CN102695593B - 具有根据自由成型制造过程制造的歧管组件的热流道系统 - Google Patents
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Abstract
一种热流道系统(100)，其包括歧管组件(102)，该歧管组件(102)包括歧管本体(104)，该歧管本体(104)限定熔体通路(109、110)，所述熔体通路(109、110)是平滑流的、变向的且无间断的。
Description
技术领域
本发明的实施方案一般涉及模塑系统中使用的热流道系统。
背景技术
1851年在英国由Alexander PARKES发明了第一种人造塑料。他在伦敦的1862年国际展览会中当众演示了该第一种人造塑料，称为材料Parkesine。由于衍生自纤维素，Parkesine可以加热、模塑，并在冷却时保持其形状。但是，它制造昂贵，易于开裂且高度易燃。在1868年，美国发明人John Wesley HYATT开发了一种塑料材料，他将其命名为Celluloid，是在PARKES的发明上进行改进，以使能够将其加工成成品形式。HYATT于1872年为第一个注塑机申请专利。它使用活塞经加热的圆柱筒将塑料注入模具中，如同巨大的皮下注射针那样工作。由于二次世界大战产生对廉价批量生产的制品的巨大需求，工业在20世纪40年代快速扩张。在1946年，美国发明人JamesWatson HENDRY建造了第一个螺杆式注塑机。此机器还允许在注入前将材料混合，以便可以将有色或再生塑料添加到纯净原材料并彻底地混合，然后进行注入。在20世纪70年代，HENDRY接着开发了第一个气辅注塑工艺。
注塑机由给料器、注射柱塞或螺杆式活塞和加热单元组成。它们也称为压床，它们固定对部件成型的模具。压床按吨位分级，其表示机器能够施加的合模力的量。该力在注入过程中保持模具封闭。吨位可以在从小于5吨到6000吨的范围中变化，相对较少几个制造作业中使用更高的数值。所需的总合模力由正在模塑的零件的投影面积所确定。此投影面积乘以合模力，每平方英寸的投影面积2到8吨。根据经验，对于大多数制品可以使用4或5吨每平方英寸。如果塑料材料非常稠，则它将需要更多注射压力以填注模具，因此需要更大合模力吨位来保持模具闭合。所需的力还可能由所用材料和零件的尺寸来确定，更大的零件需要更高的合模力。在注塑的情况中，颗粒塑料因重力从给料器进入加热筒。随着颗粒缓慢地被螺杆式活塞向前移动，塑料被推入加热的腔室中，并在其中熔化。随着活塞推进，经紧靠着模具的喷嘴推送塑料熔体，从而使塑料熔体能够经口和流道系统进入模具型腔。几乎一旦填满模具，则将模具放冷而塑料固化。
模具组件或模子是用于描述用于在模塑中制造塑料零件所用的工具的术语。模具组件用在制造数千个零件的批量生产中。模具通常由硬化钢等构造。在模塑系统中连同模具组件使用热流道系统来进行塑料制品的制造。通常，将热流道系统和模具组件处理为可以与模塑系统分开销售和提供的工具。
美国专利号4831230(发明人：LEMELSON，Jerome H.，提交于11/26/1986)公开了“一种用于通过强辐射对制造的制品和材料成形和表面抛光的设备和方法”。
美国专利4929402(发明人：HULL，Charles W.；提交于1989年4月19日)公开了“一种生成三维物体的系统，其通过在流体介质的选定表面处形成物体的横截面图案，该流体介质能够通过施加辐射、粒子轰击或化学反应、连续的相邻切片、表示物体的对应连续相邻横截面、自动形成和集成在一起以提供期望物体的逐步分层构建来响应于适当的协同刺激而改变其物理状态，从而在形成过程中流体介质的基本平坦平面形成和绘制三维物体”。
美国专利4575330(发明人：HULL，Charles W.；提交于1984年8月8日)公开了“一种生成三维物体的系统，其通过在流体介质的选定表面处形成物体的横截面图案，该流体介质能够通过施加辐射、粒子轰击或化学反应、连续的相邻切片、表示物体的对应连续相邻横截面、自动形成和集成在一起以提供期望物体的逐步分层构建来响应于适当的协同刺激改变其物理状态，从而在形成过程中流体介质的基本平坦平面形成和绘制三维物体”。
