CN107000282B - 块状件模具 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造部件的模制系统(10)包括限定第一模腔(14)的第一模具部分(12)，相对于第一模腔(14)可滑动到多个位置以调节模腔尺寸的第一插入件(16)，邻近于第一模具部分(14)设置以至少部分地封闭第一模腔(14)的第二模具部分(20)，与第一模腔(14)流体连通地设置的模制材料导管(26)，以及配置为将第一插入件(16)相对于第一模腔(14)移动到多个位置的定位机构(18)。

Description

块状件模具
相关申请的引用
本申请要求2014年12月1日提交的美国临时专利申请第62/085,809号的优先权，其全部内容以参考的形式结合于本文中。
背景技术
快速成型可以涉及使用三维(3D)计算机辅助设计(CAD)数据制作物理部件。目前，快速成型的主要方法是3D打印，如通过选择性激光烧结。然而，并不是所有的材料都适合于选择性激光烧结或与之相容。
发明内容
本公开描述了一种用于制造可以经由标准切割或机械加工技术用于快速成型的厚壁块状件的模制系统和方法。
在一个实例中，本公开描述了一种用于制造材料的块状件的模制系统，模制系统包括部分封闭模腔的第一模具部分，沿着模腔可滑动以便改变模腔尺寸的第一插入件，可定位于邻近第一模具部分以封闭模腔的第二模具部分，用于将模制材料进料到模腔中的材料管道，其中模制材料可以在模腔中固化，以及配置为将第一插入件沿着模腔定位于多个位置的机构。
在另一实例中，本公开描述了一种制造材料的块状件的方法，方法包括邻近第二模具部分定位第一模具部分以在其间封闭模腔，将可滑动插入件定位于模腔内的第一位置以在模腔的前端提供具有预定厚度的第一空间，将熔融材料注入到模腔的第一空间中，允许熔融材料固化以形成第一层，将可滑动插入件移动到模腔内的第二位置，以在第一层和模腔的前端之间提供第二空间，将熔融材料注入到模腔的第二空间中，并允许熔融材料固化以形成第二层，第二层机械地和化学地结合(连接，couple)至第一层而形成块状件。
附图说明
图1是用于制造可以用于快速成型的厚壁块状件的实例模制系统的截面侧视图。
图2A-2I是示出了通过形成多个层来制造块状件的实例方法的步骤的另一实例模制系统的截面侧视图。
图3A和3B示出了具有插入定位机构的可替代实例的用于制造厚壁块状件的另一实例模制系统的截面侧视图。
图4A和4B示出了对模制块状件进行热调节以防止或最小化由于冷却期间的收缩而引起的裂纹或其它损坏的实例方法。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考了构成其一部分的附图。通过举例说明的方式显示了可以实施本发明的模制系统和方法的具体实例。对这些实施例进行了详细描述，以使本领域技术人员可以实践，并且应当理解的是，其他实施方式都可以利用，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构改变。指示方向的术语，如前，后，左，右，上，下通常仅用于说明或澄清之目的，而非限制性的。以下详细描述不应该采取限制性意义，并且本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
如上，对于不能使用3D打印技术如选择性激光烧结的材料，可以使用标准切割或机械加工技术，例如材料的预制块状件的铣削(milling)和车削(turning)而实现快速成型。然而，对于一些材料，由于通过传统挤出技术生产预制的块状件的成本，标准的切割或铣削技术并非成本有效的。例如，形成聚碳酸酯或聚醚酰亚胺(PEI，如ULTEM树脂，由SABICInnovative Plastics of Pittsfield，MA销售)的块状件可能是成本高昂的，这是由于与搭建生产预制的块状件的挤出生产线相关的极高启动成本所致。
