CN103379990A - 具有支柱结构构件的中空物件 - Google Patents

Abstract

提供一种中空物件，包括第一壁和第二壁，其中第一和第二壁以相对的关系定位，且在其间限定空间。多个突出的结构支柱从第二壁延伸且跨越该空间，每个结构支柱具有与第一壁的内表面整体结合的端面。

Description

具有支柱结构构件的中空物件

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119（e）要求2011年1月12日提交的名为“Blow Molded Article”的美国临时专利申请No.61/432,069的优先权，其内容在此整体引为参考。

技术领域

本发明涉及具有内部结构支柱的中空物件以及制造工艺。

技术背景

具有内部特征的吹塑成形的中空物件通常利用具有固定突起的模具通过常规的吹塑成形工艺制造。这种方法的缺点在于模制部件的表面具有开口特征，该特征具有令人不愉悦的外观。另外，当开口的特征位于中空部件的第一或第二表面上时，基本平坦的表面不能用于粘接覆盖物。

现已知的是具有内部肋的吹塑成形的中空物件，且其可利用常规的吹塑成型工艺制造。这种技术被用在中空承重结构的制造中，例如汽车中使用的铺着毯子的货箱地板。现有的工艺中，铺着毯子的货箱地板通过将毯子放在模具中形成，然后将型坯在一个或多个叶片上膨胀以形成中空物件，该中空物件在一侧上且沿着边缘具有至少一个内部熔合的肋以及粘接的毯子。

虽然使用内部肋提供了对于部件偏转的一些抵抗力，但是仍然需要改进以制造一种更轻的吹塑成形的中空物件，该中空物件具有内部结构，相比于通过常规的吹塑成型工艺制造的部件，其对于特定的质量具有更低成本，更高的刚度以及更薄的区段，

发明内容

根据实施例的一个方面，提供一种中空物件，包括第一壁和第二壁，其中所述第一和第二壁以相对的关系定位，且在二者之间限定空间。多个突出的结构支柱从所述第二壁延伸且横跨该空间，每个所述结构支柱具有与所述第一壁的内表面整体结合的端面。

根据实施例的另一个方面，提供一种用于制造中空物件的工艺。该工艺包括将型坯定位在第一模具半部和第二模具之间，所述第一和第二模具半部共同限定一腔用于形成中空物件。第二模具半部提供多个可延伸到该腔中的可移动的芯销。在完成模具工具闭合之前、过程中或之后，芯销延伸到型坯中从而形成相对应的突起，其中所述突起具有与所述型坯的相对内表面接合且整体结合的端面。加压气体被引入所述型坯中从而使得所述型坯紧靠着该腔支承以形成所述中空物件。所述第一和第二模具半部被打开，取出中空物件。

根据实施例的另一个方面，提供一种中空物件，包括第一壁和第二臂，二者以相对的关系定位且在其间限定一空间。覆盖件整体结合到所述第一壁的外表面，多个突出的结构支柱形成在所述第二壁上。每个所述结构支柱被配置成跨越该空间且具有与所述第一壁的内表面整体结合的端面。

附图说明

本发明的上述和其他特征和优点根据下述由附图所示的本发明的详细说明将显而易见。附图被包括在本发明中且形成说明书的一部分，并进一步用于解释本发明的原理，使得相关领域技术人员能够制造和使用本发明。附图不是成比例的。

