CN102582081B - 用于制造模制产品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供用于制造模制产品的方法，其包括树脂涂覆步骤、压制步骤和固化步骤，在所述树脂涂覆步骤中，将熔融树脂(12)涂覆到在其表面上具有微细不平坦部分(10)的成形模型(11)上，在所述压制步骤中，使用成形模型压制熔融树脂(12)从而形成模制产品的形状，在所述固化步骤中，冷却和固化熔融树脂(12)。所述树脂涂覆步骤在使树脂涂覆装置移动的同时将熔融树脂(12)供应给包括排放口的树脂涂覆装置，并且将熔融树脂(12)从上面排放到受热成形模型(11)的微细不平坦部分(10)上，以将熔融树脂(12)填充到微细不平坦部分(10)中，使得熔融树脂具有与模制产品的最终产品大体上相同的形状和厚度。

Description

用于制造模制产品的方法

本申请是申请日为2005年8月19日、申请号为200580028598.4(国际申请号为PCT/JP2005/015145)、发明名称为“用于制造模制产品的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于制造模制产品的方法和装置。具体地说，本发明涉及用于制造模制产品的方法和设备，其中，可以通过超低成形压力的成型工艺提供具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品，该模制产品具有精密微观结构、高尺寸精度、低残留应力、低双折射、高透光性和优异机械强度。

背景技术

目前，包括位于其表面上的亚微米(sub-μm)超微细(ultra-minute)不平坦部分且具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品为用于电子显示的光学部件或用于光信息通信的部件所需，所述光学部件例如为微透镜阵列，所述用于光信息通信的部件例如为多模式光学波导通道等。

在下文中，将要描述用于制造此类模制产品的相关方法，所述模制产品在其表面上包括微细不平坦部分。

专利文献1公开了用于高效制造光学模制品的方法，所述光学模制品具有高透光性、低双折射和优异的机械强度，包括微细不平坦部分，并且具有薄壁和大面积。专利文献1使用了压模机，其由上金属模型和下金属模型组成，所述金属模型彼此隔开并且每一个都包括型腔表面。具有50μm以下的高度或深度的微细不平坦部分刻在上金属模型和下金属模型之一的型腔表面上。在该方法中，熔融的无卤素热塑性塑料提供给下金属模型，当熔融树脂的温度相对于熔融树脂的玻璃态转化温度(Tg)而言处于(Tg+10℃)或更高到小于(Tg+150℃)的温度范围内时，熔融树脂被压制。

专利文献2公开了目的是提供一种制造方法，其精确形成微细不平坦图案，防止了树脂的不平坦填充，提高了模型脱离效率，并且在产品或模制产品从成形模型中脱离时防止了其不均匀的温度，以便获得无弯曲、大面积且薄壁的模制产品。根据专利文献2，熔融脂环族聚合树脂填充到一型腔中，所述型腔由可移动侧金属模型和固定侧金属模型制成，其中所述可移动侧金属模型的内表面涂有类金刚石碳(diamond-like carbon)。熔融树脂随后由可移动侧金属模型压制。

专利文献3公开了目的是提供用于转移压制(transcribe)细微形状的高效、高精度方法。专利文献3准备了包括转移压制表面的金属模型，其上刻有不平坦图案。转移压制表面压在聚合物基材上，所述基材通过加热软化至给定温度并从而软化。然后，金属模型在给定温度下从聚合物基材上强制拉开。因此，不平坦图案转移压制到聚合物基材的表面上。

专利文献4公开了目的是提供以高质量和低成本制造光学产品的方法，所述光学产品包括例如微细菲涅耳(Fresnel)透镜形状、微细双面凸透镜形状或微细棱镜镜头形状的光学元件。专利文献4包括通过使用开缝喷管将辐射固化的树脂液体涂覆到成形模型的微细不平坦部分的整个表面上的步骤。

专利文献5公开了目的是提供以量产方式和较低成本在被转移压制构件上形成微细不平坦图案的微细图案转移压制方法，所述微细不平坦图案可等于或小于光的波长。专利文献5准备了包括微细不平坦图案的转移压制构件，并将要成形为转移压制构件的材料在其加热熔化的状态下浇注到转移压制构件的微细不平坦图案上。浇注的熔融材料被冷却并固化，同时，微细不平坦图案被转移压制到所述固化的材料上。然后，具有被转移压制到其上的被转移压制微细不平坦图案的所述固化的材料从转移压制构件上脱离，并且作为微细不平坦图案被转移压制构件取出。

专利文献1：JP-A-2003-211475

专利文献2：JP-A-2004-98580

专利文献3：JP-A-2001-26052

专利文献4：JP-A-2002-268146

专利文献5：JP-A-2000-39702

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，在上述相关方法中，存在下列问题。也就是说，模制产品中可能存在光学畸变或弯曲，或者可能产生不利现象，例如由于热收缩而引起的微细不平坦图案的尺寸变化(专利文献1)；为压制树脂而必需高压(专利文献1、2和5)；不适于制造具有三维几何形状、薄壁和大面积的模制产品(专利文献2、3)；以及树脂液体可能四处喷溅，可能制造出有缺陷的产品(专利文献4)。

解决问题的手段

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供用于制造模制产品的方法和设备，其中，可以通过超低成形压力的成型工艺提供具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品，该模制产品具有精密微观结构、高尺寸精度、低残留应力、低双折射、高透光性和优异机械强度。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造模制产品的方法，其包括：树脂涂覆步骤，将熔融热塑性树脂涂覆到成形模型上，所述成形模型在其表面上具有微细不平坦图案；压制步骤，通过所述金属模型压制涂覆的热塑性树脂并且使最终模制产品的形状成形；以及固化步骤，通过冷却涂覆的热塑性树脂而使该涂覆的热塑性树脂固化。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造模制产品的方法，其中所述树脂涂覆步骤包括：将热塑性树脂提供给包括排放口的树脂涂覆装置；在移动树脂涂覆装置时，将热塑性树脂从上面排放到微细的不平坦部分上；并且将热塑性树脂填充到微细不平坦部分中。树脂涂覆步骤还可以包括加热成形模型，使得热塑性树脂能够粘附到微细不平坦部分的内部或粘附到具有微细不平坦部分的型腔表面上。而且，热塑性树脂还可以填充到微细不平坦部分中，使得热塑性树脂具有与模制产品的最终形状大体上相同的形状和厚度。

根据本发明的第三方面，固化步骤是在对热塑性树脂施加压制力的同时对其进行冷却和固化的步骤。

根据本发明的第四方面，树脂涂覆装置为可沿高达6个自由度移动，使得热塑性树脂从树脂涂覆装置的排放口填充到整个微细不平坦部分上。

根据本发明的第五方面，微细不平坦部分具有10nm-1mm的宽度或直径，并且具有10nm-1mm的深度或高度。

根据本发明的第六方面，模制产品的厚度在50μm-5mm之间。

根据本发明的第七方面，成形模型包括上金属模型和下金属模型，并且上金属模型和下金属模型中的至少一个包括微细不平坦部分。

根据本发明的第八方面，本模制产品制造方法还包括下列一系列步骤(a)到(i)：

(a)金属模型温度上升步骤，包括：准备上金属模型和下金属模型；将上金属模型的型腔表面的温度提升至能够维持与上金属模型的型腔表面相接触的热塑性树脂的软化状态的温度，这样，在下述压制步骤中，热塑性树脂可以变形，从而在施加于其上的压制力作用下，遵循上金属模型的型腔表面的形状，而且不会在热塑性树脂的表面上形成固化层；以及将下金属模型的型腔表面的温度提升至一温度，使得在下述树脂涂覆步骤中被排放的热塑性树脂能够粘附到微细不平坦部分的内部或者粘附到具有微细不平坦部分的型腔表面上；

(b)树脂涂覆步骤，包括：在移动树脂涂覆装置的同时将热塑性树脂从树脂涂覆装置的排放口排出，使得热塑性树脂填充到整个微细不平坦部分中；以及涂覆热塑性树脂，直至其形成与模制产品的最终形状大体上相同的形状；

(c)压制步骤，包括：使上金属模型和下金属模型彼此配合；以及，利用压制力产生装置挤压介于下金属模型的型腔表面和上金属模型的型腔表面之间的涂覆的热塑性树脂；以及，将热塑性树脂的形状成形为一封闭空间的形状，所述封闭空间形成在封闭型腔之间；

(d)固化步骤，在对热塑性树脂施加压制力的同时，通过将热塑性树脂冷却至希望的温度而使热塑性树脂固化；

(e)模型松开步骤，在上金属模型和下金属模型彼此配合的范围内以很小的量打开上金属模型和下金属模型；

(f)第一脱离步骤，通过使用安装于成形模型上的脱离装置将上金属模型和下金属模型的型腔表面之一从模制产品上脱离；

(g)第二脱离步骤，通过使用安装于成形模型上的脱离装置将与在(f)步骤中脱离的型腔表面不同的另一个型腔表面从模制产品上脱离；

(h)模型打开步骤，将成形模型打开至一距离，使得模制产品能够从成形模型中取出；和

(i)模制产品取出步骤，将模制产品从成形模型中取出。

根据本发明的第九方面，(c)步骤包括：抽出微小间隙中的空气，从而提供压力减小状态或大致真空状态，所述微小间隙在上金属模型和下金属模型彼此配合的状态下形成于上金属模型的型腔表面和热塑性树脂的顶面之间；使上金属模型的型腔表面和热塑性树脂的顶面彼此接触；以及对热塑性树脂施加压制力。