美国专利5204055(发明人：SACHS，Emanuel M.等人；提交于1989年12月8日)公开了“一种通过在受限区域中沉积流动多孔材料(如粉末)的第一层，然后将粘合剂材料沉积到粉末材料层的选定区域以在选定区域处制造粘合的粉末材料层来制成部件的方法。此类步骤重复选定次数以制成粘合粉末材料的选定区域的连续层以便形成期望的部件。然后移除未粘合的粉末。在一些情况中，还可以例如将其加热来进一步强化其粘合来进一步处理该部件”。
美国专利5121329(发明人：CRUMP，Scott S.，提交于1989年10月30日)公开了“并入可移动分配头以及基座构件的设备，该可移动分配头设有在预定温度下固化的一批材料，该可移动分配头与基座构件按预定的模式沿着“X”、“Y”和“Z”轴彼此相对地移动以通过按受控速率累积从分配头释放到基座构件上的材料来构建三维物体。该设备优选地在计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助(CAM)软件的过程中驱动以生成在分配材料时分配头和基座构件的受控移动的驱动信号的计算机。可以通过沉积固化材料的重复层直至形状成形来制成三维物体。固化时以足够结合力附着于前一层的任何材料，如自硬化蜡、热塑性树脂、熔化金属、两部分环氧树脂、泡沫塑料和玻璃可以利用。由前一层限定每个层基底，并且通过将分配头的端部定位于前一层上方的高度限定并紧密地控制每个层的厚度”。
美国专利号5775402(1995年10月31日提交；发明人：EmanuelSACHS)公开了一种用于提供通过实体自由成型制造技术(如三维打印工艺)制成的工具如特定金属和金属/陶瓷模具的增强热特性的方法，并且公开由这些方法制成的工具。增强热特性的方法包括将整个波形冷却通路并入模具中，并将表面纹理添加到冷却通路，创建表面与冷却通路之间的高导热路径，并在模具中产生低热惰性区域。
欧洲专利号0863806(发明人：FREITAG等人；提交于1996年11月26日)公开了“固体三维制品的制造，并且更确切地涉及如零件和模具模子的金属制品的附加制造”。
美国专利号7047098(发明人：LINDEMANN，Markus等人；提交于：2002年2月21日)公开了“一种通过选择性激光熔化来制造成型体的方法，其中使用模型的CAD数据由粉状金属材料构造成型体，其中使用敷料器装置施加粉末层，以及其中使用聚焦的激光束将施加的粉末层固定到其下方的层，在此过程中，由于平整装置通过成型体上方至少一次而将粉末层平整到期望的层厚度，并且在投影在施加的粉末的期望层高上的平整提高过程中，由平整装置截去最后被激光束熔化的层”。
美国专利号7381360(发明人：ORIAKHI，Christopher等人；提交于：2003年11月3日)公开了“用于三维物体的实体自由成型制造的组成、方法和系统”。
美国专利7220380(发明人：FARR，Isaac等人；提交于：2003年10月14日)公开了“一种三维金属物体的实体自由成型制造的方法，其包括在限定的区域中沉积颗粒共混物，该颗粒共混物包含许多金属或金属合金颗粒和过氧化物，并选择性地将粘合剂系统喷墨到颗粒共混物的预定区域上以形成绿色零件，其中液相粘合剂包括水溶性单功能丙烯酸基单体、水溶性双功能丙烯酸基单体、胺和水”。
美国专利公布号：2004/0079511和美国专利号6701997(于2002年6月17日提交；发明人：GELLERT，Jobst U等人)公开了：“(i)一种用于制造附接有电加热元件的注模部件的方法，该方法包括如下步骤：将电加热元件与具有至少部分开口多孔的粉状金属预制坯接触，该粉状金属预制坯由第一金属构成；将邻近开口多孔的区域的预制坯与第二金属块接触，该第二金属具有比第一金属更高的热传导性；将预制坯、加热元件和块加热以便使第二金属至少部分地浸润到预制坯的开口多孔以及在冷却时至少部分地将加热元件接合到预制坯，
