CN103501978A - 包括具有可变传热特性的主体的模制工具系统 - Google Patents

Abstract

一种模制工具系统（100），其包括限定熔化物传送通道（104）的主体（102）。所述主体（102）具有可变传热特性。

Description

包括具有可变传热特性的主体的模制工具系统

技术领域

一个方面一般涉及（但不限于）模制工具系统，其包括（但不限于）一种包括限定熔化物传送通道的主体的模制工具系统，所述主体具有可变传热特性。

发明背景

美国专利号6,164,954公开了一种喷射喷嘴装置，其包括内主体部分和外主体部分。内主体部分包括熔化物通道且外主体由耐压材料制成。选择外主体部分的内径和内主体部分的外径之间的比例，使得在内主体之上装配外主体的时候产生预负载或负载。优选地，两个主体的装配可拆卸地紧固到喷射喷嘴主体。优选地，内主体包括具有承受磨蚀性或腐蚀性熔化材料的耐磨属性的材料。装置可特别用于在正常或升高的喷射温度下高压模制各种材料的模制机和热流道喷嘴。

美国专利号5,208,052公开了一种热流道喷嘴总成，其包括在其中具有模腔的模具总成、与模腔连通的模具总成中的入口、用于将熔化树脂输送至入口的喷射喷嘴和绝缘套管，所述绝缘套管定位在喷嘴周围，在模具总成和喷嘴之间，使所述喷嘴与模具总成绝缘。

美国专利号5,299,928公开了一种两件式喷射模制喷嘴密封件。熔化物管道延伸通过的内件由高导热材料形成，以在热力循环期间加强传热。从被加热的喷嘴延伸与冷却的模具接触以提供必要密封的周围的外保持件由基本上不导电材料形成，以避免不必要的热损失。

美国专利号7,241,131公开了一种厚膜电加热器，其包括：a）导热非平坦衬底表面；b）涂覆在衬底表面的丝印介电层；c）涂覆在所述介电质层上从而形成产生热量的电路的电阻层，所述电阻层具有以沿周向不连续的图案由厚膜油墨制成的至少一个电阻迹线；d）至少一对丝印接触垫，其被涂覆成与所述电阻层电连通，用于电连接至电源；e）涂覆在所述电阻层之上的绝缘层；和f）其中导热非平坦衬底表面具有大致与介电质和电阻层相同或稍低于介电质和电阻层的热膨胀系数。

美国专利号7,108,503公开了一种用于提供喷射模制装置的喷嘴。注射模制装置具有模具组件，其限定模腔和进入模腔的浇口。喷嘴包括喷嘴主体、加热器、焊头、焊头周围件和模具组件接触件。喷嘴主体限定穿过其中且被调适以接收来自熔化物源的熔化物的喷嘴主体通道。加热器热连接至喷嘴主体，用于加热喷嘴主体中的熔化物。焊头限定穿过其中的焊头熔化物通道，其处于喷嘴主体熔化物通道的下游，并被调适处于浇口的上游。焊头周围件相对于所述喷嘴主体可移动地连接。模具组件接触件相对于喷嘴主体连接。模具组件接触件的材料的导热率小于焊头的材料的导热率和焊头周围件的材料的导热率中的至少一个。

欧洲专利号1302295公开了一种喷嘴加热器，其包括通过精密厚膜印刷被直接涂覆在喷嘴的外部圆柱表面的介电膜层和电阻厚膜层。厚膜被直接涂覆在喷嘴主体，这仅极少量增加了喷嘴的直径。也可通过在各种图案中适用加热器的能力来获得热分布的灵活性，因此，这比螺旋设计的限制更少。具体而言，表面层是具有比钢喷嘴主体更高的导热率的金属层，诸如铜和铜合金。因此表面层可促进来自加热器总成的热量更均匀分布在中心熔化物孔中的加压熔化物。表面层可通过喷雾或通过在孔上冷缩配合套筒而被涂覆。表面层的厚度可在0.1mm至0.5mm之间，或更大（如果需要的话）。

美国专利公开号20020054932公开了一种喷嘴加热器，其包括通过精密厚膜印刷被直接涂覆在喷嘴的外部圆柱表面的介电膜层和电阻厚膜层。厚膜被直接涂覆在喷嘴主体，这仅极少量增加了喷嘴的直径。也可通过在各种图案中适用加热器的能力来获得热分布的灵活性，因此，这比螺旋设计的限制更少。

