CN104540656B - 铸模工具 - Google Patents

Abstract

一种铸模工具组件（10）具有一铸模面（34）、一与该铸模面（34）相对的温度控制面（36）、一与该温度控制面（36）相邻的腔室（42）、以及至少一肋材（16）其自该温度控制面（36）延伸进入该腔室（42），肋材（16）具有凹面轮廓的横截面。

Description

铸模工具

技术领域

本发明涉及铸模工具组件。特别的，本发明为关于在加热铸模中使用的铸模工具组件，更特定言之，该铸模的型式包含若干流体腔室用于选择性加热涵盖该铸模的不同的区域。

背景技术

由本申请人的在先申请案，WO2011/048365得以了解加热铸模工具。该申请案揭示具有若干插销的一铸模工具，该些插销包含有腔室用于引进加热或冷却的流体，为了于模塑作业期间控制该铸模工具的表面温度。如此对于，例如在复合工件的模塑及非高压釜固化（out-of-autoclave）作业期间选择性地控制材料特性，为有用的。

本申请人接续的申请案WO 2013/021195，揭示了一种多层铸模工具，其中提供一上铸模工具组件，其具有若干流体腔室。该上铸模工具组件包含若干网格状（tessellated）区域，每一区域具有用于组件模塑作业的铸模面以及与该铸模面相对和加热/冷却流体所引进的一腔室相邻的一温度控制面。每一腔室具有一侧壁为了将该流体包含于其中。该加热/冷却流体接着加热/冷却该温度控制面及因而该铸模面。该加热/冷却流体为经由一导管由控制与加热电子组件所储藏的一下层引进。源自上工具的排放流体为往下回排经由一中间层。

所需要的是能够减少在上铸模工具组件中使用材料的数量。此组件具有的热质量较少，（例如，其较小）则对于将增加（以及去除）热量将更加敏感。相反地，铸模工具越大，以及更多材料使用在其构造中，则对于加热或冷却流体的反应会较慢。为了本发明的目的，需要产生一“热敏捷”工具，例如，一个具有低热质量的工具。

再者，所需要的是改良在温度控制面及铸模面的中心与讨论中该区域的外末端之间热量的传导。一已知加热该一工具的方法使用将一流体喷射冲射在该温度控制面上其能导致在腔室中该加热面的该中心，（该喷射冲射处），与该加热或冷却表面的外末端之间形成温度梯度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一改良的铸模工具组件。

根据本发明的一第一观点提供一铸模工具，其包含：

一热传递面；

一与该热传递面相对的温度控制面；以及，

若干自该温度控制面延伸的侧壁，其界定若干与该温度控制面相邻的个别的流体室；

一与若干流体室中至少一些流体室结合的流体基温度控制装置，每一温度控制装置经组配以产生一流体喷射导向至该温度控制面上的一冲射区域；

其中若干流体室中至少一些流体室界定至少一肋材延伸进入各自的该流体室由该温度控制面进入该腔室，以及，自该温度控制面上该冲射区域朝向该侧壁延伸，

其中每一肋材在与该温度控制面垂直地延伸的一横截面上具有一凹面轮廓。

为了避免怀疑，“热传递面”为用以在该温度控制面与该工作件之间转移热能的该表面-其可界定铸模形式（亦即，其可构成一“铸模面”）或是其可与另外的铸模块件接触界定该铸模面。

有利地，在该流体室内准备一凹面肋材提供了若干优点。首先，其对该铸模工具的上部分提供防挠加强界定该热传递面及该温度控制面。该工具的该加热部分因而可制成较薄，并更具热敏捷性。由于该肋材的横截面为凹面的，所以其质量也为低的，并因而不致显著地提供至该组件的热质量。

再者，该肋材的凹面本质容许在该室内自由气体流动，而同时增加该组件的表面积。就其本身而论，热量能够更有效地传导整个该腔室。特别地，该肋材能够使用作为一热传导路径，将热量传递至该腔室的末端。

仍更进一步地，事实在于该肋材向外地延伸容许其使用作为供气流所用的“导引叶片”，促进沿着其最直接的路线的通道至该侧壁。

可设想到的是，增强气流的优点应需隔离（例如，无任何该肋材的传导性性质），其可通过气隙或绝缘材料层与该温度控制面绝缘。

该凹面的肋材增加该组件的表面积与容积的比值，增加来回该流体的热能传导。

该肋材也可用于负荷反应，特别是用于模塑负荷（例如，在铸模面上以及因而在该热传递面上的压缩负荷）。

较佳地，提供三根或三根以上肋材，该肋材由该第一区域朝向该侧壁，以不同角度径向地延伸。

较佳地，该等肋材具有一拱形轮廓的横截面，更佳地具有一弯曲、拱形轮廓的横截面。

该肋材的拱形轮廓可延伸通过90度从该第一区域至该侧壁。由此我们意指该肋材描述一90度的拱形。在此结构中，两根由该冲射区域径向地延伸持续一个单一的180度的相对的肋材，让该冲射区域设置于最接近该温度控制面的该拱形上的该位置处。如此也可描述为一“单一180度拱形”结构。