(ii)一种用于制造具有两个部件的金属零件的方法，该方法包括如下步骤：以第一部件制成粉状预制坯，该预制坯具有至少部分开口多孔；将第二部件与第一部件的预制坯接触；以及利用第二金属浸润预制坯的开口多孔，其中与浸润步骤基本同时地通过第二金属将第二部件焊接到第一部件，(iii)一种用于制造具有至少两个部件的金属零件的方法，该方法包括如下步骤：制备第一部件的粉状预制坯，该预制坯具有至少部分开口多孔；将第二部件与第一部件的预制坯接触以形成其组件；将第一部件的预制坯与金属浸润剂的块接触；以可控方式将组件和金属浸润剂加热以将金属浸润剂熔化；将组件和金属浸润剂保持温度直到第一部件的预制坯的开口多孔至少部分地被金属浸润剂浸润以及金属浸润剂将第二部件至少部分地焊接到第一部件为止；以及以可控方式冷却组件以固化金属浸润剂；以及(iv)一种用于制造注塑部件的方法，该方法包括如下步骤：将粉状工具钢与粘合剂混合以形成混合物；将该混合物注入预制坯中；将预制坯脱除；部分地将预制坯烧结以达到其中40％至10％容积的开口多孔；将预制坯与金属浸润剂接触，该金属浸润剂具有高热传导性；以可控方式将预制坯和金属浸润剂加热到金属浸润剂的至少熔化温度；将预制坯和金属浸润剂保持温度直到第一部件的多孔被金属浸润剂至少部分地浸润为止，并将预制坯冷却以将金属浸润剂固化并获得注塑部件”。
美国专利公布号2004/0169699(发明人：HUNTER，Shawn等人；提交于：2003年2月28日)公开了“一种通过实体自由成型制造而制成物体的方法，所述方法包括将两种不混溶流体施加到建筑材料”。
美国专利号7234930(发明人：NIEWELS等人；提交于：2004年6月14日)公开了“通过三维打印方法或其它粉末成型技术(如熔模铸造)形成第二配件。三维打印方法或其它粉末成型技术能够在结构内形成理想的冷却通路。这提供具有由第一配件提供的高强度和第二部件提供的高热传导性的半颈圈”。
美国专利号7326377(发明人：ADAMS，Robbie J；提交于：2005年11月30日)公开了“一种用于通过连续构造代表连续横截面部件切片的物料层而制造部件的实体自由成型制造系统，其包括接收并支撑物料层的平台、将物料沉积到预定区域中以形成物料层的物料供应装置、指向预定区域以变更预定区域中的物料并由此制造部件的能量源以及设在平台上直接与沉积的物料层接触以便在制造部件时修改物料温度的温度控制块。一种实体自由成型方法使用该系统来从物料材料制造部件”。
美国专利公布号2005/0186538(发明人：UCKELMANN，Ingo；提交于：2005年2月24日)公开了“一种通过自由成型烧结和/或熔化而制作金属和/或非金属产品2(特别是牙科产品)的方法”。
美国专利公布号：2009/0108500(提交日：2007年10月31日，发明人：Edward Joseph JENKO)公开了“此外，可以在制备需要高压注入的此类模塑配件中使用低强度歧管(如利用低级钢或通过自由成型制造制作的歧管)”。
美国专利公布号：US2009/0192835(提交日：2008年1月24日，发明人：Martin H.BAUMANN等人)在第[0023]段公开了“此外，可以在制备需要高压注入的此类模塑部件中使用低强度歧管(如利用低级钢或通过自由成型制造制作的歧管)”。
一份名为HIGH PERFORMANCE PLASTICS的技术期刊(发行于：2005年10月第5页；文章标题：FREEFORM FABRICATION FORPROTOTYPING)公开了“美国研究人员正在开发一种自动化原型设计方法，其中将高级复合物成型于自力撑持的三维物体中。称为复合层制造(CLM)的技术无需造型模具、模子或其它工具。此外，开发人员声称，往往无需机械加工，因为该方法产生净成形。
一份名为ADVANCED COMPOSITES BULLETIN的技术期刊(发行于：2005年10月第10页；文章标题：SOLID FREE-FORMFABRICATION OF REINFORCED PLASTICS)公开了“美国研究人员正在开发一种自动化原型设计方法，其中将高级混合物成型于自力撑持的三维物体中。称为复合层制造(CLM)的技术无需造型模具、模子或其它工具。此外，开发人员声称，往往无需机械加工，因为该方法产生净成形。
