CN105829056A - 形成包覆模制制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于注塑包覆模制制品的方法，所述方法包括在注塑设备(10)中将热塑性材料加热至预先确定的温度。所述注塑设备具有包括模具腔体(32)的模具(28)。所述注塑设备(10)具有大于约1百万次注塑循环且小于约2千万次注塑循环的使用寿命。所述方法还包括将预先制造的制品(51)定位在模具腔体(32)中，将加热的热塑性材料从注塑设备(10)的熔体夹持器(20)推入模具腔体(32)中，从而在注射元件(30)附近维持至少约400磅每平方英寸(约2MPa)且最多约10,000磅每平方英寸(约69MPa)的基本上恒定的熔体压力。

Description

形成包覆模制制品的方法

技术领域

本公开涉及形成注塑制品的方法，并且更具体地，涉及在基本上恒定低注射压力下形成包覆模制制品的方法。

背景技术

取决于对注塑制品的要求，注塑制品，诸如消费品、电子器件、容器等可使用多种技术制备。如果，例如使用不同的材料或最终的注塑制品要求不同的功能，则注塑制品可使用多种技术形成。例如，电气装置的组件，诸如例如键盘和手持式扫描器可使用包覆模制注塑方法，或另一种制造方法来制备。在这些方法的某一些中，最终注塑制品，或成品，可通过包覆模制基础组件来形成。例如，基础组件可以预先制造。然而，基础组件可具有当包覆模制基础组件时可能需要考虑的某些温度、压力或剪切敏感特性。因此，需要形成包覆模制制品的改善的方法。

发明内容

在一个实施方案中，一种用于注塑包覆模制的制品的方法。所述方法包括在注塑设备中将热塑性材料加热至预先确定的温度，其中所述注塑设备包括模具、塑料熔体注射系统、传感器和控制器，所述模具包括模具腔体，所述塑料熔体注射系统包括熔体夹持器和注射元件，并且所述注塑设备具有大于1百万次且小于两千万次注塑循环的使用寿命。所述方法还包括将预先制造的制品定位在模具腔体中，使用注射元件将加热的热塑性材料从注塑设备的熔体夹持器推入模具腔体中，在将加热的热塑性材料推入模具腔体中时使用传感器测定加热的热塑性材料的熔体压力，将来自传感器的信号发送至控制器，所述信号指示加热的热塑性材料的熔体压力，使用控制器和塑料熔体注射系统维持进入模具腔体的热塑性材料的基本上恒定的熔体压力，其中注射元件附近的熔体压力为约2MPa(约400磅每平方英寸)至约69MPa(约10,000磅每平方英寸)，并且用热塑性材料基本上填充模具腔体，使得预先制造的制品与热塑性材料接触。

在另一个实施方案中，用于注塑具有中空主体的包覆模制制品的方法包括在注塑设备中将热塑性材料加热至预先确定的温度，其中所述注塑设备包括模具、塑料熔体注射系统、传感器和控制器，所述模具包括模具腔体，所述模具由具有介于约8瓦特每米开尔文(约5BTUs/(hr-ft-℉))和约385瓦特每米开尔文(约223BTUs/(hr-ft-℉))之间的热导率的材料组成，所述塑料熔体注射系统包括熔体夹持器和注射元件，所述注塑设备具有大于1百万次注塑循环的使用寿命。所述方法还包括将部分中空的制品定位在模具腔体中，所述部分中空制品至少部分地由塑性材料形成，使用注射元件将加热的热塑性材料从注塑设备的熔体夹持器推入模具腔体中使得热塑性材料接触部分中空制品，在将加热的热塑性材料推入模具腔体中时使用传感器测定加热的热塑性材料的熔体压力，将来自传感器的信号发送至控制器，所述信号指示加热的热塑性材料的熔体压力，使用控制器和塑料熔体注射系统维持进入模具腔体的热塑性材料的基本上恒定的熔体压力，其中熔体压力为约2MPa(约400磅每平方英寸)至约69MPa(约10,000磅每平方英寸)，并且用热塑性材料基本上填充模具腔体，使得部分中空制品与热塑性材料接触。

在另一个实施方案中，用于注塑包覆模制制品的方法包括在注塑设备中将第一热塑性材料加热至第一温度，在注塑设备中将第二热塑性材料加热至第二温度，其中所述注塑设备包括模具、塑料熔体注射系统、传感器和控制器，所述模具包括模具腔体，所述模具由具有介于约8瓦特每米开尔文(约5BTUs/(hr-ft-℉))和约385瓦特每米开尔文(约223BTUs/(hr-ft-℉))之间的热导率的材料组成，所述塑料熔体注射系统包括熔体夹持器和注射元件，并且所述注塑设备具有约1百万次注塑循环至约2千万次注塑循环的使用寿命。所述方法还包括使用注射元件将第一加热的热塑性材料从注塑设备的熔体夹持器推入模具腔体中，在已经推动第一加热的热塑性材料之后，使用注射元件将第二加热的热塑性材料从注塑设备的熔体夹持器推入模具腔体中，在将第二加热的热塑性材料推入模具腔体中时使用传感器测定第二加热的热塑性材料的熔体压力，将来自传感器的信号发送至控制器，所述信号指示第二加热的热塑性材料的熔体压力，并且使用控制器和塑料熔体注射系统维持进入模具腔体的第二热塑性材料的基本上恒定的熔体压力，其中熔体压力为约2MPa(约400磅每平方英寸)至约69MPa(约10,000磅每平方英寸)，其中第一热塑性材料具有的熔体温度低于第二热塑性材料的熔体温度。

附图说明

图中所描述的实施方案本质上是例证性的，且并非旨在限制由权利要求书所限定的主题。当结合以下附图阅读时，能够理解对以下例示性实施方案的详细描述，其中用类似的附图标号表示类似的结构，并且其中：

图1示出了根据本公开构造的基本上恒定低注射压力模塑机的一个实施方案的示意图；

图2是图1的基本上恒定低注射压力模塑机的腔体压力对时间的图，其叠加于常规高可变压力注塑机的腔体压力对时间的图之上；

图3为图1的基本上恒定低注射压力模塑机的腔体压力对时间的另一图，其叠加于常规高可变压力注塑机的腔体压力对时间的图之上，所述图示出了用于某些填充阶段的填充时间的百分比；

图4A-4D为在通过常规高可变压力注塑机填充的各个阶段中，模具腔体的一部分的侧面剖视图；

图5A-5D为在通过图1的基本上恒定低注射压力模塑机填充的各个阶段中，固定在模具腔体中的预先制造的制品的一部分的侧面剖视图。

图6A-6D为可在如本文所述的基本上恒定低注射压力模塑机上进行的反向包覆模制循环的示意性剖视图；

图7A-7G为使用如本文所述的基本上恒定低注射压力模塑机形成的包覆模制制品的一个实施方案的示意性剖视图；并且

图8A-8C为使用如本文所述的基本上恒定低注射压力模塑机形成的部分中空的包覆模制制品的示意图。

具体实施方式

本公开涉及用于制造包覆模制制品，例如消费品、电子器件、容器等的方法。本公开可与例如一次或多次注塑方法和设备结合使用，并且还可与预先制造的制品，诸如电子组件、塑料包装、装饰品、塑料制品等一起使用。一次注塑方法可包括将单种热塑性材料注入一个模具腔体中，然而多次注塑方法可包括将可以在化学上不同或化学上相同的两种独立的材料注入相同的模具腔体或两个独立的模具腔体中。不同的材料可同时或在不同时间注射。在一些实施方案中，可首先注射相对软的材料，之后以反向包覆模制操作进行相对硬材料的第二注射。例如，在一些实施方案中，可首先注射相对软的材料，之后以与常规包覆模制操作相反的顺序次序进行相对较硬材料的第二注射。

本文所公开的设备和方法包括改善的注塑技术，其部分地包括基本上恒定且低注射压力以形成包覆模制制品。本文所公开的设备和方法可通过形成更一致且更均匀的过程来改善包覆模制制品的质量，所述方法可降低包覆模制制品的形成和/或注射期间施加到预先制造的制品上的温度和压力，这可影响在注塑期间可使用的预先制造的制品的类型。在注塑过程中降低的温度和压力可增加能够包覆模制的预先制造的制品的类型。例如，由于具有低变形温度，可被传统注塑操作损坏的电气装置可与本文所述的注塑方法和设备一起使用。

本公开的实施方案一般涉及通过使用注塑方法包覆模制预先制造的制品以形成最终包覆模制部件来制造包覆模制制品的系统、机器、产品和方法，并且更具体地讲，涉及通过在注射阶段期间基本上恒定的低注射压力注塑来制备包覆模制制品的系统、产品和方法。

如本文所用，相对于热塑性材料的熔体压力的术语“低压”，是指在注塑机的喷嘴附近的约10,000磅每平方英寸(psi)和更低例如约400psi的熔体压力。腔体内的熔体压力，包括相对于腔体壁上的位置的熔体压力或包括相对于预先制造的包覆模制制品的熔体压力，可以低至零psi，或在另一个示例中，在大气压力下。

如本文所用，相对于热塑性材料的熔体压力的术语“基本上恒定的压力”，是指与基线熔体压力的偏差不产生热塑性材料物理特性方面的有意义的变化。例如，“基本上恒定的压力”包括但不限于熔融热塑性材料的粘度不为此发生有意义变化的压力变化。在这方面，术语“基本上恒定”包括与基线熔体压力大约+/-30％的偏差。例如，术语“大约32MPa(约4600psi)的基本上恒定的压力”包括在约42MPa(约6000psi)(高于32MPa(4600psi)30％)至约22MPa(约3200psi)(低于32MPa(约4600psi)30％)范围内的压力波动。只要熔体压力波动不超过所列举压力的+/-30％，就认为熔体压力是基本上恒定的。

如本文所用，术语“熔体夹持器”是指包含与机器喷嘴流体连通的熔融塑料的注塑机的部分。将熔体夹持器加热，使得聚合物可在期望的温度下制备并保持。将熔体夹持器连接至电源，例如液压缸或电动伺服马达，所述电源与中央控制单元或控制器连通，并可被控制以推进隔膜来迫使熔融塑料穿过机器喷嘴。然后熔融材料流动穿过流道系统进入模具腔体中。熔体夹持器的横截面可为圆柱形，或具有可供选择的横截面，所述横截面将允许隔膜迫使聚合物在范围可从低至100psi至40,000psi或更高的压力下穿过机器喷嘴。隔膜可任选地整体地连接至往复式螺杆，所述往复式螺杆具有设计成在注射前使聚合物材料塑化的刮片。

术语“高L/T比率”一般是指100或更大的L/T，或长度与厚度，或长度/厚度比率，且更具体地是指200或更大，但是小于1,000的L/T比率。L/T比率的计算定义如下。

术语“峰值流量”一般是指如在机器喷嘴处测量的最大体积流量。

术语“峰值注射速率”一般是指注射活塞在迫使聚合物进入进料系统的过程中行进的最大线性速度。所述活塞可以为往复式螺杆，诸如在单级注射系统的情况下，或液压式活塞，诸如在二级注射系统的情况下。

术语“活塞速率”一般是指注射活塞在迫使聚合物进入进料系统的过程中行进的线性速度。

术语“流量”一般是指如在机器喷嘴处测量的聚合物的体积流量。该流量可基于活塞速率和活塞横截面积来计算，或用位于机器喷嘴中的适宜的传感器来测量。

术语“腔体填充百分比”一般是指按体积计填充的腔体的百分比。例如，如果腔体被填充了95％，则被填充的模具腔体的总体积占模具腔体总体积容量的95％。

术语“熔体温度”一般是指当使用热流道系统时，熔体夹持器中以及材料进料系统中所维持的聚合物温度，所述温度使聚合物保持在熔融状态。熔体温度根据材料而变化，然而，期望的熔体温度一般理解为落入由材料制造商推荐的范围内。

术语“浇口尺寸”一般是指由流道和模具腔体相交而形成的浇口的横截面积。对于热流道系统而言，浇口可以为开口设计，其中在浇口处不存在材料流的主动切断，或闭合设计，其中使用阀销以机械切断通过浇口进入模具腔体中的材料流(通常被称为阀门浇口)。浇口尺寸是指横截面积，例如1毫米(mm)浇口直径是指相当于在浇口与模具腔体相遇的点处，浇口的横截面积具有1mm直径的浇口的横截面积。浇口的横截面可以具有任何期望的形状。