根据本发明的第十方面，提供了一种模制产品制造设备，其包括：成形模型，该成形模型在其表面上包括微细不平坦部分；加热装置，其对成形模型进行加热；冷却装置，其对成形模型进行冷却；以及树脂涂覆装置，其将熔融热塑性树脂填充到微细不平坦部分中。该树脂涂覆装置可以包括：塑化部分，其使热塑性树脂塑化为熔融状态；树脂储存部分，其将熔融热塑性树脂储存在其中；以及排放口，其用于排放熔融热塑性树脂。树脂涂覆装置为可移动的，这样，熔融热塑性树脂从上面排放到微细不平坦部分上。排放口的前端部还可以为锥形。排放口还可以包括浇口，该浇口至少位于所述排放口沿树脂涂覆前进方向的前部和后部中的一个上。

根据本发明的第十一方面，树脂涂覆装置为可沿高达6个自由度移动。

根据本发明的第十二方面，树脂储存部分为储存缸，该储存缸在其储存倒入其中的熔融树脂之后，以预定进料速度注射所述熔融树脂。

根据本发明的第十三方面，所述储存缸包括：缸，其储存熔融树脂；活塞，其位于所述缸中并注射熔融树脂；以及活塞驱动装置，其使所述活塞前后移动。在所述缸和活塞之间形成有间隙部分，熔融树脂允许通过所述间隙部分。所述设备配置为：当熔融树脂从塑化部分流入所述缸时，通过使用活塞驱动装置使活塞向后移动；从缸的前端部将预定量的熔融树脂逐渐储存到所述缸中；并且将活塞向前移动并以预定进料速度从缸中注射熔融树脂。

根据本发明的第十四方面，所述活塞以预定进料速度推动并注射熔融树脂。

根据本发明的第十五方面，所述设备还包括位于连通流道中的阀，所述连通流道位于塑化部分和储存缸之间，所述阀打开和关闭所述连通流道。

根据本发明的第十六方面，当排放口在其由高刚性导杆支撑的状态下移动时，该排放口将熔融树脂排出。

根据本发明的第十七方面，所述排放口通过沿熔融树脂的涂覆方向定位的至少一个高刚性导杆支撑在其两侧，并且所述高刚性导杆由分别位于熔融树脂的涂覆方向的上游和下游侧的两个或更多个支撑构件固定。

根据本发明的第十八方面，上述排放口由沿熔融树脂的涂覆方向定位的高刚性导杆通过支撑构件支撑，并且所述高刚性导杆固定到制造设备的主体上，所述制造设备具有安装于其上的树脂涂覆装置。

根据本发明的第十九方面，本模制产品制造设备还包括移动装置，其使下金属模型的树脂涂覆表面沿垂直方向移动。该移动装置可以调节排放口的前端部和下金属模型的树脂涂覆表面之间的距离。该移动装置可以是压制机的台板，该台板将下金属模型安装于其上并且挤压上金属模型和下金属模型，所述排放部分和下金属模型的树脂涂覆表面之间的距离可以通过所述台板的垂直移动进行调节。进一步讲，该移动装置可以是垂直移动台，其介于下金属模型和压制机的台板之间并且挤压上金属模型和下金属模型，所述台板将下金属模型安装于其上，并且排放部分和下金属模型的树脂涂覆表面之间的距离可以通过垂直移动台的垂直移动进行调节。更进一步，该移动装置还可以为只使下金属模型的树脂涂覆表面沿垂直方向移动的装置，并且排放口的前端部和下金属模型的树脂涂覆表面之间的距离可以通过所述装置的垂直移动而调节。

发明效果

根据本发明，提供了用于制造模制产品的方法和设备，其中，可以通过超低成形压力的成型工艺提供具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品，该模制产品具有精密微观结构、高尺寸精度、低残留应力、低双折射、高透光性和优异机械强度。

附图说明

图1为包括在根据本发明的模制产品制造方法内的树脂涂覆步骤的示意图。

图2是使用根据本发明的方法制造具有复杂三维形状的模制产品的过程的示意图。

图3是如何确定下金属模型的型腔表面温度的示意图。

图4是用于加热成形模型的装置实例的示意图。

图5是用于加热成形模型的另一装置实例的示意图。

图6是塑化部分和树脂涂覆装置的实例的示意图。

图7是塑化部分和树脂涂覆装置的另一实例的示意图。

图8是塑化部分和树脂涂覆装置的另一实例的示意图。

图9是塑化部分和树脂涂覆装置的另一实例的示意图。

图10是塑化部分和树脂涂覆装置的另一实例的示意图。

图11是根据本发明的模制产品制造设备的实例的示意性剖视图。

图12是本发明中所用储存缸的示意性剖视图。

图13是本发明中所用储存缸的示意图，显示了活塞向后移动的状态。

图14是根据本发明的模制产品制造设备的示意性剖视图，显示了一实施例，其中阀设置在位于树脂熔融部分和储存缸之间的连通流道中。

图15是根据本发明的模制产品制造设备的另一实施例的示意性剖视图，其使用了具有注射功能的缸，作为树脂注射部分。

图16是可用于本发明中的树脂涂覆装置的示意图。

图17是可用于本发明中的排放口形状的示意图。

图18是可用于本发明中的排放口形状的示意图。

图19是根据本发明的模制产品制造设备的整体结构实例的示意图。

图20是可用于本发明中的排放口形状的示意图。

图21是从排放部分排放熔融树脂的步骤的示意图，所述排放部分在其由高刚性导杆支撑时移动。

图22是从排放部分排放熔融树脂的步骤的另一实施例的示视图，所述排放部分在其由高刚性导杆支撑时移动。

图23是用于使下金属模型沿垂直方向移动的装置实例的示意图。

图24是用于使下金属模型沿垂直方向移动的装置的另一实例的示意图。

图25是用于使下金属模型沿垂直方向移动的装置的另一实例的示意图。

参考数字说明

10：微细不平坦部分

11：成形模型

12.熔融热塑性树脂

13：排放口

21：下金属模型

23：压模

24：上金属模型

25：模制产品

61：塑化部分

65：树脂储存部分

131：树脂涂覆装置

132：塑化部分

133：柔性流道

140：压模

141：下金属模型

142：上金属模型

143：精密立式数控压制机

147：六等分排放口

210：储存缸

232：下金属模型

1101：缸

1102：活塞

1103：活塞驱动装置

具体实施方式

现在，将参照附图对本发明进行详细描述。

图1为包括在用于制造根据本发明的模制产品的方法内的涂覆步骤的示意图。根据图1，熔融热塑性树脂12(其在下文也称作熔融树脂)从形成于树脂涂覆装置中的排放口13(剖视图)排放到成形模型11(剖视图)上，所述成形模型11在其表面上具有微细不平坦部分10，因此，熔融树脂12填充到微细不平坦部分10中。在图1所示状态下，当使树脂涂覆装置(未显示)沿箭头标记14方向移动，并因此使排放口13也沿箭头标记14方向移动时，熔融树脂12从上面排放到微细不平坦部分10上。

在一般的注射成型及相关方法中，填充到形成于金属模型中的型腔内的树脂的表层温度迅速降低，因此，树脂粘度开始增大，固化层开始形成在树脂的表面上。因此，为了将硬树脂表层压靠在微细不平坦部分上以便将微细不平坦部分的形状转移压制到硬树脂表层上，需要大压制力。

另一方面，根据本发明，当使排放口13沿箭头标记14方向移动时，熔融树脂12从上面排放到微细不平坦部分10上。因此，熔融树脂12迅速到达微细不平坦部分的内部。因此，树脂温度的降低很小，并且树脂粘度的增大也很小。也就是说，熔融树脂12在理想的低粘度状态下到达微细不平坦部分10的内部。因为可以通过从排放口13排放熔融树脂而实现熔融树脂12的填充，这样就根本不需要在相关方法中使用的大压制力。换句话说，在图1中，如果熔融树脂12可以从排放口13沿箭头标记15方向排放的话，仅通过上述树脂涂覆操作就可以将设置在成形模型11表面上的微细不平坦部分10的几乎全部形状转移压制到熔融树脂上。

而且，排放口13和成形模型11之间的距离越短(要被涂覆的树脂厚度越薄)，以及熔融树脂到达微细不平坦部分10所需的时间越短，可以被限制的熔融树脂12的温度下降量就越大。在根据本发明的模制产品制造方法中，在移动排放口13的同时，将熔融树脂12从上面排放到微细不平坦部分10上。因此，当排放口13和成形模型11之间的距离减小，并且熔融树脂12达到微细不平坦部分10的时间缩短时，具有小温降和低粘度的熔融树脂可以容易地到达微细不平坦部分10的内部，并且微细不平坦部分10的形状可以容易地转移压制到熔融树脂上。因此，根据本发明的模制产品制造方法在制造薄壁模制产品中是极为有利的。

另外，根据本发明的方法，由于熔融树脂在排放口13移动的同时从上面填充到微细不平坦部分10中，微细不平坦部分10内部的空气可以沿箭头标记16方向排出。这消除了以下情形的可能性，即，空气陷在微细不平坦部分10和熔融树脂12之间的空间内，从而阻碍微细不平坦形状转移压制到熔融树脂上。

