CN102802908A - 用于注模系统的熔料通道几何构造 - Google Patents

Abstract

公开了一种采用熔料通道的注模系统，其中熔料通道的至少一部分具有非圆形截面，用于平衡流经该熔料通道的可模制材料的熔料流中的剪切。熔料通道部分的非圆形截面可以是例如胶囊形、延长的蛋形、椭圆形、泪珠形或花生形。还公开一种分流器，所述分流器定位成从上游熔料通道的中心轴线偏移，以便突出在相应的下游熔料通道的入口之间，其中上游熔料通道分成多个下游熔料通道，以藉此产生进入到下游熔料通道的一个内的较窄入口以及进入到下游熔料通道的另一个内的较宽入口。

Description

用于注模系统的熔料通道几何构造

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年4月27日提交的名为“MELT CHANNEL GEOMETRIES FOR A HOT RUNNER INJECTION MOLDING SYSTEM”的美国临时专利申请No. 61/172,824的权益以及优先权。

将上述专利申请的内容以引用的方式明确地并入到本文的详细说明中。

技术领域

本发明总体上涉及注模系统，且更具体地涉及一种熔料通道几何构造，该熔料通道几何构造用于对流过沿着注模系统熔料路径的部件的可模制材料的熔料流的特性加以平衡或改善。

背景技术

在注模系统中使用歧管以将熔料流从熔料源传递到一个或多个射口从而将熔料传送到一个或多个模腔中是本领域已知的。此外，已知的是，在许多热流道注模应用中，歧管熔料通道布局（在本领域中也已知为流道系统）是很重要的，其使得每个模腔接收具有相同温度以及相同剪切历史的相同熔料流。这种系统能够被描述为“平衡的”。为了在熔料流从歧管入口处的单熔料流分流到多个歧管出口时使所述熔料流获得更大的一致性或均质性，歧管流道系统的平衡化是重要的，其中，所述多个歧管出口对应于在多腔应用或者多腔模铸应用中的多个模腔。使得熔料流平衡的结果是，相比于在未被如此平衡的系统中形成的部件，提高了所形成的模制部件的质量以及均匀性。

熔料流的常规平衡包括设计歧管以具有几何构造上匹配的流道布局；也就是说，在从歧管入口到相应模腔的每个熔料路径中具有匹配的直径、相等的流道长度、相等的转弯数量、以及相等的熔料通道水平改变部。然而，有时尽管具有匹配的流道布局，但是由于当熔料流被促使沿着通过流道的熔料路径行进时该熔料流的剪切生热，所以熔料流在不同腔之间可能存在差异。更具体地，当熔料流在压力下被促使通过孔（即，在热流道歧管中制成的流道或歧管通道）时，熔料流经历剪切从而在与孔壁或通道壁相邻的区域中具有对应的局部温度升高。结果是，在孔或熔料通道上存在温差，其中熔料流的中心比更接近孔壁或通道壁的熔料材料更冷。这种现象在熔料流沿熔料路径的每个分流和/或转弯处重复，并且可能导致流道之间的剪切生热的材料的不平衡，并随后可能导致注模设备的腔之间的剪切生热的材料的不平衡。

虽然存在各种装置和方法或者已经提出了各种装置和方法来满足在热流道注模系统的腔之间使被传送的熔料平衡的需求，但是仍存在使流经热流道歧管的可模制材料的熔料流的特性得以平衡或改善的需求，从而使得系统的每个腔都接收一致或均质的熔料，以藉此产生制品之间的改善的一致性。

发明内容

本发明的实施例涉及一种注模系统，所述注模系统包括：热流道部件，所述热流道部件包括用于引导从其中经过的可模制材料的熔料流的至少一个熔料通道，其中，所述熔料通道的至少一部分具有非圆形截面，用于使所述熔料流中的剪切平衡。

本发明的另一实施例涉及一种注模系统，所述注模系统包括：热流道歧管，所述热流道歧管包括用于引导从其中经过的可模制材料的熔料流的至少一个熔料通道，其中，所述熔料通道的至少一部分具有用于使所述熔料流中的剪切平衡的非圆形截面。所述熔料通道的至少一部分的所述非圆形截面可以是例如胶囊形截面、延长的蛋形截面、椭圆形截面、泪珠形截面或花生形截面。

本发明的另一实施例涉及一种注模系统，所述注模系统包括：热流道歧管，所述热流道歧管包括熔料通道，所述熔料通道用于将从熔料源接收的可模制材料的熔料流引导到多个热流道注模射口。所述熔料通道包括被分成至少两个下游熔料通道的至少一个上游熔料通道，其中，分流器定位成从所述上游熔料通道的中心轴线偏移，以突出到所述下游熔料通道的相应入口之间，以藉此产生进入到所述下游熔料通道的一个内的较窄入口以及进入到下游熔料通道的另一个内的较宽入口。