该肋材的该拱形轮廓可延伸通过180度从该第一区域至该侧壁。因此，由该冲射区域相对地径向延伸的两根肋材形成一“双拱形”。

较佳地，若干该肋材为相对于与该温度控制面垂直的至少一平面对称地分布，并与该第一区域相交。

较佳地，该侧壁为终止于与该温度控制面相对的一端部处的一平面密封面中，其中该肋材为包含在由该温度控制面、侧壁及该平面密封面的该平面所界定的该室内。

该肋材可于该平面密封面的该平面处终止。

该工具可包含一铸模工具支撑件，其经布置以于模塑期间支撑该铸模工具组件，其中由该铸模面，通过该热传递面至该支撑组件的一负荷路径为通过该肋材。

该肋材可接触该铸模工具支撑件。

该温度控制装置包含一和该肋材的一支撑区域接触的流体出口。较佳地，该肋材为环绕该流体出口等距地间隔开。

该肋材可由不同于该温度控制面的其它材料建构而成。较佳地，该肋材为由比温度控制面的该材料具更高热转移系数的一材料建构而成，以增强热传导并避免一冲射“热点”。

根据本发明的一第二观点提供制造一模塑组件的方法，该方法包含以下步骤：

根据第一观点提供一铸模工具，

供给流体进入该腔室以加热或冷却该温度控制面并从而加热或冷却该热传递面，

使用该铸模工具模塑一组件。

附图说明

现将相关于该伴随的图式说明本发明铸模工具组件的一实施例，其中：

图1a为本发明的一第一铸模工具组件的一部分的一视图；

图1b为图1a的该铸模工具组件沿着线B-B所取的一部分的一断面视图；

图2a为本发明的一第二铸模工具组件的一透视图；

图2b为图2a的该铸模工具组件的一区域之一近视图；

图2c为图2a及2b的该铸模工具组件与另外的铸模工具组件装配的一透视图；

图3a为本发明的一第三铸模工具组件的一部分的一视图；

图3b为沿着线B-B所取的穿过图3a的一断面视图；

图4为本发明的一第四铸模工具组件的一透视图；

图5为本发明的一与其它铸模工具组件装配的第五铸模工具组件的一透视剖面图；

图6a为本发明的一第六铸模工具组件的一部分的一断面视图；

图6b为沿着线B-B所取的穿过图6a的一断面视图；以及

图7为本发明的一第七铸模工具组件的一断面视图。

具体实施方式

转向图1a及1b，提供本发明的一铸模工具组件10。该铸模工具组件10包含一铸模构件12及第一至第八肋材16、18、20、22、24、26、28及30。

该铸模构件12包含一上平板状段32，在其上表面上定义一热传递面，其也为一铸模面34，以及在其下表面定义一温度控制或加热面36。该面36将视为该“加热”面，但可经加热或冷却。该铸模面34界定用于与一工作件接触的一轮廓。该平板状段32一般地为如于图1a中所示的正方形轮廓。该工具组件10为由若干网格板状段32组成。在该平板状段32的周围处，一不断的侧壁38延伸。该侧壁38垂直于该加热面36突出并延伸至一密封面39，该一密封面39位于一般地平行于该加热面36的一平面40上。就其本身而论，一开启腔室42是由该加热面36，该侧壁38的该内侧表面及该平面40定界限而构成。应注意的是该腔室42具有一开启面43位在该密封面39内。

转向每一肋材16、18、20、22、24、26、28、30，其在形式上相似的并且，就其本身而论，于此仅详细说明该第一肋材16。该肋材16大体上为平面的并垂直于该加热面36延伸。该肋材16的横截面为如图1b中所示为凹面的。该肋材16具有一第一垂直部分44及一第二垂直部分46，通过一拱形部分48结合。该拱形部分48在其下表面界定一180度圆弓段凹面曲线50，其结合该二垂直部分44及46。于其外在面上，该肋材16邻接该侧壁38及该铸模构件12的该加热面36。