图1是根据本发明实施例的中空物件的局部剖切透视图，示出了结构支柱。

图2a是中空物件的局部剖视图，其具有中空的芯部结构支柱。

图2b是中空物件的局部剖视图，其具有实心的芯部结构支柱。

图2c是中空物件的局部剖视图，其具有部分中空的芯部结构支柱。

图3a是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的矩形布置。

图3b是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的等间距共线布置。

图3c是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的三角形布置。

图3d是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的蜂窝型（六边形）布置。

图3e是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的修改的蜂窝型（六边形）布置。

图3f是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的三角形/蜂窝型（六边形）组合的布置。

图3g是中空物件的示意图，示出了所述结构支柱的偏斜布置。

图4a是根据图2a实施例的中空物件的局部剖视图，具有位于所述第一壁上的覆盖件。

图4b是根据图2a实施例的中空物件的局部剖视图，具有位于所述第一壁上的覆盖件和加强层。

图4c是根据图2a实施例的中空物件的局部剖视图，具有位于所述第一壁上的加强层。

图5是根据本发明实施例的模具工具的局部平面图，示出了所述芯销和所述第二模具半部之间的关系。

图6是根据图5的模具工具的局部剖视图，示出了型坯与芯销的初始接合。

图7是根据图5的模具工具的局部剖视图，示出了在模具闭合时，所述突起与相对壁的内表面的接合和粘接。

图8是在中空物件吹塑成型之后根据图5的模具工具的局部剖视图。

图9是根据图5的模具工具的局部剖视图，示出了模具半部被分开，中空物件被取出。

图10是根据本发明实施例的模具工具的局部平面图，其中芯销设置有内部通道用于将空气流引导到突起中。

图11是图10的芯销的放大的局部剖视图。

图12是根据图10的模具工具的局部剖视图，示出了型坯与芯销的初始接合。

图13a是根据图10的模具工具的局部剖视图，示出了在形成突起的过程中间隙距离G的建立。

图13b是根据图10的模具工具的局部剖视图，示出了通过将空气引导穿过芯销中设置的通道来将突起膨胀。

图14是根据图10的模具工具的局部剖视图，示出了在模具闭合时，膨胀的突起与相对壁的内表面的接合和粘接。

图15a是具有加热器的芯销的放大的局部剖视图。

图15b是具有内部通道和加热器的芯销的放大的局部剖视图。

图16a的透视图示出了第二壁和形成的特征，对应于部分中空的芯部结构支柱，其中每个特征作为外表面上的凹部而存在。

图16b的透视图示出了第二壁和形成的特征，对应于中空的芯部结构支柱，其中每个特征作为外表面上的中空芯部而存在。

图16c的透视图示出了第二壁和形成的特征，对应于实心芯部结构支柱，其中每个特征相对于外表面基本上是平坦的。

图16d的透视图示出了第二壁和形成的特征，对应于实心芯部结构支柱，其中每个特征作为相对外表面的突出而存在。

图17是根据本发明实施例的模具工具的局部剖视图，用于形成结合有另外的结构特征且具有不同高度结构支柱的中空物件。

图18是根据本发明实施例的模具工具的局部剖视图，用于形成具有形成在第一和第二壁上的结构支柱的中空物件。

图19是中空物件的局部剖视图，具有通过从型坯每一侧延伸的突起形成的中空芯部结构支柱。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的特定实施例，其中相似的附图标记表示相同或者功能上类似的元件。下面的详细说明仅仅是示例性的，不用于限制本发明及其用途。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明范围的情况下可以使用其他的结构和布置。虽然实施例的说明书和附图以货箱地板（load floor）中的结构支柱的形成/使用为例进行了说明，但本发明也可用于其可发挥作用的、其他成型装置中。另外，上述技术领域、背景技术、发明内容或者下述详细描述中明示或者暗示的理论不用于限制本发明。

见图1，以部分剖开的透视图示出了根据本发明实施例的中空物件10。更具体的，示出了典型的公知为机动车中通常使用的承重结构地板的物件。中空物件10通常包括第一壁12、第二壁14和边缘壁16。第一和第二壁12、14构造成被间隔开预定的量D，其中边缘壁16通常围绕中空物件10的周边跨越第一和第二壁12、14之间的间隔。

为提供第一和第二壁12、14之间的增强的结构刚性，中空物件10另外设置有多个钉开（tack off）结构，每个这里大致称为结构支柱18。如下所述，结构支柱18形成为第二壁14的延伸，且尺寸设计为跨越第一和第二壁12、14之间的间隔，从而结构支柱18的末端表面与第一壁12的内表面接合和结合（bond，熔合）。这样，每个结构支柱18提供第一和第二壁12、14之间的固定连接。

