CN105818363B - 用于对模具或工具进行加热的装置和方法 - Google Patents

用于对模具或工具进行加热的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本披露涉及一种用于以其一个作用表面来对毛坯进行压花/压制的工具，该工具具有一个具有多层的堆叠，该堆叠包括在该作用表面处的一个顶层(25)，该顶层在压花/压制的过程中被加热，其特征为一个空腔(47)，该空腔是在该堆叠中的两个层之间、如从该作用表面所看到的在该顶层的下方被限定的，该空腔在该作用表面的一个较大部分的下方延伸并且至少部分地填充有一种流体。

Description

用于对模具或工具进行加热的装置和方法
本申请是申请日为2012年6月8日、申请号为CN 201280041799.8(国际申请号为PCT/SE2012/050617)、名为“用于对模具或工具进行加热的装置和方法”的进入中国国家阶段的PCT申请的分案申请。
技术领域
本披露涉及用于在树脂或塑料材料成形中使用的装置和方法。
背景技术
已经提出在用于塑料材料成形的工具中提供加热特征。这种加热可以通过感应加热来提供，即，借助于配备有高频AC脉冲的线圈。这既可以用在对塑料毛坯的注射模制中又可以用在对其的压花/压制中。这种线圈产生振荡磁场，该振荡磁场通过感应出涡电流来在面向有待再成型的塑料材料的那个表面附近加热该模具或工具。
也可以借助于一种例如水的流体来提供冷却，这种流体在该工具或模具表面附近流动。
已经披露了实现这样的加热的多种不同的方式。在US-2009/0068306-A中示出了一种具有线圈承载部分的结构，该线圈承载部分提供了磁场。这种线圈承载体作为软磁铁氧体起作用并且包括相互电绝缘的磁性颗粒，例如以PERMEDYN MF1的形式。较靠近这个模具或工具表面有一个顶部部分，例如以奥氏体钢的形式，该顶部部分具体不是铁磁性的并且具有适合的电阻率，例如大约为7*10-7Ωm，以便从线圈感应出的涡电流产生热量。如从顶部部分所看到的，在线圈承载体的另一侧上有一个背板，例如由铜制成，该背板与顶部部分相比具有明显更低的电阻率。这个背板在线圈的背侧使得感应出的涡电流短路。在顶部部分的顶上有一个压模(stamper)，这个压模包括有待再现于模具或工具中的树脂或毛坯上的图案。这个具有多种材料的堆叠在靠近顶部部分处具有多个冷却导管。
在US-2009/0239023-A示出了一种进一步发展的结构，其中如上所述的具有多种材料的堆叠配备有一个附加的层，这个层将线圈承载部分与顶部部分分开。这个中间层可以由一种陶瓷材料构成，这种陶瓷材料或多或少在磁性上和电性能上是不活跃的、但是具有高的机械抗性。这些冷却导管可以放置在这个中间层中。中间层的这种高机械抗性意味着顶部部分可以是薄的并且因而具有较低的比热。由此，周期可以较短，因为顶部部分可以快速地被冷却和加热。另外，因为这些冷却导管可以被移动到不与顶部部分接触，所以可以使用更高的温度而不会使这些导管中的水沸腾。
与这种已知技术相关联的一个问题是如何进一步提高一种涉及这样的工具的工艺的效率、并且以一种成本有效的方式来做到这点。
发明内容
因此本披露的一个目的是获得一种具有改进的效率的工具。
这个目的是借助于一种根据本发明的工具来实现的。更确切地说是以下一种工具、如注射模制工具或压花/压制工具，该工具包括一个加热装置，该加热装置包括一个具有多层的堆叠以用于加热一个工具作用表面。该堆叠包括：一个线圈承载层，该线圈承载层包括用于产生一个振荡磁场的至少一个缠绕线圈；一个导电的顶层，该顶层与该工具作用表面相邻近；以及一个背层，如从该顶层所看到的，该背层被定位在该线圈承载层的下方，该背层在该线圈的多个绕组所匝绕的这些边缘处被电连接至该顶层、并且与该顶层相比具有一个较低的电阻率。一个导电的中间层被定位在该线圈承载层与该顶层之间，并且该中间层与该顶层相比具有一个较低的电阻率。还考虑了一种对应的生产方法。