本公开描述了用于制造可以通过标准切割或机械加工技术用于快速成型的厚壁块状件的模制系统和方法。本公开的模制系统和方法可以用于形成不适合通过选择性激光烧结(SLS)进行3D打印，或使用典型的挤压技术不能成本有效地制造的材料块状件。本公开的模制系统和方法可以特别适用的材料的实例包括但不限于：聚碳酸酯，如以商品名LEXAN商购获自美国麻省Pittsfield的SABIC的Innovative Plastics division的那些；聚醚酰亚胺(PEI)，如以商品名ULTEM商购获自SABIC的Innovative Plastics division的那些；聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)；聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)；聚对苯二甲酸丁二酯聚合物(PBT)，如以商品名VALOX商购获自SABIC的Innovative Plastics division的那些；聚苯乙烯聚合物；和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)，如以商品名CYCOLAC商购获自SABIC的Innovative Plastics division的那些。
本文的模制系统和方法可以导致二次模制过程(over-molding process)，其与相同材料的单层注射模制相比可以减少总体冷却时间。模制材料的冷却时间可以满足以下方程[1]：
t∝2n×d2 [1]
其中t是包括一层或多个层的块状件所需的总冷却时间，n是块状件中的层数，而d是每层的厚度。例如，如果由特定材料形成的块状件形成为厚度50毫米(mm)的单层，则该块状件的冷却时间可以是5000秒或约83分钟。如果由相同材料的25层形成块状件，每层具有2mm的厚度，则块状件的总冷却时间可以减少到仅仅200秒(约3.33分钟)。如通过方程式[1]所示，冷却时间的优化可以相对容易，即：层厚度应该尽可能薄。
图1是用于制造由难以容易且快速模制为单层块状件的材料制成的较厚的块状件2的模制系统10的截面图。模制系统10可以配置为形成多个层4的块状件2，每个层4可以按序且单独地沉积并允许冷却以形成整个块状件2。在如图1中所示的实施例中，模制系统10可以包括限定第一模腔14的第一模具部分12，本文中也称为后模具部分12。第一插入件16(在本文中也称为后插入件16)可以定位于模腔14内部并可以在模腔14内的向前和向后的方向(例如，图1中从左至右)上可滑动到相对于后模具部分12的多个位置。可滑动的后插入件16可以相对于后模具部分12移动，以在后插入件16的移动方向(例如，图1中从左到右)上改变模腔14的尺寸。模制系统10可以包括第一定位机构18，在本文中也称为后插入件定位机构18，其配置为使后插入件16在移动方向上前后移动，以控制模腔14的尺寸。
模制系统10也可以包括第二模具部分20，本文中也称为前模具部分20。前模具部分20可以限定可以邻近第一模腔14设置的第二模腔(未示出)以形成整个模腔。前模具部分20可以设置为邻近后模具部分12以封闭模腔14。模制系统10可以包括一个或多个机构(未示出)，以将前模具部分20压靠于后模具部分12，或反之亦然，以确保注入到模腔14中的熔融材料不能在后模具部分12和前模具部分20之间通过。一个或多个第二插入件22(也称为一个或多个前插入件22)可以包括于前模具部分20内。前插入件22可以配置为将块状件2定位于模腔14内，例如，以确保块状件2与引入至模腔14中新熔融材料的位置间隔开以形成新的层4，如以下更详细的描述。可以包括一个或多个第二定位机构24(本文中也称为前插入件定位机构24)且其配置为相对于前模具部分20前后移动前插入件22。