一份名为HOT RUNNERS-PLATE FUSING TECHNOLOGYFOR DESIGNING AND BUILDING MANIFOLDS的技术出版物(出版日期：2007年4月；作者：Gilbert Chan；出版：www.moldmakingtechnology.com)公开了板熔接如何让模具设计人员和模具制作人员受益。确切地来说，大多数热流道歧管是插入式歧管，其中歧管以强固钢板开始，直流枪钻到板中以形成交叉的流通路。然后使用热流道通路插塞插入钻孔并且形成最终流路。以此方式制造的歧管限于直流，流中硬90度转弯，并且通常包括流通路与插塞之间的阶梯，这可以形成材料的支撑区域。将歧管通路交叉点抛光的辅助操作包括使用料浆以使流表面平滑，但是因为这是盲法，所以无阶梯的平滑流并非总是得以保证。板熔接技术提供一种构造歧管的方法。顾名思义，板熔接技术使用分离的钢板，将其熔接在一起构造强固歧管。该方法开始于两个或两个以上的板。在钢面中机械加工流通路。这些将成为歧管熔体通路的内表面。这些通路将在具有球头铣刀的CNC(计算机数字控制)铣床上加工以制成平滑圆形流通路，该流通路在x-y平面中的过渡处具有流半径但是在z平面中没有流半径。这些通路可以在尺寸上有所变化，并且可以在板的平面之间行进，但是从x-y平面到z平面的过渡仍将有突变或“硬”90度转弯。这些通路将在具有球头铣刀的CNC(计算机数字控制)铣床上加工以制成平滑圆形流通路，该流通路在过渡处有流半径。还使用x-y平面中的平滑半径。
美国专利公布号2004/0079511(发明人：Gellert)在图17中公开，使用z平面中的平滑半径。
发明内容
要理解本发明的范围限于独立权利要求提供的范围，还要理解本发明的范围不限于：(i)从属权利要求，(ii)非限制的实施方案的详细描述，(iii)概述，(iv)摘要，和/或(v)本文献外提供的描述(即，提交的、申诉的和/或授权的即时申请以外的描述)。
本发明旨在提供对现有技术的改进。
根据一方面，提供一种热流道系统(100)，其包括歧管组件(102)，该歧管组件包括歧管本体(104)，该歧管本体限定熔体通路(109、110)，熔体通路(109、110)是平滑流的、变向的且无间断的。
本领域技术人员在参阅本发明的特定非限制实施方案的下文描述时将逐渐清楚本发明的非限制实施方案的这些和其它方面和特征。
附图说明
当结合附图时参考根据本发明的示例性(非限制性)实施方案的下文详细描述，将更充分理解本发明及其实施方案，其中：
图1A、1B、2A、2B、3、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8图示了热流道系统(100)的图式表示。
这些附图不一定按比例绘制，并且可通过虚构线、图形表示和不完整视图来图示。在某些情况中，省略了对于理解这些实施方案是非必需的或提供难以领悟的其它细节的细节。
具体实施方式
图1A和图1B图示了热流道系统(100)的图式表示。热流道系统(100)包括(但不限于)：歧管组件(102)。该歧管组件(102)包括(但不限于)：歧管本体(104)，该歧管本体(104)限定熔体通路(109、110)，熔体通路(109、110)是平滑流的、变向的且无间断的。用于制作歧管本体(104)的制造方法的示例是使用实体自由成型制造。歧管本体(104)可以至少部分地根据附加制造加工过程(也可以称为“实体自由成型制造过程”)来制造。实体自由成型制造是通过依次将能量和/或材料送交到空间中指定的点以制成该固体而制造固体物体的技术的集合。SFF有时称为快速原型设计、快速制造、分层制造和附加制造。将认识到，SFF有时称为自由成型制造(FFF)。下文是(SFF)的技术：(A)电子束熔解(由粉末原料充分熔解的无空隙固体金属零件)、(B)电子束自由成型制造(由线物料充分溶解的无空隙固体金属零件)、(C)熔融沉积造型(熔融沉积造型通过喷嘴挤压热塑料，从而构造模型)、(D)分层实体制造(通过喷涂的胶水、加热或嵌入的粘合剂将纸片或塑料薄膜附着于前一层，然后通过激光或刀具切削该层的期望轮廓线。成品通常看上去且处理得像木头)，(E)激光工程净成形(使用激光熔解金属粉末并直接将其沉积在零件上)。这有如下优点：零件是完全实心的(不同于SLS)，并且可以在零件的容积上动态地改变金属合金组分，(F)Polyjet matrix(PolyJet Matrix技术是第一种能够同时喷射多种类型的模型材料的技术)，(G)选择性激光烧结(选择性激光烧结使用激光来熔融粉状尼龙、弹性体或金属。