筒763内收缩时，片保持架571朝向第一模具部分24的周界边缘522横向地(例如在片保持架571A的情况中沿着x轴或在片保持架571G的情况中沿着y轴)移动。例如，见图20。
片保持架571A的夹紧构件688可被手工地或更通常地机械地双向地关闭/开启。在实施方式中并且进一步参考图22和图23，片保持架571还包括具有第一端772和第二端775的第二线性致动器769。与第一线性致动器739一样，第二线性致动器769是双向地线性可扩展的，并且可选自已知的本领域公认的装置，例如线性螺杆致动器、液压线性致动器、气动线性致动器及其组合。
第二线性致动器769的第一端772通常枢轴地附接至夹紧构件688的外表面778。更通常地，第二线性致动器769的第一端772枢轴地附接至托座或延伸物781，托座或延伸物781自夹紧构件688的外表面778向外延伸。如附图中所描绘的，第二线性致动器769的第一端772是容纳有延伸物781的托座的形式，并且其间的枢轴附接可由本领域公认的方法例如附接至第一端772并且穿过延伸物781中的洞(在附图中不可见)延伸的销实现。第二线性致动器769的第二端775附接至基板709的后部574的上表面751。更通常地，第二端775枢轴地附接至托座(例如托座757)，托座自基板709的后部574的上表面751向上延伸。在第二端775和托座757之间的枢轴附接可由本领域公认的方法例如穿过托座757和第二端775延伸的销760实现。
在实施方式中，第一线性致动器739的第二端745和第二线性致动器769的第二端775都附接至同一托座(例如托座757)。在这个具体的实施方式中，并且如附图中所描绘的，第二线性致动器的第二端775枢轴地附接至托座757的上部分，而第一线性致动器739的第二端745附接至在第二端775的附接点的下面的托座757的下部分。
如附图中所描绘的，第二线性致动器769包括包含活塞(不可见)的圆筒784和螺纹地连接至第一端772的双向可收缩/可扩展的臂787。第二线性致动器769的双向的线性扩展提供夹紧构件688的双向关闭(和相应地开启)。特别是，当双向可收缩的臂787延伸时，夹紧构件688移动至关闭位置或朝向关闭位置移动，并且相应地当双向可收缩的臂787(在圆筒784内)收缩时，夹紧构件688移动至开启位置或朝向开启位置移动。
在液压和/或气动驱动线性致动器的情况中，片保持架的线性致动器可安装有口，为了线性地扩展和收缩线性致动器的目的，流体(例如空气和/或液体，例如液压流体/油)穿过该口(通常在升高的压力下)被注入。参考图23，并为了说明的目的，第二线性致动器769包括第一口790和第二口793，为了线性地延伸和收缩臂787的目的，流体(例如空气和/或液体，例如油)可穿过该口在升高的压力下被注入，并且由此双向地关闭和开启夹紧构件688。第一线性致动器739可相似地安装有这种口(未示出)。
在实施方式中，并且如本文中先前所讨论的，框架550可存在于下层框架支撑件559上并且由下层框架支撑件559支撑。框架550的外边缘565形成所需尺寸，以便相对于框架支撑件559的外边缘568是向内的。框架550的外边缘565相对于框架支撑件559的外边缘568的向内定位可被选择成使得片保持架的双向地横向运动导致每个片保持架571的后部574在支撑框架559的上表面562之上、上面横向地移动以及与支撑框架559的上表面562分离。例如，见图13、图20和图21。更具体地，在该实施方式中，存在于基板709的后部574中(或下面)的下表面715的部分在支撑框架559的上表面562之上、上面横向地移动以及与支撑框架559的上表面562分离。当片保持架571在使用中时(例如在本发明的方法期间)，由于一些原因，包括但不限于允许润滑剂被涂敷至基板709的下表面、包括例如细长的导向物733和736，这种布置可能是合乎需要的。
在本发明的片模制实施方式的过程中，加热的热塑性片(例如挤压的热压成型片)的一部分与片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691接触，正如将在本文中被进一步详细讨论的。通常，在夹紧构件688被夹紧并且加热片因而被保持在夹紧内部691内之前和之后，加热的热塑性片的一部分与前部718的上表面721接触。为了防止或最小化片保持架571的夹紧部分685(例如被保留在其上的熔化的或接近熔化的热塑性材料)的堵塞，对至少片保持架571的前部718提供温度控制(例如冷却)可能是合乎需要的。在实施方式中，片保持架571的基板709被设置有延伸至基板709的前部718中的至少一个封闭通道796。例如，见图21的片保持架571B，其中封闭通道796的终点被描绘在基板709的后部574中。封闭槽道可穿过基板709延伸，或它可以按导管(未示出)的形式附接至基板709的外表面(例如上表面712)。
封闭通道796形成所需尺寸以用于流经封闭通道796的热交换流体的接纳和通过。热交换流体可选自技术人员已知的那些流体，例如水、乙二醇(例如烷撑二醇，如乙烯乙二醇、丙二醇和/或聚烷撑二醇)、醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇和/或异丙醇)及其混合物。例如，并且参考图22，热交换流体可从热交换器(未示出)的储蓄器中被抽取，通过口799被注入并且通过口802被移除(并且返回到热交换器的储蓄器)。热交换流体通常在降低的温度(例如低于加热的热塑性片的温度例如低于或等于室温20℃、15℃或10℃的温度)下被注入封闭通道796。当热交换流体从口802被移除时，热交换流体流过封闭通道796进入前部718(在附图中未描绘出)，并且用于从那里移除热能。
片保持架及其不同的部件例如基板和夹紧构件可由任何适合的刚性材料制造。例如，每个片保持架可由金属、热固性塑料材料、热塑性材料、陶瓷材料及其组合制成。通常，片保持架由金属(例如钢)制造。
片保持架可具有任何适合的尺寸，假定它们能够将加热的热塑性片的一部分保留在其夹紧部分内。参考图22和图23，基板709通常具有从7.62cm到127cm、更通常地从15.24cm到101.6cm、并且更通常地从30.48cm到60.96cm的宽度805。在实施方式中，基板709具有50.75cm的宽度805。基板709通常具有从7.62cm到127cm、更通常地从15.24cm到101.6cm、并且更通常地从30.48cm到60.96cm的长度808。在实施方式中，基板709具有45.72cm的长度808。夹紧构件688通常具有从7.62cm到127cm、更通常地从15.24cm到101.6cm、并且更通常地从30.48cm到60.96cm的宽度811。在实施方式中，夹紧构件688具有50.75cm的宽度811，该宽度实质上等于基板709的宽度805。可选地，基板709的后部574和前部718可具有不同的宽度805。例如，后部574的宽度可大于(或小于)前部718的宽度。
通常，第一模具部分24、框架550和片保持架571被一起定位在片口模113下面的平面中，例如，由图13中所显示的x轴和y轴界定的平面。为了参考的目的，周界边缘522实质上处于由图13的x轴和y轴界定的平面内。当加热的热塑性片153被形成并且沿着z轴从片口模113竖直地且重力地下落时，通过沿着导向轨道39双向地可定位的托架15，第一模具部分24、框架550和每个片保持架571可被一起双向地定位在片口模113下面的平面中，如图13的双头箭头814所示。除了托架15沿着导向轨道39的运动之外，片口模113可以可选地在第一模具部分24、框架550和每个片保持架571所存在于的平面的上方的平面内双向地移动。片口模113可通过已知的装置例如在轨道或铁轨(未示出)上双向地移动。通常，当托架15在片口模113的下面移动时，片口模113实质上保持静止。