在这样的一个堆叠中，该中间层可以用非常有效的方式将能量传递给该顶层、并且如果采用压制/压花的话可以同时承担相当大的机械载荷。
一个阻热层可以被放置在该中间层与该顶层之间。例如由玻璃制成的这样一个层在一定程度上减缓热量从顶层的散失，由此提高了在生产周期的过程中的顶层峰值温度。
该中间层可以配备有多个冷却导管，这些冷却导管用于传递一种冷却介质。这可以缩短生产周期。
顶层电阻率可以是在1*10-7-1*10-6Ωm之间的范围内，并且中间层具有的电阻率可以在1-3*10-8Ωm之间的范围内。
这种目的进一步是借助于一种在一个作用表面处向毛坯进行压花/压制的工具来实现的，其中该工具具有一个导电的顶层，该顶层是用一个线圈所感应出的电流来加热的，如从该作用表面所看到的，该线圈放置在该顶层的下方。如从该作用表面所看到的，一个背层被放置在该线圈的下方，该背层与该顶层相比具有一个较低的电阻率并且至少在该线圈的这些绕组所匝绕的这些相对的边缘处被连接至该顶层。提供了一个传导框架，该传导框架与该顶层相比具有一个较低的电阻率并且围绕该作用表面，这样使得该顶层至少在其一些边缘附近搁置在该传导框架上。还考虑了一种对应的生产方法。
这样在该背层与该顶层之间提供了良好的接触以便改进对顶层的加热，而同时允许该顶层在该传导框架的顶上浮动。
该顶层可以在该线圈的这些绕组所匝绕的一个边缘处与该顶层的该边缘相距一个距离地搁置在该传导框架上，这样使得当一个电流被从该背层引导进入该顶层时，该顶层的这个边缘与该顶层的内部部分相比在一个较少的程度上被加热。这可以是有利的，例如当生产光导板时，在这种情形下熔化的边缘否则将可能引入降低工艺产量的光学缺陷。
如从该作用表面所看到的，一个夹紧装置可以被放置在该传导框架的下方。这种夹紧装置可以是相对于它所搁置于其上的这个层可移动的，这样使得当一个电流被从该背层引导到该顶层时在一个阶段的过程中该传导框架可以被夹紧而抵靠在该顶层上。这改进了该传导框架与该顶层之间的电传导。
该夹紧装置可以被设计成一种带有两个压缩的密封圈的框架，一个密封圈围绕另一个密封圈并且二者都围绕该工具的作用表面，以使得在这些密封圈之间形成一个封闭的框架，并且具有用来迫使一种流体进入所述封闭的空间以增加其中的压力的装置(例如一个管道)，从而由此抬升这些密封圈来获得这种夹紧运动。
该顶层可以被分成一个上部顶层和一个下部顶层，其中该上部顶层包括一种金属，这种金属具有高于该背层电阻率的均一的电阻率；并且该下部顶层具有一种图案，这种图案具有变化的电阻率，这样使得在该作用表面产生的热量在该作用表面上发生变化。这允许了在该作用表面上对热量的产生进行有目的的改变。
这个目的还是通过一种以其一个作用表面来对毛坯进行压花/压制的工具实现的，其中该工具具有一个具有多层的堆叠，该堆叠包括在该作用表面处的一个顶层，并且该顶层在压花/压制的过程中被加热。在该堆叠中的两个层之间、如从该作用表面所看到的在该顶层的下方限定了一个空腔，并且该空腔在该作用表面的一个较大部分下方延伸并且至少部分地填充有一种流体。这使得被施加在该工具的作用表面上的压力均衡，这是因为该压力应在整个空腔上是均一的。还考虑了一种对应的生产方法。
有可能的是，已经处于该作用表面不接触毛坯的一种状态中时来升高该空腔中的压力使得该压力高于大气压力，从而使得该顶层在一定程度上膨出。这用于从该工具的作用表面与一个毛坯交界之处排空任何气穴。
附图说明
图1示意性地展示了一种用于对毛坯进行压花/压制的工具。
图2示意性地展示了一种注射模制工具。