需要附加的处理以制成完全密集的金属零件)，(H)形状沉积制造(通过打印头沉积零件和支撑材料，然后机械加工成近最终形状)，(I)实体削磨固化(将UV光照射在静电掩膜上以将光敏聚合物层固化，使用固体蜡用于支撑)，(J)立体光刻(立体光刻使用激光将液体光敏聚合物固化)，(K)三维打印(此标签包括现代3D打印机的许多技术，所有这些技术均使用喷墨型打印头来将材料沉积在层中。通常，这包括(但不限于)热相变喷墨和光敏聚合物相变喷墨)和/或(L)自动注浆(自动注浆是指从自动控制的注射器或挤压头沉积材料)。用于制作歧管本体(104)的制造方法的另一个示例是使用非实体自由成型制造，如浇注。浇注是常常将流体材料注入模具中的制造过程，然后让其固化，该模具包括期望形状的中空腔体。固化的零件也称为铸件，铸件被倒出或取出而完成该过程。浇注材料常常是将两个或两个以上组件混合在一起之后固化的金属或各种冷凝材料；示例有环氧树脂、混凝土、石膏和粘土。浇注最常用于制作难以采用其它方法制作或采用其它方法制作不经济的复杂形状。
图1B图示了热流道系统(100)，其中歧管本体(104)限定：(i)熔体通路入口(106)，以及(ii)与熔体通路入口(106)相通的熔体通路出口(108)，其中熔体通路入口(106)和熔体通路出口(108)的至少一者具有弯曲的中心线轴(105)。熔体通路出口(108)与熔体通路入口(106)偏离。熔体通路入口(106)和熔体通路出口(108)的至少一者包括锥形通路壁(107)。此外，歧管本体(104)限定在熔体通路入口(106)和熔体通路出口(108)之间延伸的熔体通路(109)，以及这些熔体通路的至少一者包括锥形通路壁(107)。歧管本体(104)还限定至少部分地在熔体通路入口(106)与熔体通路出口(108)之间延伸的熔体通路(110)。该熔体通路(110)包括(但不限于)：可以称为波形形状的波形熔体通路部分(112)。该熔体通路(109)和/或熔体通路(110)包括：具有半径大于熔体通路(109)和/或熔体通路(110)的直径的曲线的中心线轴。这些熔体通路的部分之间的交叉点(111)是平滑交叉点。还图示了浇道结构(150)。要理解，波形还可以包括(但不限于)“锥形”、弯曲或任何非圆形或非圆柱形形状。波形和锥形熔体通路具有优点，例如注入过程中恒定的塑料剪切率、无需机械加工的平滑流径和远远更短的流径/滞留时间。通路交叉点与锥形之间沿着其长度从一个直径到另一个直径之间的平滑过渡能够实现对树脂流的剪切率的控制。平滑熔体通路路径减少塑料悬料，从而加速作业期间的塑料颜色改变。再有，因为塑料会随时间和温度而降解，所以通过形成更短、更直接的通路来消除潜在的悬料和减少歧管中的塑料体积，这降低塑料降解的概率。较之常规通路制造，在注入期间保持恒定的塑料剪切率也是优点。通过控制通路以及交叉点的尺寸和形状，可以产生恒定的剪切率或妥当的剪切率。这与常规歧管熔体通路形成对照，其中剪切率因可使用切削机械加工过程制造的可用工具尺寸和形状的局限性而打折扣。熔体通路(109、110)包括具有波形的通路壁，在使用中该通路壁在使熔体流过熔体通路(109、110)时混合熔体流。歧管本体(104)形成空隙，该空隙构造成改变歧管本体的热均匀度。
优选地，熔体通路(110)是无插塞的。可以使用自由成型制造来制造没有熔体通路插塞的歧管。此布置的优点是：零件和制造操作更少，泄漏的介面更少以及无需将插塞装进熔体通路。
歧管本体(104)可以包括(但不限于)功能梯度材料。功能梯度材料可以是(例如)高热传导性层、低热传导性层、耐磨材料、耐腐蚀材料等。此布置的优点是在热传导和结构上优化的材料性能，将塑料熔体保持在恒定的等温温度。
歧管本体(104)限定具有波形形状(116)的外表面(114)。歧管本体(104)限定具有非平面波形的外表面。此布置的优点是更小的歧管，更少的耗材，对熔体通路一致的热传递，利用等离子熔射加热技术。