材料管道26可以穿过后模具部分12、后插入件16、后插入件定位机构18、前模具部分20、一个或多个前插入件22、或一个或多个前插入定位机构24中的一个或多个。如图1的实施例中所示，材料导管26可以穿过前模具部分20，以在注射期间使熔融材料沉积于模腔14的前端28处。
后插入件定位机构18可以配置为将后插入件16相对于后模具部分12沿着模腔14移动到多个位置。沿着模腔14的多个位置每一个都可以对应于形成块状件2的多个层4的一个，例如，第一位置相对于前模具部分20的前端28以等于或约等于第一层4的所需厚度的距离将后插入件16的前表面放置于模腔14内。类似地，第二位置可以与第一位置间隔等于或约等于第二层4的所需厚度的距离，等等。如下面更详细的描述，后插入件定位机构18可以配置为将后插入件16沿着模腔14的前端28和最后位置之间的基本上无限数量的位置的连续体(continuum)进行定位，使得具体层4的厚度可以是所需的任何厚度。可替换地，后插入件定位机构18可以配置为将后插入件16定位于模腔14内的每个多个离散位置。
后插入件定位机构18和前插入件定位机构24一般地显示为图1中的块状件。如本领域技术人员将会理解的是，定位机构18、24可以包括能够移动插入件16、22和块状件2的任何机构。在一个实施例中，每个插入件定位机构18、24都可以包括一个或多个控制系统，其配置为用于例如根据插入件16、22的预编程的移动指令自动移动一个或多个插入件16、22，并且将熔融材料注入模腔14以形成块状件2的层4。
也期望的是，对于后插入件定位机构18可以抵挡熔融材料在经由材料管道26注入模腔14中时产生的力，例如，不允许后插入件16向后移动(例如，在图1中向左侧)且改变模腔14的尺寸。当熔融材料通过材料导管26注入时，其可以从模腔14的前部到后部产生力(例如，图1中从右到左)。后插入件定位机构18可以配置为抵挡力，而不允许后插入件16向后移动(例如，图1中向左)(这将不期望地改变模腔14的尺寸)。一个或多个前插入件定位机构24也可以配置为抵挡通过材料管道26注入到模腔14中的熔融材料施加的力，例如，而防止一个或多个前插入件22移动。
后插入件定位机构18也可以配置为施加足够的力以在熔融材料注入之后对模腔14中的熔融材料提供压制作用。在一个实施例中，后插入件定位机构18可以配置为提供模腔14中的熔融材料的注射压缩模制。如本文所使用的术语“注射压缩模制”可以是指在将预定量的熔融材料进料到模腔中之后熔融材料在模腔内进行压制的同时发生固化的工艺过程。注射压缩模制可以涉及注射期间或模制循环的保持压力阶段，或这二者期间模腔容积的受控变化。保持压力可以施加于模制品的整个表面上，使得模腔内的压力可以是恒定的或基本上恒定的和一致的。注射压制成形可以提供更好的尺寸稳定性、减少的材料剪切、必要的注射压力的降低和循环时间的减少中的一个或多个。注射压制成形也可以提供改进的保持压力效应，这可以最小化缩痕(sink mark)和塑性材料的翘曲。后插入件定位机构18可以配置为提供实现熔融材料的注射压制成形所需的足够压缩力。
图2A-图2I示出了用于制造作为多个层4的块状件体2的另一个实例模制系统50的截面侧视图。模制系统50类似于前文相对于图1描述的通用模制系统10，区别在于图1中示出了后插入定位机构的具体实施例，下面将更详细地描述。类似于模制系统10，模制系统50可以包括限定第一模腔54(图2B)的第一模具部分52，也称为后模具部分52。第一插入件56(在本文中也称为后插入件56)可以位于模腔54内并可以是沿着多个位置相对于后模具部分52在模腔54内可滑动的，以调整模腔54的尺寸。第一定位机构58(在本文中也称为后插入件定位机构58)可以配置为将后插入件56移动到模腔54内的多个位置。