附图说明

本发明的前述以及其他特征和优势从以下关于如附图所示的本发明实施例的说明将显而易见。附图被结合在本文中并且形成申请文件的一部分，所述附图还用于解释本发明的原理，以及用于使本领域技术人员能够实现和利用本发明。附图未按比例绘制。

图1是现有技术的热流道歧管的截面图。

图1A、1B和1C是分别沿图1的线A-A、B-B和C-C截取的截面图。

图2是以假想图示出的具有根据本发明实施例的熔料通道构造的热流道歧管的透视图，其中图2A示出了沿图2的线A-A的截面。

图3是以假想图示出的具有根据本发明另一实施例的熔料通道构造的热流道歧管的透视图，其中图3A、3B和3C分别是沿图3的线A-A、B-B和C-C截取的截面图。

图4是以假想图示出的具有根据本发明另一实施例的熔料通道构造的热流道歧管的透视图，其中图4A示出了沿图4的线A-A的截面。

图5是根据本发明另一实施例的歧管熔料通道构造的一部分的示意图，其中图5A、5B和5C分别是沿图5的线A-A、B-B和C-C截取的截面图。

具体实施方式

现将参考附图来描述本发明的具体实施例。下述详细说明本质上是示例性的，且并不旨在限制本发明、本发明的应用和使用。在下述说明中，“下游”是参照模制材料从注入单元流动到注模系统的模腔的方向并且还参照模制材料从注模系统的入口流动到模腔所通过的注模系统的部件或特征的顺序来使用的，而“上游”则是参照相反的方向来使用的。虽然本发明的描述是处于热流道注模系统中的歧管的背景，但是本发明还可用于其被认为有用的沿着从熔料源到模腔的熔料路径的任何熔料通道中。此外，也不旨在受到在前述技术领域、背景技术、发明内容或者下述的具体实施方式中呈现的任何明示或暗含的理论的约束。

图1是多通道注模系统的现有技术热流道歧管112的截面图。本领域技术人员将理解的是，在实施例中，热流道歧管112可以是两部件硬钎焊构造，或者是单件钻孔构造。可模制材料的熔料流沿入口通道102进入歧管112。熔料流由歧管加热器110保持在可模制温度下，歧管加热器110的非限制性示例包括所示的电阻丝。然后，熔料流分流并且进入相同且反向的初级熔料通道103，并且流动绕过大约90度的第一弯道或第一熔料通道水平改变部104流动。接着，熔料流再次分流，并且进入相同且反向的第二熔料通道105、106，第二熔料通道105、106每个均包括大约90度的第二弯道或者第二熔料通道水平改变部107。接着，熔料流通过出口108和109离开歧管112，所述出口108和109分别被定位在第二熔料通道105、106的第二熔料通道水平改变部107之后。每个出口108、109与热流道射口（未示出）的熔料通道流体连通，以将熔料流传送到模具（未示出）的模腔中。

如常规的那样，热流道歧管112的熔料通道102、103、105、106以及熔料通道水平改变部104和107中的每个都具有圆形截面。沿着如图1A所示的入口通道102的壁，在熔料流中产生剪应力，图1A是沿图1的线A-A观察到的熔料流的截面剪切样式，并且该剪应力在入口通道102上是大致平衡且对称的。当离开入口通道102的熔料流分流到初级熔料通道103内时，熔料流中沿熔料通道103的侧面103a的剪应力比沿侧面103b的剪应力更大，使得在初级熔料通道103的入口侧上存在更大的被剪切材料分布。当熔料流流经初级熔料通道103时，沿侧面103b自然地更少程度地产生剪应力。然而，沿侧面103a通过摩擦形成的任何剪应力都被添加到来自于入口通道102的熔料流的剪切历史，从而形成非对称剪应力样式，或换句话说，在初级熔料通道103内形成了侧面之间的剪应力不平衡。当熔料流沿初级熔料通道103流动、经过其熔料通道水平改变部104以及分流到第二熔料通道105、106中时，该剪应力不平衡被进一步放大。在熔料流经过第二熔料通道水平改变部107后处在分别去往歧管出口108和109途中时，沿熔料通道105和106以及横跨熔料通道105和106的熔料流的剪应力以及由此的温度和速度样式变成甚至更不均匀地分布以及更不均匀地平衡。在完全经过第二熔料通道水平改变部107后处在去往出口108途中时，在横跨第二熔料通道105上发生的从侧面105a至侧面105b的熔料流中剪应力的变化在图1B中被描述，该图是沿图1中的线B-B的截面剪应力样式。在完全经过第二熔料通道水平改变部107后处在去往出口109途中时，在横跨第二熔料通道106上发生的从侧面106a至侧面106b的熔料流中剪应力的变化在图1C中被描述，该图是沿图1中的线C-C的截面剪应力样式。图1B和图1C描述了不同的侧面之间的变化、以及因此关于歧管熔料通道的中心轴线115在相应熔料流中的剪应力、温度和粘度的不均匀截面分布。