利用本发明的方法的片模制实施方式，最初第一模具部分24和框架550(连同片保持架571)相对于彼此被定位，以使框架550的上表面553位于第一模具部分的周界边缘522的上方。例如，见图13和图14。当第一模具部分为第一外凸模具部分(如附图中所描绘的)时，框架的上表面的初始位置除了在周界边缘的上方之外还可以：(i)在第一外凸模具部分的内模具表面的上边界的上方；或者(ii)在周界边缘的上方且在第一外凸模具部分的内模具表面的上边界的下方。如附图所描绘的，框架550的上表面553被最初定位在周界边缘522的上方且在内模具表面27的上边界的上方。在内凹第一模具部分(其在周界边缘的下方实质上是凹陷的)的情况下，框架的初始位置使得其上表面在周界边缘和第一内凹模具部分的内模具表面的上方。
框架550和第一模具部分24的相对定位可根据本文中先前提供的描述实现。例如，第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件(577、580)可被启动(例如通过发动机670和不同的轴以及传递齿轮箱)，以便使框架支撑件559和框架550(以及相应地，片保持架571)沿着z轴竖直地向上移动，使得框架550的上表面553存在于周界边缘522的上方和如附图中所描绘的在第一模具部分24的内表面27的上边界的上方。
参考图5，在实施方式中，托架控制器45通过物理/电连接817将操作框架竖直定位指令提供至发动机670，这导致第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件(577、580)的启动，以及其上的框架支撑件559、框架550以及片保持架571的相应的控制的竖直(向上或向下)运动。通常，托架控制器45包括至少一个聚合物注入台托架控制程序，当主控制器12将一个或多个聚合物注入有关的指示无线地传递至托架控制器45时(例如关于托架15的前进速度控制、框架550的竖直定位和/或片保持架571的控制)，该聚合物注入台托架控制程序可被启动或发起。当托架15被定位在聚合物注入台18时，主控制器12将一个或多个聚合物注入有关的指示无线地传递至托架控制器45。托架15在聚合物注入台18的位置由托架位置指示器62确定，该位置通过物理连接65被传送至托架控制器45，然后通过无线通信节点86和83(图5)被无线地传递至主控制器12。
在本发明的片模制实施方式中，每个片保持架571的夹紧构件688被调节至开启位置。每个夹紧构件688被定位在开启位置，以便提供到每个夹紧内部691的通路，尤其是从每个片保持架571的上方。例如，见图21的片保持架571C的夹紧构件688和图15中可见的每个片保持架571A-571C的夹紧构件688，所有这些夹紧构件都处于开启位置。在实施方式中，第二线性致动器769的臂787被收缩(例如在圆筒784内)，该臂用于将夹紧构件688旋转地向后拉到铰接构件724上，从而将夹紧构件688定位在开启位置中。
在实施方式中，托架控制器45通过物理/电连接820(图5)将操作片保持架控制指令提供至一个或多个片保持架571。操作片保持架控制指令可更进一步分为或描述成：(i)操作夹紧构件开启/关闭指令；和(ii)操作片保持架横向定位指令。操作夹紧构件688开启/关闭指令导致第二线性致动器769的相应启动，而操作片保持架571横向定位指令导致第一线性致动器739的相应启动。由于第一线性致动器和第二线性致动器通常被液压或者气动地操作(正如本文先前所讨论的)，操作片保持架控制指令可更特别地从托架控制器45被提供至与第一线性致动器和第二线性致动器(739、769)流体连通的一个或多个液压/气动泵(未示出)，其还可包括闸门控制的歧管(未示出)。
在本发明的片模制实施方式中，具有第一表面(例如513)和第二表面(例如516)的加热的热塑性片(例如153)由至少一个热塑性组分形成。加热的热塑性片具有允许其热成型的温度(例如热成型温度)，尤其是，当(i)与每个片保持架的夹紧内部接触并且被保留在每个片保持架的夹紧内部内时；和当(ii)与第一模具部分的内模具表面接触并被拉成与第一模具部分的内模具表面紧密轮廓相符地接触时。虽然加热的热塑性片的温度可等于或大于热塑性片的熔点，加热的热塑性片的温度更通常地等于或大于热塑性片的软化点(或玻璃转化温度)，并且小于热塑性片的熔点。
在实施方式中，加热的热塑性片具有插在加热的热塑性片的第一表面和第二表面之间的内部。在该实施方式中，加热的热塑性片的温度在其第一表面、内部和第二表面始终实质上是均匀的(例如变化小于或等于2℃或1℃)。尤其是，当(i)加热的热塑性片的第二表面的第一部分与至少一个片保持架的夹紧内部接触时；和当(ii)所述加热的热塑性片的第二表面的第二部分抵着第一模具部分的内模具表面被拉时，温度是均匀的。
加热的热塑性片的温度可通过本领域公认的方法确定，例如使热电偶与加热的热塑性片的第一表面和第二表面接触，和将热电偶插入加热的热塑性片的内部。可选地或除此之外，远程温度传感器如红外线传感器可被用于确定加热的热塑性片的第一表面和第二表面的温度。
如本文中和权利要求中所使用的，术语“片”和类似术语例如“片口模”、“加热的热塑性片”和“挤压片”都包含术语“膜”和相似术语例如“膜口模”、“加热的热塑性膜”和“挤压膜”。当从片口模且更具体地从片口模的狭槽中露出时，加热的热塑性片(同样挤压片)通常具有从0.5mm到25mm、更通常地从1.5mm到15mm、且更通常地从6mm到12mm的厚度。在本发明的实施方式中，当从片口模露出时，加热的热塑性片具有9mm的厚度。在将加热的热塑性片展开在第一模具部分的内模具表面上并且使其与第一模具部分的内模具表面轮廓匹配接触期间，加热的热塑性片厚度通常被减小(当从片口模狭槽中露出时相对于加热的热塑性片)。通过本发明的方法制备的模制品的成形的热塑性片通常具有从0.25mm到12.5mm、更通常地从0.75mm到8mm、且更通常地从3mm到6mm的厚度。在本发明的实施方式中，通过本发明的方法制备的模制品的成形的热塑性片具有4.5mm的平均厚度。
在本发明的片模制实施方式的过程中所形成的加热的热塑性片可具有任何适合的宽度和长度。由于加热的热塑性片通常通过片口模形成，其宽度通常依赖于片口模的宽度并且被片口模的宽度限制，尤其是片口模的细长片狭槽的宽度。加热的热塑性片可具有例如从2.5cm至5m或从31cm至3m或从61cm至2m的宽度。加热的热塑性片可具有任何适合的长度，因为在本发明的方法中它通常被连续地形成。例如，加热的热塑性片可具有从31cm至10m或从61cm至2m的长度。在本发明的具体的实施方式中，加热的热塑性片具有3m(大约10英尺)的宽度和5m(大约16.5英尺)的长度。
加热的热塑性片153从片口模113露出，使得其第二表面516面向(例如与片保持架571的夹具内部691和第一模具部分24的内模具表面27反向地面向)片保持架571的夹紧内部691和第一模具部分24的内模具表面27。加热的热塑性片153的第一表面513背向(例如向上远离)片保持架571的夹紧内部691和内模具表面27。