术语“有效浇口面积”一般是指对应于模具腔体与将热塑性材料给料于模具腔体的进料系统的材料流动通道(例如，流道)的交叉点的浇口横截面积。浇口可以加热或可以不加热。浇口可以是圆形，或适于实现期望的热塑性材料进入模具腔体中的流动的任何横截面形状。

术语“增强比”是指在注射活塞迫使熔融聚合物穿过机器喷嘴时，注射电源具有的机械效益。对于液压式电源而言，常见的是液压式活塞将具有超过注射活塞10:1的机械效益。然而，所述机械效益的范围可从非常低的比率诸如2:1至非常高的机械效益比率诸如50:1。

术语“峰值功率”一般是指在填充模具腔体时产生的最大功率。峰值功率可在填充周期中的任何点处产生。峰值功率通过如在机械喷嘴处测量的塑性压力乘以如在机械喷嘴处测量的流量的乘积来测定。功率由式P＝p*Q计算，其中p为压力并且Q为体积流量。

术语“体积流量”一般是指如在机器喷嘴处测量的流量。该流量可基于活塞速率和活塞横截面积来计算，或用位于机器喷嘴中的适宜的传感器来测量。

当相对于包含热塑性材料的模具腔体使用时，术语“填充”和“充满”可互换，并且两个术语均是指热塑性材料已停止流入模具腔体中。

术语“注射量”一般是指待从熔体夹持器中注射以完全填充一个或多个模具腔体的聚合物的体积。注射量体积基于在即将注射之前熔体夹持器中的聚合物的温度和压力来测定。换句话讲，注射量是在给定温度和压力下的注塑活塞的一次冲程中注射的熔融塑性材料的总体积。注射量可包括穿过一个或多个浇口将熔融塑性材料注入到一个或多个注射腔体中。熔融塑性材料的射流还可通过一个或多个熔体夹持器来制备和注射。

术语“停顿”一般是指某个点，在所述点处流动前沿的速度被最小化到足以使聚合物的一部分下降至低于其不流动温度并开始冻结。

当用于本文时，术语“电动马达”或“电压机”包括电动伺服马达和电动线性马达两者。

术语“峰值功率流量因子”是指在单个注塑循环中注塑系统所要求的峰值功率的归一化量度，并且可将所述峰值功率流量因子用于直接比较不同注塑系统的功率要求。峰值功率流量因子通过首先测定峰值功率，然后测定待填充模具腔体的注射量来计算，所述峰值功率对应于填充循环(如本文定义)期间的模塑压力乘以流量的最大乘积。然后，峰值功率流量因子通过峰值功率除以注射量来计算。

术语“基本上恒定低注射压力模塑机”被定义为使用小于或等于约69MPa(约10,000psi)的基本上恒定的注射压力的101级、401级或30级注塑机。另选地，术语“基本上恒定低注射压力模塑机”可被定义为使用小于或等于约42MPa(约6,000psi)的基本上恒定注射压力的注塑机。在另一个实施方案中，术语“基本上恒定低注射压力模塑机”可被定义为使用小于或等于约69MPa(约10,000psi)的基本上恒定注射压力并且在模具芯(其由在两者之间限定模具腔体的第一模具部件和第二模具部件组成)达到其使用寿命终点之前，能够进行多于约100,000次循环，另选地多于约1百万次循环，另选地多于约125万次循环，另选地多于约2百万次循环，另选地多于约5百万次循环，另选地多于约1千万次循环，或另选地多于约1百万次循环至小于约2千万次循环的注塑机。“基本上恒定低注射压力模塑机”的特征可包括例如具有大于100(例如大于200)的L/T比率的模具腔体，多个模具腔体(例如4个模具腔体，又如16个模具腔体，又如32个模具腔体，又如64个模具腔体，又如128个模具腔体并且又如256个模具腔体，或者介于4和512之间的任何数目的模具腔体)，加热或冷却流道，和/或引导弹出机制。

术语“使用寿命”被定义为在故障或计划替换之前模具部件的预期寿命。当与模具部件或模具芯(或限定模具腔体的模具的任何部件)一起使用时，术语“使用寿命”是指在模塑部件中产生质量问题之前，在产生模具部件的完整性的问题之前(例如，磨损、分模线变形、切断表面变形或过度磨损)，或者在模具部件中出现机械故障之前(例如疲劳故障或疲劳断裂)，预期模具部件或模具芯将在使用中的时间。通常，当限定模具腔体的接触表面必须被丢弃或替换时，模具部件已达到其“使用寿命”的终点。模具部件可能需要在模具部件的“使用寿命”期间时不时地修理或翻新，并且这种修理或翻新不需要完全替换模具部件以实现可接受的模塑部件质量和模塑效率。另外，损坏可能发生于与模具部件的正常操作无关的模具部件，诸如不适当地从模具中取出一个部件并且用力使模具在非顶出部件上闭合，或者操作者使用错误的工具取出模塑部件并损坏模具组件。因此，有时使用备用的模具部件以在其达到它们的使用寿命终点之前替换这些损坏的组件。因为损坏而替换模具部件，这不改变预期使用寿命。

术语“引导弹出机制”被定义为致动以将模塑部件从模具腔体中物理弹出的动态部件。

术语“涂层”被定义为厚度小于0.13mm(0.005英寸)的材料层，其设置在限定模具腔体的模具部件的表面上，具有不是限定模具腔体的形状的主要功能(例如保护限定模具腔体的材料的功能，或减少模塑部件与模具腔体壁之间的摩擦以增强模塑部件从模具腔体中取出的功能)。

术语“平均热导率”被定义为组成模具腔体或模具侧面或模具部件的任何材料的热导率。构成涂层、层叠板、支撑板、和浇口或流道的材料，无论其与模具腔体一体形成还是独立于模具腔体，均不包括在平均热导率内。平均热导率基于体积加权计算。

术语“有效冷却表面”被定义为通过其从模具部件中除去热的表面。有效冷却表面的一个示例为限定通道的表面，所述通道用于冷却来自主动冷却系统的流体。有效冷却表面的另一个示例为热通过其耗散到大气的模具部件的外表面。模具部件可具有多于一个的有效冷却表面并因此可具有介于模具腔体表面与每个有效冷却表面之间的独特的平均热导率。

术语“标称壁厚”被定义为当模具腔体被制成具有均匀厚度时，模具腔体的理论厚度。标称壁厚可近似为平均壁厚。标称壁厚可通过将由单个浇口填充的模具腔体的长度和宽度积分来计算。

术语“平均硬度”被定义为以期望体积计的任何材料或材料组合的洛氏硬度(Rockwellhardness)。当存在多于一种材料时，平均硬度基于每种材料的体积加权百分比计。平均硬度计算包括构成模具腔体的任何部分的材料的硬度。无论其是否与模具腔体一体形成，平均硬度计算均不包括构成涂层、层叠板、浇口或流道、以及支撑板的材料。一般来讲，平均硬度是指模具冷却区中的材料的体积加权硬度。

术语“模具冷却区”被定义为位于模具腔体表面与有效冷却表面之间的材料的体积。

术语“周期时间”被定义为完全形成注塑部件所需的注塑过程的单次重复。循环时间包括以下阶段：将熔融塑性材料推入模具腔体中，用热塑性材料基本上填充模具腔体，冷却热塑性材料，将第一模具侧和第二模具侧分离以暴露冷却的热塑性材料，取出热塑性材料，以及闭合第一模具侧和第二模具侧。

基本上恒定低注射压力模塑机还可以为高生产率注塑机(例如，101级、401级或30级注塑机，或“超高生产率模塑机”)，诸如2012年8月31日提交的美国专利申请13/601,514中公开的高生产率注塑机，其以引用方式并入本文，所述注塑机可用于生产薄壁消费产品，诸如牙刷柄部和剃刀柄部。薄壁部件一般被定义为具有100或更大的高L/T比率。

本文所示和所述的立方体模塑的一个或多个实施方案可包括多射流方法，但不是必要的。如果使用多射流，则射流可各自包封离散的预先制造的制品或相同的预先制造的制品。可用于使用本文所公开的设备和方法的单射流或多射流注射包覆模制此类一个或多个预先制造的制品的材料可包括但不限于具有以下特性的材料：例如导热性、非导热性、或它们的组合、导电性、非导电性、或它们的组合、光学透明性、光学半透明性、光学不透明性或它们的组合、疏水性、疏油性、防水性、和/或所有上述特性的组合。

本文所示和所述的设备和方法的一个或多个实施方案可用于包覆模制以下产品中的一种或多种和/或此类产品的子组件中的一种或多种：航天产品；农产品；家用电器；汽车产品；建筑和结构产品和/或材料；计算机和商用机器；消费类产品，包括但不限于婴儿护理、美容护理、织物护理、家居护理、家庭护理、女性护理、健康护理，宠物护理、小家电、便携式电源(例如，蓄电池、电池)；电气/电子设备；政府/国防产品；重型卡车；工业产品；医疗/医药产品；办公室等家具；其它运输；包装产品；休闲/运动器材；以及电信产品。

注塑包覆模制的制品

多组分注塑，也称为多射流模塑、双射流模塑或包覆模制可用于形成复合制品，例如具有负载或力矩承受要求，以及在较小力下较大挠曲的要求的制品。通常，要求在较小力下较大变形的模塑复合制品的组件由具有低于约500MPa，或具体地讲低于约300MPa，或甚至更具体地讲低于约100MPa，并且在一些情况下低至约5MPa的弯曲模量的材料制成。许多肖氏硬度A标度在20至100硬度范围内的热塑性弹性体满足这些要求。例如，一种肖氏硬度A42TPE可具有约7MPa的弯曲模量，并且肖氏硬度A50TPE可具有约13MPa的弯曲模量。相对较硬或更刚性的热塑性材料诸如聚丙烯的示例可具有1,200MPa的弯曲模量，并且甚至更硬且更刚性的热塑性材料诸如ABS可具有2,400MPa的弯曲模量。

在常规情况下，最软的材料作为最后的材料模塑。例如，软组件的弹性性能使其难以在注塑较硬组件通常所需的压力下用后续组分包覆模制，并且获得必要的质量要求。大多数热塑性材料的注塑压力通常在42MPa(6,000psi)至140MPa(20,000psi)的范围内，对于具有在该相同或更低范围内的弯曲模量的材料而言，这可致使显著变形，或者大于10％的工程应变或具体地讲大于50％的工程应变，或更具体地讲大于100％的工程应变。另外，许多热塑性弹性体的注塑压力显著小于它们包覆模制于其上的相对较硬的热塑性材料的注塑压力。

使用本文所述的设备和方法，热塑性弹性体可在比较硬热塑性材料低得多的压力下注射，而不具有短射或腔体填充不完全的风险。约1.4MPa至约5.6MPa(约200psi至约800psi)的注射压力是常用的。虽然热塑性弹性体通常在几乎低于较硬热塑性材料的熔融温度的温度下注射，但典型的1-3秒注射时间与较硬热塑性材料的低热导率的组合由于温度效应而防止了大多数主要的变形。另外，热塑性材料的极度剪切致稀性质，与低注射压力的组合是指在注射期间它们不向它们紧密接触的腔体壁转移与相同腔体内模塑的较硬热塑性材料将具有的那样多的剪切力。当腔体壁包含较硬的热塑性材料时，当热塑性弹性体相对于较硬热塑性材料作为第二射流注射时，所述腔体壁具有较少的变形或腐蚀风险。

参见附图，一般来说，预先制造的制品定位(例如固定)在如本文所述构造的注塑设备的模具腔体中。在注塑设备或注塑工位的熔体夹持器中将热塑性材料加热至预先确定的温度。如下文所讨论的，热塑性材料被加热至的预先确定的温度可以低于制造商推荐的注射温度，并且具体地讲低于制造商推荐的最低注射温度。例如，如果就某些热塑性材料而言，制造商推荐的最低注射温度为约200摄氏度，则可在例如约150摄氏度下使用本文所述的设备和方法注射热塑性材料。因为在较低温度下注射热塑性材料，所以需要较少的冷冻时间，从而也减少总体循环时间。使用常规注塑设备，如果在约150摄氏度下注射形同的热塑性材料，则注射热塑性材料所需的压力可以相当大并且要求使得设备的规模将过大并且不经济的这样的功率。