如图1a所示，八根肋材中的每一根由该加热面36的一中心区域52延伸，以及每一肋材为在相对于该平板状构件12的一中心点P的一相等角度下定向。

特别地转向图1b，所示一支撑组件54为坐落在该铸模工具组件10下方。该支撑组件54使用作为一负荷反应结构供施加至该面34的模塑力所用并如将于以下说明也包含一导管用于加热一冷却流体。

该支撑组件54包含一外壁56，其为该铸模工具组件10的该侧壁38的延伸部分。该支撑组件包含一内部流体导管58其通过该支撑组件54的该垂直长度。该导管58具有一入口60其经布置用于接收加热或冷却的流体，该流体接着向上通过该导管58至一出口62。该出口62具有一环状面63，该等不同的肋材16至30的该等内部端部经支撑位在该面上。就其本身而论，由该入口60通过至该出口62的该流体朝向中心区域52通过，于该处该流体冲射在该加热面36上。由于该等肋材的存在，该流体系经引导向外至该加热表面36的该外周围以及至该等侧壁38。有利地，该肋材促进径向流动其导致冲射在该侧壁38上，有助于该周围处的热转移。

一些模塑力为经由该等肋材传送进入该导管58。

也应注意的是，在每一肋材中所存在的该等拱形部分容许流体流动围绕该铸模工具组件腔室42的周围部分。

于加热或冷却作业期间，该液体流动典型地冲射在该加热面36的该中心区域52上。该肋材通过增加该工具组件10的表面积对容积比值将有助于此热能传导至该组件10的末端。

如图1a及1b所示，该肋材为个别的组件。于此例子中，例如，该铸模构件12为了模塑目的由一坚硬材料建构而成，例如铝或钢，该肋材可由一具高热传导性的较不坚硬材料建构而成，例如铜。如此将增强热传导离开该中心区域52。

就以上具体实施例的一变化形式而言，该肋材可与该铸模构件12一体成型。

转向图2a及2b，显示该一一体成型的设计。一铸模工具组件110具有一界定若干腔室142的一体成型的铸模构件112。

转向图2b，每一腔室142包含八个肋材116到130。就其本身而论，每一腔室142包含一与图1a及1b中所示该具体实施例相似的结构。

转到图2c，该铸模工具组件110为经显示安装在一支撑组件154上。再者，如图1b所示，该支撑组件154包含不同的流体导管58其向上突出至该等肋材116至130的内部区域。

该支撑构件154包含一下段164其包覆供流体加热/冷却作业所用的全部必要的电气及控制设备，以及一中间排放段166所有的排放流自该等腔室154经引导进入该中间排放段并经由口168排放。该铸模工具组件110的一铸模面134在图2c中为可见的。

如以上所说明，本发明的一具体实施例具有若干个肋材，每一肋材界定180度拱形部分。转向图3a及3b，显示一可交替的铸模工具组件210。该铸模工具组件210包含一具有四个肋材216、218、220及222的铸模构件212。该铸模构件212包含界定一铸模面234及加热面236的一平板状段232。该加热面236是由一侧壁238定界限如同铸模工具组件10，界定一开启腔室242。该侧壁238向下延伸至位在一象征性密封平面240上的一密封面239。

每一个肋材216、218、220、222界定一90度拱形部分。如图显示在图3b的该部分中，该等肋材216及220一起构成一180度拱形部分。该肋材216具有一垂直部分244其向上延伸进入一90度圆弓250中。该肋材220在相反方向向上延伸。该肋材216、220在180度拱形部分顶点于一中心区域252处会合。

该加热面236包含若干孔270，其使用以增加该加热面236的该一般表面积并因而增加与该腔室242中的流体传导。

同时显示一支撑构件254，除了该肋件216、220的该等拱形部分的端部之外其又支撑该侧壁238。该支撑构件255也具有一流体导管由之延伸（未显示）为了提供加热或冷却的流体进入该腔室242。

转向图4，图中显示与图3a及3b中所示者相似的一铸模工具组件的一实例的一透视图。该铸模工具组件310包含若干腔室342，每一个腔具有四个肋材316、318、320及322。如可见到，提供若干腔室342为了提供一连续可变化地加热的铸模工具。

转向图5，显示附装至一支撑组件454的一更加相似的铸模工具组件410。如可见到，流体导管458将流体喷射进入该等腔室442。

转向图6a及6b，图中显示该铸模工具组件10的一变化形式并以符号510标示。铸模工具组件510包含一支撑组件512，其依次地包含拱形部分514、516、518。

该支撑组件512包含一上平板状段520其界定位在其上表面上的一热传递面522，以及位在其下表面上的一温度控制，或加热面524。该面524将视为该“加热”面但可经加热或冷却。如图6b所示，该热传递面522大体上为平坦的，平面的并且不中断的。