可关于本发明将加热的热塑性片153的第二表面516和加热的热塑性片153本身描述成具有第一部分、第二部分和第三部分。为了说明的目的，并且参考图25，加热的热塑性片153的第二表面516的第一部分823一般位于接近或朝向加热的热塑性片153的末端边缘826处。第二表面516的第二部分829一般位于加热的热塑性片153的中央区域中。第二表面516的第三部分832一般位于加热的热塑性片153的第一部分823和第二部分829之间(例如插在两者之间)的区域中。第一表面513也可相似地被描述成具有第一部分823、第二部分829和第三部分832，这些部分相对于加热的热塑性片153的第二表面516在相对侧(即，在第一表面513)上。另外，加热的热塑性片153还可被更一般地描述成具有与图25中描述的那些部分相对应的第一部分823、第二部分829和第三部分832。
在本发明的方法中，加热的热塑性片的第二表面516的第一部分(例如823)与至少一个片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691接触。通常，当加热的热塑性片153被形成时，它将顺序地与接连地布置的片保持架571的夹紧内部691接触。例如，当加热的热塑性片153从片口模113露出并向下延伸时，框架550、片保持架571和第一模具部分24(例如沿着图13的y轴)在片口模113下面的平面中例如沿着图15的箭头835的方向横向地移动(如本文中先前所描述的)。参考图13和15，当加热的热塑性片153被形成并且框架550和第一模具部分24在其下横向地移动时，加热的热塑性片153的第二表面516的第一部分823按照下面的连续顺序接连地与片保持架571的夹紧内部相接触：片保持架571G；片保持架571C和571F；然后是片保持架571B和571E；片保持架571A和571D；最后是片保持架571H。
在本发明的方法中，夹紧构件688接着被移动至关闭位置，以便夹紧且保持被容纳在夹紧内部691内的加热的热塑性片的第一部分。更具体地，夹紧构件688的一部分与加热的热塑性片153的第一表面513的第一部分823处于邻接和夹紧/保持关系中，而同时，片153的第二表面516的第一部分823被保持地与片保持架571的基板709的前部718的上表面721邻接。通常，加热的热塑性片153的第一部分823被夹紧/保持在夹紧构件688的内表面694的至少一部分和片保持架的基板709的前部718的上表面721之间。
在加热的热塑性片与所有的片保持架的夹紧内部接触之后，片保持架的夹紧构件可都被一致地移动至关闭位置。例如，片保持架571A-571H的夹紧构件688可被一致地移动至关闭位置。可选地，当加热的热塑性片的第二表面的第一部分与片保持架的夹紧内部连续地接触时，片保持架的夹紧构件可顺序地移动至关闭位置。例如，每个片保持架571的夹紧构件688以下面的连续顺序移动至关闭位置：片保持架571G；片保持架571C和571F；然后是片保持架571B和571E；片保持架571A和571D；最后是片保持架571H。
在实施方式中，第二线性致动器769的臂787被延伸(例如伸出圆筒784)，这用于使夹紧构件688在铰接构件724上旋转地向前移动，从而将夹紧构件688定位在关闭位置中。例如，见图21的片保持架571的夹紧构件688，其处于关闭位置中。参考图16，所有八个片保持架571A-571H的夹紧构件571处于关闭位置中，且加热的热塑性片153的第一部分被夹紧和保持在每个片保持架的夹紧内部691内。另外，在图16中，被保持在框架550的片保持架内的加热的热塑性片153与片口模113分离。虽然在图16中没有被描绘出，但加热的热塑性片153的一部分可仍从片口模113露出，且与被保持在片保持架571内的加热的热塑性片153分离。
使用被保持在片保持架的夹紧内部内的加热的热塑性片的第一部分，第一模具部分24和框架550相对于彼此被定位，以便使加热的热塑性片153的第二表面的第二部分(例如829，图25)接触第一模具部分24的内模具表面27的至少一部分。参考图16和图17，框架550(和相应地，片保持架571)相对于竖直固定的第一模具部分24被双向可控且竖直地定位(例如沿着z轴竖直向下)，由此导致加热的热塑性片153的第二表面(例如516)的第二部分(例如829)与第一模具部分24的内模具表面27的至少一部分的接触。框架550与片保持架571一起可沿着z轴移动，以便被定位在第一模具部分24的周界边缘522的下面。根据如本文中先前提供的描述通过第一螺杆致动器组件和第二螺杆致动器组件(577、580)可以双向地且竖直地定位框架550，尤其是托架控制器45通过物理/电连接817(图5)将操作框架竖直定位指令提供至发动机670。
根据框架550相对于内模具表面27的初始位置，在加热的热塑性片的第二表面的第一部分与片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691的接触(或夹紧保留)之前/加热的热塑性片的第二表面的第一部分在片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691内的接触(或夹持保留)之前、同时、或者之后，可发生加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分的接触。例如，框架550可被最初定位成使得其上表面553在周界边缘522的上方且在第一模具部分24(在外凸第一模具部分的情况中)的内模具表面27的上边界的下面，在这种情况中，在加热片的第二部分与夹紧内部接触和/或在加热片的第二部分保留在夹紧内部内之前或同时，加热的热塑性片的第二表面的第二部分可与内模具表面的一部分接触。在本发明的实施方式中，在加热的热塑性片的第二表面的第一部分与片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691接触/加热的热塑性片的第二表面的第一部分夹紧保留在片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691内之后，发生加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分的接触。
在加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触之前、同时或之后，每个片保持架(加热的热塑性片的第一部分被保持在其夹紧内部内)独立地横向移动至选自朝向第一模具部分的周界边缘522和/或远离第一模具部分的周界边缘522的横向位置。例如，当框架550竖直地向下移动(并且加热的热塑性片的第二表面与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触)时，每个片保持架571可相对于(即朝向和/或远离)第一模具部分24的周界边缘522被连续地和/或间歇地横向地重新定位。可选地，在框架550被竖直地向下移动并且加热的热塑性片的第二表面相应地与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触之前，每个片保持架571可相对于周界边缘522被独立地横向地重新定位。另外可选地，在框架550被竖直地向下移动(例如在其竖直行程的底部)并且加热的热塑性片的第二表面相应地与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触之后，每个片保持架571可相对于周界边缘522被独立地横向地重新定位。