图3示意性地展示了一个具有多层的堆叠，该堆叠被设计用来提供对一个工具表面的有效加热。
图4示出了一个压花/压制工具半件的透视图。
图5示出了图4的工具半件的俯视图，描绘了两个截面A-A和B-B的位置。
图6示意性地展示了在图3的这些层中的电流感应。
图7示出了来自图4的工具半件的在工具表面的短边缘处的截面A-A。
图8示出了来自图4工具半件的在工具表面的长边缘处的截面B-B。
图9A和图9B展示了图8的截面的细节。
图10示出了图7的截面的细节。
图11展示了顶层如何能够搁置在传导框架上从而在顶层与背层之间建立良好的电接触。
图12A和图12B展示了一个有图案的下部顶层如何能够被用来改变该顶层的作用表面上的热量产生。
具体实施方式
本披露涉及用于在树脂或塑料材料成形中使用的装置和方法。以下说明将主要阐述一种用于对塑料毛坯进行压花的系统，但是如技术人员所理解的，本文中阐述的许多技术方案可以等效地应用于注射模制以及其他工艺中。
图1示意性地并且以截面展示了一种用于对毛坯1进行压花/压制的工具。该工具具有两个工具半件3、5。每个半件或者其中一个半件可以配备有一个加热装置7。在压花中，通过在一个工具中施加热量和压力而在一定程度上对毛坯1(一个固体塑料件)再成型，即，将这些半件压靠在彼此上同时在这些半件的这些面向毛坯1的作用表面处加热这些半件。典型地，应用了一种表面图案。在生产用于背光式平板视屏LCD电视屏幕的光导时就是使用这种技术的一个实例。于是就为透明的矩形塑料片材提供了位于其一个平坦表面上的一种精细的表面图案。当这种片材的一个边缘被照亮时，这种表面图案使得所注入的光在这个表面上均匀地离开光导。这样的一种图案可以通过如在以下披露的工具系统中阐述的一个压模/顶层来实现。还可想像通过压花而生产的其他产品，例如菲涅耳透镜。除提供表面图案(压花)之外或作为其一种替代方案，还能够例如弯折一个毛坯(压制)。通过主动式加热和冷却，提供了相对短的周期时间。
在图2中示意性地展示的注射模制意味着将熔化的树脂9通过喷嘴13(如通过箭头所展示的)而注射进入一个空腔11中以便产生一种固态形式。用于将在下文阐述的这种工具的这些加热装置7可以用来加热这样的一个空腔并且可以被放置在对空腔11进行限定的这些工具部分15，17中的一个或多个部分中。与不被加热的模具相比，这允许了在最终产品中产生更薄的结构和更精细的图案。同时，例如借助于在该周期的一部分的过程中在多个冷却导管中流动的流体，可以允许较短的生产周期，尤其是如果模具也被主动冷却的话。这种所披露的加热技术披露还可以对于吹塑工艺是有用的。
图3示意性地并且以截面展示了一个具有多层的堆叠，该堆叠被设计用来提供对一个工具作用表面31的有效加热。在此，工具作用表面意为一个与有待再成型的塑料或树脂产生接触的表面。这个具有多层的堆叠具有一个感应线圈19，该感应线圈可以用于对模具或工具提供加热。这个堆叠具有一个线圈承载层21、一个在电性能上活跃的中间层23、一个顶层25、一个背层27、以及一个阻热层29。
线圈承载层21包括这个缠绕的线圈19并且是由一种有高的相对磁导率(例如室温下为300)和非常高的电阻率(例如2.5*10-3Ωm)的材料制成的。因而，它是一种倾向于传导磁场但不会在任何更大的程度上传递电流的材料。这意味着线圈承载层21会将由线圈19在其中产生的磁场传递到其他层并且使这种磁场具有形状，而不会在线圈承载层21自身中感应出任何实质性的涡电流。线圈19被放置在多个开放的槽缝中并且在线圈承载的表面上提供了均匀的场分布。PERMEDYN MF1(商标)被认为是一种对于线圈承载层适合的材料并且含有通过电绝缘树脂烘焙在一起的铁磁性材料颗粒。总体上，线圈承载的厚度可以典型地在10-30mm的范围内。