顺便提及的是，根据本发明的微细不平坦部分10可以选自各种形状，其具有10nm-1mm的宽度或直径，以及10nm-1mm的深度或高度。

图2显示了使用根据本发明的方法制造具有复杂三维形状的模制产品的过程的示意图。在图2所示状态中，使用两个金属模型：上金属模型和下金属模型。

图2(a)是放置在下金属模型21上的成形模型11的平面图，图2(b)是成形模型11的前视图。在图2所示的实施例中，使用具有大宽度的排放口将熔融树脂沿图2(a)所示的箭头标记22方向一次性涂覆。同样，作为成形模型11的一部分，使用压模23，该压模在其表面上具有微细不平坦部分。该压模23放置在下金属模型21的凸出部分211上。顺便提及的是，为了使熔融树脂粘附到微细不平坦部分的表面或粘附到具有微细不平坦部分的型腔表面上，成形模型11和压模23受热。在图2(b)中，当排放口13沿箭头标记22方向并沿着下金属模型21和压模23的形状移动时，熔融热塑性树脂12以与模制产品的最终形状几乎相同的形状和厚度进行涂覆(树脂涂覆步骤)。接下来，在图2(c)中，上金属模型24向下移动以挤压涂覆热塑性树脂并且成形模制产品的形状(压制步骤)。接下来，在图2(d)中，利用所施加的压制力，使热塑性树脂冷却并固化(固化步骤)。然后，成形模型打开，并且模制产品25从成形模型中取出。

现在，下文将对根据本发明的模制产品制造方法进行更为详细的描述。

根据本发明的尤为优选的方法可以包括下列步骤(a)到(i)：

(a)如图2所示，准备两个金属模型：下金属模型21和上金属模型24。上金属模型24的温度上升至一温度，其中，在压制步骤中，固化层不形成在与上金属模型21的型腔表面相接触的熔融树脂12的表层上，但是，熔融树脂12可以保持这种软化状态，从而允许熔融树脂12在所施加压制力作用下随着上金属模型24的型腔表面的形状而变形。另外，下金属模型21的型腔表面的温度上升至一温度，其中熔融树脂12能够粘附到微细不平坦部分内或粘附到具有微细不平坦部分的型腔表面上(模型温度上升步骤)；

(b)在金属模型的温度升高完成之后，为了熔融树脂12能够从排放口13填充到整个微细不平坦部分中，熔融树脂12在排放口13移动的同时从排放口13中排出，并且熔融树脂12被涂覆，直至其形成与模制产品的最终形状大致相同的形状(树脂涂覆步骤)；

(c)在树脂涂覆步骤完成之后，上金属模型24和下金属模型21彼此配合，使用压制力产生装置压紧存在于下金属模型21的型腔表面和上金属模型24的型腔表面之间的熔融树脂12，从而使熔融树脂12的形状遵循由两个封闭型腔界定并位于其间的封闭空间的形状(压制步骤)；

(d)当施加压制力以便补偿熔融树脂12与其冷却相关的收缩时，热塑性树脂冷却至希望的温度并且固化(固化步骤)；

(e)在固化步骤完成之后，上金属模型24和下金属模型21在其相互配合状态能够维持的范围内少量打开(模型松开步骤)；

(f)使用安装在成形模型上的脱离装置(未显示)将上金属模型24和下金属模型21之一从模制产品上脱离(第一脱离步骤)；

(g)除了在(f)步骤中脱离的型腔表面之外的另一个型腔表面从模制产品上脱离(第二脱离步骤)；

(h)成形模型打开至这样的距离，使得模制产品可以从其中取出(模型打开步骤)；和

(i)模制产品从成形模型中取出(模制产品取出步骤)。

在步骤(a)中，对于下金属模型的型腔表面的温度而言，“在树脂涂覆步骤排出的熔融树脂12能够粘附到微细不平坦部分内或者粘附到具有微细不平坦部分的型腔表面上的温度”可以根据成形模型11的表面条件(例如表面粗糙度)、成形模型11的母材(例如进行或不进行使用脱模剂的处理)、熔融树脂的类型和温度、树脂涂覆装置的移动速度(树脂涂覆速度)等因素来确定。

图3为如何确定下金属模型的型腔表面温度的示意图。在图3中，当改变树脂温度、型腔温度和涂覆速度时，由Kuraray Co.，Ltd.制造的聚甲基丙烯酸甲酯(Parapet GH1000S)涂覆到由不锈钢(SUS304)制成的型腔表面上并以表面粗糙度1.6S结束，从而找出可以完成良好树脂涂覆的条件。顺便提及的是，在型腔表面上根本不执行模型脱离处理。图3显示出，假定目标涂覆速度设定为100mm/s，当树脂温度为240℃时，金属模型型腔的温度可以设定为大约145℃或更高；并且，当树脂温度设定为250℃时，型腔温度可以设定为130℃或更高。

这样，根据本发明，在树脂涂覆步骤中，因为微细不平坦部分的形状转移压制到熔融树脂上与熔融树脂的涂覆同时完成，从而不必如相关技术中所公开的那样将成形模型保持在极高温度下。因此，可以限制熔融树脂的温降，并且减少由于熔融树脂的热膨胀和收缩原因造成的熔融树脂的尺寸变化。这可以提高模制产品的尺寸精度，减少成形模型的加热和冷却时间，并且缩短模制产品的生产时间。因此，本发明的模型制造方法是极为有利的，这是因为它可以低成本地制造模制产品。

顺便提及的是，在成形模型在压制步骤中关闭、并且型腔与涂覆的熔融树脂的顶面接触之前，可以完成上金属模型型腔的温度上升。因此，上金属模型的温度上升例如可以在树脂涂覆步骤期间开始。在树脂涂覆步骤中，下金属模型型腔的温度上升可以在熔融热塑性树脂与成形模型接触之前完成。

在步骤(b)中，通常来说，与例如紫外线固化树脂不同，熔融树脂即使在其处于熔化状态下也具有给定等级的粘度(例如，1000Pa.s或更高)。因此，熔融树脂12可以被涂覆，直至被涂覆的熔融树脂具有与模制产品的最终形状大致相同的形状。顺便提及的是，在图2所示的实施例中，使用宽排放口，排放口13只移动一次，就可以沿箭头标记22方向一次性涂覆熔融树脂。但是，本发明不限于此。例如，熔融树脂也可以在排放口13往复移动两次或更多次时进行涂覆。在这种情况下，优选地，具有排放口13的树脂涂覆装置可以设定为能够沿高达6个自由度移动，因此，即使当成形模型11具有更为复杂的形状，例如三维形状时，排放口13也可以遵循成形模型11的形状。顺便提及的是，稍后将对能够进行这种移动的树脂涂覆装置进行描述。而且，将熔融树脂提供给树脂涂覆装置可以在执行树脂涂覆之前完成。优选地，该熔融树脂供给可以在不使用树脂涂覆装置的步骤中执行，例如在树脂固化步骤或模型松开步骤中。在这种情况下，熔融树脂可以在金属模型温度上升步骤之后立即涂覆。因此，成型操作所必需的时间(循环时间)可以减少。

在步骤(c)中，压制压力可以设定为10MPa或更低。理由如下：即，因为熔融树脂涂覆为与模制产品的最终形状大致相同的形状，所以不需要通过施加大压制力就可以使涂覆的熔融树脂变形和移动；而且，由于熔融树脂在压制期间是软的，因此可以利用极低的压制力将微细不平坦部分的形状转移压制到熔融树脂上。因此，即使当压制力产生装置小时，也可以制造大面积的产品。这导致模制产品制造设备的尺寸减小、空间节约、能源节约以及成本降低。而且，因为型腔内的熔融树脂在压制期间几乎不流动，引起光学畸变或弯曲的现象，例如与熔融树脂流动相关的聚合体链配向，也很难在压制步骤中出现。另外，在压制步骤及随后的步骤，例如树脂涂覆步骤中，不能迫使高粘性热塑性树脂流动。因此，当与相关注射成型方法等比较时，本发明的模制产品制造方法可以提供模制产品，其不仅具有优异的光学特性，例如低残留应力、低双折射和高透光性，而且还具有无弯曲的高尺寸精度。另外，成形模型11的微细不平坦部分10难以破坏，其使成形模型11延长了使用寿命。更进一步，由于不需要大压制力，可以使用由硒化锌(ZnSe)或硅(Si)制成的成形模型，其在压力作用下不存在公差。这些材料为红外线透射材料。因此，当这些材料用作型腔表面并且红外线穿过如日本专利No.3169786中公开的此类型腔表面辐射到热塑性树脂上时，可以限制热塑性树脂温度的降低，因此能够以更高的精度获得微细不平坦部分形状的转移压制。

顺便提及的是，如果加热板插到涂覆的熔融树脂上以将熔融树脂的顶面加热，从而在压制涂覆的熔融树脂之前暂时降低熔融树脂的粘度，熔融树脂随后被压制，模制产品的形状能够以大为降低的压力形成。所述加热板可以是其上安装有例如卤素灯的红外灯的板，或者是由普通热传递加热器加热的板(该板可以通过来自板的辐射热传递来加热熔融树脂)。另外，上金属模型可以在上金属模型的型腔表面与树脂刚要接触之前暂时停止，等待由于来自上金属模型的型腔表面的辐射热而引起的树脂顶面温度上升，熔融树脂在熔融树脂顶面温度上升至希望的温度时进行压制。根据加热方法的这些实例中的任何一个，由于使用辐射热，因此即使在真空中也可以进行热传递。所以，即使执行下文提到的压力降低/抽真空步骤时，也可以有效地实现熔融树脂的加热。

顺便提及的是，精密压制力产生装置可以通过立式压制机或类似装置实现，所述装置不仅能够通过移动上、下金属模型之一打开和关闭金属模型，还能够紧固模型和压制树脂。

在下文提及的压力降低/抽真空步骤中，优选地，提供精确检测成形模型的位置以及将模型关闭操作在一状态下临时停止的功能，在所述状态下，上金属模型型腔表面和熔融树脂顶面之间存在微小的间隙。在固化步骤中，优选地以相当于模制产品体积收缩的量(即，可以进行高精度压制力控制)关闭成形模型，同时使压制力以高精度追随设定值以便补偿模制产品的体积收缩。另外，在下文提及的模型松开步骤中，必须仅仅以小于模制产品厚度的行程(stroke)略微打开成形模型。因此，移动成形模型时的成形模型的定位及速度控制以及模型夹紧期间(压制期间)的压力控制必须以较高精度进行。因此，优选地使用压制力产生装置，其作为驱动系统使用便于实现精确控制的机构，例如伺服马达。