在具体的实施方式中，在使第一模具部分和框架相对于彼此定位以便使所述加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触的步骤之前、实质上同时和之后的这些情况的至少一个时，使至少一个片保持架横向地移动至横向位置(相对于模具的周界边缘)的步骤被执行。更具体地，在使第一模具部分和框架相对定位的步骤实质上同时和/或之后，使至少一个片保持架横向地移动至其相对的横向位置的步骤被执行。仍然更具体地，在使第一模具部分和框架相对定位的步骤实质上同时，使至少一个片保持架横向地移动至其相对的横向位置的步骤被执行。
每个片保持架的独立的横向重新定位可通过第一线性致动器739的双向可收缩的臂766的延伸或收缩实现。例如，当臂766延伸出圆筒763时，片保持架571沿着x轴远离第一模具部分24的周界边缘522横向地移动。相应地，当臂766在圆筒763内收缩时，片保持架571沿着x轴朝向第一模具部分24的周界边缘522或沿着第一模具部分24的周界边缘522的方向横向地移动。托架控制器45通过物理/电连接820(图5)将操作片保持架横向定位指令提供至每个片保持架571(或与每个第一线性致动器739流体连通的液压/气动装置)。
片保持架(加热片的第一部分被保持/夹紧在其夹紧内部内)的横向运动用于控制与第一模具部分的内模具表面相接触的加热的热塑性片的第二部分的至少一部分的厚度。另外，片保持架(加热片的第一部分被保持/夹紧在其夹紧内部内)的横向运动还帮助并且增强加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的紧密轮廓匹配接触。
基于手边的证据，且不旨在被任何理论限制，可认为，当片保持架朝向第一模具部分的周界边缘横向地移动时，当加热片与内模具表面接触时(无论模具是外凸模具或内凹模具)，可使较大量的加热片材料变得可用。存在于片保持架朝向模具移动的模具的那部分上的较大量的加热的热塑性材料导致在那个区域中的增加的片保持架厚度(并且相应地，模制品在那个区域中具有增加的厚度)。相应地，当片保持架远离第一模具部分的周界边缘横向移动时，当加热片与内模具表面接触时(无论模具是外凸模具或内凹模具)，使较少量的加热片材料变得可用。存在于片保持架远离模具移动的模具的那部分上的较少量的加热的热塑性材料导致在那个区域中的减小的片保持架厚度(并且相应地，模制品在那个区域中具有减小的厚度)。
在位于模具的周界边缘周围的多个横向地可重新定位的片保持架(例如571A-H)的情况中，加热片的厚度在模具的不同区域中/上可被改变，作为例如一些片保持架朝着模具的周界边缘移动而其它片保持架远离周界边缘移动的结果。
在第一模具部分具有复杂的内模具表面例如具有可被特征化为外凸的部分和具有可被特征化为内凹的其它部分的情况中，一些片保持架可朝向周界边缘横向地移动，而其它片保持架远离周界边缘横向地移动。例如，邻近外凸的内模具表面部分的那些片保持架可远离周界边缘横向地移动；而邻近内凹的内模具表面部分的那些片保持架可朝向周界边缘横向地移动；或者反之亦然。可选地或除此之外，当加热的热塑性片的第二表面与模具的内表面接触时，一个或多个片保持架的横向位置可被调节(例如连续的调节和/或不间断的调节)，这样的位置选自朝向模具周界边缘、远离模具周界边缘及其任何组合、顺序或其另外的组合(例如朝向、远离并朝向或朝向并远离)。
在实施方式中，每个片保持架可移动过整个横向距离(例如朝向或远离模具周界边缘)，该横向距离通常是从2.54cm到91.44cm，更通常是从5.08cm到60.96cm，且更通常是从7.62cm到30.48cm。在实施方式中，每个片保持架移动过大约19.05cm的整个横向距离(例如朝向或远离模具周界边缘)。
使用片模制实施方式，加热的热塑性片可通过片保持架远离第一模具部分的周界边缘的横向运动被纵向地和/或横向地拉伸，同时加热的热塑性片在它的玻璃转化温度和低于它的熔化温度之间，例如下式所表示的：Tg＜T(sheet)＜Tm。
在拉伸操作期间(在Tg＜T(sheet)＜Tm的条件下)，在固态中的加热的热塑性片的聚合物分子可被定向在拉伸方向上，从而导致沿着拉伸方向的提高或增强的物理性质(例如压缩强度)。因此，根据本发明的方法所形成的成形热塑性片可展现单轴或双轴方位(相对于聚合物分子)。另外，当热塑性组分包括纤维例如玻璃纤维时，通过片保持架远离模具周界边缘的横向运动，加热的热塑性片的拉伸(例如在Tg＜T(sheet)＜Tm的条件下)还可用于使纤维单轴或双轴地定向，从而为成形热塑性片提供沿着拉伸方向的提高或增强的物理性质。因此，根据本发明的方法所成形的成形热塑性片可以可选地或另外地展现单轴或双轴纤维方位。
当托架在片口模113下面移动时，加热的热塑性片153实际上覆盖在第一模具部分24和片保持架571上。例如，见图13至16。参考图15，(i)托架15在片口模113下面移动的线性速度或速率、(ii)加热的热塑性片153从片口模113产生的速率和(iii)挤压片153从片口模113露出时(经由闸门504)的厚度可一起被控制，以便在加热的热塑性片153覆盖在模具和片保持架的夹紧内部上时控制加热的热塑性片153的厚度。
在图15和图16中，为了清楚的目的，加热的热塑性片153被描绘成是刚性的。因为加热的热塑性片153具有至少大于其软化点的温度，实际上加热的热塑性片153更通常覆盖在片保持架571的夹紧内部691上和可选地覆盖在内模具表面27的一部分上(而不是刚性地存在于其上/其中和/或其上方)。
托架控制器45通常包括相对于特定的第一模具部分24被改编的计算机程序，以便在聚合物注入步骤期间提供下列项的操作指令和控制：托架15沿着导向路径/轨道39的运动(例如前进速度)；框架550(和相应地片保持架571)的竖直定位；每个夹紧构件688的开启和关闭；每个片保持架571的横向定位；由减压设备480穿过穿孔525引出的降低的压力；和借助于模具温度控制设备375的模具的温度。片模制设备519可容纳具有不同配置的可互换的第一模具部分24，在这种情况中，托架控制器45包括或被编程为包括适合于为每个可互换的模具提供操作指令(例如，如以上所总结的)的不同的计算机程序。
在加热的热塑性片的第二表面的第二部分的至少一部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触的情况下，降低的压力(例如通过第一真空设备480和导管483)穿过内模具表面的多个穿孔(例如525)被引出。加热的热塑性片的第二表面的第二部分被拉(作为降低的压力的结果)成与内模具表面的轮廓紧密接触且相匹配。例如，见图18。
第一模具部分的内模具表面可以可选地被加热，以便帮助加热的热塑性片的第二表面的第二部分与仿形的内模具表面的匹配。然而，作为保留在加热的热塑性片内的剩余热的结果(由于其在形成时例如在退出片口模时的使用)，本发明的片模制实施方式通常不需要分离地加热第一模具部分的内模具表面。另外，根据保留在加热的热塑性片内的剩余热，片模制实施方式通常不需要加热的热塑性片的分开的或外部加热。