图1B和图1C的截面剪切样式的比较表明，第二熔料通道105、106之间的剪应力的量存在极大不同。由于剪应力样式也是温度、速度和粘度曲线的指示，因此与通过出口109离开第二熔料通道106的熔料流相比，通过出口108离开第二熔料通道105的熔料流在熔料流的外部和中间部分上具有高得多的温度。因此，由与歧管112的出口108流体连通的模腔接收的熔料流的温度和压力不同于由与歧管112的出口109流体连通的模腔接收的熔料流的温度和压力，从而可能在不同模腔之间导致所得到的模制产品不一致。此外，具有不均匀或非对称的剪应力和温度截面样式的可模制材料熔料流对于单一模腔（未示出）的不同侧面之间也可能具有不同的流动特征，且因此可能产生低劣质量的模制产品。

根据本发明的实施例通过改变歧管熔料通道的至少一部分中的常规圆整或圆形截面的几何构造来解决通过热流道歧管的熔料通道的不平衡熔料流的问题，以便在熔料流流经歧管熔料通道以传输到模腔时管理或控制熔料流的特性。

图2是采用了根据本发明实施例的熔料通道构造的热流道歧管200的透视图。其他实施例的特征和方面能够相应地与当前实施例一起使用。图2A描述了图2中沿线A-A的截面。本领域技术人员将理解的是，歧管200的本体通过假想线来描绘，以便图示出其中的熔料通道构造。歧管200包含同样以假想线示出的加热器201，该加热器被连接到电源（未示出），用于将歧管200以及随后熔料通道内的熔料流加热至期望的加工温度。歧管200还可包含其他附件，例如热电偶（未示出），用于监测歧管200的温度以及提供反馈信息给电源。

歧管200包括与入口延伸部的熔料通道流体连通的入口202或者连接到该入口延伸部的浇注口（未示出），并且用于将熔料流从熔料源（未示出）传送到初级熔料通道203。如上所述，初级熔料通道203的截面在图2A中被描述。歧管200的初级熔料通道203具有双D字形或胶囊形截面，该截面还可被称为延长的蛋形或椭圆形截面，如图2A所示，而不是具有如图1的常规歧管112中所示的圆形截面。更具体地，胶囊形截面包括由矩形的中段结合的半圆形端部，所述半圆形端部的半径为r，并且该矩形中段的宽度或直径为D且高度或长度为H。宽度D等于2r，或者等于通过结合所述半圆形端部而形成的圆的直径。初级熔料通道203分成第二熔料通道205、206。如图2所示，第二熔料通道205、206每个均具有如上关于初级熔料通道203所描述的胶囊形截面。在另一实施例（未示出）中，第二熔料通道205、206可具有圆形截面或者本文所述的任何非圆形截面。

在常规的热流道设计中，在给定的注入压力的作用下，具有圆形截面的歧管通道的直径允许一定体积的熔料流从其中经过。熔料流的体积与歧管通道的壁的表面面积直接相关。当熔料行进通过歧管通道时，剪应力向熔料流的靠近熔料通道壁的部分施加一定量的剪切。常规熔料通道的圆形截面导致了熔料流的中央部分经历很小的剪切或者不经历剪切，例如参见图1A。为了向熔料流的更多部分或更多体积施加剪切（这可能随后导致更为平衡的熔料流），当熔料流经歧管时，与具有相当体积的常规流道或熔料通道103的表面面积相比，胶囊形截面增加了图2中的初级熔料通道203的表面面积。下面的表格比较了具有圆形截面（直径为19 mm）的常规歧管熔料通道与根据本发明的具有胶囊形截面（分别具有14 mm、15 mm和17 mm的宽度或直径D）的歧管通道。

	圆形截面	胶囊形截面	胶囊形截面	胶囊形截面
					直径/宽度（mm）	19	17	15	14
矩形高度（mm）	n/a	3.3	7.1	9.2
					截面面积（mm2）-A	284	284	284	284
周长（mm）-P	59.7	60.1	61.3	62.5
					比率 P/A	.2105	.2118	.2164	.2204