如例如图2A中所示，而不是描绘为通用块状件，后插入件定位机构58显示为包括包含相对于后插入件56的运动方向以角度θ成一定角度的成角度表面62(在图2A中描述成箭头64)的楔形件60。后插入件56还可以包括相对于运动方向64成一定角度的相应成角度表面66。优选后插入件56的成角度表面66的角度等于或基本上等于楔形件的成角度表面62的角度θ。后插入件56的成角度表面66可以抵靠楔形件的成角度表面62，使得成角度表面66与楔形件的成角度表面62配对，以使当楔形件60以运动的楔形方向移动时(描述为图2A中的箭头68)，楔形件的成角度表面62将配合(结合，engage)插入件成角度表面66以沿着运动方向64移动后插入件56。
在一个实施例中，后插入件56和楔形件60可以包括保持楔形件的成角度表面62与插入件的成角度表面66配合，例如通过防止楔形件的成角度表面62从插入件的成角度表面66上拉开的滑动锁定机构(未示出)。在一个实施例中，滑动锁定机构可以包括楔形件60上的一个或多个舌形件，舌形件可以插入到后插入件56中并可以沿着后插入件56中的一个或多个对应的凹槽滑动，或者反之亦然，即，具有在后插入件56上可以插入并可沿着楔形件60中的一个或多个对应的凹槽滑动的舌形件。在一个实施例中，滑动锁定机构可以包括鸠尾榫接合滑动机构(dove tail sliding mechanism)。
滑动锁定机构可以确保当楔形件60在第一方向(例如，图2A中向下)移动时，后插入件56将在相应的第一方向(例如，图2A中向右侧)上驱动，并当楔形件60在与第一方向通常相反的第二方向(例如，图2A中向上)移动时，后插入件56将在与相应的第一方向相反的相应的第二方向(例如，图2A中向左侧)上驱动。在图2A中所示的实施例中，在被楔形件60驱动时，楔形件60的运动方向68垂直或基本上垂直于后插入件56的运动方向64。在一个实施例中，后插入件56的运动方向64在模腔54内是水平的或基本水平的，同时楔形件60的运动方向68是垂直的或基本垂直的，如图2A中所示。
后插入件定位机构58也可以包括可以配置为移动楔形件60的驱动活塞70。驱动活塞70可以提供足够的力而在楔形件运动方向68上驱动楔形件60，其可以反过来在插入件运动方向64上驱动后插入件56。
在一个实施例中，楔形件的成角度表面62的角度θ可以小于90°。角度θ的具体值可以根据由驱动活塞70施加的所需力进行选择，例如，而在熔融材料注入到模腔54中时抵挡由熔融材料产生的注入力，或在模腔54中的熔融材料的注射压制成形提供所必需的力。由驱动活塞70需要施加的力可以直接与角度θ有关。也可以选择角度θ以控制后插入件56在由楔形件60驱动时的运动，例如，因为角度θ可以决定楔形件60在运动方向68上行进的距离比率，距离比率可以被转换于在运动方向64上的后插入件56。在一个实施例中，角度θ可以为约45°至约90°(例如，相对于楔形件60的运动方向68的角度为约0°至约45°)，如约60°至约88°(例如，相对于运动方向68的角度为约2°至约30°)，如约65°至约85°(例如，相对于运动方向68的角度为约5°至大约25°)。在某些实施例中，角度θ可以为约85°(例如，相对于楔形件60的运动方向68的角度为约5°)，为约80°(例如，相对于运动方向68的角度为约10°)，为约75°(例如，相对于运动方向68的角度为约15°)，为约70°(例如，相对于运动方向68的角度为约20°)，或为约65°(例如，相对于运动方向68的角度为约25°)。
可以提供后插入件56的连续或基本上连续定位的机构(如后插入件定位机构58)可以对后插入件56的定位和移动提供基本上无级可调节的控制，后插入件56反过来可以对层4的厚度提供基本上无级调节，以优化块状件2的制造。例如，对块状件2每层4进行固化所花费的时间量可以取决于进行模制的具体材料以及每层4的厚度，如上文关于方程[1]的描述。因此，对于块状件2的所需厚度的层4的最佳厚度可以根据模制的材料而变化很大。例如，包括可以承载于后插入件的相应成角度表面66上的成角度表面62的楔形件60，可以允许后插入件56沿着模腔54的前端到实际后边界(例如，后插入件56可以定位而同时仍确保保持于后模具部分52内的最后位置)的连续体定位于基本上任何位置。