结构支柱18可以以多种形式存在，取决于制造工艺和所需要的性能要求。例如，结构支柱18可以作为中空结构支柱18被设置，如图2a所示，或者作为实心结构支柱18，如图2b。另外的实施例中，结构支柱18可以采用中间的形式，其中支柱的中间区域是部分空心的，如图2c。

如上所述，结构支柱18以多个结构支柱的形式提供，所述支柱以一定图案设置在中空物件10内位于第一和第二壁12、14之间，图案通常但不限于几何阵列。中空物件10中典型的结构支柱排列图案如图3a-3e所示，其中排列图案的选择取决于所需要的性能特性。如图，其中提供了矩形设置20（图3a）、等间距共线（例如正方形）设置22（图3b），三角形设置24（图3c），多边形（例如六边形）设置26（图3d）和经修改的多边形（例如六边形）设置28（图3e）。应当理解，更高密度的设置，例如图3c所示的三角形布置24，可以被使用，其中需要提高的结构刚度。在轻量的承重物件中，或者可允许较低的整体刚度的物件中，较低密度的布置，例如图3d所示的多边形布置26可以使用。图案的变形和组合提供了另外的结构特征，其可用于满足所讨论的物件的所需要的性能特征，例如货箱地板。典型的变形/组合包括图3f所示的组合的三角形/多边形图案30。一些实施例中，承重物件安装在其上的支撑结构决定了几何阵列的定制的定向，例如图3g所示的偏斜的布置32，其中布置内的线性图案通常是不平行于一个或多个边缘壁。

一些应用中，需要将覆盖材料应用到中空结构的一侧。例如，可能需要将毯子材料施加到中空结构的一侧，从而满足所需要的性能和/或美观的特性。这样，图4a提供了一种中空物件10的可替换实施例，其中覆盖件34设置在第一壁12的外表面36上。如下所述，覆盖件34通过吹塑成形工艺整体结合到中空物件10的第一壁12。覆盖件34实际上可以是很宽范围内的材料，包括但不限于毯子（编织或者无纺的）以及各种形式的层状物，例如实心或者穿孔的结构。适合的覆盖件材料包括但不限于聚丙烯、聚酯、聚酰胺，乙烯基塑料以及TPO。

除了覆盖件34或者作为覆盖件的替换物，一个或多个加强层可以整体结合到第一壁12的外表面36。图4b的实施例中，单个加强层38作为中间层被提供在第一壁12的外表面36和覆盖件34之间。图4c的实施例中，加强层38整体结合到第一壁12的外表面36，没有增加另外的覆盖材料。典型的加强层包括但不限于网状物、织物、和塑料。典型的网状物材料包括金属、玻璃、塑料和碳纤维。典型的织物可以是纺织的或者无纺的，可包括合成和/或非合成材料，例如但不限于大麻纤维、黄麻纤维、和皮革。典型的塑料可包括聚酰胺（或者芳族聚酰胺），以及任何填充的合成树脂，包括有机或无极填料，例如但不限于滑石、云母、碳纤维和玻璃。加强层38可以在整个表面上是连续的，或者可以是不连续的，即仅部分的覆盖物件。一些实施例中，加强层38可以可替换的或者另外的设置在第二壁14的外表面上。这样，为了满足在形成结构支柱时芯销（core Pin）的通过，加强层38可以设置有适当尺寸和定位的开口，或者可以提供适于允许芯销通过的网状物尺寸。

下面参考图5-9描述用于制造中空结构的工艺，该结构具有设置在一个表面上的毯子覆盖件。如图5，用于形成中空物件10的模具工具42包括两个模具半部，也即第一模具半部44和第二模具半部46，它们在闭合结构中共同限定型腔48用于形成所需要的物品。挤出机（未示出）相对于模具工具42定位，用于将型坯50输送给模具工具42。虽然挤出机可以相对于模具工具42共线定位，应当认为，输送装置例如机器人或者类似的操作装置可以被设置以将挤出的型坯传送到模具工具42。