在步骤(c)中，更为优选地，在上金属模型24和下金属模型21彼此配合并且在上金属模型24的型腔表面和热塑性树脂的顶面之间存在微小间隙的情形下，所述微小间隙中的空气可以被抽出，从而提供压力降低的状态或者大致真空状态，随后，上金属模型24的型腔表面和热塑性树脂的顶面可以彼此接触并且压制力随后施加给树脂。这可以去除介于熔融热塑性树脂和上金属模型24的型腔之间的空气，继而可以避免可能由封闭和限制在该微小间隙中的空气造成的不良转移压制。

吸气口可以特别地形成在型腔表面上。但是，在成形模型包括例如机械脱模装置的情况下，空气可以从由于脱模装置滑动原因而形成在型腔中的间隙内抽出。作为吸气装置，可以使用众所周知的真空泵等装置。本压力降低/抽真空步骤可以在成形模型中更高效的执行，所述成形模型由上、下金属模型组成并且构造为上、下金属模型的型腔具有凸凹形状，并且当上、下金属模型在模型关闭步骤中彼此配合时，凸侧型腔稍微插入到凹侧型腔中从而形成封闭空间。压力降低并提供大体上真空状态的定时可以优选地在封闭空间形成之后、上金属模型的型腔表面和熔融树脂的顶面之间形成微小间隙时设定。其理由在于，型腔表面和熔融树脂彼此接触并且空气限制在它们之间后，如果在空气封闭区域没有形成吸气口的话，将不能实现吸气作用。为了在适当的时机执行压力降低/抽真空步骤的操作，例如，通过检测成形模型距压制力产生装置的位置实现，抽吸装置可以在成形模型到达希望位置时启动，并且抽吸装置可以停止在上金属模型的型腔表面与熔融树脂的顶面完全接触的位置处。其他各种实施例也是可能的。例如，可以执行下列操作：抽吸装置启动→模型关闭操作停止→在使用计时器控制下抽出空气达给定时间→恢复模型关闭操作。而且，可以提供检测型腔内压力的装置。在空气抽出后，在型腔压力下降到希望压力时，模型关闭操作可以恢复。

在步骤(d)中，由于在施加压力时模制产品冷却直至模制产品的温度达到希望温度，因此能够防止缺陷，例如可能由树脂体积收缩引起的凹痕，从而能够获得具有高尺寸精度的高质量模制产品。

在步骤(e)中，成形模型的打开量可能大于微细不平坦部分的高度或深度。

在步骤(f)到(i)中，作为安装在成形模型上的脱离装置，可以使用分别嵌入到成形模型中的机械脱模装置或送风机构。模制产品的整个表面可以通过使用此类脱离装置从型腔表面上脱离。当微量脱离部分通过机械脱模装置的压制力或通过要施加给从流体排放口排出的流体上的排放压力形成在模制产品和型腔表面之间时，所述流体进入所述脱离部分。随后，排放压力传播以促进接下来的脱离，因此，该脱离部分逐渐扩大。该现象依次发生，结果，模制产品的整个表面从型腔表面上脱离。在上述描述中，更为优选地，可以使用众所周知的送风机构，即，其中排放流体(例如空气)的排放口形成在型腔表面上(优选地，位于模制产品中心)的机构，并且所述流体从排放口排出。在机械脱模装置系统中，因为机械脱模装置可能只推动(施加剥落力)模制产品表面的局部部分，就会出现问题，即，如果模制产品厚度变薄，模制产品可能在模制产品的表面从型腔表面上脱离之前发生破坏或损坏。如上所述，根据其中具有施加于其上的作用力的流体注入脱离部分的方法，压制力可以施加给整个脱离部分，从而产生均匀的脱离力。因此，易于脱离薄壁模制产品。接下来，成形模型打开至模制产品可以从其中取出的距离，模制产品随后从成形模型中取出。

本发明中使用的热塑性树脂不局限于特定的树脂，而是可以使用各种树脂。例如，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT)、多芳基化合物(PAR)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚缩醛(POM)、乙烯-醋酸乙烯脂共聚树脂(EVA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯撑氧(PPO)或这些树脂的混合物。而且，还可以使用特别制造的热塑性树脂，以实现模制产品的希望性能。

顺便提及的是，对于热塑性树脂来说，当需要时，可以添加各种已知的添加剂。例如，可以添加各种填充料(例如玻璃纤维或碳)、耐热稳定剂、耐候稳定剂、抗静电剂、滑爽剂、防粘剂、防雾化剂(anti-misting agents)、润滑剂、染料、颜料、天然油、合成油、石蜡等材料。

根据本发明的模制产品制造方法，可以获得一模制产品，其具有50μm-5mm的小厚度，以及模制产品边长超过模制产品厚度1000倍的大面积。

接下来，下文将对根据本发明的模制产品制造设备进行描述。

根据本发明的模制产品制造设备的特征在于，它包括：成形模型，该成形模型包括位于其表面上的微细不平坦部分；加热装置，其对成形模型进行加热；冷却装置，其对成形模型进行冷却；以及树脂涂覆装置，其将熔融热塑性树脂填充到微细不平坦部分中，其中该树脂涂覆装置包括：塑化部分，其使热塑性树脂塑化；树脂储存部分，其将塑化的熔融树脂储存在其中；以及排放口，用于从其排放熔融热塑性树脂，其中，树脂涂覆装置为可移动的，这样，熔融热塑性树脂从上面排放到微细不平坦部分上。

包括位于其表面上的微细不平坦部分的成形模型可以设置在上、下金属模型型腔的任何部分中，从而配合模制产品的要求性能，如上所述。优选地，它可以设置在下金属模型的型腔表面中，熔融树脂通过树脂涂覆装置精确地涂覆到所述下金属模型的型腔表面上，因此，微细不平坦部分的形状能够以高精度在低压下被转移压制。根据本发明，微细不平坦部分可以使用例如光刻法、电镀法和离子蚀刻法等半导体加工工艺刻在压模的表面上，所形成的微细不平坦部分可以设置在成形模型中。作为压模的材料，可以使用镍(或镍合金)、硅酮、玻璃等。压模可以只由此类材料制成。另外，可以在板形主构件(硅酮基板)上形成由镍等材料制成的微细不平坦部分，所述板形主构件具有例如几十μm到几mm的厚度。除了这些之外，微细不平坦部分也可以直接形成在成形模型主体的型腔表面上。微细不平坦部分的剖面形状基本上为矩形，但是也可以为锥形(梯形)、三角形、半圆形或半椭圆形。

作为用于加热和/或冷却上、下金属模型的型腔表面的手段，可以使用各种方法。

作为加热手段，例如，可以使用下列方法。

(1)通过使例如水(热水)或油的温控热介质流过形成在成形模型中用于热介质的流道而加热型腔表面的方法。

(2)通过将例如片式加热器或筒式加热器的电热器安装到或插到成形模型上而加热型腔表面的方法。

(3)通过使用辐射红外线的装置(例如卤素灯或远红外加热器)将红外线辐射到型腔表面上而加热成形模型的型腔表面的方法。

(4)通过使用感应热来加热型腔表面的方法。

(5)如下的方法，其中，如图4所示，薄传导膜42形成在由电绝缘体制成的型腔主体41的表面上，并且传导膜42被通电从而在传导膜42中生热。在这种情况下，不平坦部分可以涂覆有传导膜42(图4(a))，或者不平坦部分本身可以由传导膜42制成(图4(b))。

上述方法是用于加热整个型腔表面(或金属模型)的装置的实例。另外，如图5所示，例如红外灯的加热装置53可以设置在树脂涂覆装置51的排放口52附近，熔融树脂可以在临涂覆熔融树脂之前局部加热型腔54的表面时被涂覆，从而提升型腔54的温度直至熔融树脂能够粘附到型腔54表面上的温度。顺便提及的是，在这种情况下，树脂涂覆装置的移动方向是箭头标记55显示的方向，参考数字56表示由例如红外灯的加热装置53局部加热的部分，参考数字52表示被涂覆的熔融树脂。根据分别显示于图4和5中的状态，整个型腔的温度可以保持较低。因此，可以限制树脂温度的下降，并且冷却和固化模制产品所需的时间和能量可以减少。

接下来，作为冷却手段，可以使用下列方法。

(1)由流过形成于金属模型中的介质流道的温控水冷却型腔表面的方法。

(2)通过使空气流过设置于金属模型中的导管而冷却型腔表面的方法。

(3)通过将空气或烟雾喷射到型腔表面上来冷却型腔表面的方法，所述烟雾为挥发性(在型腔表面上可从液相变成气相)液体和气体的混合物。

(4)通过使用导热管将金属模型内的热量传递和排放到金属模型外面而冷却型腔表面的方法。

(5)通过使用例如珀耳帖(Peltier)效应元件的电气冷却装置吸收金属模型内的热量或型腔表面上的热量来冷却型腔表面的方法。

上述加热和冷却手段可以根据情况以适当组合使用。

塑化部分可以具有使树脂塑化为熔化状态的功能，以及能够将这种熔融树脂提供给树脂涂覆装置的树脂储存部分的功能。作为塑化部分，例如，可以使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