在加热热塑性材料之后，使用塑料熔体注射系统或注射元件将热塑性材料注入注塑设备的一个或多个模具腔体中(例如单个模具腔体或至少两个模具腔体)，并使其基本上冷冻，从而形成包覆模制的制品。在一些实施方案中，包覆模制的制品可随后冷却和/或经历第二注射过程。如下文更详细地讨论的，根据本文所述的方法并使用本文所述的设备而制备的包覆模制的制品可具有减少的循环时间、减少的缺陷、和更高的收率。因此，由于低注射温度、低熔体压力、和低剪切压力，对温度、压力和剪切压力敏感的预先制造的制品可使用本文所述的设备和方法来包覆模制。

参见图1，示出基本上恒定低注射压力模塑机10的一个实施方案。基本上恒定低注射压力模塑机10一般包括塑料熔体注射系统12、夹紧系统14、和模具28。可以热塑性粒料16的形式将热塑性材料引入塑料熔体注射系统12中。热塑性材料可直接影响最终塑料制品的多种性质，诸如应力、结晶度、和冷却速率、以及其它性质。因此下文充分讨论了热塑性材料。可将热塑性粒料16放置于料斗18中，所述料斗将热塑性粒料16喂入塑料熔体注射系统12的加热圆筒20中。热塑性粒料16在被喂入加热圆筒20中之后可由往复式螺杆22驱动至加热圆筒20的端部。加热所述加热圆筒20以及通过往复式螺杆22压缩热塑性粒料16导致热塑性粒料16熔融，从而形成熔融热塑性材料24。通常在约130摄氏度(℃)至约410℃的温度下加工熔融热塑性材料。在一个实施方案中，注塑机和方法包括低注射压力。在另一个实施方案中，注塑机和方法包括基本上恒定低注射压力模塑机。

往复式螺杆22迫使熔融热塑性材料24朝向喷嘴26以形成热塑性材料的射流，所述射流将经由注射元件诸如一个或多个浇口30，优选地三个或更少的浇口被注入模具28的多个模塑腔体32中，所述浇口引导熔融热塑性材料24流至多个模具腔体32。在其它实施方案中，可通过进料系统(未示出)将喷嘴26与一个或多个浇口30隔开。

多个模具腔体32在模具28的第一模具部分25与第二模具部分27之间形成。第一模具部分25和第二模具部分27可由具有高热导率的材料形成。例如，第一模具部分25和第二模具部分27可由具有介于约6瓦特每米开尔文(约4BTUs/(hr-ft-℉))和约385瓦特每米开尔文(约223BTUs/(hr-ft-℉))之间，或介于约8瓦特每米开尔文(约5BTUs/(hr-ft-℉))和约385瓦特每米开尔文(约223BTUs/(hr-ft-℉))之间，或介于约52(例如，51.9瓦特每米开尔文(约30BTUs/(hr-ft-℉))和约385瓦特每米开尔文(约223BTUs/(hr-ft-℉))之间的热导率的材料形成。又如，第一模具部分25和第二模具部分27中的一者或两者可由具有介于约35BTU/(小时-英尺-℉)和约200BTU/(小时-英尺-℉)之间；或介于约40BTU/(小时-英尺-℉)和约190BTU/(小时-英尺-℉)之间；或介于约50BTU/(小时-英尺-℉)和约180BTU/(小时-英尺-℉)之间；或介于约75BTU/(小时-英尺-℉)和约150BTUBTU/(小时-英尺-℉)之间的热导率的材料形成。

用于制造第一模具部分25和/或第二模具部分27中的全部或部分的一些示例性材料(扩大到包括开始于约5Rc的硬质工具钢)包括硬质钢，例如，具有以下Rc的硬质工具钢：约100Rc或更少，约60Rc或更少，约50Rc或更少，约35Rc或更少，约10Rc或更少，约5Rc至约10Rc，约5Rc至约35Rc，约5Rc至约50Rc，约5Rc至约100Rc。用于制造第一模具部分25和/或第二模具部分27的全部或部分的一些其它的示例性材料包括铝(例如，2024铝、2090铝、2124铝、2195铝、2219铝、2324铝、2618铝、5052铝、5059铝、航空级别铝、6,000系列铝、6013铝、6056铝、6061铝、6063铝、7000系列铝、7050铝、7055铝、7068铝、7075铝、7076铝、7150铝、7475铝、QC-10、Alumold^TM、Hokotol^TM、Duramold2^TM、Duramold5^TM和/或Alumec99^TM)、BeCu(例如，C17200、C18000、C61900、C62500、C64700、C82500、MoldmaxLH^TM、MoldmaxHH^TM和/或Protherm^TM)、铜以及任何铝合金(例如，铍、铋、铬、铜、镓、铁、铅、镁、锰、硅、钛、钒、锌和/或锆)、任何铜合金(例如，镁、锌、镍、硅、铬、铝和/或青铜)。

另选地，可使用非均质材料，其中相异的金属或金属合金的组合例如经由相容金属间合金组合或内在结合以形成模具组件，所述模具组件在一侧上比另一侧优选更硬，或在某些实施方案中，在一个体积元件或另一个中或多或少是导热的。上述家族中的合金可被包括在这些非均质模具组件中。此类模具组件的一个示例包含以如下顺序经由金属间合金内在结合在一起的Fe-Cr-V极硬表面涂层内的Cu芯保护层：铜、铁-镍(Fe-Ni)、铁-铬(Fe-Cr)、铁-铬-钒(Fe-Cr-V)。这些材料可具有介于约0.5Rc和约20Rc之间，具体地讲介于约2Rc和约20Rc之间，更具体地讲介于约3Rc和约15Rc之间，还更具体地讲介于约4Rc和约10Rc之间的洛氏C(Rc)硬度。第一模具部分25和/或第二模具部分27可仅由这些材料中的任一种或这些材料的任何组合组成。例如，模具28可包含铝和/或含铝芯。

本发明所公开的基本上恒定的低注射压力模塑方法和机器在以下模塑条件下操作，所述模塑条件允许由较软的较高热导率材料制成的模具获取大于约100,000次循环、大于约200,000次循环、大于约500,000次循环、大于约700,000次循环、大于约1百万次循环，例如介于约100,000次循环和约2,000,000次循环之间，介于约100,000次循环和约1,500,000次循环之间，介于约1百万次循环和约1千万次循环之间，具体地讲介于约125万次循环和约1千万次循环之间，且更具体地讲介于约2百万次循环和约5百万次循环之间的使用寿命。

模具28还可包括冷却回路29，所述冷却回路被整合到第一模具部分25或第二模具部分27中的任一者或两者中或被定位成靠近第一模具部分25或第二模具部分27中的任一者或两者。冷却回路29可提供冷却流体穿过模具28的一个或两个部分的路径。冷却流体可从模具28或模具的部分25,27中除去热，从而降低模具28的温度，并且在一些情况下，从而降低模具腔体32内所包含的包覆模制制品的温度。在冷却流体穿过模具28时，可测量冷却流体温度。例如，可在冷却流体处于其最靠近模具腔体32的点时，在其进入模具28时，或在其离开模具28时，测量冷却流体温度。在其达到模具28时，冷却流体温度可通过冷却器测定，如本文所讨论的。在一些实施方案中，冷却回路29可具有螺旋流动路径，然而在其它实施方案中，冷却回路29可具有平面的、弯曲的、线性的或其它流动路径。

模具28的高热导率(例如，第一模具部分25和/或第二模具部分27)可减轻对除湿设备的需要，因为可减小模具与周围环境之间的温度差异。另外，由于模具的高热导率，所以可减少模具中的热滞后。这可使得例如蒸发性冷却流体和/或闭路系统能够使用。

在其中模具28包括多个模具腔体32的实施方案中，总体生产速率可增加。如上文所讨论的，就本文所述的模具的实施方案中的任一个而言，模具中的任一个可以闭合位置构造以形成2个模具腔体至512个模具腔体，或介于2个模具腔体和512个模具腔体之间的模具腔体的任何整数值，或在由这些值中的任一个形成的任何范围内，诸如介于64和512个之间，介于128和512个之间，介于4和288个模具腔体之间，介于16和256个模具腔体之间，介于32和128个模具腔体之间等。多个模具腔体中每一个的腔体形状可以彼此相同、相似或不同。所述模具腔体还可由多于两个的模具部分形成。在其中多个模具腔体的形状彼此不同的实施方案中，可将多个模具腔体认为一族模具腔体。

在图1所示的实施方案中，将预先制造的制品51固定在多个模具腔体32中的至少一个中。预先制造的制品51可以为由热塑性材料部分地或完全包覆模制的任何制品。例如，预先制造的制品51可以为以下制品中的任一个或组合，所述制品例如金属螺丝、磁体、电子子组件、射频识别(RFID)标签、电子组件、焊接组件、包含流体诸如液体(例如雪球)或气体诸如空气、氮气或氩气的组件，包含墨的组件、包含闪点低于预先确定的温度的易燃材料的组件、陶瓷制品、中空或部分中空的制品、医疗设备组件、刷毛、镜子、海绵、橡胶制品(例如，垫圈)、基于铅的焊料、无铅焊料、发光二极管、电池、电阻器、电容器、电感器、微控制器、运算放大器、电子设备(例如移动电话、智能电话)、二元或三元共晶合金。

预先制造的制品51的另外示例包括标签、装饰物、指示器、阻隔件、夹紧元件、纹理化元件、以及触觉元件。如下文所讨论的，温度和/或压力敏感的预先制造的制品，诸如具有印刷侧面的装饰性标签可与本文所述的包覆模制的设备和方法一起使用。制品可在不同程度上对应力或粘性剪切张量的不同分量敏感。例如，制品可对流体静压力分量(应力或粘性剪切张量的对角分量)最敏感并且对剪切(非对角)分量较不敏感，或反之亦然。中空制品，或在经历流体静压力时容易经历体积变化的其它制品，将对剪切张量的对角分量更敏感。另一方面，平坦、薄的或其它高纵横比制品可在经受甚至高流体静应力时产生很少的体积变形，但在经受由熔融塑料拖过制品的一个表面上导致的高滑动力和剪切应力时可部分或严重损坏。模内标签是对流体静压力较不敏感，对剪切应力或剪切应变敏感的制品的一个示例：置于模具腔体中并由一些机制诸如静电力或真空(或本领域熟练的技术人员已知的一些其它方法)保持的标签将经受移动塑料的曳力，随剪切应力平移，并且可由于这些力而经历应变、变形或甚至整体运动。这些剪切力、应变和应力将基本上正比于注射塑料的运动速率或速度。

预先制造的制品51可通过附接部分53被定位(例如固定)，所述附接部分可整合到每个模具腔体32中。在其它实施方案中，可使用粘合剂、夹具、突起、或其它固定机制和/或方法将预先制造的制品51定位(例如固定)以将预先制造的制品51固定在模具腔体32内部。预先制造的制品51可例如包含粘合剂，或者可将粘合剂施用于模具表面33。

第一模具部分25和第二模具部分27通过压机和夹紧单元34在压力下保持在一起。压机或夹紧单元34在模塑过程中施加夹紧力，所述夹紧力大于由用于分离第一模具部分25和第二模具部分27的注射压力所施加的力，由此在将熔融热塑性材料24注入多个模具腔体32中的同时使第一模具部分25和第二模具部分27保持在一起。为支撑这些夹紧力，夹紧系统14可包括模具架和模具基座。如下文所讨论的，在至少约400psi且最多约10,000psi的基本上恒定熔体压力下，将熔融热塑性材料24注入多个模具腔体32中。在一个示例中，夹紧系统14的合模力可以小于约2吨每平方英寸投影模具面积。应当理解夹紧系统14可具有高于和低于上述示例性2吨每平方英寸投影模具面积的其它合模力。

将热塑性材料24加热至预先确定的温度。可将热塑性材料24加热至预先确定的温度，所述预先确定的温度低于制造商对于所述具体热塑性材料的最低推荐注射温度。一般来说，制造商提供具体材料的熔融或注射温度范围，在所述范围下容易注射热塑性材料。使用本文所述的设备和方法，热塑性材料可加热至预先确定的温度，所述预先确定的温度小于由制造商推荐的最低温度，例如低于最低推荐温度约100摄氏度，或低于最低推荐温度约75摄氏度，或低于最低推荐温度约50摄氏度，或低于最低推荐温度约40摄氏度，或低于最低推荐温度约25摄氏度。通过另一种测量，热塑性材料被加热至的预先确定的温度可以低于预先制造的制品的热挠曲温度或者塑性或弹性变形温度约30摄氏度。可将加热的热塑性材料24推进到多个模具腔体32中，直至多个模具腔体32基本上被填充。可在热塑性材料24离开注射元件并进入多个模具腔体32中的至少一个时所测量的熔体温度下推进熔融热塑性材料24。当多个模具腔体32多于90％被填充，在另一个示例中多于95％被填充，并且在另一个示例中选多于99％被填充时，所述多个模具腔体32可以为基本上被填充的。一旦将熔融热塑性材料24的射流注入到多个模具腔体32中，往复式螺杆22就停止向前行进。