这个在电性能上活跃的中间层23包括一种具有非常低的电阻率(典型地1-3*10-8Ωm或更少)的金属，例如铜或铝。这个层被称作活跃的是因为线圈在其中感应出电流。然而，由于电阻率是如此之低以至于这些电流不会在任何更大的程度上产生热量。该层的厚度可以典型地是10-30mm，相对磁导率可以是接近于1(非铁磁性的)并且热导率可以典型地是100-400W/m/K。
顶层25可以包括一种有比活跃的中间层23更高电阻率的金属。一个适合的实例是1-2mm厚的奥氏体钢。因为电阻率更高，所以这就是会从由线圈19感应出的并且经过活跃的中间层23的涡电流产生热量的那个层。
这个顶层部分可以是非铁磁性的，并且电阻率可以典型地在从1*10-7至1*10-6Ωm的范围内。因而，这个顶部是导电的，但与中间层相比是导电性低得多的。
可能适合的是将这个顶层分成两个子层。例如，如果要通过压模来仿制精细结构的话，这个顶层可以适合地由电镀处理过的镍制成。因为镍是铁磁性的，所以这个镍子层的面向着这些线圈的表面(并非为作用表面)会被加热，这就是这个层为何优选地很薄的一个原因。另一个原因是电镀厚材料是耗费时间的。
为了使得这个顶部整体有一定厚度，可以在一个奥氏体非铁磁性层(例如1.0mm厚)的顶上放置一个薄的镍层(例如0.7mm)。这确保了均匀的热量分布。又另一个替代方案将是一个厚1-2mm的镍层，即便这可能对于生产而言是昂贵的。
如从面向有待处理的树脂或毛坯的这个表面31所看到的，在线圈承载层21的另一侧上提供了一个背层27(例如2-15mm厚)，并且该背层可以是由一种与活跃的中间层23相似的材料制成的。背层27借助于一种连接33而电连接至顶层25，在图3非常示意性地描绘了这种连接并且后面将进一步加以阐述。
可以在活跃的中间层23与顶层25之间放置一个阻热层29。该阻热层29用于在一定程度上阻碍热量从顶层25传递到活跃的中间层23，以使得顶层25可以达到更高的峰值温度。没有这个层，顶层在一个周期过程中则会达到较低的峰值温度，因为于是会有更多热量持续地从顶层25散失并且传递到这个活跃的中间层23。
阻热层的厚度可以是例如在1-5mm的范围内，这取决于其热传导性能。这可以是在高的顶部温度(厚)与短的周期时间(薄)之间权衡而选定的。在电学意义上，这个层可以是绝缘的并且热导率可以典型地大约为1W/m/K。相对磁导率可以是接近于1(非铁磁性的)。玻璃被认为是一种适合的材料。
这个阻热层还使得多个铁磁性顶层(例如镍)的使用不会出现太多问题。由于铁磁性材料中的集肤效应，顶层的面向线圈的一侧将被主要加热。然而，归功于这个阻热层，这种热能会被传递给作用表面而不是传递给活跃的中间层。
以下是可以使用的层材料及其厚度的一个实例：
层 材料 厚度
顶层 奥氏体钢/Ni-压模 1.0/0.7mm
阻热层 玻璃 3mm
活跃的中间层 Cu合金 15mm
线圈承载层 PermeDYN MF1 30mm
背层 Cu 5mm
在AC功率以25kHz的频率和以1.5*108W/m3的功率体积密度来施加的模拟中，10秒后顶层中的温度升高为200℃。同时背层中的温度仅升高约3℃，线圈承载中为约6℃，并且中间层中为约15℃。
图4示出了一个压花或压制工具半件的透视图。这个工具可以用来对42英寸LCD电视的塑料光导，即，一个尺寸大致为930×520mm的基片/毛坯，进行压花。相对的半件(未示出)可以或多或少是所示出的半件的镜像并且不进一步阐述。这种工具是按照图3描绘的概念构建的、并且是在一个基底板43上构建的，这个基底板承载着工具半件并且包括提供压制功能所需的所有机械连接。
图5示出了图4中的工具半件的一个小的俯视图并且描绘了两个截面A-A和B-B的位置，在对工具加热的总体工作原理进行简要说明之后详细讨论这些截面。