而且，根据本发明的树脂涂覆装置还可以如此构造，如图6(a)所示，安装和移除机构631和632分别设置在塑化部分61和树脂涂覆装置62两者上；塑化部分61构造为可安装到树脂涂覆装置62上以及可从其上移除；能够打开和关闭其相关树脂流道的阀641和642分别设置在塑化部分61和树脂涂覆装置62两者中；在塑化部分61和树脂涂覆装置62连接在一起的状态下，两个阀都打开，从而允许用于熔融树脂的流道彼此连通；熔融树脂由塑化部分61供给到树脂涂覆装置62的树脂储存部分65中；以及，当预定量的熔融树脂储存时，阀641和642分别关闭，塑化部分61如图6(b)所示移除。而且，可以使用如图7所示的结构；即，塑化部分61和树脂涂覆装置62通过柔性流道66连接在一起，因此，熔融树脂可以从塑化部分61供给到树脂涂覆装置62中。

取代上述结构，如在直列(inline)型注射成型机中，树脂储存部分还可以起到塑化部分的作用。例如，如图8(a)和8(b)所示，直列型注射成型机71包括树脂储存部分72和螺杆73，该螺杆可以旋转并且沿前后方向移动。当螺杆73沿箭头标记74旋转时，螺杆73向后移动，并且树脂在沿箭头标记75的方向移动的同时被塑化。在树脂塑化完成之后，如图8(c)所示，储存在树脂储存部分72中的熔融树脂从排放口77排出。

而且，如在图9所示的预塑化型注射成型机中，树脂涂覆装置可以由包括螺杆81的塑化缸82和包括活塞83的注射缸84组成，所述活塞可前后移动。在该装置中，在塑化缸82中塑化的熔融树脂可以供应给注射缸84的前端部并储存于其中。随后，活塞83可以向前移动，从而使熔融树脂从排放口85排出。顺便提及的是，参考数字86代表阀，并且熔融树脂可以通过打开阀86从排放口85排出。

其他实施例也是可能的。例如，如图10所示，例如螺杆或活塞的熔融树脂输送装置可以设置在反应罐或反应器87中，并且可以在树脂于反应器87内塑化后将塑化树脂导入上述注射成型机的缸89中。

用于塑化树脂的温度可以为树脂材料能够熔化的温度。

作为另一实施例，如图11所示，还可以使用主要由塑化部分61、树脂储存部分65和排放部分212组成的结构，所述塑化部分61用于熔化和输送热塑性树脂，所述树脂储存部分65连接到塑化部分61上，用于以预定进料速度注射倒入的熔融树脂(其具体结构将随后讨论)，所述排放部分212用于将供自树脂储存部分65的熔融树脂从上面排放到树脂涂覆表面上。

树脂储存部分65优选地可以由储存缸组成，所述储存缸将倒入的熔融树脂一次性储存在其中，并且将该熔融树脂以预定进料速度注射。

图12是本发明中所用储存缸的示意性剖视图。

在图12中，储存缸210包括缸1101、活塞1102和活塞驱动装置1103，所述缸1101总体上为圆柱形状，用于将熔融树脂储存于其中，所述活塞1102设置在缸1101中，用于以预定进料速度推动和注射熔融树脂，所述活塞驱动装置1103用于使活塞1102前后移动。而且，储存缸210在其外周部分上还包括用于加热和冷却储存缸表面的装置。如图12所示，在缸1101和活塞1102之间形成可以使熔融树脂通过的间隙部分1104。当熔融树脂从塑化部分61流过入口1105时，熔融树脂沿箭头标记方向流过间隙部分1104。通过将熔融树脂的流动速度设定为更高的速度，可以避免熔融树脂停滞。间隙部分1104的尺寸可以根据所用熔融树脂的类型确定，例如，它可以为大约几个mm，特别地，它可以为0.5-5mm。

在熔融树脂流入的同时，活塞驱动装置1103进行工作从而使活塞1102向后移动，如图13所示。由于该操作，熔融树脂从缸1101的前端部(排放口侧)开始逐渐储存在缸1101中。当完成储存预定数量的熔融树脂时，操作活塞驱动装置1103使活塞1102向前移动给定距离，从而能够使熔融树脂以预定进料速度送出。顺便提及的是，必须以较高的精度进行活塞1102的位置控制。因此，作为活塞驱动装置1103，可以使用压制力产生装置，例如伺服马达，其具有便于保持精度的机构。

根据上述结构，最先流入的熔融树脂首先供给和排放至排放部分。这可以防止熔融树脂由于熔融树脂长时间停留造成的劣化(透明树脂变黄(氧化)或暗褐色(黑点))。另外，因为树脂熔化部分和储存缸210通过短路径连接在一起，熔融树脂的停留时间可以缩短，从而能够更有效地防止熔融树脂发生温度下降。顺便提及的是，如果使用温度下降的熔融树脂制造模制产品的话，可能存在以下问题，即，当模制产品用在光学产品中时，不能获得希望的光学透射比或希望的折射系数。

假设缸1101和活塞1102彼此接触，由于两个金属构件之间的摩擦可能产生金属粉末，从而产生金属粉末对产品产生有害影响的担心。然而，在根据本发明的储存缸210中，由于间隙部分1104形成在缸1101和活塞1102之间，不可能产生这种金属粉末。

而且，如图12和13所示，在储存缸210中设置有防止熔融树脂流过的回流防止部分1106，以便防止首先流入缸1101的熔融树脂沿相反方向(朝向活塞驱动装置1103侧)流到缸1101的前端部。顺便提及的是，回流防止部分1106具有从熔融树脂的入口1105沿缸1101的前端部方向延伸的曲面，使得熔融树脂可以容易地导向缸1101的前端部。

另外，根据本发明，优选地，阀设置在位于塑化部分61和储存缸210之间的连通流道内，所述阀能够打开和关闭所述连通流道。

图14是模制产品制造设备的示意性剖视图，解释了其中阀位于形成在塑化部分61和储存缸210之间的连通流道内的结构。图14所示的模制产品制造设备在结构上几乎与图11所示的模制产品制造设备相同。然而，与图11所示制造设备的不同之处在于，阀215位于塑化部分61和储存缸61之间的连通流道214中。如上所述，在熔融树脂储存到储存缸210的缸1101中之后，操作活塞驱动装置1103使活塞1102向前移动给定距离，从而使熔融树脂以预定进料速度注射到排放部分212中。这里，熔融树脂的注射量由模制产品的体积决定。因此，为了制造具有高精度的模制产品，必须将受控数量的熔融树脂储存到缸1101中，并且将受控数量的熔融树脂从缸1101中喷射出。然而，如果在塑化部分61和储存缸210之间产生压差(通常来说，在树脂储存期间，塑化部分61的熔融树脂压力升高)，使塑化部分61内的熔融树脂比所需更多地流入缸1101，因此，流入缸1101中的熔融树脂量超过预定量。在这种情况下，过量的熔融树脂储存在缸1101中，从而难于以高精度制造模制产品。为了解决这种问题，阀215位于塑化部分61和储存缸210之间的连通流道214内，当熔融树脂储存到缸1101中完成之后，所述阀关闭，从而切断熔融树脂从塑化部分61流入缸1101。这使储存预定量的熔融树脂成为可能。

另外，在熔融树脂储存完成之后，操作活塞驱动装置1103使活塞1102向前移动给定距离，从而使熔融树脂以预定进料速度注射到排放部分212中。还是在这种情况下，优选地，可以使阀215为闭合的。通过使阀215闭合，可以防止由于活塞1102向上移动造成的熔融树脂的注射压力通过连通流道214向塑化部分61逸出。这使得能够注射预定量的熔融树脂并能将熔融树脂以预定进料速度注射到排放部分212中。因此，模制产品能够以高精度进行制造。

作为阀215，可以使用任何类型的阀，只要它能够切断熔融树脂的流道(连通流道214)并且能够控制熔融树脂的流入、流出即可。例如，可以使用众所周知的回转阀。

用于将供自塑化部分61的熔融树脂从上面排放到排放表面上的排放部分212不局限于特定的排放部分。优选地，可以使用这种排放部分，其能够使熔融树脂在排放之前以高精度变形成片(膜)状。通常地，排放部分212与树脂储存部分65直接相连。

在上述实施例中，作为树脂储存部分65的实例，已经对储存缸210进行描述，其构造为一次性储存流入其中的熔融树脂，随后将该储存熔融树脂以预定量和预定进料速度喷射出。但是，本发明不限于此。例如，作为树脂储存部分65，取代储存缸210，可以使用具有注射功能的缸。

图15是根据本发明的模制产品制造设备的另一实施例的示意性剖视图，其使用了具有注射功能的缸，作为树脂注射部分。

与图11类似，图15所示的模制产品制造设备主要由塑化部分61、树脂储存部分65和排放部分212组成，所述塑化部分61用于熔化热塑性树脂和输送熔融树脂，所述树脂储存部分65连接到塑化部分61上，用于以预定进料速度注射倒入其中的熔融树脂，所述排放部分212用于将供自树脂储存部分65的熔融树脂从上面排放到树脂涂覆表面上。根据该实施例，作为树脂储存部分，使用了具有注射功能的缸211。作为缸211，可以使用为注射成型机生产的缸。例如，如下这样的缸，其整体上为圆柱形状，并且包括具有螺杆1111的贯通内孔1112，其中螺杆1111与所述内孔的内表面相接触。而且，缸211还包括两个或更多的加热器，其分别安装在所述缸的外周表面上。螺杆1111构造为可以旋转并且通过驱动装置1113前后移动。