控制器50与可位于喷嘴26、注射元件或浇口30、和螺杆控制36附近的传感器52以通信方式连接。控制器50可包括微处理器、存储器、以及一个或多个通信链接。当通过传感器52测量热塑性材料的熔体压力和/或熔体温度时，该传感器52可将压力或温度的信号指示发送至控制器50，以向控制器50提供完成填充时多个模具腔体32(或喷嘴26)中维持的目标压力。该信号一般可用于控制模塑过程，使得材料粘度、模具温度、熔体温度的变化、以及影响填充速率的其它变化通过控制器50来调节。这些调节可在模塑循环期间立即进行，或可在后续循环中进行校正。此外，可将多个信号对多次循环平均，然后用于通过控制器50对模塑过程进行调节。控制器50可分别经由有线连接54,56连接至传感器52和螺杆控制36。在其它实施方案中，控制器50可经由无线连接、机械连接、液压式连接、气动式连接、或本领域普通技术人员已知的将使得控制器50与传感器52和螺杆控制36两者通信的任何其它类型的通信连接而连接至传感器52和螺杆控制36(例如，反馈回路)。

在图1的实施方案中，传感器52是测量(直接或间接)喷嘴26附近的熔融热塑性材料24的熔体压力的压力传感器。热塑性材料24可在最大熔体压力下注射，所述最大熔体压力在进入至少两个模具腔体的热塑性材料的最小熔体压力的30％范围内，使得所述熔体压力基本上恒定。类似于制造商推荐的注射温度，制造商一般提供推荐的注射压力范围或熔体压力范围，其示例在下文重现。使用本文所述的设备和方法，进入至少两个模具腔体的热塑性材料的熔体压力可以小于制造商推荐的最低注射压力。

传感器52产生传输到控制器50的电信号。然后控制器50命令螺杆控制36以维持喷嘴26中熔融热塑性材料24的所需熔体压力的速率来推进螺杆22。虽然传感器52可直接测量熔体压力，但是传感器52还可通过测量熔融热塑性材料24的其它特性，诸如指示熔体压力的温度、粘度、流量等来间接测量熔融压力。同样，传感器52不需要直接位于喷嘴26中，而是传感器52可位于与喷嘴26流体连接的塑料熔体注射系统12或模具28内的任何位置处。如果传感器52不位于喷嘴26内，则可向所测量的特性应用适当的校正因子以计算喷嘴26中的熔体压力的估计值。传感器52不需要与注射材料直接接触，并可供选择地与流体动态通信，并能够感测材料压力和/或其它流体特性。如果传感器52不位于喷嘴26内，则可对所测量的特性应用适当的校正因子以计算喷嘴26中的熔体压力。在其它实施方案中，传感器52不需要设置在与喷嘴26流体连接的位置处。相反，传感器52可测量由夹紧系统14在介于第一模具部分25与第二模具部分27之间的模具分模线处产生的夹紧力。在一个方面，控制器50可根据来自传感器52的输入而维持压力。作为另外一种选择，传感器52可测量电压机所需的电力，这可用于计算喷嘴26中压力的估计值。

虽然图1示出了工作中的闭环控制器50，但是可使用其它压力调节装置代替闭环控制器50。例如，压力调节阀(未示出)或减压阀(未示出)可代替控制器50以调节熔融热塑性材料24的熔体压力。更具体地，压力调节阀和减压阀可防止模具28的过压。用于防止模具28过压的另一种可供选择的机制为当检测到过压状态时激活警报。

基本上恒定低注射压力模塑机10还可使用位于靠近流动位点端部(即，靠近模具腔体的端部)的另一个传感器(诸如上图1中的传感器52)以监测材料粘度的变化、材料温度的变化、以及其它材料性能的变化。可将来自该传感器的测量传送至控制器50以允许控制器50实时校正过程，以确保熔体前沿压力在熔体前沿到达多个模具腔体32的端部之前被释放，这可造成模具28飞边、另一压力和功率峰值。此外，控制器50可使用传感器测量以调节所述过程中的峰值功率和峰值流量点，以便实现一致的加工条件。除了使用传感器测量以在当前注射循环期间对过程进行实时微调之外，控制器50还可随时间推移(即经过多个注射循环)来调节过程。以这种方式，当前注射循环可基于在较早时间点处的一个或多个循环期间发生的测量来校正。在一个实施方案中，可将传感器读数对许多循环平均，以便实现过程一致性。

在注入多个模具腔体32中时，熔融热塑性材料24接触每个模具腔体32内的模具接触表面33并且采用多个模具腔体32的形式，并且熔融热塑性材料24在模具28内冷却直至热塑性材料24固化或基本上冻结。熔融热塑性材料24可利用包含流动通过第一模具部分25和和第二模具部分27中的至少一个的冷却液的主送冷却装置来主动冷却，或通过对流和传导到大气被动冷却，如下文所讨论。一旦热塑性材料24已固化，压机34就释放第一模具部分25和第二模具部分27。此时，第一模具部分25和和第二模具部分27彼此分离，并且成品部分，在该实施方案中为包覆模制的制品可从模具28中顶出。例如，可通过顶出、倾倒、释放、取出、提取(手动或经由自动化方法，包括机器人动作)、拉动、推动、重力、或将经冷却的包覆模制制品与第一模具部分25和第二模具部分27分离的任何其它方法，将包覆模制的制品顶出或取出。在将冷却的包覆模制制品从第一模具部分25和第二模具部分27取出之后，可将第一模具部分25和第二模具部分27闭合，重新形成多个模具腔体32。多个模具腔体32的重新形成制备第一模具部分25和第二模具部分27以容纳熔融热塑性材料的新射流，从而完成单个模塑循环。循环时间被定义为模塑循环的单次重复。

在注塑过程中，可将来自熔融热塑性材料24的热转移至模具28，从而提高模具温度。冷却系统或冷却回路可有助于将模具28和/或多个模具腔体32的一部分或整体维持在低于热塑性材料24的不流动温度的温度下。例如，甚至可使接触包含熔融热塑性材料24的射流的多个模具腔体32的表面冷却以维持较低温度。可使用任何适宜的冷却温度，诸如约10摄氏度。例如，可使模具28基本上维持在室温下。结合此类冷却系统可有利地提高冷却所形成的注塑部件的速率并易于从模具中顶出。此外，因为本文所述的模具的高热导率，所以模具可不保留全部或大多数热，因为转移到模具的热可随后经过较短时间段转移到冷却流体。例如，在熔融热塑性材料的注射阶段期间，模具28可具有或维持大于或等于约90摄氏度的温度，这可避免模具28上或周围的冷凝，从而消除对除湿设备的需要。在一些示例中，模具温度可设置成仅略高于露点，并且在其它示例中，模具的部分，例如靠近浇口，模具温度可最高至并且甚至略高于材料顶出温度、或材料结晶温度、或材料固化温度。

冷却回路可使得热从多个模具腔体32中除去，并且使在多个模具腔体32内形成的包覆模制制品的温度降低。冷却回路可以为例如定位在第一模具部分25和第二模具部分27两者内的螺旋冷却回路。在其它实施方案中，冷却回路可包括直管。冷却回路可被构造成将冷却流体诸如水引导到和远离第一模具部分25和第二模具部分27，使得热从多个模具腔体32中除去(并因此从热塑性材料和/或所形成的包覆模制制品中除去)并转移到冷却流体。冷却流体可流体地联接到冷却器系统(未示出)以除去残留在冷却流体中的热。由于模具28的热导率，从模具28转移到冷却流体的热应当相当均匀且有效，因为整个模具28中的温度应当基本上保持相同。从模具28除去的热还可从包覆模制的制品中除去热，导致对包覆模制制品的基本上均衡的冷却和更有效的冷却，这可减小模塑成包覆模制制品的应力，并且还可基本上平衡，或以其它方式使得模塑成包覆模制制品的应力更均匀。

现在参见图2，由虚线60示出了常规的高可变压力注塑法的典型压力-时间曲线。相反，由实线62示出了本发明所公开的基本上恒定低注射压力模塑机的压力-时间曲线。

在常规的情况下，使熔体压力快速增加至远超过约15,000psi，然后在大于约15,000psi的相对高的压力下保持第一时间段64。第一时间段64是其中熔融塑性材料流入模具腔体中的填充时间。此后，熔体压力降低并在通常约10,000psi或更大的较低、但是仍然相对高的压力下保持第二时间段66。第二时间段66是其中维持熔体压力以确保模具腔体中的所有间隙都被回填的填料时间。在完成填料之后，可任选地使压力再次下降并持续第三时间段68，所述时间段为冷却时间。常规高可变压力注塑系统中的模具腔体被从流动通道的端部向浇口回填。模具中的材料通常在腔体的端部附近冻结，然后材料的完全冻结区域逐渐向一个或多个浇口位置移动。因此，模具腔体的端部附近的塑料比靠近一个或多个浇口位置的塑料材料填料在更短的时间段内并在降低的压力下填料。部件几何形状，诸如浇口与模具腔体的端部之间中部的非常薄的横截面积也可影响模具腔体区域中的填料压力水平。不一致的装填压力可导致成品的不一致，包括不均匀的壁厚、不均衡的应力、以及高结晶度水平。此外，塑料在各固化阶段中的常规填料导致一些不理想的材料特性，例如，模塑中的应力、凹陷、以及非最佳光学特性。

另一方面，基本上恒定低注射压力模塑机10在基本上恒定的压力下经过填充时间段70将熔融塑性材料注入模具腔体中。图2的示例中的注射压力小于约69MPa(约10,000psi)。在另一个实施方案中，注射压力小于约42MPa(约6,000psi)。其它实施方案可使用较低的压力。在另一个示例中，注射压力为约2MPa(约400psi)至约69MPa(约10,000psi)。在填充模具腔体后，随着模塑部件冷却，基本上恒定低注射压力模塑机10经过第二时间段72逐渐降低压力。通过使用基本上恒定的压力，熔融热塑性材料维持连续的熔体流动前沿，其通过流动通道从浇口向流动通道的端部推进。换句话讲，熔融热塑性材料在整个模具腔体中保持移动，这防止过早冻结。从而，塑性材料在沿流动通道的任意点处保持相对均匀，这得到更均匀和一致的成品。通过用相对均匀的压力填充模具，成品模塑部件形成可具有比常规模塑部件更好的机械特性和光学特性的结晶结构。此外，在恒压下模塑的部件表现出与常规模塑部件的表层不同的特性。因此，在恒压下模塑的部件可具有比常规模塑部件的部分更好的光学特性。

现在转向图3，将填充的各个阶段以占总体填充时间的百分比形式分解。例如，在常规高可变压力注塑过程中，填充时段64占总填充时间的约10％，填料时段66占总填充时间的约50％，并且冷却时段68占总填充时间的约40％。在另一方面，在本文所述的基本上恒压注塑过程的一些示例中，填充时段70占总填充时间的约90％，而冷却时段72仅占总填充时间的约10％。在本文所述的基本上恒压注塑过程的一些其它示例中，冷却时段72可占填充时间的约50％或占总填充时间的约25％。基本上恒压注塑法需要较短的冷却时间，因为熔融塑性材料在其流入模具腔体中时冷却。因此，在模具腔体被填充时，尽管不太足以在模具腔体的中心横截面中冻结，但是熔融塑性材料已显著冷却，并且为完成冻结过程而除去的总热量较少。另外，因为熔融塑性材料在整个填充中保持液态，并且填料压力通过该熔融中心横截面传递，所以熔融塑性材料仍然与模具腔体壁接触(与冻结和退缩相对)。因此，本文所述的基本上恒压注塑法能够以比常规高可变压力注塑法中更少的总时间来填充并冷却模塑部件。