图6展示了在图3的这些层中的电流感应，其中图3的堆叠是处于分解透视图中。在所展示的情况中，顶层25是长边35为930mm并且短边37为520mm的矩形。其他的层具有对应的规格。线圈承载层21缠绕有一个线圈19，这个线圈具有在与该矩形的短边37平行的方向上的多个绕组，即，这些绕组匝是定位在长边的。当对线圈19施加高频AC脉冲时，对应于线圈19中的电流将会在活跃的中间层23的下表面中感应出一个电流39。这个电流将在活跃的中间层23的表面形成一个闭合的电流环路，这个电流环路在活跃的中间层23的下表面与相邻的线圈电流逆平行地延伸并且在上(如从顶层25看到的)表面与该相邻的线圈电流平行地延伸。这些电流在活跃的中间层的长边缘处互连，并且，由于集肤效应，这些电流主要存在于活跃的中间层表面的近旁。活跃的中间层23的顶表面中的AC电流进而将在顶层25中感应出一个电流40。因为顶层25具有更高的电阻率，所以这个层会产生相当大量的热量。这个顶层通过多个在其长边处的多条连接线33而连续地或间隔地电连接至背层27上，以允许这个电流流过整个顶层表面。
在线圈承载背侧的线圈将与在活跃的中间层中的情况类似地在背层27中感应出一个电流。这个电流将具有与电流40相同的方向并且将与其叠加。由于其低的电阻率，在背层27中将产生非常少的热量。
活跃的中间层23可以配备有多个冷却导管(未示出)以允许对该模具或工具进行冷却。这些导管可以传递一种例如水或油的冷却介质。流动可以是连续的、或者可以是脉冲式的以便在一个生产周期的仅一个阶段的过程中提供冷却。
参见图7，并且偶尔参照图4的透视图，现在更详细地讨论图5中的截面A-A。
在基底板43上构建了与图3的示意性描绘相对应的一个具有多层的堆叠。首先，背层板27被定位在基底板43上，并且随后是线圈承载21，这个线圈承载在所展示的情况中具有七个线圈区段45，每个线圈区段都承载了一个线圈(未示出)。这些线圈各自可以由一个单独的逆变器来供电，但是彼此同步的。与用一个共用的逆变器对这些线圈区段供电相比，这是一种优点，因为所需绝缘要求可以更少。
在所展示的情况中，放置在线圈承载21上的这个活跃的中间层23包括两个子层39、41并且包括多个冷却通道(图7中不可见)，这些冷却通道将在下文进行讨论。第一子层39被机加工成是中空的，以使得第一子层39和第二子层41一起限定一个平坦的空腔47，这个空腔可以在工具作用表面的一个较大部分的下方延伸。在操作中，这个空腔可以填充有一种流体并且作为一种将在下文进行讨论的流体压力均衡器起作用。
第二活跃中间子层41含有这些冷却导管，这些冷却导管是由一个流体分流器区块51馈送的，该流体分流器区块在多个步骤中同步地将一个主流分成多个同等的子流，每个导管具有一个子流。在第二子层41的顶上定位了阻热层29，并且随后是顶层/压模25。
以下是在图4中所示的工具半件中可以使用的材料和厚度的一个实例。
项目 厚度[mm] 实例材料
背层(27) 10 铜
连接条(55) 10 铜
线圈承载(21) 30 PermeDYN MF1
(39)中间基底 8，5 铝
中间顶部(41) 21，15 铝
阻热(29) 3 玻璃
顶层(25) 1 奥氏体钢
每个工具半件可以具有七个线圈，每个线圈有22个绕组匝，这些绕组匝是同步供电的，在压花的过程中每个线圈被馈送以25kW/25kHz/10秒的脉冲。
图8示出了图5中来自图5的工具半件在其短边缘处的截面B-B。这个截面示出了基底板43、背板27、线圈承载21、以及活跃的中间层的带有介于中间的空腔47的两个子层39、41。还示出了阻热层29和顶层/压模25。