从上述表格能够看出，通过常规的圆形歧管通道设计和每个胶囊形歧管通道实施例之间的比较，对于大致相同的截面面积而言，每个胶囊形歧管通道实施例都比常规的圆形歧管通道具有更长的周长。更长的周长在具有胶囊形截面构造的熔料通道中转化为总体上增加的表面面积。换句话说，与常规的圆形歧管通道中另外实现的剪切相比，对于流经14 mm、15 mm或17 mm的胶囊形歧管通道的熔料体积与流经常规的19 mm圆形歧管通道的熔料体积相同的情况而言，在14 mm、15 mm或17 mm的胶囊形歧管通道中由于其截面几何构造的缘故而导致的周长增加将给从其中经过的更大量的熔料流提供剪切。随着熔料流继续朝下游流动并且流经歧管熔料通道的其余部分（包括具有圆形截面或胶囊形截面的部分，如图2中的第二熔料通道205和206所示的那样），熔料流将具有要分离的更大剪切，并且因此得到更为平衡的熔料流，也就是说，具有在熔料流之间的更小范围的经剪切材料将最终被传送到模腔中。

具有根据本发明的胶囊形截面的歧管熔料通道的其他益处在于，较大的体积通道比具有相同截面面积的常规歧管通道更窄，且因此在具有紧密倾斜的大空穴的注模应用设计中或者在期望将熔料通道设置成与例如通孔之类的障碍物相邻同时仍保持歧管的结构整体性的应用中提供了灵活性。此外，歧管加热器能够被定位成靠近歧管通道203的矩形中段的侧面，从而允许更均匀地加热熔料流。

继续参考图2，具有胶囊形流道构造的歧管200可由两个互补或镜像的板形成，所述板沿在B_L处所示的互补表面被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起。胶囊形歧管通道的等同部分能够形成在每个板的接触表面内或者可以偏移到歧管的一侧或另一侧。在替代性实施例中，歧管200不是被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起，而是替代地通过螺栓或其它紧固件（未示出）被可移除地紧固到一起，以有利于清洁入口202以及胶囊形熔料通道203、205和206。在其它实施例中，歧管200能够由“失蜡”或其它铸造工艺制成。在又一个实施例中，歧管200能够通过加性制造工艺来制作，加性制造工艺的非限制性示例包括直接金属激光烧结以及选择性激光烧结，而不偏离本发明的范围。

制造具有根据本发明实施例的胶囊形熔料通道的歧管的一个益处在于，由于在胶囊形通道与相同直径的圆形通道之间所需的较小修整变化的缘故，因此在具有胶囊形截面的歧管之间的过渡更平滑并且能够快速机加工这种歧管通道。更具体地，与用于机加工在19 mm直径的圆形歧管通道与14 mm直径的圆形歧管通道之间的过渡所需的修整变化相比，用于机加工在14 mm的胶囊形截面歧管通道与14 mm直径的圆形歧管通道之间的过渡所需的修整变化更少。

制造具有根据本发明实施例的胶囊形熔料通道的歧管的另一益处在于，与常规方法相比，由于胶囊形熔料通道的壁的增加的表面面积，所以在将本文其他地方所描述的歧管半体附连到一起的硬钎焊或其他方法中降低了的圆周应力/压力。

图3是采用了根据本发明另一实施例的熔料通道构造的热流道歧管300的透视图。其他实施例的特征和方面能够相应地与当前实施例一起使用。分别在图3A、图3B和图3C中示出了沿线A-A、B-B和C-C截取的初级熔料通道303、第二熔料通道305和306的截面。本领域普通技术人员将理解的是，歧管300的本体用假想线描绘，以便描绘出其中的熔料通道。歧管300包含同样以假想线示出的加热器301，该加热器被连接到电源（未示出），以将歧管300以及随后在歧管通道内的熔料流加热到期望加工温度。歧管300还可包含其他附件，例如热电偶（未示出），用于监测歧管300的温度以及提供反馈信息给电源。

歧管300包括与入口延伸部的熔料通道流体连通的入口302，或者连接到该入口延伸部的浇注口（未示出），并且用于将熔料流从熔料源（未示出）传送到初级熔料通道303。沿线A-A截取的初级熔料通道303的截面在图3A中被描绘。