因此，相同系统50可以用于制造由第一材料制成的第一块状件2，其中层4的最佳厚度为约0.1mm，并产生由第二材料制成的第二块状件2，其中层4的最佳厚度为10mm，或可以用于由在其间任何位置具有任何厚度的层制成各种块状件。楔形件60也可以对施加到后插入件56上的力提供更多控制，其反过来可以对施加于模腔54内的模制材料上的力提供更多控制。此外，楔形件60可以通过放大由驱动活塞70施加的标称力改进且甚至优化传递负载。楔形件60和后插入件56之间的角度可以导致由驱动活塞70施加的力与后插入件56可以施加于模腔54中的注入聚合物上而导致由驱动活塞70产生的较小的力的保持力的比率能够保持由注射的聚合物的压力产生的较高的力。在一些实施例中，根据角度和这个力比率，系统可以是自中断的。
模制系统50也可以包括第二模具部分80，本文中也称为前模具部分80。前模具部分80可以限定可以邻近第一模腔54设置的第二模腔(未示出)以形成整个模腔。前模具部分80可以邻近后模具部分52设置以封闭模腔54。模制系统50可以包括一个或多个机构(未示出)，以将前模具部分80压靠于后模具部分52，反之亦然。一个或多个第二插入件82(也称为一个或多个前插入件82)可以包括于前模具部分80内。前插入件82可以配置为将块状件2定位于模腔54内。一个或多个第二定位机构84(本文中也称为前插入件定位机构84)可以包括并配置为相对于前模具部分80前后移动前插入件82。
材料管道86可以穿过后模具部分52、后插入件56、后插入件定位机构58、前模具部分80中、一个或多个前插入件82、或一个或多个前插入定位机构84的一个或多个。如图2A的实施例中所示，材料管道86可以穿过前模具部分80。
图2A-图2I示出了使用系统50制造包括多个层4的块状件2的实例方法的示意图。首先，提供或接收了模制系统50。如图2A所示，后模具部分52和前模具部分80可以是开放的且分离的。接着，如图2B所示，可以通过将后模具部分52定位在邻近前模具部分80处封闭模制系统50，从而形成模腔54并由模具部分52、80环绕。后模具部分52可以被夹紧或以另外固定到前模具部分80。后插入件56可以由后插入件定位机构58定位于对应于块状件2的第一层4的第一位置，使得模腔54具有相对较小的厚度(例如，图2B中从左到右的方向上)。模腔54的初始厚度(其对应于模腔54中形成的第一层4的厚度)可以根据用于形成块状件2的聚合物或其它材料，例如基于固化性能，包括固化时间，收缩率等而变化。在一个实施例中，模腔54的初始厚度可以为约0.5mm至约5mm，例如，约1mm至约3mm，例如，约2mm。
接着，如图2C中所示，熔融材料88(例如，熔融聚合物)可以通过材料导管86注入模腔54中。如前文的描述，后插入件定位机构58(例如，楔形件60和驱动活塞70)可以配置为在注入熔融材料88期间或之后不久提供压制力，以提供模腔54内的熔融材料88的注射压制成形。在一个实施例中，楔形件60可以在运动方向68上向下驱动，相反其可以在运动方向64上向前(例如，图2C中向右侧)驱动后插入件56，以为注射压制成形提供所必需的压制作用。
在注入熔融材料88之后，这可以使其固化而形成块状件2的第一模制层4A(图2D)。接着，楔形件60可以通过驱动活塞70升高。如果楔形件60通过如前文描述的滑动锁定机构连接至后插入件56，则楔形件60的向上移动可以使后插入件56向后移动(例如，图2C中向左侧)，从而使得插入件56位于相对于块状件2的第二层4的第二位置。如图2D所示，一个或多个前插入件82可以向后推动第一模制层4A使得第一模制层4A保持与后插入件56接触。一个或多个前插入件定位机构84也可以配置为在不存在楔形件60和后插入件56之间的滑动锁定机构时向后推动后插入件56以与楔形件60接触。如图2E所示，一个或多个前插入件82可以撤回到前模具部分80内，在模腔54内留下空间。