第二活跃中间子层41含有这些冷却导管53，这些冷却导管沿着工具的作用面积的长度，即，发生压制和加热的地方而延伸。这些冷却导管53可以如在所展示的情况中那样被钻削成多个穿过第二子层41的整个长度的长孔。这些孔可以在末端处被塞住并且可以配备有多个连接孔，这些连接孔在孔被塞住之处的边缘旁边延伸经过子层41的平坦表面。这些连接孔可以连接至该流体分流器区块上。
以钻出孔53的形式提供多个冷却导管的一个可能的替代方案是将第二子层41提供为两个子层、并且通过在这些子层之一或二者的平坦表面中机加工出多个槽缝来形成这些冷却导管。
图8进一步示出了一个将背层27与顶层25相连的连接条55。这提供了允许这个产生热量的电流在顶层25中流动的连接(在图3中以标识33示意性地描绘)。这种连接条是通过多个螺钉57、59分别附接到背层27和一个传导框架63上的，顶层25搁置在该传导框架上。典型地，在该工具的每条长边上的每个线圈区段都可以提供一个这样的连接条，如图4中示出的。在连接条55与这些活跃的中间子层39、41之间可以提供一个空隙61。
以上所展示的这种具有多层的堆叠对该工具提供了优异的加热。然而所展示的工具涉及多项另外的技术方案，现在更详细地讨论这些技术方案。
均衡压力
特别在对毛坯进行压制/压花以提供光导板时，相等的压制力和不存在剪切力将提供良好的光学性能。图7和图8中示出的这个用流体填充的空腔47使得压力在表面和工具上得以均衡并且根本不传递剪切力。与没有使用以流体填充的空腔47的工具相比，这种也可以在无主动加热或者带有主动加热的替代方式的情况下使用的特征的结果是最终产品的品质改进和/或产量改进。
空腔47可以在较大部分的作用表面下方延伸。其中形成的流体层不需要很厚，4-5mm可以是一个有用的实例。使用的流体可以是水，但另一个替代方案是油。这种流体通过一个密封件79而受限于空腔内，该密封件被压缩在这些活跃中间子层39、41之间并且在任一子层的一个槽缝中延伸，该槽缝围绕空腔47。该工具的按压相当大地升高了流体压力。这个压力将在整个空腔上是均一的，从而确保在作用表面上均匀的压力。
有可能的是在空腔中施加一个正压力，例如在空腔中填充有一种液体并且被闭合时通过将有限量的空气泵送到其中而实现的0.5-1巴超压。这将致使第二子层41以及在第二子层顶上的这些层略微地膨出。这样提供的效果是，当在这些工具半件与一个毛坯之间施加压力时，可以在工具半件与毛坯之间避免夹带气穴。工具作用表面的中部首先将压靠在毛坯上、并且将随着按压力增加而将所有空气朝向边缘排空。然而，在发生压花时在最终压力(例如2MPa)下，这种膨出效果是可忽略的并且不影响最终结果。然而，归功于这种正压力，可以或多或少地消除在工具半件与毛坯夹带有气穴的风险。
有可能的是提供一种与流体相接触的压力传感器以便提供指示所施加压力的一种反馈信号。
改进与顶层的接触
尽管在许多情况下部顶层25可以是非常薄的并且分别在加热和冷却过程中可以在一定程度上膨胀和收缩，但还是应该在电流要进入的这些边缘处提供与背层27的可靠连接。这点可以通过应该例如由铜制成的传导框架63来实现，这种传导框架包围了工具半件的整个作用表面。顶层25以浮动的方式在顶层的边缘处搁置在传导框架63上。这也展示于图11中。
因而，如在图9A中指示的，允许顶层25在阻热层29和传导框架63上浮动。这是有利的，因为允许了顶层膨胀和收缩而不受到螺钉或类似物的影响，该影响否则将致使顶层变形而离开其平面。连接条55连接于其上的这个传导框架63还提供了顶层25与背层27之间良好的接触。
可以进一步改进顶层25与传导框架63之间的电流接触。顶层可以典型地将携带多至25000安培作为从长边缘到长边缘的最大电流，并且即便这个电流被分布在作用表面的整个长度上，这个电流密度也是显著的。
为了提供与顶层25的优异接触而同时允许其浮动，在传导框架63的下方提供了一种夹紧装置77。