来自塑化部分61的熔融树脂从入口1114流入缸211。由于螺杆1111的旋转，熔融树脂随后沿缸211的前端部方向进给。当预定量的熔融树脂储存在缸211的前端部中之后，螺杆1111根据常用方法向前移动从而将熔融树脂以预定进料速度注射到排放部分212中。顺便提及的是，类似于图14所示的实施例，优选地在塑化部分61和缸211之间的连通流道214内设置阀215，并且在熔融树脂储存到缸211中完成时关闭阀215，从而切断熔融树脂从树脂储存部分流出。这使以预定进料速度储存熔融树脂成为可能。另外，当熔融树脂的储存完成之后，熔融树脂通过缸211的注射功能以预定进料速度供应到排放部分212。优选地，阀215在这时也可以保持关闭。这不但可以防止熔融树脂的注射压力通过连通流道214泄漏到塑化部分61中，而且使以预定进料速度将熔融树脂注射到排放部分212中成为可能。因此，模制产品能够以高精度进行制造。

作为不同于上述实施例的树脂涂覆装置的实施例，可以使用例如公开于JP-A-2004-121986中的树脂涂覆装置。

图16是这种树脂涂覆装置实例的示意图。

在图16中，树脂涂覆装置A1通常由缸91和树脂涂覆部分92组成，所述缸91起到树脂储存部分作用，所述树脂涂覆部分92属于缸91并且与缸91基本上一体形成。活塞94位于缸91的内部，所述活塞由活塞驱动装置93沿图16中的垂直方向驱动。当活塞向下驱动时，熔融树脂通过树脂涂覆部分92推出至成形模型。在缸91的侧部，通道树脂供给通道95打开。与树脂供给通道95相对应，设置有回转阀96，该回转阀是用于打开和关闭树脂供给通道95的装置的实例。顺便提及的是，尽管在图16中没有显示，用于熔化固态树脂的上述塑化部分设置在本树脂涂覆装置A1中，并且塑化熔融树脂可以通过回转阀96提供给缸91。缸91内熔融树脂的推出量根据活塞94的驱动速度受到严格控制。在缸91的外周部分上按上述方式构造有两个或更多的加热器97、97、……，作为发热装置。由这些加热器97、97、……产生的热量受到控制单元98的控制。

缸91的下端部以锥形方式变窄以提供与树脂涂覆部分92相连的树脂通道99。树脂涂覆部分92由树脂调节部分100和刮铲部分101组成，所述树脂调节部分100允许熔融树脂流过或者使熔融树脂暂时储存在其内部，所述刮铲部分101位于树脂调节部分100的下端。刮铲部分101的下端部倾斜切断，从而可以沿箭头标记D方向以给定速度移动。因为刮铲部分101的倾斜面102位于沿移动方向的前面，起到熔融树脂出口作用的排放口103在倾斜面102上打开。在本实施例中，排放口103与树脂调节部分100连通。在排放口103中设置有针104，其前端部的直径以锥形方式减小。针104的上端部连接到针驱动装置105的输出轴上，并且由填料盖106、106密封。当针104通过针驱动装置105适当地向下驱动时，排放口103的开启度可以调节。顺便提及的是，在刮铲部分101的外周表面上也设置有起到发热装置作用的加热器107。加热器107将要产生的热量也按上述方式进行控制。

控制单元98还包括设定装置108，用于设定缸91和树脂涂覆部分92内的熔融树脂的温度和压力、活塞94的驱动速度、排放口103的开启度、树脂涂覆装置A1在其树脂涂覆操作中的移动速度等。具有上述功能并包括设定装置108的控制单元98分别通过信号线a连接到用于测量缸91内熔融树脂压力的树脂压力传感器109上，通过信号线b连接到由热电偶等组成并用于检测熔融树脂温度的温度传感器110上，以及通过信号线c连接到用于检测活塞94的驱动速度的速度传感器111上。

而且，控制单元98还通过信号线d连接到针位置检测传感器112上。由这些传感器109-112测量的各种测量值通过其相关信号线a-d分别输入控制单元98中，并且由控制单元98进行操作。控制单元98的操作值分别通过动力线h施加给加热器97、97，……、107，通过动力线i施加给活塞驱动装置93，同样地，通过动力线j施加给针驱动装置105。

接下来，下文将对使用根据上述实施例的熔融树脂涂覆装置A1的树脂涂覆方法进行描述。加热器97、97、……、107的温度，活塞94的驱动速度，熔融树脂的压力，排放口的开启度等参数通过设定装置在控制单元98中设定。回转阀96打开，并且塑化树脂提供给缸91。接下来，开始树脂涂覆操作。活塞94被驱动，借此，缸91中维持在设定温度的熔融树脂以预定量提供给树脂涂覆部分92的树脂调节部分100。熔融树脂随后通过针104从保持给定开启度的排放口103推挤到成形模型上。与此同时，树脂涂覆装置A1的刮铲部分沿箭头标记D方向移动。因此，推出的熔融树脂通过刮铲部分101在成形模型上扩展。这样就完成了树脂涂覆操作。

从排放口向成形模型的树脂排放量根据熔融树脂的涂覆宽度、涂覆厚度和涂覆速度(树脂涂覆装置的排放口在成形模型上移动的速度)受到控制。

优选地，排放口具有这种形状，使得熔融树脂可以按裂口(slit)方式大体上垂直于树脂涂覆方向进行排放。排放口由沿大体上垂直于树脂涂覆方向的方向连接在一起的一个或多个排放口组成。在两个或两个以上的排放口连接在一起的情况下，优选地通过打开和关闭分别设置在各自排放口的树脂流道中的转换阀而以各自排放口的宽度间距(pitch)任意改变树脂排放宽度。各排放口的宽度和形状可以根据成形模型的形状自由改变。同时，相连的排放口数目可以改变，从而改变排放宽度。另外，如图17(a)和17(b)所示，在排放口中还设置有闸门120，用于改变排放宽度，树脂可以在连续改变闸门120的位置的同时被涂覆，从而提供希望的树脂涂覆形状。

排放口刮铲部分可以具有这样的形状，使得倾斜切断的下端部中的浇口设置在沿树脂涂覆前进方向的后侧上，如图18(a)所示，或者可以具有这样的形状，使得两个浇口设置在沿树脂涂覆前进方向的前侧和后侧上，如图18(b)所示。为了使用排放压力将熔融树脂更为有效地填充到微细不平坦部分中，适于使用后一种形状，其中浇口设置在沿树脂涂覆前进方向的前侧和后侧上。另外，排放口刮铲还可以具有这样的形状，使得排放口的前端部以锥形方式形成，如图18(c)所示。

顺便提及的是，更优选地，将浇口设置在排放口中沿前进方向的左侧和右侧上，因此，四个浇口可以分别设置排放口中左右两侧以及前后侧上。这样，在排放口的刮铲部分的前端部和型腔表面之间形成大致封闭的空间，从而提供使排放压力难以泄漏的形状。

图19是根据本发明的模制产品制造设备的整体结构的实施例的示意图。根据图19所示的实施例，树脂涂覆装置131构造为，塑化部分132从树脂涂覆装置131上脱离，柔性流道133连接树脂涂覆装置131和塑化部分132，熔融树脂从塑化部分132通过连通流道133供应给树脂涂覆装置131(参见图7)。在树脂涂覆装置131中，为了该树脂涂覆装置131能够沿XYZ轴的平移方向移动，提供了可沿X轴方向(沿平移方向)移动的工作台134和用于驱动工作台134的驱动马达135，可沿Y轴方向移动的工作台136和用于驱动工作台136的驱动马达137，以及可沿Z轴方向移动的工作台138和用于驱动工作台138的驱动马达139。作为成形板，使用了压模140，该压模在其表面上包括微细不平坦部分，同时压模140放置在下金属模型141上。该下金属模型141和上金属模型142分别安装在精密立式数控压制机143上，同时它们中的每一个都包括由电热器组成的金属模型加热装置144和由温控水组成的金属模型冷却装置。而且，用于使模制产品从模型上脱离的装置由使用模型脱离装置驱动装置146的公知的机械脱模装置或送风机组成。顺便提及的是，树脂涂覆装置131包括六等分排放口147，如图20所示。各排放口147的排放量可以通过其相关的流道启/闭阀驱动缸148进一步调节(在图19中，它们以箭头标记XV显示)。

顺便提及的是，柔性流道的温度控制、树脂涂覆装置的缸和排放口的温度控制、上下金属模型的温度控制、用于开启和关闭柔性流道和树脂涂覆装置的树脂流道的阀的启闭控制、用于开启和关闭多个等分排放口的阀的启闭控制、用于以希望的位置和速度移动树脂涂覆装置的XYZ轴工作台和活塞的操作控制、数控压制机的模型启闭操作(位置、速度和压力)控制、以及类似的控制分别由控制单元(未显示)执行。

顺便提及的是，根据图19所示实施例的树脂涂覆装置安装在XYZ工作台上，并且具有悬臂结构，使得树脂涂覆装置的后侧固定于一平台上。优选地，在树脂涂覆步骤中，为了避免排放部分212由于对熔融树脂排放的作用引起的垂直方向上的弯曲，树脂涂覆装置的排放部分212可以在其由高刚性导杆支撑时移动并排放熔融树脂。

图21是从排放部分212排放熔融树脂的步骤的示意图，所述排放部分在其由高刚性导杆支撑时移动。

在图21中，排放部分212的两侧由至少两个高刚性导杆291、292支撑，所述导杆沿熔融树脂的涂覆方向分别设置。高刚性导杆291、292分别由两个或两个以上的支撑构件293、294固定，所述支撑构件分别定位在沿熔融树脂的涂覆方向的上游和下游侧。当熔融树脂从排放部分212中排放时，排放部分212沿箭头标记方向沿着如图21所示的高刚性导杆291、292移动并且排出熔融树脂。因此，不会发生由于对熔融树脂排放的作用引起的排放部分212在垂直方向上的弯曲，排放部分212能够以预定厚度排放熔融树脂。