歧管300可由两个互补或镜像的板形成，所述板沿着在B_L处所示的互补表面被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起。熔料通道的等同部分可以形成在每个板的接触表面内，或者偏移至歧管的一侧或另一侧。在替代性实施例中，歧管300可以不是被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起，而是可以通过螺栓或其它紧固件（未示出）被移除地紧固到一起，以便有利于清洁入口302以及熔料通道303、305和306。在另一实施例中，歧管300能够由“失蜡”或其它铸造工艺制成。在又一个实施例中，歧管300能够通过加性制造工艺来制作，加性制造工艺的非限制性示例包括直接金属激光烧结和选择性激光烧结，而不偏离本发明的范围。

初级熔料通道303以及第二熔料通道305、306具有如图3A、图3B和图3C中所示的非对称的泪珠形截面，而不是具有如常规歧管112中所示的圆形截面。泪珠形截面还可被称为梨形截面。此外，第二熔料通道305、306中的每个都具有从初级熔料通道303的泪珠形截面的取向转动90度（但是沿相反或相对的方向）的泪珠形截面。对于歧管300的熔料通道303、305、306的泪珠形截面的取向，当初级熔料通道303分支成为第二熔料通道305、306时，初级熔料通道303的窄部330的顶点从指向歧管300的入口侧转变为指向对从初级熔料通道303分别到第二熔料通道305和306的方向改变加以限定的弯曲部或过渡部的内侧。这种泪珠形状的取向变化在图3A、图3B和图3C中被更清楚地示出。

如先前在图1中讨论的那样，当熔料通过入口102进入歧管112并且分流到相反的初级熔料通道103中时，经剪切材料的分布使得在初级熔料通道103的入口侧上具有更高浓度的经剪切材料。现参考如图3和图3A所示的实施例，当熔料从入口302行进到初级熔料通道303之后的剪切分布，在熔料通道303的窄部330内被示出为阴影区域S_M。由于具有更多剪切的熔料比具有较少剪切的熔料更热并且其粘度更低，因此具有更多剪切的熔料与具有更少剪切的熔料相比还以更高的速率流动。为了避免具有更多剪切的熔料比熔料流的其余部分流动得更快，具有更多剪切的熔料被引导通过初级熔料通道303的窄部330，以便使熔料的该部分变慢；同时熔料流的其余部分被允许流经初级熔料通道303的宽部333。如果需要的话，则通过流经宽部333，具有更少剪切以及更大粘度的熔料可被允许流动得更快，使得熔料流的速率样式在横跨初级熔料通道303上是相对恒定或平衡的。

按照类似的方式，当熔料流离开初级熔料通道303并且分流到第二熔料通道305、306内时，第二熔料通道305、306的窄部350、360分别定位成接收具有更多剪切的熔料，如由相应的阴影区域S_MB、S_MC所示的那样。类似于初级熔料通道303，具有更多剪切的熔料被引导通过第二熔料通道305、306的窄部350、360，以使得熔料的该部分变慢；同时允许熔料流的其余部分分别流经第二熔料通道305、306的宽部355、366，使得熔料流的速率样式在横跨每个第二熔料通道上是大致恒定或平衡的。由于从初级熔料通道303接收的熔料流的平衡速率的缘故，所以如阴影区域S_MB、S_MC所示的具有更多剪切的熔料在第二熔料通道305、306的每个中是大致相等的。

熔料通道303、305、306的泪珠形状不仅使得熔料流的速率相等，而且对熔料流的剪切记忆或历史具有影响。熔料的较低粘度部分接触熔料通道303、305、306的相应窄部330、350、360中的较小表面面积，这为已经是较低粘度和较快流动的熔料降低了剪切。由于在熔料通道303、305、306的窄部330、350、360中的表面接触面积更小，因此剪切和与剪切相关的加热都降低，由此当熔料流经窄部330、350、360时，降低了熔料的温度、增加了粘度和压降、以及减小了速率。继而，熔料的较高粘度部分接触熔料通道303、305、306的相应宽部333、355、366中的更多熔料通道表面面积，由此增加了熔料流的该部分的剪切，并因此增加其温度。因此，当熔料分别流经熔料通道303、305、306的宽部333、355、366时，该熔料的粘度降低并且该熔料的速率增加。因此，泪珠形熔料通道对于从其中流经的熔料的影响在于，当熔料流经熔料通道303、305、306的不均等截面时，熔料流的两侧上的剪切效果可大致相等，以藉此均质化或者平衡熔料，从而产生压降、剪切率、粘度、速度和温度的相等。当均质化或平衡时，熔料材料同时到达每个模腔并且具有类似的剪切历史，由此形成的模制部件可期望地具有大致相同的材料特性。