美国专利号4897150公开了一种在半导体上直接写出导体沉积的方法。直写技术已被开发，其中，例如，电子束在集成电路或其它半导体元件上的光致抗蚀剂中“写”图案。这些现有直写技术还包括使用激光束。这种激光辅助沉积技术涉及来自有机金属气体的金属或来自硅烷（SiH4）的多晶硅的沉积。

美国专利号7001467公开了用于将所关注的材料沉积到接收衬底的装置和方法，包括第一激光和第二激光、接收衬底和目标衬底。目标衬底包括具有后表面和前表面的激光透明支架。前表面具有包括源材料的涂层，该涂层是可以转换成所关注材料的材料。第一激光可关于目标衬底而定位，以使激光束被引导通过目标衬底的后表面并通过激光透明支架，以用足够能量将涂层轰击到所定义的位置，以从支架表面移除并提升源材料。接收衬底可被定位成与目标衬底呈隔开关系，以使源材料沉积在接收衬底的所定义的位置上。然后第二激光被定位以轰击所沉积的源材料，以将源材料转换成所关注的材料。通过使用UV激光束制造导电银线以首先将涂层从目标衬底转移至接收衬底，然后用第二IR激光束后处理所转移的材料。目标衬底由在其一侧涂有要转移的材料层的2″直径和约

厚度的UV级熔融石英盘组成。该层由Ag粉末（几微米的粒度）和金属化合物前体组成，该层在低温（小于200°C）下分解成导电片。接收衬底是微波质量电路板，其具有厚度为几微米的各种金电极极板。25微米厚的垫片用于分离目标衬底和接收衬底。首先在225mJ/cm2的聚焦通量下用通过目标衬底的聚焦UV（λ=248nm或λ=355）激光束来转移银。焦点上的光点尺寸为40μm（微米）的直径。通过一起平移目标衬底和接收衬底来在2个金接触垫之间制作“点”线，以针对每个激光点暴露目标衬底的新鲜区域，同时激光束保持静止。激光点之间的距离为约一个光点直径。制作由约25个光点和总共10个通道（彼此叠加）组成的通道。目标衬底在每个通道之间移动。在转移之后，用欧姆表测量的金垫之间的电阻为无穷大（>20-30Mega ohms）。

美国专利号7014885公开了一种热解激光CVD，其基本上涉及与常规热CVD相同的机制和化学过程，且已找到在用于在半导体应用中直接写薄膜的主要用途。其一个目的是提供一种装置和方法，用于通过沉积前体材料或被转换为导电体的前体材料和无机粉末的混合物来创建导电材料的沉积物。为了创建金属的沉积物，诸如导体线，可使用通常用于化学气相沉积（CVD）和激光诱导化学气相沉积（LCVD）中的任何前体。实施例包括但不限于金属醇盐、金属二酮和金属羧酸盐。

美国专利号5132248公开了用微电子电路制造直接写。在将材料沉积到衬底上（例如，金属或介电质沉积到半导体激光上）的过程中，通过提供材料的胶态悬浮物和通过喷墨印刷技术将悬浮物直接写到衬底表面上来沉积材料。此过程最小化了在沉积过程中对衬底的处理要求，而且也最小化了要沉积的材料和界面处的衬底之间的能量交换。沉积的材料然后优选通过使沉积物经受激光退火步骤而分解成所需的图案。激光退火步骤提供了所得到图案的高分辨率，同时最小化了衬底的整体热负荷，并允许精确地控制衬底和沉积物之间的界面化学过程和相互扩散。

美国专利号5741557公开了一种用于在衬底上沉积金属细线的方法。描述了一种用于在各种衬底上形成导电或不导电类型的材料的所需图案。所述方法基于笔的使用，其基本上由熔化状态下的材料润湿的难熔焊头组成。笔优选由附接至V形钨加热器的顶部的尖头钨焊头组成，从而形成加热器总成。焊头和加热器顶部在焊接点附近被粗化处理。反过来，V形加热器的端部被焊接至3-引线TO-5封装基座的插针。笔被并入被调适用于直写技术的装置中。为此目的，笔被附接至能够在X、Y和Z方向运动的支撑装置，而衬底被放置于在其间可进行适当的X、Y和Z相对运动的X-Y台上。笔的两个插针连接至电源以电阻加热加热器。当焊头/加热器总成的焊接点到达将要沉积的材料的熔点时，焊接点被浸渍在包含熔化状态下的材料的坩埚中。焊接点使液体材料的小滴成核，从而形成存储池。液体材料的薄膜从存储池流动并润湿焊头。最后，使润湿的焊头与衬底轻轻地接触，并发生材料沉积，以产生所需图案。