就常规高可变压力法60和基本恒压法62两者而言，峰值功率和峰值流量对模具腔体的填充百分比示出在图3中。在基本恒压法62中，峰值功率负荷在大约等于峰值流量出现时间的时间处出现，并且然后通过填充循环稳步下降。更具体地，峰值功率和峰值流量在填充的前30％，并且在另一个示例中在填充的前20％，并且在另一个示例中在填充的前10％中出现。通过将峰值功率和峰值流量布置在填充开始期间出现，热塑性材料在其接近冻结时不经受极端条件。据信这导致模塑部件的优异的物理特性。

功率水平一般在峰值功率负荷之后经过填充循环缓慢下降。另外，流量一般在峰值流量之后经过填充循环缓慢下降，因为填充压力维持基本上恒定。如上所示，峰值功率水平低于常规方法的峰值功率水平，一般低约30％至约50％，并且峰值流量低于常规方法的峰值流量，一般低约30％至约50％。

相似地，常规高可变压力法的峰值功率负荷在大约等于峰值流量出现时间的时间处出现。然而，不同于基本上恒压法，常规高可变压力法的峰值功率和流量在填充的最后10％-30％出现，这使得热塑性材料在其处于冻结过程中时经受极端条件。另外，不同于基本恒压法，常规高可变压力法中的功率水平一般在峰值功率负荷之后经过填充循环快速下降。相似地，常规高可变压力法中的流量一般在峰值流量之后经过填充循环快速下降。

另选地，在本文所示或所述的一个或多个实施方案中，峰值功率可被调节成维持基本上恒定的注射压力。更具体地，可将填充压力曲线调节成使得峰值功率在腔体填充的前30％，在另一个示例中，在腔体填充的前20％，并且在另一个示例中，在腔体填充的前10％出现。调节所述方法以使得峰值功率在特定范围内出现，然后在整个腔体填充的剩余部分中具有降低的功率，从而导致如上所述相对于调节峰值流量的对模塑部件的相同有益效果。此外，在基本恒压注塑方法和/或机器的一个或多个实施方案中，在包覆模制薄壁部件(例如L/T比率>100)以及对于大射流量(例如，大于50cc，具体地大于100cc)时，可使用以本文所述的方式对该方法的调节。

现在转向图4A-4D以及图5A-5D，示出了在模具腔体通过常规高可变压力注塑机(图4A-4D)被填充时，以及在模具腔体通过基本上恒压注塑机由本公开的预先制造的制品51(图5A-5D)被填充时的模具腔体的一部分。

如图4A-4D所示，在常规高可变压力注塑机开始通过浇口30将熔融热塑性材料24注入多个模具腔体32中时，高注射压力趋于以高速率将熔融热塑性材料24注入多个模具腔体32中，这造成熔融热塑性材料24以层合体31，最常见被称为层流的方式流动(图4A)。在多个模具腔体32被完全填充之前，这些最外的层合体31附着到模具腔体的模具包覆模制制品接触表面33并且随后冷却并冻结，从而形成冻结边界层37(图4B)。然而，随着热塑性材料冻结，其也从多个模具腔体32的壁退缩，从而在模具腔体壁与边界层37之间留下间隙35。该间隙35降低了模具的冷却效率。在浇口30的附近，熔融热塑性材料24也开始冷却并冻结，这减小了浇口30的有效横截面积。为了维持恒定的体积流量，常规高可变压力注塑机必须增加压力以迫使熔融热塑性材料穿过变窄的浇口30。随着热塑性材料24继续流入多个模具腔体32中，边界层37变得越来越厚(图4C)。最后，整个多个模具腔体32基本上被冻结的热塑性材料填充(图4D)。在该点处，常规高压注塑机必须维持填料压力，以将后退的边界层37推回多个模具腔体32壁以增加冷却。

现在参见图5A-5D，另一方面，基本上恒定低注射压力模塑机10使熔融热塑性材料在不断移动的流动前沿39的情况下流入多个模具腔体32中。流动前沿39后的热塑性材料24保持熔融直至模具腔体32在冻结前基本上被填充(例如，约99％或更多被填充)。因此，浇口30的有效横截面积不会减小，并且维持恒定的注射压力。此外，因为流动前沿39后的热塑性材料24是熔融的，所以热塑性材料24保持与多个模具腔体32的壁接触。因此，热塑性材料24在模塑过程的填充部分中冷却(没有冻结)。从而，该注塑过程的冷却部分不需要如常规过程一样长。

因为热塑性材料保持熔融并不断移动进入多个模具腔体32中，所以要求比常规模具中更小的注射压力。在一个实施方案中，注射压力可以为约42MPa(约6,000psi)或更小。因此，注射系统和夹紧系统不需要是大功率的。例如，本发明所公开的基本上恒定的注射压力装置可使用需要较低夹紧力，以及对应的较低夹紧电源的夹钳。此外，因为较低的功率要求，所以本发明所公开的注塑机可采用电压机，所述电压机的功率一般不足以用于常规高可变压力注塑方法和/或机器中(例如，101级和102级注塑机)。即使当电压机足够用于一些具有较少模具腔体的简单模具中时，所述方法也可用本发明所公开的基本上恒定注射压力方法和装置来改善，因为可使用较小的、较便宜的电动马达。本发明所公开的基本上恒定注射压力模塑机可包含以下类型的电压机中的一种或多种：直接伺服驱动马达压机、双重马达皮带驱动压机、双重马达行星式齿轮压机、和/或具有200HP或更小的额定功率的双重马达滚珠驱动压机。

由于与本文所述的方法一起使用的熔体温度和注射压力降低，当与较高压力下注射的热塑性材料相比时，随着其填充模具腔体32，由热塑性材料24施加在预先制造的制品51上的剪切力减小。因此，可使用本文所示和所述的基本上恒定注射压力方法和/或机器中的一种或多种来包覆模制具有在预先制造的制品的剪切压力上限下经历变形的剪切压敏组件的预先制造的制品。具体地讲，在熔体压力下注射热塑性材料，所述熔体压力在介于热塑性材料与预先制造的制品之间的至少两个模具腔体内部产生小于所述预先制造制品的剪切压力上限的剪切压力，这通过本文所公开的基本上恒定的低注射压力方法和/或机器成为可能。

当在基本上恒压下填充时，常规地认为填充速率将需要相对于常规填充方法降低。这是指在模具完全填充之前，聚合物将与冷的模塑表面接触较长时间。因此，在填充前需要除去更多热，并且这将预期导致材料在模具被填充之前冻结。

然而，相反，当使用本文所示和所述的基本上恒定的注射压力模塑机和方法时，尽管模具腔体的一部分低于热塑性材料的不流动温度，但热塑性材料将在经受基本上恒压条件时流动。本领域的普通技术人员一般将预期此类条件将造成热塑性材料冻结并堵塞模具腔体，而不是继续流动并填充整个模具腔体。不旨在受理论的束缚，据信，本文所公开的方法和机器的实施方案的基本上恒压条件允许填充期间整个模具腔体中的动态流动条件(即不断移动熔体前沿)。在熔融热塑性材料流动以填充模具腔体时其流动没有停顿，因而尽管模具腔体的至少一部分低于热塑性材料的不流动温度，但是流体没有冻结的机会。

另外，据信由于动态流动条件，尽管经受模具腔体中的这种温度，但是由于剪切加热，因此熔融热塑性材料能够维持高于不流动温度的温度。还据信在其开始冻结过程时，动态流动条件干扰热塑性材料中晶体结构的形成。晶体结构形成增加了热塑性材料的粘度，这可阻止用以填充腔体的适宜流动。在晶体结构形成和/或晶体结构尺寸方面的减小可允许在热塑性材料流入腔体中并经受低于材料的不流动温度的模具的低温时，所述热塑性材料粘度降低。

一旦注射热塑性材料，就可冷却包覆模制的制品和任选地腔体。可使得包覆模制的制品和腔体被动或主动地冷却。被动冷却可涉及简单地留下包覆模制制品以在模具内自然冷却。主动冷却可涉及使用其它设备以帮助并促进冷却。主动冷却可通过使冷却剂(通常是水)靠近模具通过，或作为另一个冷却剂示例，在腔体和/或产品处吹冷风来实现。冷却剂吸收来自模具的热并将模具保持在适宜的温度从而以最有效的速率固化材料。当部件已固化成足以保持其形状时，可打开模具(例如模具28)，使得材料能够从模具腔体中脱模但不损坏。然而，包覆模制的制品可不从模塑单元中顶出。更优选地，使用靠近模塑单元通过但独立于模塑单元的冷却剂冷却包覆模制的制品。冷却可花费约1秒至约60秒，或约1秒至约30秒，或约1秒至约15秒，或约2秒至约10秒，或约3秒至约8秒。虽然未要求，但主动冷却有利于减少制造方法的循环时间。

反向包覆模制

现在参见图6A-6D，其它阶段可结合到本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法的一个或多个实施方案中。在一个实施方案中，本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法可包括多个注射阶段或共注射阶段。在该实施方案中，可将第一材料注入模具腔体中以制备包覆模制制品的第一部分。然后可将包覆模制制品的第一部分冷却至足够低的温度以允许其它模具操作但不损坏包覆模制制品。在冷却并充分固化包覆模制制品的第一部分之后，改变模具腔体形状。然后可将第二材料共注射入新的腔体形状中以制备包覆模制制品的第二部分。包覆模制的制品可以以这样的方式来制备：使来自第一注射和第二注射的材料彼此直接接触，从而使得材料在直接接触的一个或多个位置处粘结。因此，在该实施方案中，包覆模制制品的两个部分的温度足以实现粘结。待注射的第二材料可以为与第一材料相同或不同的材料。另选地，两种材料可在共注射技术期间同时共注射入第一腔体中。如果第一材料和第二材料两者均相同或化学上相似，则改善两者间的热粘结。还可注射不同的热塑性材料，使得产品具有多种特性，诸如不同的透明性、不透明性或柔韧性。

在一些实施方案中，可将包覆模制制品加入第一模塑部分中，然后利用第二模塑部分包覆模制，-包封包覆模制制品。这可在一个或多个部分例如一个部分、两个部分、三个部分等中完成。另外，在一些其它实施方案中，包覆模制制品可由一种材料包封(例如，导电或非导电材料，或者极软或极硬的材料，或者高导热或低导热材料、防水材料和/或疏水材料等)。可设计第一材料层以确保不损坏包覆模制制品的最佳性能(制品可以是热(热或冷)敏感的、导电敏感的、剪切敏感的、压力敏感的、液体敏感的等)。在本文所示和所述的设备和方法的这些或其它实施方案中，可包括一个或多个包覆模制的制品，并且这些制品可由一种或多种不同材料包封以赋予包覆模制制品所期望的适当的性能要求。另外，在本文所示和所述的设备和方法的一个或多个实施方案中，所用的材料的射流并不全部均必须是低恒压。低恒压射流之前或之后的材料射流中的一种或多种可包括中压、高压或它们的组合。例如，可在低恒压下注射第一包覆模制射流以覆盖制品(例如，预先制造的)的易碎部分，其然后用于在较高压力后续射流(第二射流)期间保护包覆模制的制品，或反之亦然。

例如，转到图6A-6D，刷头200可以使用本文所述的设备和方法制造，其中刷头200包括支撑多根刷毛204的头部载体202，其中刷毛204由比头部载体202和刷头200相对更软的材料组成。在一些实施方案中，刷毛204可比头部载体202和/或刷头200显著更软并且可具有显著低于刷头200或头部载体202的热挠曲温度、熔体温度、或者塑性或弹性变形温度的热挠曲温度、熔体温度、或者塑性或弹性变形温度，例如低约20摄氏度、低约30摄氏度、低约40摄氏度、低约50摄氏度、低约60摄氏度、低约70摄氏度、或低约100摄氏度。