附加的熔融材料90可以通过材料导管86注入到模腔54内的空间中，如图2F所示，类似于上述关于图2C描述的方法的步骤。附加的熔融材料90可以是与图2C的步骤中注入的熔融材料88相同的材料，或附加的熔融材料90可以是不同的材料，这取决于块状件2的所需性质。如对于图2C中描述的步骤，后插入件定位机构58可以配置为在模腔54内的附加熔融材料90上提供压制力，以提供注射压制成形。
附加的熔融材料90可以允许在模腔54内固化以形成第二模制层4B(图2G)。第二模制层4B将机械地结合至第一模制层4A，例如，因为层4A、4B在相同的模腔54内模制成形至一起，熔融材料90允许在与第一层4A接触之下发生固化。结合的层4A、4B可以形成模制材料的块状件2(图2G)。接着，楔形件60可以由驱动活塞70升高，并且，如果楔形件60通过滑动锁定机构连接到后插入件56，则楔形件60的向上移动可以导致后插入件56向后移动(例如，图2F中向左侧)，例如，至可以对应于块状件2的第三层4的第三位置。如图2G所示，一个或多个前插入件82可以向后推动包括第一模制层4A和第二模制层4B的块状件2，使得块状件2保持与后插入件56接触。
在图2A-图2G中的是实例方法中，如图2G所示，仅具有两层4A、4B的块状件2已经达到其所需的厚度。然而，如果为了实现块状件2的所需厚度(例如，图1中所示的四个层4)而需要附加模制层4，则可以重复图2E、2F和2G所示的步骤以形成附加层4(例如，第三层，第四层，第五层等)。这些步骤可以根据需要重复多次以达到块状件2期望的厚度。
如图2H所示，在达到块状件2的所需厚度，例如，通过以图2A-2G中所示的步骤模制成形层4的所需数目之后，通过将后模具部分52从前模具部分80分开而可以打开模制系统50。如图2I所示，块状件2可以例如通过用驱动活塞70驱动楔形件60以向前(例如，向右)推动后插入件56，从模腔54的空间中排出。
图2A-图2I所示的模制系统50包括后插入件定位机构58，其包括具有可以承载于后插入件56的相应成角度表面66上的成角度表面62的楔形件60。如前文的描述，这种设计可以基于形成块状件体2的层4的厚度且基于由后插入件56施加于模制材料上的力提供更大的控制。然而，可以不需要基于后插入件56的位置进行连续且无级的控制。图3A和图3B示出了示例性模制系统100，其具有可替代的第一插入定位机构102(也称为后插入件定位机构102)，其可以对第一插入件104(也称为后插入件104)提供相对于第一模具部分106(也称为后模具部分106)的定位。后模具部分106可以部分封闭模腔108。后插入件104可以相对于后模具部分106定位于模腔108内并可以是沿着模腔108可滑动的以改变模腔108的尺寸。
模制系统100也可以包括第二模具部分110，本文中也称为前模具部分110。前模具部分110可以位于邻近后模具部分106处以封闭模腔108。一个或多个第二插入件112(也称为一个或多个前插入件112)可以包括于前模具部分110内，其可以通过一个或多个第二定位机构114(本文中也称为前插入件定位机构114)相对于前模具部分110前后移动。材料导管116可以为注入到模腔108的熔融材料提供通路。
后插入件定位机构102可以配置为使后插入件104相对于后模具部分106前后移动至多个离散位置。在图3A和图3B中所示的实施例中，后插入件定位机构102可以包括用于将后插入件104相对于后模具部分106定位于多个离散位置的棘轮式机构(ratcheting-typemechanism)。后插入件104可以包括多个棘轮梯(ratchet stair)118并且后插入件定位机构102可以包括具有可以与后插入件104的棘轮梯118配合的相应阶梯状齿(stair-liketeeth)122的棘爪(pawl)120。后插入件定位机构102可以包括连接到后插入件104的排出杆124。如图3A所示，棘爪120可以开始于第一位置，例如底部位置。排出杆124可以偏置以在向后的方向上，例如图3A中向左紧靠棘爪120拉动后插入件104。棘爪120可以在向下方偏置。棘爪120的齿122可以配合棘轮梯118，棘轮梯118除了拉出排出杆124之外，可以防止后插入件104在后插入件104的运动方向126(例如，图3A中从左向右侧)上滑动。棘爪120的齿122与后插入件104的棘轮梯118之间的配合，连同抵靠棘爪120的偏置力一起，可以防止棘爪20垂直滑动。