歧管本体(104)可以限定具有极小的(例如，4毫米(mm)直径或更小)的熔体通路(110)。钻孔例如直且长的小孔是制造难题。一般来说，钻出长度是孔直径的50倍的小孔(4mm或更小)会导致因钻孔偏移所致的明显偏离预定位置的终止点。使交叉点平滑且精确是一个问题，且改进结果的制造时间是成本昂贵且耗时的。使用附加过程可具有如下多重优点：目前通过机械加工过程不可实现的无限尺寸通路，平缓弯曲的通路轴，平滑的交叉点和缩小的通路容积。所产生的低滞留时间，降解和颜色改变时间促成远远更高(更好)的性能。
歧管本体(104)限定选定的热流道部件，其可以选自套管、喷嘴壳体等的任何其中之一。可以使用SFF来将浇口套管和喷嘴壳体并入成套的歧管中。此布置的优点是没有因为温度增加而需要的滑动表面。使用SFF，还可以将部件(例如套管)作为与歧管本体(104)构成整体的特征并入歧管本体(104)，从而在保持平滑熔体转弯或套管的其它特殊特征/几何形状等的同时减少零件数量。
参考图2A和图2B，歧管主体(104)包括(但不限于)：作为歧管本体(104)的组成部分的浇口结构(150)和喷嘴(图2B所示)，减少了部件数量和可能的泄漏介面。该歧管本体(104)包括(但不限于)：作为歧管本体(104)的整体几何形状的喷嘴结构(152)，减少了部件数量和可能的泄漏介面。
参考图3，歧管主体(104)还包括(但不限于)：卷曲的熔体通路几何形状160。熔体流的剪切生热可能在树脂到达熔体通路的交叉点时导致流不平衡。熔体通路越长，经受的剪切越多。在竖浇道棒或其它长熔体通路中，可能期望通过经由卷曲的熔体通路几何形状160混合树脂来使进入交叉点熔体通路的熔体流匀化。此复杂几何形状无法机械加工成单块歧管本体，并且通常使用多个插入体将其并入歧管，这需要组件以及产生可能的泄漏介面。
参考图4A和图4B，歧管主体(104)包括(但不限于)：收纳(嵌入)在歧管本体(104)内的部件(170)。使用SFF，可以将多种部件收纳(或嵌入)在歧管本体(104)内。例如，使用SFF技术允许将一个或多个加热器完全收纳在歧管本体(104)的歧管材料内，从而增加加热器的效率。
参考图5A和图5B，歧管主体(104)包括(但不限于)：收纳(嵌入)在歧管本体(104)内的移动部件(171)。例如，将移动部件(171)(如单向阀的球体(172))并入歧管本体(104)中或浇口结构(150)中。将球体止逆器件(173)集成到歧管本体(104)，并用于停止球体(172)的行进。将认识到，模塑系统可以包括(但不限于)上文描述的热流道系统(100)。
参考图6A，以透视图的形式图示了歧管主体(104)。参考图6B，以横截面视图的形式图示了歧管主体(104)。歧管组件(102)的歧管本体(104)限定第一树脂熔体通路(402)和第二树脂熔体通路(422)。第一树脂熔体通路(402)从入口(404)延伸到第一出口(406)和第二出口(408)；即，第一树脂熔体通路(402)被分叉(即，一般分成按需要的多个路径)。第二树脂熔体通路(422)从入口(424)延伸到第一出口(426)和第二出口(428)；即，第二树脂熔体通路(422)被分叉(即，一般分成按需要的多个路径)。第二树脂熔体通路(422)从入口(424)延伸到第一出口(426)和第二出口(428)；即，第二树脂熔体通路(422)被分叉。第一树脂熔体通路(402)用于将第一类型的树脂送料到模具腔，而第二树脂熔体通路(422)用于将第二类型的树脂送料到模具腔(图6A和图6B中未图示)。通过举例，第一类型的树脂可以是原生树脂，而第二类型的树脂可以是再生树脂。第一树脂熔体通路(402)的第一出口(406)和第二树脂熔体通路(422)的第一出口(426)彼此位置接近以便向多材料喷嘴(图6A或图6B中未图示)给料。第一歧管加热器(430)和第二歧管加热器(432)连接到歧管本体(104)。第一歧管加热器(430)用于加热通过第一树脂熔体通路(402)传送的树脂。第二歧管加热器(432)用于加热通过第二树脂熔体通路(422)传送的树脂。歧管本体(104)限定空隙(440)，即至少一个或多个空隙。通过举例，空隙(440)延伸穿过歧管本体(104)。将认识到，空隙(440)可以是任何适合的形状，如该空隙可以垂直穿过歧管本体(104)延伸。歧管组件(102)的歧管本体(104)由金属合金制成，其构造成：(i)在第一工作温度(例如，300摄氏度)下从第一熔体源接收第一类型热熔体(即，热模塑材料)，未图示但连接到入口(404)，以及(ii)在第二工作温度(例如，240摄氏度)下从第二熔体源接收第二类型热熔体(它是不同于第一类型的热熔体的第二类型的热熔体)，未图示但连接到入口(424)。