因而，当毛坯被压在这两个工具半件之间时，有可能启动这个夹紧装置77，该夹紧装置于是将传导框架63推抵在顶层25上，由此在它们之间提供优异的电流接触。
尽管在传导框架与顶层之间主要是在长边缘处(在这个实例中为这些线圈所匝绕之处)传递相当大的幅值的电流，但可能优选的是围绕顶层的整个周长，即，还在这些短边缘处提供顶层与电流之间的夹紧效果。这可以防止所不希望的、例如在顶层拐角处的场异常。
如在图9A中描绘的，这种夹紧装置可以包括一个由例如塑料等绝缘材料制成的框架77，传导框架63搁置在这个框架上。这个塑料框架在下表面中具有两个槽缝并且在上表面中具有两个槽缝，内压缩密封圈81、83和外压缩密封圈79、85延伸在这些槽缝中。如在图9A中描绘的，塑料框架77在其布置有这些槽缝的内部区域中的厚度在某种程度上被减小，从而在每对内密封圈和外密封圈之间形成一个小的空间87。这些空间可以通过在内密封圈与外密封圈之间延伸穿塑料框架77的多个孔而互连。通过例如借助于由一条管道供应的压缩空气来使这个受限空间中的压力升高，这些密封圈将略微地抬升导体框架63，由此提供这种夹紧移动。
毛坯边缘的热学概况
在生产如上所述的光导时，其边缘可能需要特别关注。如果在边缘处树脂熔化得太多，就可能以一种非意图所在的方式在边缘处漏光。并且毛坯在边缘处的厚度可能将降低。同时，所希望的是在整个毛坯表面上施加压力。
应对这一点的一种方式是确保毛坯在边缘处被较少加热。这提供了一种围绕毛坯内部的“冷框架”，在毛坯内部处，该表面被所施加的加热而熔化。这可以导致光导具有更加均一的厚度，在这种情况下将在边缘处存在较少的、将漏光的光学缺陷。
可以用不同的方式来在工具半件的长边缘和短边缘处提供这个特征。
如所述的，图9A和图9B展示了图8的截面细节。在工具半件的长边缘处，导体框架63的外部由多个螺钉连接到这些连接条55上。传导框架63的内部与顶层/压模25产生接触。顶层25以其最内部的部分与传导框架63在一个接触区域65上重叠并且在其上浮动，如图9B中示出的。在接触区域65(可以是例如1mm长)外侧、在顶层25与传导框架63之间提供了一个空隙67(例如0.2mm)，这是由于接触区域65略微伸出该传导框架本体。顶层25还搁置在一个密封圈69上，该密封圈放置在传导框架63中的一个槽缝71中。当该工具在压花后被打开时，这个浮动的顶层25于是可以通过在顶层背后保持一个低压而被保持在位。因为传导框架63是在与顶层25的边缘相距一定距离处与之发生接触的，因此由传导框架63引导的电流73将在与这个顶层边缘相距这个距离处进入顶层，从而导致在毛坯边缘处该顶层的一个被相对少地加热的部分75。
图10示出了图7中的截面的细节。在这个截面中，在工具半件的短边缘处，传导框架63将作为一个将工具半件的两个长边缘互连的分路器来起作用。传导框架63的这部分因此将垂直于图10中截面的平面取向来引导相当大的电流。由于铜质传导框架63与顶层25相比具有非常低的电阻率，这个电流并不致使传导框架在任何更大的程度上被加热。然而，这个电流以与该工具中所有其他电流相同的频率交替流动、进而将产生与由活跃的中间层23在顶层25中感应出的磁场进行反作用的一种磁场，这是因为活跃的中间层的顶部的电流与传导框架的电流具有相反的方向。这迫使在顶层中的感应磁场远离顶层25的短边缘，而使得同样这个边缘与工具半件的内部部分相比将被较少地加热。
由此，可以实现毛坯绕其边缘的相对较冷的框架。
图12A和图12B展示了有目的地改变在工具半件的作用表面上的热量产生的一种另外的方式。在这种情况下，使用了一个具有两个子层的顶层，这两个子层一起搁置在传导框架上(参见图11)。在图12A中上部顶层可以被设计成先前所述的样子，即，一个均一的铁磁性或非铁磁性层，例如像镍、奥氏体钢或镍-钢组合。