图4是采用了根据本发明另一实施例的熔料通道构造的热流道歧管400的透视图。其他实施例的特征和方面能够相应地与当前实施例一起使用。类似于先前的实施例，歧管400的本体用假想线描绘，以便描绘在其中的熔料通道。歧管400包含同样以假想线示出的加热器401，该加热器被连接到电源（未示出），用于将歧管400以及随后将熔料通道402、403、405和406内的熔料流加热至期望的加工温度。歧管400还可包含其他附件，例如热电偶（未示出），用于监测歧管400的温度以及提供反馈信息给电源。

歧管400包括以与歧管入口延伸部的熔料通道（未示出）处于流体连通的方式连接至其的入口402，并且用于将熔料流从熔料源（未示出）传送到初级熔料通道403。沿线A-A截取的初级熔料通道403的截面在图4A中被描绘。

歧管400可由两个互补或镜像的板形成，所述板沿着在B_L处所示的互补表面被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起。歧管通道的等同部分可以形成在每个板的接触表面内，或者偏移至歧管的一侧或另一侧。在替代性实施例中，歧管400可以不是被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起，而是替代地通过螺栓或其它紧固件（未示出）被可移除地紧固到一起，以有利于清洁入口402以及熔料通道403、405和406。在另一实施例中，歧管400能够由“失蜡”或其它铸造工艺制成。在又一个实施例中，歧管400能够通过加性制造工艺来制作，所述加性制造工艺的非限制性示例包括直接金属激光烧结和选择性激光烧结，而不偏离本发明的范围。

参考图4A，初级熔料通道403以及第二熔料通道405、406具有非对称的花生形截面。类似于图3中的歧管300，当初级熔料通道403分支到第二熔料通道405、406时，初级熔料通道403的窄部430的顶点从指向歧管400的入口侧转变为指向对从初级熔料通道403分别至第二熔料通道405和406的方向变化加以限定的弯曲部或过渡部的内侧。第二熔料通道405和406中的每个都具有从初级熔料通道403的花生形截面的取向转动90度（但是沿相反的方向）的花生形截面。

如上所述，当熔料通过入口402进入歧管400并且分流到相反的初级熔料通道403中时，经剪切材料的分布使得在初级熔料通道403的入口侧上具有更高浓度的经剪切材料。与图3的实施例中的讨论类似，由图4A中的阴影区域S_M所示的具有更多剪切的熔料被引导通过初级熔料通道403以及第二熔料通道405、406的窄部，以使熔料的该部分变慢；同时允许熔料流的其余部分分别流经初级熔料通道403以及第二熔料通道405、406的宽部，使得熔料流的速率样式以及如上参考图3的实施例讨论的剪切历史在横跨每个歧管熔料通道上都是大致恒定或平衡的。

图5是采用了根据本发明另一实施例的歧管流道或熔料通道的构造的一部分的示意图，其中图5A、图5B和图5C分别是沿图5的线A-A、B-B和C-C截取的截面图。其他实施例的特征和方面能够相应地与当前实施例一起使用。类似于先前在图1中关于经剪切材料在其从入口分流到初级熔料通道中时的分布所讨论的那样，当熔料通过入口502进入到歧管（未示出）并且分流到相反的初级熔料通道503中时，经剪切材料的分布使得在初级熔料通道503的入口侧上存在较高浓度的剪切材料，如图5A所示。当熔料流继续朝下游流动并且在交点555处再次分流到第二熔料通道505和506中时，初级流道503中的经剪切材料流也被分流，如图5B和图5C中分别示出的那样。

为了改变熔料的具有更多剪切的部分（由图5C中的阴影区域S_M所示）的速率或流率，分流器570被形成在第二熔料通道506以及第三熔料通道507、508的交点565处并且位于第三熔料通道507、508的开口或入口580、575之间。本领域普通技术人员将理解的是，分流器570还可被设置在第二流道505和其他下游第三流道的交点处，和/或可适于用在任何上游流道和另外的下游流道的交点处，只要期望改变熔料的流量特征和/或熔料中的剪切分布即可。进入到第三熔料通道508中的开口575比进入到第三熔料通道507中的开口580更窄。分流器570被定位成使得其边缘或点与第二熔料通道506的壁具有距离“X”，其中X小于第二熔料通道506的半径，因而距离“Y”大于X，使得所述分流器从熔料通道的中心轴线偏移。在第三熔料通道507、508之间的交点处采用这种构造，将具有更多剪切的熔料引导通过开口575进入到第三熔料通道508中，开口575比进入到第三熔料通道507中的开口580更窄。具有更多剪切的熔料在其流经开口575时被有效地“节流”并且由此在其进入到第三熔料通道508中时减慢；而流经更宽的开口508的熔料流的其余部分则被允许更快地流入到第三熔料通道507中。由此，在第三熔料通道507、508的每个中的得到熔料流的速率样式是大致等同的，并且在横跨其直径上是大致恒定或平衡的。此外，分流器570使得在第三熔料通道507、508的每个中的压降均衡，如果这种压降不均衡的话，可能出现差分的压降。