虽然被维持成与内模具表面紧密地轮廓匹配接触，但加热的热塑性片被冷却。加热的热塑性片的冷却导致成形热塑性片的形成，该成形热塑性片保持第一模具部分的内模具表面的轮廓。加热的热塑性片通常被冷却至低于热塑性片的软化点或玻璃转化温度的温度。当被冷却至低于其软化点或玻璃转化温度的温度时，热塑性片不再是可热成型的，因此保持内模具表面的仿形形状。
加热的热塑性片的冷却可通过已知的方法实现。例如，冷却空气可在加热的热塑性片的第一表面之上流过。可选地或除此之外，通过流经位于第一模具部分的内模具表面下的导管(未示出)的冷却的流体或冷却剂、通过模具温度控制设备375以及导管378和381(图5)，第一模具部分的内模具表面可被冷却。
在热塑性片被充分地冷却之后，根据本文中先前所提供的描述，因而得到的成形热塑性片(或模制品)在模制品移除台21从第一模具部分被移除。为了帮助成形模制品从模具(例如片口模具)移除，一个或多个喷射器核心(未示出)从内模具表面双向地向外延伸，实际上将成形热塑性片推出并推离第一模具部分。可选地或除此之外，气体(例如空气)可在压力下流经内模具表面中的多个穿孔(例如525)，由此将成形热塑性片/模制品从第一模具部分抬起并抬离。
热塑性片的多余部分通常从第一模具部分24的周界边缘(例如522)延伸到片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691中。热塑性片的该多余部分可用于帮助成形热塑性片(或模制品)从第一模具部分24的内模具表面移除。在本发明的实施方式中并且参考图18，在热塑性片被冷却并硬化且热塑性片的多余部分在(例如保留在)片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691内之后，框架支撑件559和框架550竖直地向上移动，这导致成形热塑性片(153)从第一模具部分24的内表面27抬起并移除。使用在片保持架的夹紧部分内的热塑性片的多余部分，框架550可竖直地向上移动任何合适的距离，以便影响成形热塑性片从第一模具部分的分离，例如框架550在本发明的方法中移动的总的竖直距离(例如在图13和图18之间所描绘的总的行进竖直距离)的5％、10％、25％、50％、75％或100％。
在加热的热塑性片被降低的压力拉成与第一模具部分的内模具表面紧密地轮廓匹配接触之后的某个时间，从第一模具部分的周界边缘延伸到片保持架571的夹紧部分685的夹紧内部691中的热塑性片的多余部分通常沿着周界边缘被除去。在成形热塑性片从第一模具部分移除之前或之后，多余的热塑性片材料可被除去。通常地，在成形热塑性片从第一模具部分移除之后，多余的热塑性片材料被除去。
在成形热塑性片从第一模具部分移除之后，多余的热塑性片材料可以可选地被除去。在后模制操作例如砂纸打磨、贴标签、切孔、插入附件和/或上漆期间，多余的热塑性片材料例如可用于固定和输送成形热塑性片(或模制品)。在后模制操作完成之后，多余的热塑性片材料然后可从成形热塑性片除去。
在片模制实施方式中，在加热的热塑性片与片保持架的夹紧内部接触之后并且在成形热塑性片从第一模具部分移除之前的某个时间，加热的热塑性片通常从片口模除去。在使第一模具部分和框架相对于彼此定位以便使加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触的步骤之前、同时或之后，加热的热塑性片可从片口模除去。参考图16，在加热片的第一部分被保持在片保持架的夹紧部分内之后，并且在使第一模具部分和框架相对于彼此定位以便使加热的热塑性片的第二表面的第二部分与第一模具部分的内模具表面的至少一部分接触之前，加热的热塑性片153从片口模113除去。
本发明的模制系统还可包括压缩模制台(例如压缩模制台321)，其包括具有内模具表面的第二模具部分，在这种情况中，片模制实施方式还可包括使第二模具部分的内模具表面与加热的热塑性片的第一表面压缩地接触的步骤。(i)在加热的热塑性片的第二表面的第二部分(通过穿过第一模具部分的内模具表面的穿孔引出的降低的压力)被拉成与第一模具部分的内模具表面紧密地轮廓匹配接触之后，并且(ii)在加热的热塑性片的冷却(和成形热塑性片的相应形成)之前，第二模具部分的内模具表面与加热的热塑性片的第一表面的接触被执行。
参考图26，第二模具部分838具有内模具表面841。第一模具部分24和第二模具部分838相对于彼此(例如沿着箭头844)是双向可定位的，以使第一模具部分24的内模具表面27和第二模具部分838的内模具表面841相对于彼此双向可定位地相对地面向。更具体地，加热的热塑性片153的第一表面513和第二模具部分838的内模具表面841相对于彼此双向可定位地相对地面向(如所描绘的)。当第二模具部分838在箭头844所示的方向上朝向第一模具部分24移动时，第二模具部分838的内模具表面841压缩地接触加热的热塑性片153的第一表面513。第二模具部分838可与压缩模制台321的第二模具部分330互换，压缩模制台321可根据本文中先前关于图8提供的描述来操作。
在1.0Kg/cm2至4.0Kg/cm2(14psi至57psi)、更通常地从1.2Kg/cm2至2.0Kg/cm2(17psi至28psi)、并且更通常地从1.3Kg/cm2至1.8Kg/cm2(19psi至27psi)的压缩力下，第二模具部分838的内模具表面841通常与加热的热塑性片153的第一表面513压缩地接触。在实施方式中，在1.5Kg/cm2(21psi)的压缩力下，第二模具部分838的内模具表面841通常与加热的热塑性片153的第一表面513压缩地接触。
为了一些原因，可进行第二模具部分的内模具表面与加热的热塑性片的第一表面的接触，这些原因包括但不限于：将表面特征赋予加热的热塑性片的第一表面；控制片的厚度；和/或使片的第一表面光滑。第二模具部分的内模具表面可以是光滑的，或它可包括升高和/或降低的部分。
使用本发明的片模制实施方式，加热的热塑性片可以是具有至少两个热塑性层的加热的多层热塑性片，因而成形热塑性片是成形多层热塑性片。每个热塑性层可由单独的热塑性组分或相同的热塑性组分形成。例如，每个热塑性层可被熔化混合，以便形成单独的熔化的热塑性组分，每种组分根据本领域公认的方法被分离地馈送入多层片口模中。多层片口模从被馈送在其中的熔化的热塑性组分形成加热的多层热塑性片。
可使用本发明的片模制实施方式制备的成形热塑性片(或模制品)可具有复杂的三维形状，或相对简单的形状，例如面板(例如壁面板或壁面板盖)。可根据本发明的片模制实施方式制备的模制品包括但不限于：流体管理结构，例如流体/水管理室、暴雨/废水室、暴雨排水管和涵洞；贮藏结构；支撑结构或平台(例如托盘)；和隐蔽所(例如家庭宠物例如狗和猫的隐蔽所)。
在本发明的实施方式中，从聚合物注入设备被注入而与模具的内模具表面接触的聚合物组分可选自热固性聚合物组分、热塑性组分及其组合。更通常地，聚合物组分是包括至少一种热塑性材料的热塑性组分。如本文和权利要求中所使用的，术语“热塑性材料”和相似术语意指具有软化点和熔点的塑性材料，并且实质上没有由化学反应基例如活性氢基和自由异氰酸盐基之间的共价键的形成导致的三维交联网络。可被包括在热塑性组分中的热塑性材料的实例包括但不限于热塑性聚氨酯、热塑性聚脲、热塑性聚酰亚胺、热塑性聚酰胺、热塑性聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酯、热塑性聚碳酸酯、热塑性聚砜、热塑性聚酮、热塑性聚烯烃、热塑性甲基丙烯酸酯、热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、热塑性苯乙烯-丙烯腈、热塑性丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸及其组合(例如至少两种的混合物和/或合金)。