多个可滑动移动的芯销52设置在第二模具半部46中用于形成结构支柱18。芯销52构造成从型腔48伸出和回退从而形成第二壁14的上述延伸部，每个限定相对应的结构支柱18。为了有助于芯销52的运动，芯销52连接到共同的轭板54，轭板能够通过一个或多个致动器56的作用而横向移动。应当认为，一个或多个致动器提供的行程（stroke）可调节以允许芯销52的端面58相对于完全延伸的和完全回退的位置的精确定位。例如在回退位置，端面58可以相对于腔面60部分突出、齐平、或者部分凹入，以提供所需要的完成的产品表面特性。还应当认为，虽然单个轭板可用于控制多个芯销，也可使用多个轭板来控制多排或多组芯销。另外，在一些实施例中，每个芯销可由一个独立的致动器控制。

继续见图5，型坯50被定为在模具工具42的第一和第二模具半部44、46之间，其中覆盖件34定位在第一模具半部44和型坯50之间。在模具工具42闭合之前、或者同时、或者之后，轭板54被朝着第二模具半部46移动，从而使得芯销52从腔面60突出。在图示的实施例中，在模具工具42闭合之前，芯销52从腔面60部分突出，并且在模具工具42完全闭合之前完全延伸到所需的位置。其他实施例中，在模具工具42闭合之前，芯销52从腔面60部分伸出，且在模具工具42完全闭合之后完全延伸到所需的位置。另一个实施例中，在模具工具42完全闭合之后，芯销52从腔面60突出。

部分模具工具42的闭合在图6中示出，其中示出了型坯50与芯销52的初始接合。芯销52将型坯50的局部的区域从与中空物件10的第二壁14相对应的一侧朝着相反侧（即第一壁12）推动。在突出到型坯50中时，每个芯销52在型坯50中形成相对应的圆周壁62。芯销52突出到型坯50中的程度足以使得在模具工具42完全闭合时突起的端面64与第一壁12的内表面66接合和结合，如图7所示。突出的长度的调节可以通过调节轭板（多个）54的行程特性来实现。

如图8，型坯50被吹塑成形为最终的所需要的物品。这样，通过加压气体（空气），使得型坯50完全紧靠在模具工具42中设置的腔48的轮廓上，该加压气体通过一个或多个吹针或销引入，该吹针或销与密封的型坯50中形成的内部腔室流体联通。当芯销52在被加压时被保持在型坯50内就位时，完成的中空结构具有相对应的中空芯部70，如图2a所示的。当在加压气体引入之前或者过程中去除芯销52时，延伸部的周壁大致一起塌陷，使得延伸部的内表面整体的结合，因此形成图2b的实心的柱状结构。当芯销52部分回退时，完成的中空结构具有部分中空结构支柱的中间形式，如图2c。当在吹塑成形步骤中覆盖件34位于模具工具42内时，覆盖件34整体结合在第一壁12的外表面上，例如如图4a所示。

在吹塑成形步骤完成时，如图9，如果仍在突出状态，芯销52完全回退，并且模具工具42开启。形成的中空物件10被取出，进行所需要的成型后处理以去除飞边或者其他废料。

见图10-14，示出了本发明的另一种实施例。许多不同标记的部件以与图5-9所示的实施例基本相同的方式执行基本类似的功能。相似的部件具有相似的附图标记，给附图标记加了100.与图5-9的实施例相比，仅不同之处将在下面描述。上述变化和修改同样可用于下面描述的其他实施例。

图10示出了包括两个模具半部的模具工具142，即第一模具半部144和第二模具半部146。闭合结构中，第一和第二模具半部144、146共同限定了型腔148。

第二模具半部146中提供了多个可滑动移动的芯销152用于形成结构支柱18。芯销152连接到轭板154，能够通过一个或多个致动器156的作用而横向移动，允许芯销152从腔148伸出和回退。如图11，芯销152设置有一个或多个内部通道180以允许空气从和/或向端面158上设置的一个或多个相对应的出口182的联通。例如，单个内部通道180可以将空气朝着和/或从端面158上设置的多个出口182连通。另外或者可替换的，芯销152可以具有位于侧壁上靠近端面158或者沿着端面158和侧壁之间的圆形边缘的一个或多个出口。为了降低在该工艺的吹塑成形步骤中材料流入内部通道180的可能性，出口182通常尺寸设计成足够小以阻止材料通过其处回流。利用这种设置，每个芯销152能够在型坯的相应突起的形成过程中引入和/或去除空气。