发明概要

本发明人已经研究了与因疏忽制造品质不良的模制制品或部分的公知模制系统相关联的问题。经过大量的研究，本发明人认为他们已经了解了问题及其解决方案，其载列于下文，且本发明人认为这种理解不为公众所知悉。在注塑模制热流道工具（其在其它方面可能被称为模制工具系统）中，对熔化物传送通道提供热量可能是必要的。熔化物传送通道可用于将来自球团阶段的树脂传送至模具总成的部分腔。在传送树脂的过程中，可在沿熔化物传送通道的方便位置处添加热量。所添加的热量可在熔化物传送通道中产生热梯度，且所添加的热量可能并不总是在所需位置处提供所需热量。这部分由组件的基体材料的导热率确定。热梯度可导致无需热处理树脂。且更具体地，热梯度可能无法提供将所需热量至与熔化物传送通道接触的其它组件的传送。

与公知模制工具系统（未示出）相关联的公知组件可具有或包括多种材料，使用常规方法（诸如压入配合、焊接和钎焊公知组件）来制造所述材料。热源的放置可在靠近热源处创建热点，且材料特性可能无法将所需热量传送至所关注的区域。更具体地，在侧浇口热流道中，可能需要将热量从喷嘴壳体传送至模制焊头，其本身可不具有热源。

根据一个方面，提供了一种模制工具系统（100），其包括限定熔化物传送通道（104）的本体（102），主体（102）具有可变传热特性。

在结合附图检阅了非限制实施方案的以下详细描述后，非限制实施方案的其它方面和特征对于本领域的技术人员将变得显而易见。

附图说明

参考非限制实施方案的以下详细描述并结合附图，将更充分地理解非限制实施方案，其中：

图1、图2、图3描绘了模制工具系统（100）的示意图。

附图不一定按比例绘制且可通过虚线、图示和片段视图来示出。在某些情况下，可能已经省略对于理解实施方案（和/或呈现难以感知的其它细节的细节）没有必要的细节。

非限制实施方案的详细描述

图1和图2描绘了模制工具系统（100）的示意图的实施例。模制工具系统（100）可用于流道总成，诸如热流道系统（公知的，未示出）。模制工具系统（100）也可用于注射模制系统（公知的，但未示出）。模制工具系统（100）可包括对于本领域的技术人员是公知的组件，且这里将不再描述这些公知的组件；这些公知的组件至少部分描述于下面的参考书（例如）中：(i)OSSWALD/TURNG/GRAMANN撰写的“Injection Molding Handbook”(ISBN:3-446-21669-2)，(ii)ROSATO和ROSATO撰写的“Injection Molding Handbook”(ISBN:0-412-99381-3)，(iii)JOHANNABER撰写的“Injection Molding Systems”第三版(ISBN3-446-17733-7)和/或(iv)BEAUMONT撰写的“Runner and Gating Design Handbook”(ISBN1-446-22672-9)。应理解为了本文件的目的，短语“包括（但不限于）”等同于词语“包括”。词语“包括”是连接专利权利要求的前序与权利要求中所列的具体元件的过渡短语或词语，其定义了本发明本身实际上是什么。过渡短语作为对权利要求的限制，表明在被控告的装置（等）包含的元件比本专利中的权利要求中更多或更少时类似装置、方法或成分是否侵犯了该专利。词语“包括”将被视为开放的过渡，这是最广泛形式的过渡，因为它不会将前序限于权利要求中所定义的任何元件。

图1描绘了模制工具系统（100）的第一实施例的示意图（具体而言，横截面视图）。

图2描绘了模制工具系统（100）的第二实施例的示意图（具体而言，横截面视图）。

图3描绘了模制工具系统（100）的第三实施例的示意图（具体而言，横截面视图）。

一般来说，模制工具系统（100）可包括举例而言（并不限于）以下：限定熔化物传送通道（104）的主体（102），且主体（102）具有可变传热特性。模制工具系统（100）是位于和/或用于通过模制系统（诸如喷射模制系统）的压板系统限定的封套内的系统。压板系统可包括固定压板和可相对于固定压板移动的可动压板。模制工具系统（100）的实施例可包括（并不限于）：热流道系统、冷流道系统、流道喷嘴、歧管系统和/或其子总成或部件。

举更具体实施例而言，模制工具系统（100）可被调适以使主体（102）包括具有喷嘴壳体（112）的喷嘴总成（110），喷嘴壳体（112）限定熔化物传送通道（104），且喷嘴总成（110）具有可变传热特性。