在另一实施例中，分流器570的边缘的距离X和Y可使得开口575、580定尺寸成允许熔料流优选第三熔料通道507、508的一个而不是第三熔料通道507、508的另一个。根据这类实施例的分流器570可适于对具有不同尺寸或形状的模腔的应用中的腔填充进行平衡，非限制性示例包括多腔模铸应用。

在实施例中，分流器570可以是三维表面，例如脊状凸起部，其通过使用3D设计软件的建模能力实现，并且使用表面建模和/或放样（loft）/扫描特征来建模。在其他实施例中，分流器570可被机加工到每个板中，所述板用于形成在本文其他地方描述的两件式硬钎焊或以其他方法附接的歧管半体，或分流器可形成为插塞，所述插塞用于合适地插入到深孔钻出的歧管中。在其他实施例中，分流器570可由用于其他实施例所述的任何制造方法形成。

虽然图2-5中所示的每个实施例都示出了熔料流被分流到相对于初级熔料通道以大约90度定位的两个第二熔料通道内，但是这仅仅是作为例示，而非限制性的；熔料通道可以任何角度分离。本领域普通技术人员将理解的是，熔料流可被分流到不止两个熔料通道中，所述熔料通道相对于初级熔料通道处于除90度以外的角度（例如，45度），而不偏离本发明的范围。虽然图2-5中所示的每个实施例都示出了熔料流在离开歧管出口之前被分流到初级熔料通道中并接着分流到第二熔料通道中，但是这仅仅是作为例示，而非限制性的；熔料通道可继续分流到更多的第三或第四以及第五熔料通道中。本领域普通技术人员将理解的是，熔料流在歧管入口和出口之间可以分流到任何数量的熔料通道中，以便实现注模应用的空穴需求，而不偏离本发明的范围。

在每个实施例中，歧管被描述为由沿着大致垂直于所示的歧管入口的平面（例如，在图2中的B_L）被硬钎焊或者以其他方式整体地紧固的两个部件来构造成。但是在替代性实施例中，歧管可以由沿与歧管入口垂直的两个或更多个平面被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起的多于两个的板来形成，从而使得熔料通道的至少一部分可形成在被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起以形成歧管的两个或更多个表面中。

在又一个实施例中，歧管可以由沿着与歧管入口基本上平行的一个或多个平面被硬钎焊或者以其他方式整体地紧固到一起的两个或更多个部件来形成，得熔料通道的至少一部分可形成在被硬钎焊或以其他方式整体地紧固到一起以形成歧管的两个或更多个表面中。

虽然每个实施例都描述了仅具有一种非圆形熔料通道的歧管，但是可期望的是，可使用本文所述的各种非圆形熔料通道的两种或更多种的组合，这取决于注模应用。同样，可期望的是，将任何前述的非圆形熔料通道仅用于熔料通道系统的一部分中，其非限制性示例包括：具有这样的熔料通道构造的歧管，所述熔料通道构造在熔料通道的不同点处从圆形转变到非圆形，然后又返回到圆形，例如在由具体模制应用规定的熔料通道中的方向改变或分支的正好之前和/或期间和/或正好之后。

此外，虽然根据本发明的实施例，在图2-5中将浇注口或入口通道202、302、402、502示出为具有大致圆形截面；但是浇注口或浇注口配件或部件的入口通道还可具有上面示出几何截面中的任意几何截面，而不偏离本发明的范围。此外，在某些注模应用中，根据本发明的实施例，热流道注模射口或浇注口棒的熔料通道可形成为具有除了圆形截面以外的形状，例如上述的任何几何形状的截面，以实现上述益处。

在本发明的实施例中，具有采用了根据本发明实施例的截面几何形状的熔料通道构造的注模歧管可构造为如在Gellert的美国专利No. 4,648,546中所示和所述的那样，将所述文献以引用的方式全文结合到本文。在各种其他实施例中，具有根据本发明实施例的截面几何形状的熔料通道构造的歧管可通过激光烧结或其他三位印刷制造技术来形成，例如通过采用在Bampton的美国专利No. 5,745,834中所述的制造技术来形成，将上述文献以引用的方式全文结合到本文。