根据本文所述的一种方法，在图6A中，多根刷毛204的一个端部210可固定在模具209的模具腔体208中，其中刷毛204的自由端部212远离模具腔体表面214延伸入模具腔体208中。在图6B中，模具209闭合并且可使用本文所述的注射方法将第一相对软的热塑性材料220注入模具腔体208中，从而包围固定在模具腔体208内的刷毛204。然后可使第一相对软的热塑性材料220基本上冻结，从而限定刷头200的头部载体202，如图6C中所示。然后可将头部载体202移动或转移到第二模具腔体211，如图6C所示。在一些实施方案中，头部载体202可保持固定并可仅改变模具的一部分，如图6C所示。然后可将第二相对硬热塑性材料224注入第二模具腔体222中，使得头部载体202至少部分地由第二相对硬热塑性材料224覆盖或包覆模制。因为第二热塑性材料224比第一热塑性材料220相对更硬，所以第二热塑性材料224可具有比第一热塑性材料220更高的熔体温度或热变形温度。因此，第一热塑性材料220的一些重新熔融可在注射期间与第二热塑性材料224接触时进行。然而，在本文所述的设备和方法的情况下，因为第二热塑性材料224可在比由制造商所建议的温度显著更低的温度下注射，所以重新熔融的量或对第一热塑性材料220的其它损坏受到限制并显著小于使用常规方法可能发生的损坏。因此，虽然以该例证使用刷毛，但其中可使用本文所述的方法包覆模制的电子组件、电子器件、或其它对温度高度敏感的、压敏的或液体敏感的预先制造的制品的应用可能不能够以其它方式使用其它方法包覆模制。

使用本文所述的设备和方法，可在包覆模制操作中在第一相对软的热塑性材料之上注射显著较硬的热塑性材料。在一些实施方案中，第二热塑性材料可以比第一热塑性材料硬约10倍或1000％，然而在其它实施方案中，第二热塑性材料可以比第一热塑性材料硬约100％，比第一热塑性材料硬约90％，或比第一热塑性材料硬约75％，或比第一热塑性材料硬约60％，或比第一热塑性材料硬约50％，或比第一热塑性材料硬约30％。硬度可以通过弹性模量或弯曲模量以线性标度，或以本领域技术人员熟知的许多标度中的一个来定量，诸如肖氏硬度A标度、肖氏硬度D标度、维氏硬度标度、布氏硬度标度、或多个洛氏硬度标度中的任一个。在许多情况下，常用于测量第一热塑性材料和第二热塑性材料硬度的标度可以是不同或不相容或无标度的。在这些情况下，应当认为硬度的百分比差值是指基本上与弹性模量或弯曲模量的百分比差值成比例。在其它实施方案中，第一热塑性材料的变形应力可小于第二热塑性材料的变形应力。在其它实施方案中，第一热塑性材料的弯曲模量可显著小于第二热塑性材料的弯曲模量，例如小约90％，或小一个数量级。在其它实施方案中，第一热塑性材料的弹性模量可显著小于第二热塑性材料的弹性模量，例如小约90％，或小一个数量级。

设计重要的包覆模制制品

现在参见图7A-7G，在另一个实施方案中，本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法中的一个或多个可用于例如需要溢流密封的应用中。通过使用本文所述的设备和方法，可操纵注射浇口或残留部分位置。首先参见图7A，描绘了具有密封衬圈302的模塑部件300。密封衬圈302的模塑要求一些残留部分304(图7D中所示)待存在于注射浇口位置处的密封衬圈302的表面上。然而，使用本文所述的方法，残留部分304可在密封衬圈302的内表面306上形成，从而留下平滑外表面308以使用密封衬圈302溢流密封。具体地，因为密封衬圈302可由比模塑部件300的剩余部分更软的材料形成，所以可采用上述使用的反向包覆模制方法以便重新定位残留部分。

现在参见图7B，描绘了模塑部件300沿线A-A的剖视图。模具310包括模具腔体312，所述模具腔体在模具310处于闭合位置时形成，如图7C所示。热塑性材料316通过注射浇口318注入模具腔体312中。然后，打开模具310，如图7D所示，留下密封衬圈302和密封衬圈302的内表面306上的残留部分304。残留部分304在模具310打开时形成，并且来自注射浇口318的残余物仍然残留。然后可将密封衬圈302转移到第二模具320，该第二模具形成模塑部件300的主体，如图7E所示。在第二热塑性材料324(其可以为较硬的材料)通过注射浇口322注入模具腔体326中时，填充模具腔体326，如图7F所示。然后打开模具310、320并且取出模塑部件300，如图7G所示。密封衬圈302的残留部分304被定位在模塑部件300的内部，并且残留部分330显现在模塑部件300的下表面332上。然而，密封衬圈302现在具有可用于改善密封的齐平外表面308。在多腔体模具的情况下，可能的是腔体可以在几何形状上不相同或基本上相同。此外，不是多腔体模具内的所有腔体均可容纳待包覆模制的预先制造的制品。例如，用于移动电话壳体的模具家族可包括后壳体、前壳体和内部基础部分，所述内部基础部分包括预先制造的电子印刷电路板(其作为多腔体家族模具的部件包覆模制)，由于焊接组件的低熔融温度，所以所述电子印刷电路板是对温度敏感的。

作为预先制造的制品的部分中空制品

现在参见图8A-8C，在另一个实施方案中，本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法中的一个或多个可用于包覆模制部分中空或完全中空的制品(例如瓶400)上的柄部410、使用气体辅助注塑或挤出吹塑制造的中空热塑性牙刷柄部。在其它实施方案中，预先制造的制品可以为选自下列的部分中空制品：容器、柄部、装饰品、装饰物、浮子、小珠、工具和器皿。

在该方法中，如图8A所示，瓶400可以为至少部分或完全中空的并具有中空部分418。在一些实施方案中，部分中空制品的主体可包括具有壁厚的多个壁，并且部分中空制品的主体可具有取决于壁厚的壁强度。

瓶400固定在由模具414形成的模具腔体412中，如图8B的剖视图所示。可将流体注射装置416插入瓶400的中空部分418中或其它部分中空制品中。流体注射装置416可将流体(例如，氮气、空气、氩气)注入瓶400的中空部分418中，从而增加瓶400的结构刚度和/或壁强度。流体注射装置416可注射流体使得流体从流体注射装置416全方位流动，如由箭头420所指示的，从而增加相对于瓶400的一个或多个壁的瓶400的内部压力。在一些情况下，例如，部分中空制品的主体的壁强度可增加约15％至约30％，同时部分中空制品膨胀。

第二热塑性材料可通过浇口424注入模具腔体412的未填充部分422中。第二热塑性材料可具有对瓶400的材料的化学亲和力，例如并且因此可粘结以形成连接到瓶400的柄部430，如图8C所示。

使用本文所述的基本上恒定注射压力模塑机和方法可提供对包覆模制方法的显著改善，并且可提供优于PP的模塑TPE的常规方法的许多优点，但是与所述方法的顺序相反。首先，降低第二组分或较硬材料的注射压力将减少第一较软组分在第一材料与第二材料之间的任何接触点处总体变形的可能性。使用注射压力的高速反馈和控制可使得相对硬热塑性材料的注射压力显著下降。其次，较低的注射压力对应于较慢的注射速率。例如，代替在约100mm/s下注射，可以在约10mm/s下，或在另一个示例中，在约5mm/s下注射，并具有较少的浇口冻结的风险。在这些较低注射压力下，在塑料中存在较少的剪切，并且因此存在塑料相对于其所紧密接触的任何腔体壁的较少剪切。注射的热塑性材料将较低数量级的剪切力转移到包含热塑性弹性体的腔体壁，并且将因此根据剪切性质而比常规包覆模制方法中注射的热塑性塑料更少趋于变形。

随着给定部件的注射速度减小，注射时间必须大致成比例增加，因为慢注射部件的部件密度差与常规注射部件大致相同。不受理论的限制，在注射较硬热塑性材料期间注射时间的这种增加可导致注射浇口附近的热塑性弹性体的不可取的重新熔融。为此，同样，不受理论的限制，在一些实施方案中，较硬的热塑性材料可在某些注射压力下注射，所述注射压力大于用于注射并仍然维持适宜的最终部件质量的最小可能压力。在该情况下，注射压力的下限可由部件几何形状和热塑性弹性体材料特性来决定。

本文所述的基本上恒定的注射压力模塑机和方法的一个或多个实施方案允许从包塑模制制品的内表面和外表面除去的热的改善的平衡。使用本文所述的设备和方法所制备的包覆模制制品还可允许改善的冷却，这是由于热塑性材料与模具本身之间的减小的热梯度。注射模具的热导率使得热塑性材料冷却更快，从而允许更快的循环时间并且可产生更高质量的包覆模制制品。此外，因为模具的热导率，所以可在较高温度下维持任何冷却回路或冷却流体，减少温度维持所需要的任何冷却器上的负载，从而减少制造成本。

增加的模具温度，从而模具温度与熔融热塑性材料之间的减小的温度梯度还可产生包覆模制制品内所包含的减小的且更均匀的应力。还可减小包覆模制制品的中心与包覆模制制品的壁之间的温度梯度。此外，包覆模制制品的改善的冷却可产生包覆模制制品内所包含的更均匀的内部和外部应力，以及减小的且更均匀的结晶度。另外，用于形成包覆模制制品的基本上恒定的低注射压力注塑方法可改善整个模具家族的包覆模制制品的一致性。例如，在第一腔体中形成的包覆模制制品可与在第六十四个腔体中形成的包覆模制制品基本上相似，具体地讲，当与高注射压力注塑方法相比时。

本文所述的基本上恒定的注射压力模塑机和方法的一个或多个实施方案还可使得一致地装填模具，使得填充区域端部处的注射压力与填充区域前部处的注射压力相似。这可导致过度装填模具的风险减少和包覆模制制品内的模具内应力减少。另外，可减小部件重量，这可降低与形成包覆模制制品相关联的成本。

利用较硬的材料包覆模制柔软的弹性材料的另一个优点，尤其是对于厚壁(例如约3mm至约15mm)制品而言，是软材料在包覆模制期间可逆压缩的能力，使得在较硬材料的固化冷却期间自然出现的收缩可通过由热塑性弹性体在压缩时的弹性力从内部朝向模具腔体壁来“装填”较硬材料而至少部分地减轻。

热塑性材料、添加剂、和制造商推荐的注射压力范围

本文所述的包覆模制制品使用热塑性材料制备。任何适宜的热塑性材料可用于本文。此类热塑性材料可包括正常的固体聚合物和树脂。一般来讲，脂族单-1-烯烃的任何固体聚合物可用于本公开的范围内。此类材料的示例包括脂族单-1-烯烃，诸如乙烯、丙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等的聚合物和共聚物，以及这些聚合物和共聚物的共混物。每分子具有最大8个碳原子并且比第四位更靠近双键没有分支的脂族单-1-烯烃的聚合物提供具有特别期望的特性的产物。可用于本公开的实践中的其它热塑性材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、纤维素、乙烯和具有酸基团的乙烯基单体诸如甲基丙烯酸的共聚物、苯氧基聚合物、聚酰胺，包括聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚碳酸酯、乙烯基共聚物和均聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、二甘醇二芳基碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、基于聚酰胺的树脂、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚丙烯、高密度聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙酸丁酸纤维素以及它们的混合物、聚芳醚酮(PAEK或酮)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚乙烯氯酸盐(PEC)、聚酰亚胺(PI)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSU)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、和Spectralon。其它优选的材料包括离聚物、Kydex、商品名丙烯酸/PVC合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛(POM或缩醛)、聚丙烯酸酯(丙烯酸)、聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)、聚酰胺(PA或尼龙)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚芳醚酮(PAEK或酮)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯-酸(PCTA)、以及聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、以及它们的混合物。

可用于本公开的实践中的其它热塑性材料包括被称为TPE的热塑性弹性体的组，其包括苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃共混物、弹性体合金(TPE-v和TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。

附加的示例性热塑性材料为选自聚烯烃及其衍生物的那些。在其它示例中，热塑性材料选自聚乙烯、聚丙烯(包括低密度但具体地讲高密度聚乙烯和聚丙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、得自聚烯烃共混物的热塑性弹性体以及它们的混合物。

其它示例性聚烯烃包括但不限于聚甲基戊烯以及聚丁烯-1。前述聚烯烃中的任一种均可来源于生物基原料，诸如甘蔗或其它农业产品，以制备生物-聚丙烯或生物-聚乙烯。在熔融状态时，聚烯烃可表现出剪切致稀。剪切致稀是流体在置于压缩应力下时粘度降低。剪切致稀可有益地使热塑性材料在整个注塑过程中维持流动。不旨在受理论束缚，据信热塑性材料，具体地聚烯烃的剪切致稀特性，导致在恒定的压力下加工所述材料时，材料粘度的较少变化。因此，本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法的一个或多个实施方案可对热塑性材料的变化较不敏感，所述变化例如是由于着色剂和其它添加剂以及加工条件导致。这种对热塑性材料特性的批次间变化的敏感度降低还可有利地允许使用本公开的设备和方法的实施方案加工工业后和消费后再循环塑料。工业后、消费后可再循环塑料来源于作为消费品已结束其生命周期和换句话讲已作为固体废品丢弃的终产品。此类可再循环的塑料，以及热塑性材料的共混物本身具有其材料特性的显著的批次间变化。