轭板154构造成具有一系列导管184以通过连接到轭板154的增压装置（plenum）188将芯销152的内部通道180连接到适合的空气泵/真空装置186。轭板154和/或芯销152可以设置有适合的密封件（未示出）以防止在使用中空气漏出。其他实施例中，轭板154可构造成具有通道网以形成歧管，能够将空气从直接连接到其处的适合的空气泵/真空装置输送。

型坯50定位在模具工具142的第一和第二模具半部144、146之间，其中覆盖件34定位在第一模具半部144和型坯50之间。在模具工具142闭合之前、同时或者之后，轭板54被朝着第二模具半部46移动，从而使得芯销152从腔面160突出。所示实施例中，在模具工具142闭合之前，芯销152从腔面160部分突出，且在完全闭合模具工具142之前，完全延伸到所需位置。其他实施例中，在模具工具142闭合之前，芯销152从腔面160部分伸出，且在模具工具142完全闭合之后，完全延伸到所需位置。另外的实施例中，在完全闭合模具工具142之后，芯销152从腔面160伸出。

图12示出了部分模具工具142的闭合，其中示出了型坯50与芯销152的初始接合。芯销152将型坯50的局部区域从与中空物件10的第二壁14相对应一侧朝着相反侧即第一壁12推动。在突出到型坯50中时，每个芯销152在型坯50中形成相对应的圆周壁62。芯销152突出到型坯50中的长度足以将突出部的端面64定位在靠近第一壁12的内表面66但是间隔开间隙距离G（见图13a）。在建立间隙距离G时，空气流通过芯销152的内部通道180被引入突起中，在突起的端部区域处形成局部扩展部E，如图13b。扩展部的长度足够使得在完全闭合模具工具142时突出部的端面64与第一壁12的内表面66接合和结合，如图14所示。

可替换的，通过芯销152的内部通道180的气流在芯销152与型坯的接合过程中可以是连续的，从而产生圆角（bull-nose）结构，与图13b所示的类似。圆角结构设置在突起的端部区域上，芯销152在型坯50中的延伸继续，直到足以使得在完全闭合模具工具142时突起的端面64与第一壁12的内表面66接合和结合，与图14所示的类似。

在一些实施例中，完全的模具工具闭合发生在气流穿过芯销152的内部通道180之前，其中扩展部E用于跨越间隙距离从而完成突起的端面64与第一壁12的内表面66之间的接合和结合。换句话说，突起的端面64与第一壁12的内表面66之间的最终接合和结合可以单独的由扩展部E造成的，而没有型坯50的另外的机械操作。

应当理解，相对于整个过程，空气穿过芯销152的内部通道180的时刻没有被限制于上述实施例。例如一些实施例中，穿过芯销152的内部通道180的气流可以在模具工具142完全闭合之后再开始，例如其中芯销152仅在模具工具142闭合之后延伸并结合型坯50。另一种布置中，穿过内部通道180的气流可以在型坯预吹制（preblow）步骤和/或全压吹制之前、同时进行或者之后。例如，当芯销152在模具工具142闭合之后延伸到型坯中时，型坯50可以进行加压处理，作为预吹制或者全压吹制，从而确保空气流穿过内部通道180之前圆周壁62到芯销152的完全密封。

如在该工艺的之前的实施例中所述，型坯50被吹塑成型为最终的所需要的物件，并且取决于芯销152在吹塑成形过程中是否保持在腔内，获得了图2a-2c所示的各种形式。在吹塑成形步骤中，覆盖件34位于模具工具142内，覆盖件34整体结合在第一壁12的外表面上，例如如图4a所示。

一些实施例中，在芯销152回退的过程中，继续通过芯销152的内部通道180将空气输送到突起中。在回退过程中将空气引入突起中用于降低在其中形成真空，降低由于真空反吸而变形（例如凹陷）的可能性，特别是在薄壁结构上。