可用于本发明实施例的示例性热流道射口和模腔配置在Gellert的美国专利No. 5,299,928、Babin的美国专利No. 5,591,465、Gellert等的美国专利No. 6,318,990、Sicilia的美国专利No. 6,835,060、Okamura等的美国专利No. 6,884,061、Dewar的美国专利No. 7,168,943以及Dewar的美国专利No. 7,306,455中被示出，将上述文献中的每篇都以引用的方式全文结合到本文。

虽然已经在上文描述了根据本发明的各种实施例，但是应当理解的是，所述实施例仅作为说明和示例被示出，而并非进行限制。相关领域的技术人员将显然理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明的形式和细节进行各种变化。因此，本发明的实质和范围不应当局限于任何上述示例性实施例，而是仅应当根据所附权利要求及其等同物来限定。还将理解的是，本文所讨论的每个实施例的每个特征以及本文所引用的每篇文献都能够与任何其他实施例的特征组合起来来使用。本文所讨论的全部专利和出版物都引用的方式全文结合到本文中。

Claims (20)

1.一种注模系统，所述注模系统包括：

热流道部件，所述热流道部件包括用于引导从其中经过的可模制材料的熔料流的至少一个熔料通道，其中，所述熔料通道的至少一部分具有非圆形截面。

2.根据权利要求1所述的注模系统，其中，所述热流道部件选自包括以下各项的组：热流道歧管、热流道射口、浇注口配件以及浇注口棒。

3.根据权利要求1所述的注模系统，其中，所述熔料通道的非圆形截面选自包括以下各项的组：胶囊形截面、延长的蛋形截面以及椭圆形截面。

4.根据权利要求3所述的注模系统，其中，所述非圆形截面包括由矩形中段结合的半圆形端部。

5.根据权利要求4所述的注模系统，其中，所述矩形中段的宽度等于所述半圆形端部的半径的两倍。

6.根据权利要求1所述的注模系统，其中，所述非圆形截面的周长大于相当截面面积的圆形截面的周长。

7.根据权利要求1所述的注模系统，其中，与施加至流经具有相当截面面积的圆形截面的熔料通道的熔料的剪切相比，更多的剪切被施加至流经具有非圆形截面的熔料通道的熔料。

8.根据权利要求1所述的注模系统，其中，所述熔料通道的非圆形截面选自包括以下各项的组：泪珠形截面和花生形截面。

9.根据权利要求1所述的注模系统，其中，所述熔料的具有更多剪切的部分被引导通过所述熔料通道的窄部。

10.根据权利要求9所述的注模系统，其中，所述熔料的具有更少剪切的部分被引导通过所述熔料通道的宽部。

11.根据权利要求2所述的注模系统，其中，所述热流道部件是热流道歧管，并且所述热流道歧管包括具有圆形截面的至少一个熔料通道。

12.一种注模系统，所述注模系统包括：

热流道歧管，所述热流道歧管包括用于引导从其中经过的可模制材料的熔料流的至少一个熔料通道，其中，所述熔料通道的至少一部分具有用于使所述熔料流中的剪切平衡的非圆形截面，其中，所述熔料通道的至少一部分的所述非圆形截面选自包括以下各项的组：胶囊形截面、延长的蛋形截面、椭圆形截面、泪珠形截面和花生形截面。

13.根据权利要求12所述的注模系统，其中，所述至少一个熔料通道包括分成至少两个下游熔料通道的至少一个上游熔料通道。

14.根据权利要求13所述的注模系统，其中，所述至少一个上游熔料通道具有非圆形截面。

15.根据权利要求14所述的注模系统，其中，所述至少两个下游熔料通道的每个具有与所述至少一个上游熔料通道相同的非圆形截面。

16.一种注模系统，所述注模系统包括：

热流道歧管，所述热流道歧管具有熔料通道，所述熔料通道用于将从熔料源接收的可模制材料的熔料流引导到多个热流道注模射口，所述熔料通道包括分成至少两个下游熔料通道的至少一个上游熔料通道，其中，分流器定位成从所述上游熔料通道的中心轴线偏移并且突出在所述下游熔料通道的入口之间，以藉此产生进入到所述下游熔料通道的一个内的较窄入口和进入到所述下游熔料通道的另一个内的较宽入口。

17.根据权利要求16所述的注模系统，其中，所述上游熔料通道和所述至少两个下游熔料通道具有圆形截面。

18.根据权利要求16所述的注模系统，其中，所述分流器形成在所述上游熔料通道和所述至少两个下游熔料通道的交点处。

19.根据权利要求16所述的注模系统，其中，所述分流器是三维表面。

20.根据权利要求15所述的注模系统，其中，所述分流器是脊状凸起部。

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