使用本公开的基本上恒定注射压力模塑机和方法的一个或多个实施方案的包覆模制制品和注塑制品可由原始树脂、再研磨或再循环的树脂、石油衍生的树脂、得自植物材料的生物衍生的树脂、以及此类树脂的组合形成。除了基础树脂材料之外，容器还可包含填料和添加剂。示例性填料和添加剂包括着色剂、交联聚合物、无机和有机填料诸如碳酸钙、遮光剂、以及加工助剂，因为这些成分是本领域已知的。

热塑性材料还可以为例如聚酯。示例性聚酯包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET聚合物可来源于生物基原料，诸如甘蔗或其它农业产品，以制备部分或完全地生物-PET聚合物。其它适宜的热塑性材料包括聚丙烯和聚乙烯的共聚物、热塑性弹性体的聚合物和共聚物、聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚(乳酸)、生物基聚酯诸如聚(呋喃甲酸乙烯酯)多羟基链烷酸酯、聚(呋喃二甲酸乙二醇酯)、(被认为是对PET的替代或简易替换)、多羟基链烷酸酯、聚酰胺、聚缩醛、乙烯-α-烯烃橡胶、以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。热塑性材料还可以为多种聚合物材料和非聚合物材料的共混物。热塑性材料可以为例如产生多模态或双模态共混物的高、中、以及低分子量聚合物的共混物。多模态材料能够以获得具有优异的流动性能，还具有令人满意的化学/物理特性的热塑性材料的方式设计。热塑性材料还可以为聚合物与一种或多种小分子添加剂的共混物。小分子可以为，例如硅氧烷或当加入热塑性材料中时，改善聚合物材料的流动性的其它润滑分子。

其它添加剂可包括无机填料诸如碳酸钙、硫酸钙、滑石、粘土(例如纳米粘土)、氢氧化铝、CaSiO3、形成纤维或微球的玻璃、结晶二氧化硅(例如，石英、novacite、crystallobite)、氢氧化镁、云母、硫酸钠、锌钡白、碳酸镁、氧化铁；或有机填料诸如稻壳、秸秆、大麻纤维、木粉、或木纤维、竹纤维或甘蔗纤维。

附加的美学或功能性添加剂包括芳香剂、颜料、珠光剂、抗菌剂、紫外线阻隔剂、荧光或磷光剂、热致变色材料、发泡剂、感觉剂或增滑剂。在其中注射前将发泡剂与树脂混合的实施方案中，在注射热塑性材料时气泡可在树脂内形成。这可导致注射元件中的高压，所述高压释放到模具腔体中。当热塑性材料与模具腔体表面接触时，热塑性材料的表面固化，同时在内部保持多个空隙。该操作可导致重量减小并且用于模塑部件的材料用量比不具有发泡剂的情况少约10％至约50％的范围。为此，预先制造的制品可包括密封或未密封的空隙，或多个空隙，其中所述空隙可在体积上比预先制造的制品的总置换体积的固体部分大5％。

其它适宜的热塑性材料包括可再生的聚合物诸如直接由生物体产生的聚合物的非限制性示例，诸如多羟基链烷酸酯(例如，聚(β-羟基链烷酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯，NODAX(注册商标))，以及细菌纤维素；从植物、农作物和林木、以及生物质中提取的聚合物，诸如多糖及其衍生物(例如树胶、纤维素、纤维素酯、甲壳质、脱乙酰壳多糖、淀粉、化学改性的淀粉、乙酸纤维素的颗粒)、蛋白质(例如玉米素、乳清、谷蛋白、胶原)、脂质、木质素和天然橡胶；由淀粉或化学淀粉制备的热塑性淀粉、以及衍生自天然来源的单体的现有聚合物以及衍生物，诸如生物聚乙烯、生物聚丙烯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、NYLON11、醇酸树脂、基于琥珀酸的树脂、以及生物聚对苯二甲酸乙二醇酯。

适宜的热塑性材料可包括如上所列示例中的不同热塑性材料的共混物或多种共混物。不同材料也可以为来源于天然生物衍生或石油衍生材料的材料、或生物衍生或石油衍生材料的可再循环材料的组合。共混物中的热塑性材料中的一种或多种可以为能够生物降解的。并且对于非共混的热塑性材料而言，所述热塑性材料可以为能够生物降解的。

本文所述的熔融热塑性材料可具有粘度，所述粘度如由在约230摄氏度的温度和约2.16kg重量下由ASTMD1238所进行测量的、约0.1g/10min至约500g/10min的熔体流动指数(MFI)来定义。例如，就聚丙烯而言，熔体流动指数可以在约0.5g/10min至约200g/10min的范围内。其它适宜的熔体流动指数包括约1g/10min至约400g/10min、约10g/10min至约300g/10min、约20至约200g/10min、约30g/10min至约100g/10min、约50g/10min至约75g/10min、约0.1g/10min至约1g/10min、或约1g/10min至约25g/10min。材料的MFI基于模塑制品的应用和用途来选择。例如，MFI为约0.1g/10min至约5g/10min的热塑性材料可适于用作ISBM用包覆模制制品。MFI为约5g/10min至约50g/10min的热塑性材料可适于用作包装制品用盖和塞。MFI为约50g/10min至约150g/10min的热塑性材料可适于制造桶或盆。MFI为约150g/10min至约500g/10min的热塑性材料可适用于具有极高L/T比率的模塑制品，诸如薄板。此类热塑性材料的制造一般教导材料应使用超过约42MPa(约6000psi)，并常常大大超过约42MPa(约6000psi)的熔体压力来注塑。与关于此类热塑性材料的注塑的常规教导内容相反，本公开的基本上恒定的注射压力模塑机和方法的实施方案允许使用此类热塑性材料形成优质注塑部件并在低于约69MPa(约10,000psi)或约42MPa(6,000psi)并且可能远低于42MPa(6,000psi)的熔体压力下加工。

示例性热塑性树脂与其制造商推荐的注射压力范围一起提供于下表中(下表中提供的所有数值可由术语“约”在前修饰)：

虽然多于一个的实施方案涉及用包含熔融热塑性材料的射流基本上填充整个模具腔体，同时使包含所述熔融热塑性材料的所述射流的熔体压力维持在基本上恒定的压力下，但是在不同的恒定压力下，具体的热塑性材料从本公开中获得有益效果。具体地：PP、尼龙、PC、PS、SAN、PE、TPE、PVDF、PTI、PBT、和PLA在小于约69MPa(约10,000psi)的基本上恒定的压力下；ABS在小于约56MPa(约8,000psi)的基本上恒定的压力下；PET在小于约40MPa(约5,800psi)的基本上恒定的压力下；缩醛共聚物在小于约49MPa(约7,000psi)的基本上恒定的压力下；以及聚(呋喃二甲酸乙二醇酯)多羟基链烷酸酯、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(akaPEF)在小于约69MPa(约10,000psi)、或约56MPa(约8,000psi)、或约49MPa(约7,000psi)或约42MPa(约6,000psi)、或约40MPa(约5,800psi)的基本上恒定的压力下。

热塑性聚合物一般具有较高的分子量，所述分子量对应于给定温度下的较高粘度和较低熔体流量。在一些情况下，这些较低的熔体流量可导致较低的制造输出并且可使得大规模的商业生产价格昂贵。为增加熔体流动，挤出机温度和/或压力可增加，但这常常导致不均匀的剪切应力、不一致的熔体流量、气泡不稳定性、材料的粘性或滑动、和/或整个挤出机中的不均匀材料应变，从而导致质量差的挤出物，其具有甚至可导致挤出物离开时破裂的不规则性、变形和扭曲。另外，高温度可潜在地使热塑性熔体燃烧，并且过量压力可破坏挤出机的结构完整性，从而使其破裂、渗漏或断裂。这些问题中的一些或全部对于IBM方法的注射阶段而言可能是有问题的。另选地，制剂中可包含粘度调节添加剂诸如稀释剂以帮助增加熔体流量、减小粘度和/或甚至排除剪切应力。这些添加剂中的许多趋于迁移到聚合物的表面，从而导致可使得热塑性材料对于其预期用途而言不可接受的聚集。例如，稀释剂迁移可使得热注塑制品看起来或感觉起来油腻、污染其接触的其它材料、干扰粘附、和/或使得其它加工诸如热密封或表面印刷具有问题。该影响可取决于组合物中包含的类型和百分比。还可使用非迁移添加剂，诸如HCO。

添加剂可悲包含在热塑性材料中。例如，可包含共混物添加剂，包括粘度调节剂。例如，树脂组合物可包含熔点大于约25℃的蜡的混合物、共混物或紧密掺加物，其包含基于所述组合物的总重量计，约0.1％至约50重量％蜡或约5重量％至约40重量％蜡，或者基于所述组合物的总重量计，约8重量％至30重量％的蜡，或基于所述组合物的总重量计，约10重量％至20重量％的蜡。

所述蜡可包括脂质，其示例为甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化的脂肪酸、环氧化的脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。所述蜡可包括矿物蜡，其示例为直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。在其它实施方案中，所述蜡可包括选自下列的蜡：氢化大豆油、部分氢化大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈酸-油精、1,3-二棕榈酸-油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、1,2-二棕榈酸-亚油精、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、以及它们的组合。所述蜡可包括选自下列的蜡：氢化植物油、部分氢化的植物油、环氧化植物油、马来酸化的植物油、以及它们的组合，其中所述植物油可以为大豆油、玉米油、低芥酸菜籽油、棕榈仁油、或它们的组合。

在其它实施方案中，油或蜡可选自大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、玉米油、棉籽油、低芥酸菜籽油、牛脂、蓖麻油、椰子油、椰树种子油、玉米胚芽油、鱼油、亚麻籽油、橄榄油、奥蒂树油、棕榈仁油、棕榈油、棕榈种子油、花生油、油菜籽油、红花油、鲸蜡油、向日葵籽油、妥尔油、桐油、鲸油、三硬脂酸甘油酯、甘油三油酸酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈油精、1,3-二棕榈油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、甘油三亚油酸酯、1,2-二棕榈酸亚油精、1-棕榈酸-二亚油精、1-硬脂酸-二亚油精、1,2-二乙酰棕榈酸甘油酯、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、月桂烯酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、以及它们的组合。

蜡或油可分散于热塑性聚合物内，使得蜡或油在热塑性聚合物内具有小于约10μm的液滴尺寸，或其中液滴尺寸小于约5μm或其中液滴尺寸小于约1μm，或其中液滴尺寸小于约500nm。

所述组合物还可包含添加剂，其中所述添加剂为可溶性蜡或油或者可分散性蜡或油。添加剂可以为香料、染料、颜料、表面活性剂、纳米颗粒、抗静电剂、填料、成核剂或它们的组合。即使蜡或油不被掺入组合物中，也可包含这些添加剂。蜡或油可以是可再生的或可持续的材料。

例如，树脂组合物可包含熔点大于约25℃的热塑性淀粉的混合物、共混物或紧密掺加物，其包含基于所述组合物的总重量计，约0.1％至约90重量％TPS或蜡或者约10重量％至约80重量％或约20重量％至约40重量％的热塑性淀粉。热塑性淀粉可包含淀粉或淀粉衍生物以及增塑剂。增塑剂可包含多元醇，其中所述多元醇选自甘露糖醇、山梨醇、甘油以及它们的组合。在另一个实施方案中，所述增塑剂可选自甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,2,6-己三醇、1,3,5-己三醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘油乙氧基化物、己二酸十三烷酯、苯甲酸异癸酯、柠檬酸三丁酯、磷酸三丁酯、癸二酸二甲酯、脲、季戊四醇乙氧基化物、乙酸山梨醇酯、乙酸季戊四醇酯、乙二撑二甲酰胺、二乙酸山梨醇酯、山梨醇一乙氧基化物、山梨醇二乙氧基化物、山梨醇六乙氧基化物、山梨醇二丙氧基化物、氨基山梨醇、三羟基甲氨基甲烷、葡萄糖/PEG、环氧乙烷与葡萄糖的反应产物、三羟甲基丙烷一乙氧基化物、一乙酸甘露糖醇酯、甘露糖醇一乙氧基化物、丁基葡糖苷、葡萄糖一乙氧基化物、α-甲基糖苷、羧甲基山梨醇钠盐、乳酸钠、聚甘油一乙氧基化物、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、蒜糖醇、麦芽糖醇、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、二甲基亚砜、烷基酰胺、具有2至10个重复单元的聚甘油、以及它们的组合。