制造模制工具系统（100）的方式可产生主体（102），以使主体（102）包括具有传热特性并被定位在主体（102）的所选位置处的单一组件。这可通过在用于产生主体（102）的基体材料内引入具有更高导热率或较低导热率的材料采用层制造过程（诸如3D打印等）来完成。

例如，在侧浇口喷嘴配置（如在图2中所描绘）中，可取的是减少前加热器后面的导热率，并增加前加热器前面的导热率。通过使用低导热率的基体壳体材料并将高导热率材料嵌入主体（102）的前面，来自前加热器的热量将被截留在歧管总成的方向（公知的，未示出，并被定位在喷嘴壳体（112）的后端）上，并且可以被加速到达与一个模制焊头和/或多个模制焊头接触的区域。

举例而言，可以使用另一种制造配置，其中无需不同材料被嵌入基体材料内，但在层制造过程中可以有效地将不同材料分段焊接在一起，从而对主体（102）的各个分段提供所需热量。

主体（102）不限于或限制于喷嘴壳体（112）。举另一个实施例而言，主体（102）可包括模制焊头总成（120）且模制焊头总成（120）具有可变传热特性。主体（102）可包括流道系统（热流道或冷流道）的任何组件。

层制造的实例可包括（并不限于）3D打印过程。有很多设备供应商可产生具有不同功能的金属最后部件而且许多这些公司也具有特性不同的原材料。

转到图1中，举例而言，喷嘴壳体（112）可包括（并不限于）：后部（150）和与后部（150）分离的前部（152）。熔化物传送通道（104）从后部（150）延伸至前部（152）。后部（150）可定位成相邻于歧管总成（已知的，未示出）或流道系统（已知的，未示出）处。前部（152）可定位成相邻于模具组件（已知的且未示出）处。壳体凸缘（156）可从后部（150）轴向延伸。应力释放特征（154）可定位于靠近或接近后部（150）处。具有不同于主体（102）的导热率的材料（114）可定位于接近熔化物传送通道（104）处，诸如：（?）接近前部（152）的位置处，或（ii）与后部（150）分离的位置处。

转到图2，举例而言，加热器总成（130）可被定位在主体（102）上。加热器总成（130）可限定被配置为接收加热元件（未示出且公知的）的槽（132）。热指（134）可从加热器总成（130）朝向前部（152）延伸。模制焊头总成（120）可包括（并不限于）：焊头耐磨环（122）、焊头密封环（124）和侧浇口焊头（126）。模制焊头总成（120）可从主体（102）延伸，并可与熔化物传送通道（104）流体连通。

现在转向图3，举例而言，模制工具系统（100）可被配置和/或调适使得主体（102）包括（并不限于）：可具有歧管主体（212）的歧管总成（210）。歧管主体（212）可限定熔化物传送通道（104）。歧管总成（210）可具有可变传热特性。更具体而言，材料（114）具有不同于歧管主体（212）的导热率。材料（114）可被定位于接近熔化物传送通道（104）处，诸如图3中所描绘的位置，诸如（例如）在歧管主体（212）的入口和/或出口处。

应了理解本发明的范围限于由独立权利要求规定的范围，并且还应该理解本发明的范围不限于：（i）从属权利要求，（ii）非限制实施方案的详细描述，（iii）发明概要，（iv）摘要，和/或（v）在本文件之外提供的描述（即，所提交、检控和/或授予的当时申请之外）。应理解，为了本文件的目的，短语“包括（并不限于）”等同于词语“包括”。应当指出的是，上述已经概述了非限制实施方案（实施例）。对特定非限制实施方案（实施例）进行了说明。应理解非限制实施方案作为实施例仅仅是说明性的。

Claims (4)

1.一种模制工具系统（100），其包括：

限定熔化物传送通道（104）的主体（102），所述主体（102）具有可变传热特性。

2.根据权利要求1所述的模制工具系统（100），其中：

所述主体（102）包括具有喷嘴壳体（112）的喷嘴总成（110），

所述喷嘴壳体（112）限定所述熔化物传送通道（104），以及

所述喷嘴总成（110）具有可变传热特性。

3.根据权利要求1所述的模制工具系统（100），其中：

所述主体（102）包括模制焊头总成（120），且所述模制焊头总成（120）具有可变传热特性。

4.根据权利要求1所述的模制工具系统（100），其中：

所述主体（102）包括具有歧管主体（212）的歧管总成（210），

所述歧管主体（212）限定所述熔化物传送通道（104），以及

所述歧管总成（210）具有可变传热特性。

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