提供一铸模轮廓组件524，其界定一轮廓化铸模面526用以与一工作件接触并构形该工作件。配置一接触面528与该铸模面526相对。该接触面528为于使用中与该热传递面522热接触。该铸模块件为一连续的、单一件，其与该支撑组件512的若干“区域”接触（注意为了清晰性图6以分解方式显示该支撑组件512及铸模块件524，但于正常操作期间其将处于热传导接触）。

该支撑组件512的每一“区域”一般地在轮廓上为正方形。该工具组件510由若干网格区域组成。一不断的侧壁530在每一区域的周围延伸。该侧壁530垂直于该加热面524突出。就其本身而论，一开启腔室532由该加热面524及该侧壁530的该内侧表面定界限。

如图1a及1b的具体实施例中，该支撑组件512使用作为一负荷反应结构供施加至该铸模面526的模塑力所用并也包含一导管534用于加热一冷却流体。

如上述具体实施例的一变化形式，该肋材可与该支撑构件512一体成型地构成。

转向图7，显示图6b的该部分的一变化形式，其中该平板状段520为环绕该等拱形部分514，516，518开启的，以致该加热/冷却的流体和该铸模轮廓组件524作直接的接触。如此改良了该工具510的热敏捷性。

该变化形式涵盖于本发明之范畴内。例如，该肋材不需为拱形部分或是圆弓部分。其可由其它适合的凹面结构建构而成，例如，由若干直弓部分，一V形状，一W形状或任何相似的凹面布置构成的一拱形部分。

Claims (17)

1.一种铸模工具，其特征在于，该工具包含：

一铸模工具组件，该铸模工具组件包含：

一热传递面；

一与该热传递面相对的温度控制面；以及，

若干自该温度控制面延伸的侧壁，该侧壁界定若干与该温度控制面相邻的独立的流体室，用于对遍布铸模工具的各种网格状区域可选择性地加热；

一与若干流体室中至少一些流体室结合的流体为基础的温度控制装置，每一温度控制装置经组配以产生一流体喷射导向至该温度控制面上的各自的一冲射区域；

其中若干该铸模工具组件的流体室中至少一些流体室界定若干肋材，该些肋材延伸进入各自的流体室由该温度控制面进入该流体室，以及，自该温度控制面上该冲射区域朝向若干侧壁中的至少一个延伸，

其中每一肋材在与该温度控制面垂直地延伸的一横截面上具有一凹面轮廓。

2.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，在若干流体室中的至少一些流体室内，提供三根或三根以上所述的肋材由该冲射区域朝向各自的界定该流体室的该侧壁，以不同的角度径向地延伸。

3.如权利要求1或2所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材具有一拱形轮廓的横截面。

4.如权利要求3所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材具有一弯曲、拱形轮廓的横截面。

5.如权利要求4所述的铸模工具，其特征在于，所述拱形轮廓包含由该冲射区域至该侧壁的一90度拱形部分。

6.如权利要求5所述的铸模工具，其特征在于，所述拱形轮廓包含由该冲射区域至该侧壁的一180度拱形部分。

7.如权利要求2所述的铸模工具，其特征在于，若干所述的肋材相对于与该温度控制面垂直的至少一平面对称地分布，并与该冲射区域相交。

8.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，若干所述侧壁终止于与该温度控制面间隔设置的一平面密封面，以及其中至少一根该肋材包含在由该温度控制面、侧壁及该平面密封面的平面所界定的该流体室内。

9.如权利要求8所述的铸模工具，其特征在于，至少一根所述肋材于该平面密封面的平面处终止。

10.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，其包含：

一铸模工具支撑件其经布置以于模塑期间支撑该铸模工具组件，其中由该热传递面至该支撑组件的一负荷路径是通过至少一根该肋材。

11.如权利要求10所述的铸模工具，其特征在于，至少一根所述肋材接触该铸模工具支撑件。

12.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，所述流体为基础的温度控制装置包含一流体出口，该流体出口与所述肋材接触。

13.如权利要求12所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材为相等间隔地环绕该流体出口。

14.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材为由不同于该温度控制面的一材料建构而成。

15.如权利要求14所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材为由比温度控制面的材料具有更高热转移系数的一材料建构而成。

16.如权利要求1所述的铸模工具，其特征在于，所述肋材与铸模工具组件一体成型。

17.一种模塑组件的制造方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

提供一如权利要求1至15中任一项所述的铸模工具，

供给流体进入所述流体室，以加热或冷却该温度控制面并从而加热或冷却该热传递面，

使用该铸模工具来模塑一组件。