淀粉或淀粉衍生物可选自淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基化淀粉、淀粉磷酸酯、淀粉乙酸酯、阳离子淀粉、(2-羟基-3-三甲基(铵丙基)淀粉氯化物、通过酸、碱或酶水解改性的淀粉、通过氧化改性的淀粉、以及它们的组合。

氢化蓖麻油(也称为蓖麻蜡)是通过控制的氢化由蓖麻油，蓖麻籽的产物制备的三酰基甘油。HCO的特征在于在大多数材料中的不良的不溶性、非常窄的熔融范围、润滑性以及优异的颜料和染料分散性。因为其是基于植物的，所以HCO是100％生物基的和可再循环的材料。HCO的适宜的可商购获得的等级是购自AlnoroilCompany,Inc.(ValleyStream，NY)的“HYDROGENATEDCASTOROIL”。HCO的基本组分是12-羟基硬脂酸甘油酯。HCO在脂肪物质中是独特的，因为其主要由各自具有仲羟基基团的18-碳脂肪酸链组成。虽然其它蜡容易迁移至热塑性材料的表面，但HCO由于其不迁移所以是独特的。虽然不受理论的束缚，但据信HCO是非迁移的，因为每个分子包含多个(通常3个)羟基(-OH)基团，从而能够获得HCO分子之间的强分子间氢键。氢键是涉及氢原子和负电原子诸如氧、氮或氟的定向静电吸引。在-OH基团中，氧吸引成键电子多于所连接的氢，从而由具有部分负电荷的氧和部分正电荷的氢形成偶极。因此两个-OH基团可彼此库仑力吸引，其中一个基团的正电端与另一个基团的负电端相互作用。在HCO的情况下，任何特定脂肪酸链的-OH基团的氢可与不同分子上的另一个-OH基团相互作用以形成分子间氢键。因为HCO具有多个羟基基团，所以多个分子间缔合可由比其它较低分子量脂质更高的内聚力形成缠结的“超分子”结构。虽然比其它非共价键更强，但这种形式的分子间缔合仍然可被容易地破坏，因此保留组合物的热塑性性质。基于所述组合物的总重量计，所述组合物可包含约5重量％至约50重量％的HCO，或约10至约50％或约15至约50％，或约20至约50％，或约30至约50％的HCO。设想用于本文的HCO具有大于约65℃的熔点。

所述HCO可分散于热塑性聚合物中，使得所述HCO在热塑性聚合物中具有小于约10μm，小于约5μm，小于约1μm，或小于约500nm的液滴尺寸。如本文所用，当HCO在热塑性聚合物中具有小于约10μm的液滴尺寸时，HCO和聚合物形成“紧密掺加物”。用于测定液滴尺寸的分析方法如本文所示。

如果期望测定存在于未知聚合物-HCO组合物(例如，由第三方制备的产物)中的HCO百分比，则HCO的量可经由重量损失法测定。将固化混合物分解以产生最窄尺寸不大于1mm(即最小尺寸可不大于1mm)的颗粒的混合物，将所述混合物称重，并且然后使用回流烧瓶系统以1g混合物/100g丙酮的比率置于丙酮中。丙酮和粉碎的混合物在60℃下加热20小时。将固体样品取出，并且风干60分钟，并且测定最终重量。用于计算HCO重量百分比的公式为：

可任选地包括其它蜡或油，诸如氢化大豆油、部分氢化大豆油、部分氢化棕榈仁油、以及它们的组合。也可使用得自Jatropha的不可食用蜡和油菜籽油。另外，任选的蜡可选自氢化植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油以及它们的组合。此类植物油的具体示例包括大豆油、玉米油、低芥酸菜籽油、和棕榈仁油。

如上文详细描述的，本发明所公开的基本上恒定低注射压力模塑方法和装置的实施方案可实现优于常规高可变压力注塑法的一个或多个优点。例如，实施方案包括消除平衡模具腔体和热塑性材料的预注射压力的需要的更高性价比和有效的方法，允许使用大气模具腔体压力，从而允许使用消除加压装置的必要性的简化的模具结构的方法，使用更高性价比和更易机器加工的较低硬度、高热导率的模具腔体材料的能力，对温度、粘度、以及热塑性材料的其它材料特性的变化较不敏感的更稳健的加工方法，以及在基本上恒定的压力下制备优质注塑部件而没有热塑性材料在模具腔体中的过早硬化，并且不需要加热或在模具腔体中维持恒温的能力。

本发明所公开的基本上恒压注塑机有利地减少了模塑加工的总循环时间，同时提高了部件质量。此外，在一些实施方案中，本发明所公开的基本上恒压注塑机可采用电压机，所述电压机一般更节能并且要求比液压式压机更少的维护。另外，本发明所公开的基本上恒压注塑机能够采用更具挠性的支撑结构和适应性更强的递送结构，诸如更宽的台板宽度、增加的拉杆间距、消除拉杆、有利于更快移动的较轻重量的构造、以及非自然平衡的进料系统。因此，可改进本发明所公开的基本上恒压注塑机以适合递送需要并且更容易定制特定的模塑部件。

另外，本发明所公开的基本上恒压注塑机和方法允许模具由更软的材料(例如，具有小于约30的Rc的材料)制成，所述材料可具有较高的热导率(例如热导率大于约20BTU/HRFT℉)，这导致具有改善的冷却能力和更均匀冷却的模具。因为改善的冷却能力，本发明所公开的基本上恒定低注射压力模具可包括简化的冷却系统。一般来讲，简化的冷却系统包括较少的冷却通道并且所包括的冷却通道可以更直，具有更少的加工轴。具有简化的冷却系统的注塑模具的一个示例公开于2012年2月24日提交的美国专利申请61/602,781中，其以引用方式并入本文。

基本上恒定低注射压力模塑机的较低注射压力允许由这些较软材料制成的模具获得1百万个或更多模塑周期，在常规高可变压力注塑机中是不可能的，因为在高压注塑机中，这些材料会在1百万个模塑周期之前失效。

注意除非另外指明，本文可使用术语“基本上”、“约”和“大约”来表示可属于任何定量比较、值、量度或其它表示的不确定性的内在程度。本文也使用这些术语来表示定量表示可不同于所述参考值而不造成在讨论中受试主体的基本功能有变化的程度。除非本文另有定义，术语“基本上”、“约”、“大约”是指定量比较、值、量度或其它表示可在所述基准的20％范围内。

现在应当显而易见的是，本文所举例说明和所描述的产品的各种实施方案均可通过基本上恒定的低压模塑法来生产。尽管本文具体地提到了包含消费品的产品或消费品产品自身，但应当显而易见的是，本文所述的模塑方法可适于结合用于以下行业中的产品来使用：消费品行业、食品服务行业、运输行业、医疗行业、玩具行业等。此外，本领域的技术人员将认识到本文所公开的教导内容可用于构造叠堆模具、包括旋转模具和芯后模具的多重材料模具、与模内装饰的组合、嵌入注塑、模具组件等。

在本公开的具体实施方式中引用的所有文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用并不可理解为是对其作为本公开的现有技术的认可。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

尽管本文举例说明和描述了特定实施方案，但应当理解，在不脱离受权利要求书保护的主题的实质和范围的情况下，可作出各种其它改变和修改形式。此外，虽然本文描述了受权利要求书保护的主题的各种方面，但此类方面无需以组合方式来利用。因此有意地在所附权利要求中涵盖在受权利要求书保护的主题范围内的所有此类改变和修改形式。

Claims (15)

1.一种用于注塑包覆模制制品的方法，其特征在于所述方法包括：

在注塑设备(#10)中将热塑性材料加热至预先确定的温度，其中：

所述注塑设备包括模具(#28)、塑料熔体注射系统(#12)、传感器(#52)、以及控制器(#50)；

所述模具包括模具腔体(#32)；

所述塑料熔体注射系统包括熔体夹持器(#20)以及注射元件(#30)；并且

所述注塑设备具有大于1百万次且小于两千万次注塑循环的使用寿命；

将预先制造的制品(#51)定位在所述模具腔体中；

使用所述注射元件将加热的热塑性材料(#24)从所述注塑设备的熔体夹持器推入所述模具腔体中；

在将所述加热的热塑性材料推入所述模具腔体中时，使用所述传感器测定所述加热的热塑性材料的熔体压力；

将来自所述传感器的信号发送至所述控制器，所述信号指示所述加热的热塑性材料的熔体压力；

使用所述控制器和所述塑料熔体注射系统维持进入所述模具腔体的所述热塑性材料的基本上恒定的熔体压力，其中靠近所述注射元件的熔体压力为约2MPa(约400磅每平方英寸)至约69MPa(约10,000磅每平方英寸)；以及

用热塑性材料基本上填充所述模具腔体使得所述预先制造的制品与所述热塑性材料接触。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括降低所述热塑性材料的温度使得所述热塑性材料基本上冻结以形成包覆模制制品；以及

从所述模具腔体中取出所述包覆模制制品，从而完成一个包覆模制的注塑循环。

3.根据权利要求1所述的方法，其中进入所述模具腔体的所述热塑性材料的最大熔体压力在进入所述至少两个模具腔体的所述热塑性材料的最小熔体压力的约30％范围内，使得所述熔体压力为基本上恒定的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述热塑性材料具有制造商推荐的注射温度范围；并且

所述预先确定的温度低于制造商推荐的最低注射温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预先确定的温度比所述制造商推荐的最低注射温度低至少约40摄氏度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述预先确定的温度比所述制造商推荐的最低注射温度低至少约50摄氏度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述热塑性材料具有制造商推荐的注射压力范围；并且

进入所述模具腔体的所述热塑性材料的熔体压力低于所述制造商推荐的最低注射压力。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性材料被加热至的所述预先确定的温度比热挠曲温度(如果所述预先制造的制品的任何组件的话)低至少约30摄氏度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述预先制造的制品包括温度敏感组件，使得所述预先制造的制品在预先制造的制品变形温度下经历塑性或弹性变形，并且

所述预先确定的温度低于所述预先制造的制品的变形温度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述预先制造的制品选自由以下项组成的组：电子组件、焊接组件、包含流体的组件、包含墨的组件、包含可燃材料的组件，所述可燃材料具有在所述预先确定的温度以下的闪点、以及具有在所述预先确定的温度以下的熔体温度或变形温度的组件，其中所述组件具有显著小于所述热塑性材料的热质量的热质量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述预先制造的制品包括剪切压敏组件，使得预先制造的制品在所述预先制造的制品的剪切压力上限下经历变形；并且

在熔体压力下注射所述热塑性材料，所述熔体压力在介于所述热塑性材料与所述预先制造的制品之间的所述模具腔体内部产生小于所述预先制造的制品的剪切压力上限的剪切压力。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述预先制造的制品选自由以下项组成的组：标签、装饰物、指示器、阻隔件、夹紧元件、纹理化元件以及触觉元件。

13.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述预先制造的制品包括注射压敏组件，使得预先制造的制品在所述预先制造的制品的最大注射压力下经历变形；并且

进入所述模具腔体的所述热塑性材料的熔体压力小于所述预先制造的制品的最大注射压力。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述预先制造的制品选自由以下项组成的组：瓶、容器、柄部、装饰品、装饰物、浮子、小珠、工具和器皿。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述预先制造的制品包括下列中的至少一种：金属螺丝、磁体、电子子组件、射频识别(RFID)标签、电子组件、焊接组件、包含流体制品的组件、包含墨的组件、包含可燃材料的组件，所述可燃材料具有在所述预先确定的温度以下的闪点、陶瓷制品、中空或部分中空的制品、医疗设备组件、刷毛、镜子、海绵、橡胶制品、基于铅的焊料、无铅焊料、发光二极管、蓄电池、单元电池、电阻器、电容器、电感器、微控制器、运算放大器、电子装置、二元或三元共晶合金、标签、装饰物、指示器、阻隔件、夹紧元件、纹理化元件、触觉元件、瓶、容器、柄部、装饰品、装饰物、浮子、小珠、工具或器皿。