在实施方式中，热塑性材料选自热塑性聚烯烃。如本文和权利要求中所使用的，术语“聚烯烃”和相似术语例如“聚亚烃基”和“热塑性聚烯烃”意指聚烯烃均聚物、聚烯烃共聚物、同质聚烯烃和/或异质聚烯烃。为了说明的目的，聚烯烃共聚物的实例包括由乙烯和一个或多个C3-C12α-烯烃例如1-丁烯、1-己烯和/或1-辛烯制备的那些聚烯烃共聚物。
热塑性组分的热塑性材料可选自的聚烯烃包括但不限于异质聚烯烃、同质聚烯烃及其组合。术语“异质聚烯烃”和相似术语意指在以下方面具有相对广的变化的聚烯烃：(i)在单独的聚合物链之中的分子量(即，大于或等于3的多分散性指数)；和(ii)在单独的聚合物链之中的单体残留物分布(在共聚物的情况中)。术语“多分散性指数”(PDI)意指Mw/Mn的比值，其中Mw指重量平均分子量，而Mn指数量平均分子量，每个分子量通过使用适当的标准例如聚乙烯标准的凝胶渗透色谱法(GPC)来确定。异质聚烯烃通常通过在非均相中的Ziegler-Natta型催化剂来制备。
术语“同质聚烯烃”和相似术语意指在以下方面具有相对有限的变化的聚烯烃：(i)在单独的聚合物链之中的分子量(即，小于3的多分散性指数)；和(ii)在单独的聚合物链之中的单体残留物分布(在共聚物的情况中)。因此，与异质聚烯烃相反，同质聚烯烃在单独的聚合物链之中具有相似的链长度、单体残留物沿着聚合物主链的相对均匀的分布、以及单体残留物在单独的聚合物主链之中的相对地相似的分布。同质聚烯烃通常通过单中心催化剂、茂金属催化剂或限制几何构型催化剂来制备。同质聚烯烃共聚物的单体残留物分布可由组分分布幅指数(CDBI)值来特征化，该指数值被定义为具有在50％的中间总摩尔共聚用单体含量内的共聚用单体残留物含量的聚合物分子的重量百分比。因此，聚烯烃同聚物具有100％的CDBI值。例如，同质聚乙烯/α-烯烃共聚物通常具有大于60％或者大于70％的CDBI值。组分分布幅指数值可由本领域公认的方法例如升温淋洗分级(TREF)确定，正如由Wild等人在Journal of Polymer Science，Poly.Phys.Ed.，Vol.20，p.441(1982)中所描述的，或在美国专利号4,798,081中所描述的，或在美国专利号5,089,321中所描述的。同质乙烯/α-烯烃共聚物的实例是在市场上从NOVA Chemicals有限公司可买到的SURASS聚乙烯。
聚合物组分(例如热塑性聚合物组分)可以可选地包括例如选自玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维、金属片、金属纤维、聚酰胺纤维(例如KEVLAR聚酰胺纤维)、纤维素纤维、纳米粒子粘土、滑石及其混合物的增强材料。如果存在，增强材料通常基于聚合物组分的总重量以增加的量例如从重量的5％到重量的60％或70％的量存在。增强纤维特别是玻璃纤维可在它们的表面上具有胶料，以提高它们被合并入的聚合物材料的可混性和/或粘附性，正如技术人员已知的。
在本发明的实施方式中，增强材料是纤维(例如，玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、聚酰胺纤维、纤维素纤维及其两种或三种的组合)的形式。纤维通常具有从0.5英寸至4英寸(1.27cm至10.16cm)的长度(例如平均长度)。聚合物组分(例如热塑性聚合物组分)可包括具有至少是纤维长度的50％或85％的例如从0.25英寸至2英寸或4英寸(0.64cm至5.08或10.16cm)的长度的纤维，其存在于进料中，聚合物组分从该进料制备。存在于聚合物组分中的平均纤维的长度可根据本领域公认的方法确定。例如，聚合物组分(或从其制备的模制品)可被热解以移除聚合物材料，并且剩余的或残留的纤维被显微地分析以确定它们的平均长度，正如技术人员已知的。
纤维通常存在于聚合物组分中，并且因此存在于因而产生的模制品中，纤维的量基于聚合物组分的总重量(即，聚合物材料、纤维和任何添加剂的重量)独立地选自重量的5％至70％、重量的10％至60％或重量的30％至50％(例如重量的40％)。因此，由本发明的方法制备的模制品基于模制品的总重量可包括在量上是重量的5％至70％、重量的10％至60％或重量的30％至50％(例如重量的40％)的纤维。
纤维可具有各种直径。通常，纤维具有从1微米至20微米、更通常地从1微米至9微米的直径。一般，每个纤维包含一束单独的丝(或单丝)。通常，每个纤维包括一束10,000根至20,000根单独的丝。
通常，纤维遍及聚合物组分以及因而产生的模制品而均匀地分布。在纤维和聚合物组分的混合期间，纤维一般形成纤维束，每个纤维束通常包含至少5根纤维，并且优选地每个纤维束少于10根纤维。虽然意图不是被理论限制，但基于手边的证据认为，包含10根或更多根纤维的纤维束可导致模制品(例如成形热塑性片)具有不期望有的降低的结构完整性。每束包含10根或更多根纤维的纤维束的强度可通过确定模制品内存在的精梳度来量化。每束包含10根或更多根纤维的纤维束的数量通常通过相对于显微地可观察到的纤维的总数量(其通常为至少1000根)的模制品横截面的显微评估来确定。使用下述方程计算梳理度：100×((包含10根或更多根纤维的束的数量)/(观察到的纤维的总数量))。一般，聚合物组分和因而产生的模制品每个都具有小于或等于60％并且通常小于或等于35％的梳理度。
除了增强材料之外或可选地，聚合物组分还可以可选地包括一种或多种添加剂。可存在于聚合物组分中的添加剂包括但不局限于抗氧化剂、着色剂例如颜料和/或染料、脱模剂、填料例如碳酸钙、紫外光吸收剂、阻燃剂及其混合物。添加剂可以以功能上充分的量存在于聚合物的组分中，例如，以基于聚合物组分的总重量独立地从重量的0.1％至重量的10％的量。
参考本发明的具体实施方式的特定细节描述了本发明。意图不是这样的细节被视为是对本发明的范围的限制，除了在它们被包括在所附权利要求中的范围内和程度上。
Claims (27)
1.一种形成模制品的方法，包括：
a.提供模制系统，该模制系统包括，
i.主控制器，其适合于进行无线通信，
ii.至少一个托架，每个托架是自推进式的并且包括模具、推进系统、托架控制器和托架位置指示器，所述模具具有内模具表面，所述推进系统包括驱动地连接至驱动机构的驱动发动机，所述托架控制器操作地连接至所述推进系统，所述托架位置指示器连接至所述托架控制器，所述托架控制器适合于与所述主控制器无线地通信，
iii.聚合物注入台，其包括聚合物注入设备，操作地连接至所述聚合物注入设备的聚合物注入控制器，并且所述主控制器可控地连接至所述聚合物注入控制器，以及
iv.模制品移除台，其中所述主控制器相对于每个托架、所述聚合物注入台和所述模制品移除台被远程地定位，每个托架在所述聚合物注入台和所述模制品移除台之间是双向地可定位的，所述主控制器适合于与每个托架控制器无线地且可控地通信，并且所述主控制器没有到每个托架的物理连接；
b.通过每个托架的所述托架位置指示器来实质上连续地确定每个托架的位置；