在将熔融材料注射到模腔108中并允许固化之后，抵靠棘爪120(例如保持棘爪120向下偏置)的偏力被克服，并且棘爪120可以相对于后插入件104向上移动至少一个位置。棘爪120的每个齿122可以向上移动一个位置并且配合后插入件104的新一个棘齿梯118。推动排出杆124的偏置力可以使后插入件104相对于后模具部分106向后移动一个位置，如图3B中所示，使得后插入件104和模腔108内的块状件(未在图3A和3B中示出)为将添加到块状件的附加材料层提供额外的空间。
可以重复棘轮处理直到模制出所需数量的层并完成块状件，此时可以通过将后模具部分106与前模具部分110分开而打开模制系统100。排出杆124上的偏置力可以克服并且排出杆124可以向前驱动而将块状件从模腔108中推出并将后插入件104重新定位于最前起始位置。当后插入件104向前移动时，后插入件104的棘轮梯118移动离开棘爪120的棘齿122的路径，使得作用于棘爪120上的偏置力可以向下驱动棘爪120至其可以重新开始该过程的起始位置。
当模制材料的性质和固化行为是众所周知的并且模制系统100将仅用于众所周知的模制材料时，可以使用能够提供后插入件104至多个离散位置的定位的机构，如后插入件定位机构102。在这种情况下，使用具有后插入件104的离散定位的系统可以是更有效的，经济的和可靠的，而不是提供更多灵活性但也可能是更复杂的并可能具有更多的故障潜能的图2A-2I中所示无级可调系统50。模制系统100可以特别适用于整个制造操作，其中模制系统100的操作将不会改变，例如在模制系统100仅仅是该工艺中的一件设备的大型制造过程中。
对于一些模制材料，制备块状件的方法(如在图2A-图2I中所示形成块状件2的方法)可能需要修改以适应模制材料的机械性能。在一个实施例中，例如，如果模制材料具有一个或多个相对较高的系数热膨胀(CTE)，相对较高的比热(例如，添加或去除每单位热能的材料设定质量的温度变化)和相对高的导热率(例如，热量从块状件2的内部朝向块状件的外部传导的速率)，用于形成块状件2的模制材料可能由于在块状件2从模腔54中移出之后的冷却而相对快速的收缩。一些相对较快地冷却并在冷却时相对快速地收缩的模制材料也可以具有相对低的延展性，使得随着模制材料相对快速收缩，材料不能抵抗由收缩产生的内部张力，这就可能导致块状件2的破裂(cracking)和破坏(failure)。
另外，对于在比较高的温度下加工的模制材料(例如，由于使材料可以用于模制工艺所需的高熔融温度)，即使材料具有CTE、比热以及可以预期会适应材料的收缩的延展性，模制材料的破裂或破坏都可能发生，因为：(a)由于块状件2和周围空气之间的温差大而导致的较大的热驱动力；和(b)材料必须适应如此大的温度变化才能使块状件2下降到可用的温度，例如，室温。
当通过本文描述的方法形成块状件2时表现出这种开裂和破坏的材料的实例是聚醚醚酮(PEEK)。PEEK具有相对较高的熔融温度，约343℃，使得当PEEK块状件2从模制系统50喷射出时可以处于非常高的温度。PEEK也具有相对较高的CTE，当PEEK处于高于其玻璃化转变温度(约143℃)时，CTE可以高达约140份每百万重量份/开氏度(ppm/°K)，以及约445ppm/°K。PEEK也具有比较高的导热性和比热，例如，它将会快速冷却，并具有相对低的延展性。简而言之，由PEEK制成的块状件2将在高温下(例如，高达300℃)从模具中脱出，并且因此由于其高导热性、比热和向块状件2周围的空气的热传导而被驱使快速冷却。由于PEEK的高CTE，这将导致PEEK块状件2的高收缩率，这能够因为其延展性不能适应高收缩率而导致PEEK块状件2破裂。