图12B中下部顶层可以是有图案的。典型地，这种图案可以包括一个铜片材77，该铜片材在有待加热的面积上具有多个切口79。如果瞬时电流的方向是如图12B中的箭头所展示的，那么上部顶层将不将在含有铜的下部顶层的面积中在任何更大的程度上被加热。在那些面积中，电流将将被引导而通过具有较低电阻率的下层。这些切口区域可以用一种与铜片材具有同等厚度的绝缘材料(例如玻璃)覆盖。这就迫使这些电流在这个区域中流到上部顶层，从而由此加热上部顶层和作用表面。作为绝缘体的替代方案，还可以使用一种具有与上部顶层相似或同等电阻率的材料，例如奥氏体钢。这致使在这些区域中上部顶层和下部顶层二者都被加热。在任何情况下，结果都是作用表面中的多个较热的子面积81。这可以用来例如同时对两个毛坯进行压花，每个毛坯都具有一个如先前所讨论的相对较冷的围绕框架。技术人员应意识到，在作用表面上的这种热量产生可以用其他方式改变以获得不同的结果。可以通过改变下部顶层来以许多不同的方式使用一个工具。
本发明并不限于以上描述的实施例、并且可以在本发明的范围内以多种不同方式发生变化和进行改变。例如，这些线圈可以是从短边缘缠绕到短边缘的，而非如所展示的那样这些线圈绕组匝被定位在作用表面的长边缘处。可以使用具有类似特性的其他材料作为以上所阐述的这些材料。例如，顶层中并非是奥氏体钢，而可以考虑例如铁氧体或马氏体钢。在许多情况下可以用铝合金等等来替换铜合金。

Claims (5)

1.一种用于以其一个作用表面来对毛坯进行压花/压制的工具，该工具具有一个具有多层的堆叠，该堆叠包括：线圈承载层(21)，该线圈承载层具有用于产生振荡磁场的至少一个有多个绕组的线圈；导电的顶层(25)，该导电的顶层与工具作用表面相邻近；以及背层(27)，如从该顶层所看到的，该背层被定位在该线圈承载层的下方，该背层在该线圈的多个绕组所匝绕的边缘处被电连接至该顶层、并且与该顶层(25)相比具有较低的电阻率，该顶层在压花/压制的过程中通过向该线圈供电而被加热，其特征为一个空腔(47)，该空腔是在该堆叠中的该导电的顶层和该线圈承载层之间、如从该作用表面所看到的在该顶层(25)的下方被限定的，该空腔在该作用表面的一个较大部分的下方延伸并且至少部分地填充有一种流体，使得在该作用表面上所施加的压力被均衡同时该顶层(25)被加热。
2.根据权利要求1所述的工具，其中，导电的中间层(23)被定位在该线圈承载层与该顶层之间，其中，该中间层与该顶层相比具有较低的电阻率。
3.根据权利要求2所述的工具，其中，阻热层(29)被放置在该中间层和该顶层之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中，已经处于该作用表面不接触毛坯的一种状态中，该空腔(47)中的压力是高于大气压力的，从而使得该顶层(25)在一定程度上膨出。
5.一种使用了以其一个作用表面来对毛坯进行压花/压制的工具的生产方法，该工具具有一个具有多层的堆叠，该堆叠包括：线圈承载层(21)，该线圈承载层具有用于产生振荡磁场的至少一个有多个绕组的线圈；导电的顶层(25)，该导电的顶层与工具作用表面相邻近；以及背层(27)，如从该顶层所看到的，该背层被定位在该线圈承载层的下方，该背层在该线圈的多个绕组所匝绕的边缘处被电连接至该顶层、并且与该顶层相比具有较低的电阻率，该顶层(25)在压花/压制的过程中被加热，其特征为通过一个空腔对该毛坯进行压制，该空腔是在该堆叠中的该导电的顶层和该线圈承载层之间、如从该作用表面所看到的在该顶层的下方被限定的，该空腔在该作用表面的一个较大部分下方延伸并且至少部分地填充有一种流体，使得在该作用表面上所施加的压力被均衡同时该顶层(25)被加热。
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