高刚性导杆291、292可以由任何材料制成，只要所述材料可以防止由于对熔融树脂排放的作用引起的排放部分212在垂直方向上的弯曲即可。例如，它们可以由不锈钢制成。

作为支撑排放部分212的方法，除了由图21所示的至少两个高刚性导杆291、292支撑排放部分212的方法以外，还可以使用如图22所示的方法，其中排放部分212由两个导轨支撑。排放部分212可以由至少一个导轨支撑，所述导轨使用具有大宽度的导轨。具体来说，排放部分212在其由使用线性导向轴承的两个高刚性导杆(导轨)291和292支撑的同时移动。在图22中，排放部分212由分别沿熔融树脂涂覆方向定位的两个高刚性导杆291和292通过支撑构件293和294支撑，并且高刚性导杆291和292分别固定到模制产品制造设备的主体上，所述树脂涂覆装置安装在所述模制产品制造设备上。在此，图22(a)为树脂涂覆装置的顶部平面图，图22(b)为树脂涂覆装置的前视图，图22(c)为树脂涂覆装置的侧视图。作为固定高刚性导杆的方法，可以使用任何方法。例如，可以使用将高刚性导杆紧固(螺钉拧紧)到底座上的方法，所述底座设置在设备主体中。

顺便提及的是，在图19所示的实施例中，下金属模型141包括凸出部分，并且包括微细不平坦部分的压模140安装在凸出部分的表面上。因此，为了沿着下金属模型141和压模140的形状移动排放部分212的前端尖部284，可以设置使下金属模型141沿垂直方向移动的移动装置，并且排放部分212的前端尖部284和压模140之间的距离可以调节。当与使排放部分、塑化部分和树脂涂覆装置在垂直方向上移动的大型设备结构进行比较时，根据本实施例，垂直移动的作用由成形模型实现。因此，快速垂直操作是可能的，排放部分212的移动速度可以提高，从而能够提高本模制产品制造设备的生产率。

具体的说，可以使用如图23所示的方法。在该方法中，下金属模型141以图23所示的方式进行设置。压制机的台板200用作移动装置，该台板起到给一对上、下金属模型加压的作用。通过使台板200在垂直方向上移动，排放部分212的前端尖部284和压模140之间的距离可以调节。

而且，还可以使用如图24所示的方法。在该方法中，在起到移动装置作用的压制机的台板200和下金属模型141之间，插入有可垂直移动的台架1001，并且排放部分212的前端尖部284和压模140之间的距离可以通过使可垂直移动的台架1001沿垂直方向移动而进行调节。

另外，还可以使用如图25所示的方法。在该方法中，下金属模型232和成形模型281构造为它们可以彼此脱离，只有成形模型281可以沿垂直方向移动，并且排放部分212的前端尖部284和压模140之间的距离可以通过使成形模型沿垂直方向移动而进行调节。

顺便提及的是，作为上述移动装置，可以使用各种类型的致动器。根据上述实施例，熔融树脂能够以三维几何形状排放到压模140上，并且排放到压模140上的熔融树脂的涂覆厚度可以容易地改变。

根据本发明，可以根据超低成形压力的成型工艺提供具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品，该模制产品具有精密微观结构、高尺寸精度、低残留应力、低双折射、高透光性和优异机械强度。本模制产品适于在各种工业产品中使用，例如：(a)电子显示领域中的关键部件，例如微透镜阵列、用于液晶显示器的光导板、柔性显示基板、波片、反射板、相差板、自由曲面镜、LED发光板、菲涅耳透镜等；(b)光学信息通信领域中的关键部件，例如柔性聚合物光波导管、自由曲面的衍射光栅、二维图象传感器阵列、传感器透镜(pickup lens)、全息图、可挠波导型发光板；(c)光记录介质领域中的关键部件，例如新一代DVD(蓝光盘)、用于蓝光盘的覆盖层、DVD、超薄IC卡等；(d)生命科学领域中的关键部件，例如集成化学芯片、DNA芯片、生物芯片、蛋白质芯片、微流体装置、环境分析芯片等；以及(e)新能源领域中的关键部件，例如燃料电池隔板、便携式电话超薄型电池盒、太阳光聚光菲涅耳透镜等。

现在，将参照实施例对本发明进行更为详细地描述。

(实施例1)

使用下列模制产品制造设备制造模制产品。

[树脂涂覆装置]

排放口形状：长30mm×宽1mm。图18(c)所示形状。

挤出及加压机构：活塞。

活塞直径：φ10mm。

树脂涂覆装置的运动自由度：1个自由度(沿树脂涂覆方向前后运动)

驱动系统：伺服马达的旋转通过滚珠丝杆转换为线性运动，从而使树脂涂覆装置和活塞移动。

树脂加热装置：围绕缸外周缠绕的电热器。排放部分使用板形电热器。

[成形模型]

材料：不锈钢(SUS304)。

型腔面积：30mm×50mm。然而，金属模型的边缘部分具有台阶。

热源：嵌入式筒形加热器。

冷却源：使温控水流过介质流动孔。

[压制]

最大合模力：10t。

设定合模力：1.2t。

[树脂材料]

材料：聚甲基丙烯酸甲酯

厂商：Kuraray Co.，Ltd.

牌号：Parapet GH1000S

250℃下的熔化粘度：大约800Pa.s。

当上、下金属模型在200℃设定温度下加热之后，聚甲基丙烯酸甲酯(其已经预先在90℃下加热并干燥达4小时)放入树脂涂覆装置的加热缸中并随后塑化。加热缸的温度设定为250℃。使用树脂涂覆装置将熔融树脂涂覆到压模上，所述压模设置在下金属模型上。树脂涂覆装置的涂覆速度设定为100mm/sec，树脂的涂覆厚度设定为80μm。随后，利用1.2吨(可以设定的最小合模力)的合模力将涂覆的熔融树脂压紧。在施加有合模力的同时，使水流过上、下金属模型，以将它们冷却到大约60℃的温度。随后，成形模型打开，并且模制产品与压模脱离。

所述压模为矩形，其长度为30mm，宽度为50mm，并且该压模具有0.3mm的厚度。压模设置在成形模型的型腔表面上。然而，压模在其边缘部分上具有台阶。在这种情况下，可以获得具有一形状的模制产品，所述形状如实地遵循压模及金属模型型腔的形状。

由于压制机的最小合模力为1.2吨，合模力除以模制产品的凸起区域所获得的值(＝压强)为80kg/cm²。

模制产品的纵向长度50mm除以薄膜厚度80μm所获得的值为625。当聚甲基丙烯酸甲酯根据注射成型方法模制时，通常来说，当流动长度(模制产品的纵向距离)除以厚度所获得的值超过130时，很难对聚甲基丙烯酸甲酯进行模制。然而，根据本实施例，难以根据注射成型方法模制的模制产品可以利用等于或小于80kg/cm²的低压获得。

(实施例2)

使用根据实施例1的模制产品制造设备的结构，下述压模安装在模型型腔表面上，并且制造具有Y形微流道的模制产品。

[压模]

材料：镍

微细不平坦形状：Y形微流道，其具有宽度50μm×高度50μm的剖面。

压模形状：它具有长度30mm和宽度50mm的矩形形状，并且厚度为0.3mm(它包括上述微细不平坦形状)。

顺便提及的是，涂覆在压模上的涂覆厚度设定为250μm，所述压模设置在型腔的中心部分上。

Y形流道末端的放大视图显示出，流道具有明确的边缘，因此，形状转移压制条件良好。

由于压制机的最小设定合模力为1.2吨，合模力除以模制产品的凸起区域所获得的值(＝合模力)为80kg/cm²。

模制产品的纵向长度50mm除以薄膜厚度25μm所获得的值为200。

根据本实施例，在不损坏压模的不平坦形状的情况下，可以利用80kg/cm²的低压获得具有良好转移压制形状的模制产品。

(实施例3)

使用图19所示的模制产品制造设备制造模制产品。

作为塑化部分132，使用单螺杆挤出机，并且上述聚甲基丙烯酸甲酯在250℃的温度下塑化。塑化部分132的熔融树脂排放部分和树脂涂覆装置131的熔融树脂浇注部分通过柔性流道133连接在一起。在树脂涂覆装置131的熔融树脂浇注部分中，还提供有用于启闭熔融树脂流道的阀，所述熔融树脂流道将流道133和树脂涂覆装置131的树脂储存部分连接在一起。

树脂涂覆装置131包括树脂储存部分(加热缸)、活塞、图19所示的排放口147、以及用于启闭熔融树脂流道的阀，所述活塞起到挤出和加压机构的作用，所述排放口147用于将储存于树脂储存部分的熔融树脂排出，所述熔融树脂流道将树脂储存部分分别连接到两个或两个以上等分的排放口147上。树脂涂覆装置131安装在可沿XYZ轴的平移方向移动的工作台上，并且以可以沿垂直方向移动的方式固定于精密立式数控压制机上。顺便提及的是，排放口147之一的形状为图18(c)所示的形状，其具有50mm的长度和1mm的宽度。

要安装到数控压制机上的上金属模型142可以通过模型加热装置144进行加热，并且可以通过金属模型冷却装置145进行冷却，所述模型加热装置由电热器组成，所述金属模型冷却装置由温控水组成。作为使模制产品与成形模型脱离的装置，提供了机械脱模装置和送风机，其使用了公知的模型脱离装置驱动装置146。