c.从所述托架位置指示器将每个托架的所述位置实质上连续地传送至每个托架的所述托架控制器，并且从每个托架的所述托架控制器将每个托架的所述位置实质上连续地且无线地传递至所述主控制器；
d.从所述主控制器将聚合物注入台定位指示无线地传递至所述托架控制器，并且从所述托架控制器将操作聚合物注入台定位指令提供至所述推进系统并相应地控制所述托架的运动，由此将所述托架定位在所述聚合物注入台；
e.从所述主控制器将聚合物注入指示传递至所述聚合物注入控制器，并且从所述聚合物注入控制器将操作聚合物注入指令提供至所述聚合物注入设备，由此使聚合物组分从所述聚合物注入设备被注入而与所述模具的所述内模具表面接触，从而形成所述模制品；
f.从所述主控制器将模制品移除台定位指示无线地传递至所述托架控制器，并且从所述托架控制器将操作模制品移除台定位指令提供至所述推进系统并相应地控制所述托架的运动，由此将所述托架定位在所述模制品移除台；以及
g.在所述模制品移除台从所述托架的所述模具移除所述模制品。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
a.所述主控制器是包括多个控制程序的主可编程控制器；
b.所述托架控制器是包括至少一个操作程序的托架可编程控制器；以及
c.所述聚合物注入控制器是包括至少一个操作程序的聚合物注入可编程控制器。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述模制系统还包括导向路径，
a.所述导向路径是环状导向路径；
b.所述聚合物注入台和所述模制品移除台每个沿着所述导向路径被分离地定位；以及
c.每个托架沿着所述导向路径是分离地且独立地可移动的，并且由所述导向路径定向地引导。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述导向路径是导向轨道，所述导向轨道是环状导向轨道，并且每个托架的所述驱动机构与所述导向轨道驱动地接合。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述模制系统还包括与所述导向轨道分离的电力条，所述电力条电连接至每个托架并将电力提供至每个托架，并且所述电力条是环状电力条。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述电力条包括
a.每个托架的电源箱，每个电源箱电气地且可移动地连接至所述电力条，每个电源箱包括电力电缆，并且每个托架和电源箱形成托架-电源箱对，其中，对于每个托架-电源箱对，
i.所述电力电缆电连接至所述托架并且将电力提供至所述托架；以及
ii.所述托架包括从所述托架朝向所述电源箱向外延伸的拉杆，所述拉杆包括沿着所述拉杆滑动地且双向地可移动的圆筒，所述圆筒和所述电源箱在其间具有没有电力传输的圆筒-电源箱物理连接，
b.另外其中，当所述托架沿着所述导向轨道移动时，所述拉杆、所述圆筒和所述圆筒-电源箱物理连接沿着所述电力条拉所述电源箱并且所述电源箱与所述电力条电连接，由此维持所述电力电缆电连接至所述托架。
7.如权利要求3所述的方法，其中，所述模制系统包括至少两个托架，所述托架沿着所述导向路径是串联地可移动的。
8.如权利要求7所述的方法，其中，每个托架包括前向碰撞检测器，所述前向碰撞检测器连接至所述托架控制器，所述方法还包括：
a.由所述前向碰撞检测器检测所述托架与所述托架前方的分离的物体的即将发生的碰撞；
b.将所述托架与所述分离的物体的所述即将发生的碰撞从所述前向碰撞检测器传送至所述托架控制器；以及
c.从所述托架控制器将操作紧急停止指令提供至所述推进系统，由此使所述托架的前向运动停止。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
a.将所述托架与所述分离的物体的所述即将发生的碰撞从所述托架控制器无线地传递至所述主控制器；
b.将托架紧急停止指示从所述主控制器无线地传递至每个托架的所述托架控制器；以及
c.从所述托架控制器将操作紧急停止指令提供至每个托架的所述推进系统，由此使每个托架的前向运动停止。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述前向碰撞检测器包括碰撞传感器，所述碰撞传感器选自由物理接触传感器、光学传感器、红外线传感器、雷达传感器及其组合组成的组。
11.如权利要求3所述的方法，其中，
a.所述模具是第一模具部分，并且所述模制系统还包括插在所述聚合物注入台和所述模制品移除台之间的压缩模制台，
b.所述压缩模制台包括被保持在压机内的第二模具部分以及操作地连接至所述压机的压缩模具控制器，
c.所述主控制器可控地连接至所述压缩模具控制器，并且所述第二模具部分具有内模具表面，另外其中所述聚合物组分从所述聚合物注入设备被重力地注入到所述第一模具部分的所述内模具表面上，
d.所述方法还包括：
i.在所述聚合物组分注入到所述第一模具部分的所述内模具表面上之后，从所述主控制器将压缩模制台定位指示无线地传递至所述托架控制器，并且从所述托架控制器将操作压缩模制台定位指令提供至所述推进系统并相应地控制所述托架的运动，由此将所述托架定位在所述压缩模制台，
ii.从所述主控制器将压缩模制指示传递至所述压缩模具控制器，并且从所述压缩模具控制器将操作压缩模制指令提供至所述压机，由此使所述第二模具部分的所述内模具表面压缩地接触被注入到所述第一模具部分的所述内模具表面上的所述聚合物组分，由此形成所述模制品；以及
iii.从所述压缩模具控制器将另外的操作压缩模制指令传递至所述压机，由此使所述第二模具部分的所述内模具表面和所述模制品相互分离，并且允许所述托架重新定位到所述模制品移除台。
12.如权利要求3所述的方法，其中，
a.所述模具是片模具，
b.所述片模具的所述内模具表面具有轮廓和多个穿孔；
c.所述聚合物注入设备包括片口模；以及
d.所述聚合物组分从所述片口模被重力地注入到所述片模具的所述内模具表面上作为具有热成型温度的挤压片；
e.所述托架还包括减压设备，所述减压设备与所述片模具和所述多个穿孔流体连通，并且所述托架控制器操作地连接至所述减压设备；
f.所述方法还包括，
i.从所述主控制器将减压设备控制指示无线地传递至所述托架控制器，以及
ii.从所述托架控制器将操作减压设备指令提供至所述减压设备，由此穿过所述多个穿孔引出降低的压力并且将所述挤压片拉成与所述片模具的所述内模具表面轮廓匹配接触，由此形成所述模制品。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
a.当所述挤压片被重力地注入到所述片模具的所述内模具表面上时，从所述主控制器将托架前进速度指示无线地传递至所述托架控制器；以及
b.从所述托架控制器将操作托架前进速度指令提供至所述推进系统，由此当所述挤压片被重力地注入到所述片模具的所述内模具表面上时控制所述托架的前进速度，并且当所述挤压片被重力地注入到所述片模具的所述内模具表面上时相应地控制所述挤压片的厚度。
14.如权利要求1所述的方法，其中，每个托架还包括：
a.模具温度控制设备，
b.每个模具包括至少一个模具温度传感器，
c.每个模具温度传感器连接至所述托架控制器，
d.所述模具温度控制设备连接至所述模具，以及
e.所述托架控制器操作地连接至所述模具温度控制设备，
f.所述方法还包括，
g.从每个模具温度传感器将模具温度值传送至所述托架控制器，