第一树脂熔体通路(402)和第二树脂熔体通路(422)划分或拆分成多个通路，并将它们各自的热树脂分发到它们各自的第一出口(406、426)和第二出口(408、428)。通过第一歧管加热器(430)和第二歧管加热器(432)将热树脂基本保持在其最优处理温度。此外，垂直延伸的空隙(440)在歧管本体(104)中构造成将第一熔体通路(402)与熔体通路(422)基本热隔离。虽然歧管本体(104)可以由单件材料制成，但是第一树脂熔体通路(402)和通路(422)内的两种热树脂保持在基本不同的处理温度。此布置减少了因保持第二类型树脂的温度要求时使第一类型树脂过热和降解所致的问题。
图7A和图7B图示了歧管本体(104)的另一个示例。图7A图示了横截面视图。图7B图示了顶视图。空隙(440)图示为沿着水平方向而非沿着垂直方向或布置延伸，从而提供附加的熔体通路流径灵活性(如果如此要求的话)。第一歧管加热器(430)和第二歧管加热器(432)设在歧管本体(104)的顶部和底部以便在树脂离开歧管本体(104)之前将各个热熔体基本保持在其各自的工作温度。歧管本体(104)图示为限定每个第一和第二树脂熔体通路(402、422)的三个相应出口(406、408、409、426、428、429)。
图8图示了构造成连接到多材料喷嘴(450、452)的歧管本体(104)的另一个示例的透视图。歧管本体(104)构造成由数量有限的金属合金环绕树脂熔体通路(402、422)，以便保持用于热树脂的加热和注入的第二树脂熔体通路(402、422)的整体性。可以使用分层或附着于树脂熔体通路(402、422)的外表面的保形加热单元将歧管本体(104)加热。加热单元未图示，但是加热单元是本领域中公知的技术。赋形或围绕着树脂熔体通路(402、422)的导管在相应多材料喷嘴(450、452)的喷嘴基座处汇合(形成介面)，并以与树脂熔体通路(402、422)中正在输送的相应类型的树脂关联的基本理想处理温度下将树脂发送到各自喷嘴熔体通路。
注意，前文概述了有关本发明的多个相关非限制实施方案中的一些。本发明可以用于多种应用。因此，虽然描述了针对特定布置和方法，但是本发明的目的和概念适于且可应用于其它布置和应用。本领域技术人员将清楚，在不背离本发明的精神或范围的前提下可以对所公开的非限制实施方案进行修改。所描述的非限制性实施方案理应视为仅是本发明的多个主要特征和应用中的一些的说明。可以通过以不同方式应用所公开的发明或以本领域技术人员公知的方式修改本发明来实现其它有益结果。除非上文另行描述，否则这包括将本文明确地设想的多种非限制性实施方案之间的特征、单元和/或功能的混合和匹配。
Claims (19)
1.一种热流道系统(100)，其包括：
歧管组件(102)，其包括：
单件材料制成的歧管本体(104)，其限定：
平滑流的、变向的且无间断的熔体通路(109、110)，所述熔体通路(109、110)具有延长的波形熔体通路部分(112)，所述熔体通路的横截面轮廓沿其变化；
熔体通路入口；和
熔体通路出口，其和所述熔体通路入口通过所述熔体通路流体相通；其中：
所述熔体通路(109、110)包括具有其半径大于所述熔体通路(109、110)的直径的曲线的中心线轴，以使得注入过程中恒定的塑料剪切率、无需机械加工的平滑流径和远远更短的流径或滞留时间。
2.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)是至少部分地根据自由成型制造过程制造的。
3.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路入口(106)和所述熔体通路出口(108)中的至少其中之一具有弯曲的中心线轴。
4.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路出口与所述熔体通路入口(106)偏离，所述熔体通路(109、110)至少部分地在所述熔体通路入口(106)与所述熔体通路出口(108)之间延伸。