在完成吹塑成形步骤时，类似于图9，如果仍然在突出状态的话，芯销152完全回退，且模具工具142开启。产生的中空物件10被取出，且进行任何所需的模制后处理以去除飞边或者其他废料。

通过芯销152将空气输送到突起中具有多个优点。如上，可以在芯销152到达终端延伸点（限定间隙距离G）时引入空气，或者在连续的基础上，从而形成上述圆角结构。任一种方式，空气的引入产生了扩展的区域，该区域缓冲了突起的端面64与型坯的内表面66之间的接合。这种缓冲效果用于降低材料的机械压缩的可能性，降低了在成型过程中通常由于成型表面的机械接触造成的表面上的不希望的标记或者穿透。

本发明的另外实施例中，芯销52和152可以设置有加热部件以在将突起形成在型坯中的过程中输送热量。例如如图15a，具有实心芯部的芯销52设置有加热器190，例如电阻丝加热器，或者加热筒，或者任何适合的等效物，只要它能够热连接到芯销52。类似的设置在图15b中示出，示出了将加热器190设置在芯销152中（具有内部通道180）。其他实施例中，可以通过使用轭板54中设置的一个或多个加热器向芯销52提供热。无论何种，热量的增加对于模具的热平衡可能是必要的，并且事实上可以在销的回退过程中也就是在工艺的脱模步骤中会有帮助。引入局部热量的能力还能够完全打开工艺窗口，使得操作者在成型工艺过程中有更大的控制。

每个结构支柱的位置通过第二壁14的外表面74上存在的相对应特征72表示。当结构支柱18形成为部分中空的结构支柱时，也就是当芯销在吹塑成形过程中部分留在突起内时，特征72主要是中空的孔70a的形式，如图16a所示。当结构支柱18形成为中空的结构支柱时，也即是当芯销在吹塑成形过程中完全从突起移除时，特征72主要是中空的孔70b的形式，如图16b。当结构支柱18是实心的结构支柱且芯销52回退从而具有与腔面60齐平的端面58时，特征72大致是与第二壁14的外表面74共面，如图16b。当芯销52的端面58相比腔面60进一步回退时，特征72是从第二壁14的外表面74的突起76，如图16c。外表面上的这种突起，也就是第二壁14的外表面74上的突起，可以被增加作为防滑特征。

中空物件10由热塑性材料制成，该材料具有足够的强度和刚度以满足所需的性能特性。通常，性能特性涉及到使得围绕板的中心轴（NA）的惯性面积矩（MIa）最大化以获得最大的板刚度（S）。适合的材料的非限制性的实例包括聚丙烯、聚乙烯、ABS、ABS/PC、聚酰胺、PLA和PPS。为了满足所需要的强度和刚度要求，热塑性材料可以另外的包括一定范围的无机填料成分，其非限制性实例包括玻璃、云母、碳酸钙和滑石，和/或包括有机填料成分，其非限制性实例包括黄麻、米糠、大麻纤维。

上述结构支柱技术和相关的工艺可用于一系列的中空结构，例如，虽然上面在货箱地板上进行了示例说明，其中第一和第二壁12、14大致是平坦的和平行的，技术可用于可替换的构造，例如当第一和第二壁12、14设置成非平行构造时。典型的非平行构造可以包括这样的布置：第一和第二壁在中空物件中沿着一定的曲线，但是整体保持大致平行。另一个典型的非平行构造可包括这样的设置：物件的厚度因第一壁到第二壁的距离的变化而发生改变。

图17示出了典型的模具工具242和相对应形成的中空物件10，其中结构支柱18设置在含有钉开结构294的凹陷部分292的任一侧上。相对于模具工具242，带标记的部件以与图5-9所示的实施例基本类似的方式执行基本类似的功能，其中相似的部件具有相似的附图标记，向相对应的数字增加了200。下面仅讨论区别。上述变化和变形同样可应用于下面讨论的进一步的实施例。