h.在注入所述聚合物组分而与所述模具的所述内模具表面接触之后并在从所述模具移除所述模制品之前，从所述主控制器将模具温度降低指示无线地传递至所述托架控制器，以及
i.从所述托架控制器将操作模具温度降低指令提供至所述模具温度控制设备，由此降低所述模具的温度。
15.如权利要求1所述的方法，其中，在所述主控制器和所述托架控制器之间的无线通信选自由射频无线通信、光学无线通信及其组合组成的组。
16.如权利要求15所述的方法，其中，在所述主控制器和所述托架控制器之间的无线通信选自射频无线通信。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述模制品移除台包括：
a.自动化模制品移除设备；以及
b.模制品移除台控制器，其操作地连接至所述自动化模制品移除设备，所述主控制器可控地连接至所述模制品移除台控制器；
c.所述方法还包括：
i.在将所述托架定位在所述模制品移除台之后，从所述主控制器将模制品移除指示传递至所述模制品移除台控制器；以及
ii.从所述模制品移除台控制器将操作模制品移除指令提供至所述自动化模制品移除设备，由此使所述自动化模制品移除设备从所述模具移除所述模制品。
18.如权利要求3所述的方法，其中，所述聚合物注入台还包括：
a.聚合物注入台位置指示器；以及
b.所述模制品移除台还包括模制品移除台位置指示器；以及
c.所述模制系统还包括至少一个另外的位置指示器，每个另外的位置指示器与每个托架、所述聚合物注入台、所述模制品移除台以及相互的每个其它另外的位置指示器分离；
d.另外其中，连续地确定每个托架的所述位置包括每个托架位置指示器与所述聚合物注入台位置指示器、所述模制品移除台位置指示器和至少一个另外的位置指示器中的至少一个独立地相互作用。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述托架位置指示器适合于通过相互作用装置与下列项的每一个相互作用：
a.所述聚合物注入台位置指示器，
b.所述模制品移除台位置指示器，以及
c.每个另外的位置指示器，
所述相互作用装置独立地选自由物理地跳闸的开关装置、磁性装置、电磁辐射装置及其组合组成的组。
20.如权利要求18所述的方法，其中，
a.所述聚合物注入台位置指示器是聚合物注入台位置指示器条形码，
b.所述模制品移除台位置指示器是模制品移除台位置指示器条形码，
c.每个另外的位置指示器独立地是另外的位置指示器条形码，
d.每个托架位置指示器独立地是托架位置指示器条形码读取器，
e.另外其中，连续地确定每个托架的所述位置包括：
i.每个托架位置指示器条形码读取器独立地读取所述聚合物注入台位置指示器条形码、所述模制品移除台位置指示器条形码和至少一个另外的位置指示器条形码中的至少一个。
21.如权利要求3所述的方法，其中：
a.所述托架位置指示器包括行进线性距离测量设备，以及
b.所述环状导向路径具有总的环状导向路径线性距离，其中，确定所述托架的所述位置包括：
i.在所述环状导向路径上选择零线性距离起点；
ii.通过所述行进线性距离测量设备来连续地测量所述托架相对于所述零线性距离起点所行进的线性距离；以及
iii.将所述所行进的线性距离与所述总的环状导向路径线性距离连续地比较，由此确定在所述环状导向路径上的所述托架的所述位置。
22.一种模制系统，包括：
a.主控制器，其适合于进行无线通信；
b.至少一个托架，每个托架：
i.是自推进式的并且包括具有内模具表面的模具；
ii.具有包括驱动地连接至驱动机构的驱动发动机的推进系统；
iii.具有操作地连接至所述推进系统的托架控制器以及连接至所述托架控制器的托架位置指示器，所述托架控制器适合于与所述主控制器无线地通信；
c.聚合物注入台，其包括：
i.聚合物注入设备；
ii.聚合物注入控制器，其操作地连接至所述聚合物注入设备，以及
iii.所述主控制器可控地连接至所述聚合物注入控制器；
d.模制品移除台：
i.其中，所述主控制器相对于每个托架、所述聚合物注入台和所述模制品移除台被远程地定位，
ii.每个托架在所述聚合物注入台和所述模制品移除台之间是双向地可定位的，
iii.所述主控制器适合于与每个托架控制器无线地且可控地通信，以及
iv.所述主控制器没有到每个托架的物理连接，
v.另外其中，所述模制系统的操作包括：
1.通过每个托架的所述托架位置指示器来实质上连续地确定每个托架的位置，
2.从所述托架位置指示器将每个托架的所述位置实质上连续地传送至每个托架的所述托架控制器，并且从每个托架的所述托架控制器将每个托架的所述位置实质上连续无线地传递至所述主控制器；
vi.从所述主控制器将聚合物注入台定位指示无线地传递至所述托架控制器，并且从所述托架控制器将操作聚合物注入台定位指令提供至所述推进系统并相应地控制所述托架的运动，所述托架由此被定位在所述聚合物注入台，
vii.从所述主控制器将聚合物注入指示传递至所述聚合物注入控制器，并且从所述聚合物注入控制器将操作聚合物注入指令提供至所述聚合物注入设备，聚合物组分作为结果从所述聚合物注入设备被注入而与所述模具的所述内模具表面接触，模制品由此作为结果被形成，以及
viii.从所述主控制器将模制品移除台定位指示无线地传递至所述托架控制器，并且从所述托架控制器将操作模制品移除台定位指令提供至所述推进系统并相应地控制所述托架的运动，所述托架由此被定位在所述模制品移除台，在所述模制品移除台所述模制品从所述模具被移除。
23.如权利要求22所述的模制系统，其中，
a.所述主控制器是包括多个控制程序的主可编程控制器；
b.所述托架控制器是包括至少一个操作程序的托架可编程控制器；以及
c.所述聚合物注入控制器是包括至少一个操作程序的聚合物注入可编程控制器。
24.如权利要求22所述的模制系统，其中，所述模制系统还包括：
a.导向路径；
b.所述导向路径是环状导向路径；
c.所述聚合物注入台和所述模制品移除台每个沿着所述导向路径被分离地定位；以及
d.每个托架沿着所述导向路径是分离地且独立地可移动的并且由所述导向路径定向地引导。
25.如权利要求24所述的模制系统，其中：
a.所述导向路径是导向轨道；
b.所述导向轨道是环状导向轨道；以及
c.每个托架的所述驱动机构与所述导向轨道驱动地接合。
26.如权利要求25所述的模制系统，其中，所述模制系统还包括：
a.电力条，其与所述导向轨道分离；
b.所述电力条电连接至每个托架并将电力提供至每个托架；以及
c.所述电力条是环状电力条。
27.如权利要求26所述的模制系统，其中，所述电力条包括：
a.每个托架的电源箱，
b.每个电源箱电气地且可移动地连接至所述电力条，
c.每个电源箱包括电力电缆，并且每个托架和电源箱形成托架-电源箱对，
d.其中，对于每个托架-电源箱对；
i.所述电力电缆电连接至所述托架并且将电力提供至所述托架，和
ii.所述托架包括从所述托架朝向所述电源箱向外延伸的拉杆，
iii.所述拉杆包括沿着所述拉杆滑动地且双向地可移动的圆筒，
iv.所述圆筒和所述电源箱在其间具有没有电力传输的圆筒-电源箱物理连接，
v.另外其中，当所述托架沿着所述导向轨道移动时，所述拉杆、所述圆筒和所述圆筒-电源箱物理连接沿着所述电力条拉所述电源箱并且所述电源箱与所述电力条电连接，由此维持所述电力电缆电连接至所述托架。
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