下金属模型141的型腔面积设定为250mm×250mm。数控压制机的最大合模力为20t。这里使用的材料为上述的聚甲基丙烯酸甲酯。

根据本实施例的模制产品制造过程如下。顺便提及的是，树脂涂覆装置的温度提升、可被加热的柔性流道的温度提升、以及塑化装置的温度提升已经预先完成。

而且，与塑化装置、树脂涂覆装置、数控压制机等装置的各操作相关的控制系统的设定，以及与用于根据制造过程对它们进行顺序操作的顺序运算相关的控制系统的设定已经完成。

(1)温度提升步骤

上、下金属模型的温度提高到150℃。

(2)将熔融树脂填充到树脂涂覆装置中的步骤

塑化部分的螺杆转动，树脂塑化，用于启闭熔融树脂流道的阀打开，并且熔融树脂供应给树脂涂覆装置，所述熔融树脂流道将该流道与树脂涂覆装置的树脂储存部分连接在一起。在希望数量的熔融树脂储存在树脂涂覆装置中时，塑化部分的操作停止，同时，用于启闭熔融树脂流道的阀关闭。对于储存的熔融树脂量来说，熔融树脂的需要量根据要涂覆熔融树脂的宽度(在树脂涂覆期间要打开的排放部分阀的数目)、要涂覆的熔融树脂的距离、以及要涂覆的熔融树脂的厚度进行计算。

(3)树脂涂覆步骤

树脂涂覆装置的树脂涂覆模式(排放部分的移动路径(位置)，移动速度，以及排放部分阀的启闭)作为指令值预先提供给树脂涂覆装置。在成形模型打开的情形下，排放口移动到下金属模型的型腔表面的树脂涂覆开始位置。树脂涂覆操作根据树脂涂覆起始指令而开始。可沿XYZ轴的平移方向移动的工作台、树脂涂覆装置的活塞、以及设置在树脂涂覆装置的排放部分中的流道启闭阀彼此关联地操作，因此，熔融树脂以遵循下金属模型的型腔表面形状的方式进行涂覆。

根据本实施例，因为微细不平坦部分的高度为50μm，具有高于50μm的大约100μm高度的金属模型打开。

(4)压制步骤

在树脂涂覆完成之后，操作数控压制机使上、下金属模型彼此配合，从而压制熔融树脂。因此，模制产品的形状成形。在根据本实施例的压制步骤中施加的最大合模力为15t。

(5)冷却步骤

为了补偿与熔融树脂冷却相关的熔融树脂的体积收缩，在施加有合模力(在本实施例中为10t)的同时，成形模型的加热器断开，并且温控水进入成形模型从而使其冷却至希望的温度。

(6)模型松开步骤

根据本实施例，因为树脂以0.5mm的厚度涂覆，所以成形模型打开大约0.2mm。

(7)第一脱离步骤

利用安装于下金属模型上的机械脱模装置或送风机机构使模制产品的下表面与下金属模型的型腔表面脱离。

(8)第二脱离步骤

模制产品的整个表面与另一个型腔表面脱离，该另一个型腔表面不同于在步骤(7)利用安装于成形模型上的机械脱模装置或送风机脱离的型腔表面。

(9)模型打开步骤

成形模型打开至使模制产品可以取出的距离。

(10)模制产品取出步骤

模制产品从成形模型中取出。

作为根据上述方法制造模制产品的结果，获得形状为长度250mm、宽度250mm以及厚度0.5mm的模制产品。

型腔表面包括镜面抛光部分和设定在型腔表面的中心部附近的部分，其中机械加工痕迹被有意留下，其上安装有压模。另外，在脱模装置的前端部留有轻微的机械加工痕迹。顺便提及的是，有意形成在压模安装部分上的机械加工痕迹具有微细不平坦形状，其宽度和深度分别为大约45μm。而且，脱模装置前端部的机械加工痕迹具有微细不平坦形状，其宽度和深度分别为大约50μm。

已经证实，压模部分和脱模装置部分的机械加工痕迹精确地转移压制到根据本实施例获得的模制产品上。

该证实还可以在根据另一方法制造的模制产品中类似地获得，其中树脂未被压制，但是，在树脂涂覆步骤完成之后，树脂固化并且模制产品随后与成形模型脱离。

制造过程中的最大压强为24kg/cm²(2.35MPa)，该最大压强可以由压制步骤中施加的最大压制力计算得出。

从前述实施例可知，已经证实，根据本发明的模制产品制造方法及设备可以提供模制产品，其中，所需形状已经利用超低压成形压力精确地转移压制到所述模制产品上。

迄今为止，尽管已经参照特定实施例对本发明进行了详细地描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以进行各种变形和改进。

本申请基于2004年8月19日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2004-239567)，并且其内容结合在本申请中作为参考。

工业实用性

根据本发明，提供了模制产品制造方法和设备，通过超低成形压力的成型工艺可以提供具有三维几何结构、薄壁和大面积的模制产品，该模制产品具有精密微观结构、高尺寸精度、低残留应力、低双折射、高透光性和优异机械强度。

Claims (8)

1.一种用于制造模制产品的方法，包括：

树脂涂覆步骤，将熔融热塑性树脂涂覆到成形模型上，所述成形模型在其表面上具有微细不平坦图案；

压制步骤，通过金属模型压制涂覆的热塑性树脂并且形成最终模制产品的形状；和

固化步骤，通过冷却涂覆的热塑性树脂而使该涂覆的热塑性树脂固化，

其中所述树脂涂覆步骤包括：

将热塑性树脂提供给包括排放口的树脂涂覆装置；

加热所述成形模型，使得热塑性树脂能够粘附到微细不平坦部分上；

在移动树脂涂覆装置且使得排放口接近成形模型时，将热塑性树脂从上面排放到微细不平坦部分上，其中所述树脂涂覆装置的排放压力使熔融树脂填充到微细不平坦部分中，并且所述模型的微细不平坦部分内的空气被排出；和

控制所述排放口和所述成形模型之间的距离以使具有小温降和低粘度的熔融树脂到达微细不平坦部分的内部，将热塑性树脂填充到微细的不平坦部分中，使得热塑性树脂具有与模制产品的最终形状相同的形状和厚度，

其中从所述排放口向成形模型的树脂排放量根据熔融树脂的涂覆宽度、涂覆厚度和涂覆速度受到控制，所述涂覆速度是所述树脂涂覆装置的排放口在成形模型上移动的速度，并且

其中加热所述成形模型以使热塑性树脂能够粘附到微细不平坦部分上的温度根据所述成形模型的表面条件、成形模型的母材、熔融树脂的类型和温度以及所述涂覆速度来确定。

2.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，

其中所述固化步骤为在对热塑性树脂施加压制力的同时使其冷却和固化的步骤。

3.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，

其中所述树脂涂覆装置可沿高达6个自由度移动，使得热塑性树脂从树脂涂覆装置的排放口填充到整个微细不平坦部分中。

4.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，

其中，所述微细不平坦部分具有10nm－1mm的宽度或直径，并且具有10nm－1mm的深度或高度。

5.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，

其中所述模制产品的厚度在50μm－5mm的范围。

6.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，

其中所述成形模型包括上金属模型和下金属模型，并且

其中，所述上金属模型和下金属模型中的至少一个包括微细不平坦部分。

7.如权利要求1所述的用于制造模制产品的方法，还包括下列步骤(a)－(i)：

(a)金属模型温度上升步骤，包括：

准备上金属模型和下金属模型；

将上金属模型的型腔表面的温度提升至能够维持与上金属模型的型腔表面相接触的热塑性树脂的软化状态的温度，这样，在下述压制步骤中，热塑性树脂能够变形，从而在施加于其上的压制力作用下遵循上金属模型的型腔表面的形状，而且不会在热塑性树脂的表面上形成固化层；和

将下金属模型的型腔表面的温度提升至一温度，使得在下述树脂涂覆步骤中被排放的热塑性树脂能够粘附到微细不平坦部分上；

(b)树脂涂覆步骤，包括：

在移动树脂涂覆装置的同时将热塑性树脂从树脂涂覆装置的排放口排出，使得热塑性树脂填充到整个微细不平坦部分上；和

涂覆热塑性树脂，直至其形成与模制产品的最终形状相同的形状；

(c)压制步骤，包括：

使上金属模型和下金属模型彼此装配在一起；

利用压制力产生装置挤压介于下金属模型的型腔表面和上金属模型的型腔表面之间的涂覆的热塑性树脂；和

将热塑性树脂的形状成形为一封闭空间的形状，所述封闭空间形成在封闭型腔之间；

(d)固化步骤，在对热塑性树脂施加压制力的同时，通过将热塑性树脂冷却至希望的温度而使热塑性树脂固化；

(e)模型松开步骤，在上金属模型和下金属模型彼此配合的范围内以很小的量打开上金属模型和下金属模型；

(f)第一脱离步骤，通过使用安装于成形模型上的模型脱离装置将上金属模型和下金属模型的型腔表面之一从模制产品上脱离；

(g)第二脱离步骤，通过使用安装于成形模型上的脱离装置将与在(f)步骤中脱离的型腔表面不同的另一个型腔表面从模制产品上脱离；

(h)模型打开步骤，将成形模型打开至一距离，使得模制产品能够从成形模型中取出；和

(i)模制产品取出步骤，将模制产品从成形模型中取出。

8.如权利要求7所述的用于制造模制产品的方法，其中所述步骤(c)包括：

抽出微小间隙中的空气，从而提供压力减小状态或真空状态，其中所述微小间隙在上金属模型和下金属模型彼此配合的状态下形成于上金属模型的型腔表面和热塑性树脂的顶面之间；

使上金属模型的型腔表面和热塑性树脂的顶面彼此接触；和

对热塑性树脂施加压制力。