如图，模具工具242包括两个模具半部，也就是第一模具半部244和第二模具半部246.在闭合结构，第一和第二模具半部244、246共同限定型腔248.多个可滑动移动的芯销设置在第二模具半部246中，用于形成结构支柱。芯销基于所需要的行程距离连接到相对应的轭板254a、254b，每个轭板能够通过一个或多个致动器（未示出）的作用而进行横向移动，允许芯销从腔248伸出和回退。

在图17所示的中空物件10中，凹陷部分292的每一侧上的第一壁12和第二壁14之间的距离不同，也就是结构支柱18a长于结构支柱18b。为了适应行程的不同，芯销252a安装在轭板254a上，而芯销252b安装在轭板254b上。应当认为，这里描述的结构支柱技术和工艺可用于很宽范围的吹塑成型的中空物件，包括但不限于汽车和非汽车应用中的货箱地板、备胎盖和分隔件/分割件/面板。结构支柱技术也可在声音阻隔件/声学面板设备和能量吸收器中找到应用。

图18中示出了典型的模具工具342和相对应形成的中空物件10，其中结构支柱形成在第一和第二侧壁12、14上。相对于模具工具342，带标记的部件以与图5-9所示的实施例基本类似的方式执行基本类似的功能，其中相似的部件具有相似的附图标记，向相对应的数字增加了300。下面仅详细描述不同之处。上述的变化和变形同样可用于下面的实施例。

如图，模具工具342包括两个模具半部，即第一模具半部344和第二模具半部346。在闭合结构，第一和第二模具半部344、346共同限定型腔348。第一组多个可滑动移动的芯销352a设置在第一模具半部344中用于在与第一壁12相对应的一侧上接合型坯。第二组多个可滑动移动的芯销352b设置在第二模具半部346中用于在与第二壁14相对应的一侧上接合型坯。芯销352a、352b连接到相应的轭板354a、354b，每个轭板能够通过一个或多个致动器（未示出）的动作而进行横向运动，允许芯销从腔348伸出和回退。这样，产生的中空物件10提供了第一组结构支柱18c，其从第一壁12延伸且接合第二壁14的内表面，和第二组结构支柱18d，其从第二壁14延伸且接合第一壁12的内表面。

虽然上述实例中具有从每一侧的突起，形成独立的结构支柱，在一些实施例中，模具工具构造为具有对齐的相对芯销，从而从每一侧延伸的突起处于相对的关系从而形成具有结构支柱18的中空物件10，如图19所示。从每一侧突出的长度可以变化，也就是相对的突起之间的整体结合部不需要定位在中间平面上，但是可以朝着一侧设置，这在特定应用中被认为是必需的。因为每一侧的突起长度较短，具有这种结构的中空物件可以具有较薄的壁厚，进一步降低了整体重量。虽然以中空芯部结构支柱为例说明，如上述实施例中描述的，结构支柱也可以通过在吹塑成形之前移除芯销而构造成实心芯部结构支柱。

上述工艺中，可以结合另外的型坯操作/形成步骤。例如，预密封（preseal）板可以结合在模具工具上从而夹住（pinch）型坯的下游端或上游端中的一个或两个。在预密封该型坯时，在模具闭合之前，可选的预吹塑操作可用于使得型坯扩展。对于某些应用，型坯的预拉伸可能是必要的，其中拉伸板可用在下游端上，拉伸板具有多个伸长的臂，所述臂根据需要接合并拉伸所述型坯。为了将加压空气引入型坯中，吹针或者管可从模具工具的顶部、底部或者侧面设置。

虽然这里的典型实施例示出了芯销具有圆形的截面，应当理解，非圆形的横截面轮廓也可使用。例如，芯销可具有这样的横截面轮廓，例如但不限于椭圆形，正方形，十字形以及任何多边形构造，例如但不限于五边形，六边形和八边形。

虽然这里所示的结构支柱已经被示例说明为沿着长度尺寸具有基本恒定的横截面直径，但是在一些实施例中，支柱的横截面可以在直径或者平均宽度方面变化。换句话说，一些实施例中，结构支柱的圆周壁的外表面可以沿着长度尺寸不是平行的，例如当结构支柱具有沙漏形状时。