5.根据权利要求3所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路(110)是无插塞的。
6.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)包括功能梯度材料。
7.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)限定具有波形形状(116)的外表面(114)。
8.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管组件(104)限定选定的热流道部件。
9.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)包括：
浇口结构(150)和喷嘴，所述浇口结构(150)是所述单件材料制成的歧管本体(104)的组成部分；所述喷嘴是所述单件材料制成的歧管本体(104)的组成部分。
10.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)包括：
卷曲的熔体通路几何形状(160)。
11.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)包括：
收纳在所述单件材料制成的歧管本体(104)内的部件(170)。
12.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)限定：
收纳在所述单件材料制成的歧管本体(104)内的移动部件(171)。
13.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路(109、110)包括锥形通路壁。
14.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路(109、110)包括具有波形的通路壁，在使用中所述通路壁在使熔体流过所述熔体通路(109、110)时混合熔体流。
15.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述移动部件为单向阀的球体(172)。
16.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述熔体通路(109、110)在直径上小于或等于4mm，并且具有至少50倍于4mm的长度。
17.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)形成空隙，所述空隙构造成改变所述歧管本体的热均匀度。
18.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)构造成：
(i)在第一工作温度下从第一熔体源接收第一类型热熔体，以及
(ii)在第二工作温度下从第二熔体源接收第二类型热熔体，
所述熔体通路是第一树脂熔体通路，
所述单件材料制成的歧管本体还限定第二树脂熔体通路，所述第一树脂熔体通路和所述第二树脂熔体通路划分或拆分成多个通路，并将它们各自的热树脂分发到它们各自的第一出口(406、426)和第二出口(408、428)，
通过第一歧管加热器(430)和第二歧管加热器(432)将所述热树脂基本保持在其最优处理温度，
所述单件材料制成的歧管本体(104)限定空隙(440)，所述空隙(440)构造成在所述单件材料制成的歧管本体(104)中将所述第一树脂熔体通路与所述第二树脂熔体通路基本热隔离。
19.根据权利要求1所述的热流道系统(100)，其中：
所述单件材料制成的歧管本体(104)构造成连接到多材料喷嘴(450、452)，
所述单件材料制成的歧管本体(104)构造成由一定数量的金属合金环绕所述第一、第二树脂熔体通路，以便保持用于热树脂的加热和注入的所述第二树脂熔体通路的整体性，以及
赋形或围绕着所述第一、第二树脂熔体通路的导管在所述多材料喷嘴(450、452)的喷嘴基座处汇合。
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