虽然这里描述的实心芯部的结构支柱已经被示例说明为基本是整体实心的，但是一些实施例中，实心芯部的结构支柱可包括另外的空隙，其中不存在热塑性材料。

虽然上面示例的各种工艺具有覆盖件，包括在中空结构的形成中，应当理解，覆盖件是可选的。

虽然上面描述了本发明的各种实施例，应当理解，它们是通过说明给出的，仅仅是示例而非限制。本领域技术人员知道，在不脱离本发明范围的情况下可以对其形式和细节作出各种变化。因此，本发明的范围和宽度不应被上述典型实施例所限制，而应当根据所附权利要求和等效物被限定。还应理解，上述每个实施例的每个特征以及每个引用可与任何其他组合的特征结合使用。这里提到的所有专利和公开整体引为参考。

Claims (20)

1.一种中空物件，包括：

第一壁，

第二壁，

所述第一壁和第二壁以相对的关系定位，且在其间限定一空间，

多个突出的结构支柱，从所述第二壁延伸且跨越所述空间，每个所述结构支柱具有与所述第一壁的内表面整体结合的端面。

2.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，每个所述结构支柱具有在其中形成中空的芯部。

3.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，每个所述结构支柱的内壁塌陷且整体结合以形成实心的芯部。

4.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，每个所述结构支柱的内壁部分地塌陷且整体结合以形成部分中空的芯部。

5.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，所述多个结构支柱以从下列组中选择的阵列设置，所述组包括：矩形，等距共线，三角形，六边形，及其组合。

6.根据权利要求5所述的中空物件，其特征在于，结构支柱的所述阵列另外相对于中空物件的主定向设置成偏斜定向。

7.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，还包括覆盖件，其整体结合到所述第一壁的外表面的至少一部分。

8.根据权利要求1所述的中空物件，其特征在于，还包括加强层，其整体结合到所述第一壁的外表面的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的中空物件，其特征在于，覆盖件整体结合到所述加强层。

10.一种用于制造中空物件的方法，所述方法包括：

将型坯定位在第一模具半部和第二模具半部之间，所述第一和第二模具半部一起限定一腔用于形成所述中空物件，所述第二模具半部具有多个可延伸到所述腔中的可移动的芯销，

闭合所述第一和第二模具半部，

将所述芯销延伸到所述型坯中从而在所述型坯中形成相对应的突起，

所述突起具有与所述型坯的相对内表面接合和整体结合的端面，以形成所述结构支柱，

将加压气体引入所述型坯中从而使得所述型坯紧靠所述腔支承以形成所述中空物件，

开启所述第一和第二模具半部，允许形成在其中的中空物件被取出。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在模具工具闭合之前，所述芯销至少部分的从所述第二模具半部延伸到所述腔中。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在模具工具完全闭合之前，所述芯销完全延伸。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：通过将空气穿过每个相对应的芯销引入，将每个突起的端部区域膨胀，所述膨胀足以使得在模具工具完全闭合时所述端面与所述型坯上的所述相对内表面接合和整体结合。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将空气通过每个相对应的芯销引入发生在在所述突起的所述端面和所述型坯的所述相对内表面之间建立预定间隙距离时。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述芯销与所述型坯接合过程中，将空气通过每个相对应的芯销引入是连续的，在其端部区域上形成圆角结构。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将整体结合到所述中空物件的覆盖件定位在所述型坯和所述第一模具半部之间。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，第二组多个可移动的芯销设置在所述第一模具半部中，所述第二组多个可移动的芯销可延伸到所述腔中以从相对侧在所述中空物件中形成另外的结构支柱。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在将所述加压气体引入时，所述芯销保持在延伸位置以形成具有中空芯部的结构支柱。

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在引入所述加压气体之前，所述芯销被回退到所述第二模具半部中，从而每个所述结构支柱的内壁塌陷且整体结合以形成实心的芯部。

20.一种中空结构面板，包括：

第一壁和第二壁，以相对的关系定位且在其间限定一空间，

覆盖件，整体结合到所述第一壁的外表面，

多个突出的结构支柱，形成在所述第二壁中，每个所述结构支柱跨越所述空间且具有与所述第一壁的内表面整体结合的端面。

Images