在一些实施例中，并且特别是对于较大尺寸(例如，较大的横截面积或较大的厚度，或这两者)的块状件2，块状件2可以经历与块状件表面附近的区域相比块状件2的内部区域之间的温度梯度。例如，对于具有至少2000cm2的横截面积的大块状件2，例如，50cm乘以50cm的块状件(横截面积2500cm2)和/或具有至少5cm的厚度(例如，8cm厚的块状件)，或更不用说对于具有前文描述的不利的热性质的模制材料，块状件2的芯可以保持相对高于块状件表面附近的区域，因为对于热能可能需要花一段时间从核心转移到可以排出的外部块状件表面。温度梯度可以导致块状件2的不同区域以不同的量和不同的速率收缩。当温度梯度变得足够大时，块状件2可以断裂或否则即使块状件的模制材料不具有前文描述不利的热性质也会破裂。
图4A和4B示出了在使用本文中描述的模制系统和模制方法模制成形成块状件(例如，通过图1中的模制系统50和图3A和3B中的100和通过图2A-2I中的方法模制成形的块状件2)之后，热处理块状件的方法200、210的实例。方法200、210中的一种或两种可以特别适用于具有以下一种或多种的模制材料：相对高的熔融温度(如大于约300℃)、或加工温度(例如，大于约350℃，如至少400℃)；相对高的CTE(例如，大于约30ppm/°K，如大于约40ppm/°K，例如，45ppm/°K(如PEEK)或更高)；相对较高的比热(例如，大于约0.2千焦耳/千克开氏度(kJ/kg(°K)，如大于约0.3kJ/kg·°K，例如，0.32kJ/kg·°K(如PEEK)或更大)；相对高的热导率(例如，至少约0.15瓦/米·开氏度(W/m°K)，如至少约0.2W/m·°K，例如，0.25W/m·°K(例如，PEEK的热导率)或更大)；和相对低的延展性(例如，小于约5％)。如前文的描述，PEEK是这种模制材料的一个实例。图4的实例方法200可以适用的其他实例包括，但不限于，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，苯乙烯丙烯腈(SAN)，由于其延展性低，所有这些通常都不能模制成形。方法200也可以适用于更大的块状件2，即使块状件的模制材料不具有前文描述的不利的热性质，以避免或最小化由于不均匀的温度分布或不均匀的块状件2收缩，或这两者而导致的断裂或块状件破坏的机会。
如图4A和4B所示，方法200可以包括形成块状件202。在一个实施例中，形成块状件202与前文关于图2A-图2I描述的模制块状件2的方法类似或相同。因此，形成块状件202将参照方法200称为模制块状件202。然而，本领域技术人员将理解形成块状件的其他方法，包括除了图1、3A和3B的系统实施的那些方法之外的那些的方法，或经由上述关于图2A-2I的那些方法之外的方法。
在块状件2已经形成(202)之后，方法200可以包括，在204处，热调节块状件2。如前文的描述，块状件2的各种因素可以由于快速或不均匀冷却导致块状件2的断裂或破坏，并且由于在冷却期间块状件2的快速或不均匀的收缩，(例如，块状件尺寸，用于形成块状件2的模制材料的热性质)。块状件2的热调节可以提供一个或多个中间冷却步骤，其允许块状件2达到在块状件2离开模制202的加工温度和最终的冷却温度(例如，室温)之间的一个多个中间温度，而同时减少或最小化块状件2的快速收缩或不均匀收缩，或这两者。
在一个实施例中，如图4A中所示，热调节方法200可以包括单个热调节步骤204，其中块状件2保持于与模制块状件202相关的加工温度和最终冷却温度之间的单个中间温度。在另一个实施例中，如图4B中所示，实例方法210可以包括多个热调节步骤，例如，两个或更多个热调节步骤。在图4B中所示的实施例中，方法210包括三个热调节步骤：第一热调节步骤212A，其中块状件2的周围保持于低于加工温度但高于最终冷却温度的第一中间温度；在第一热调节步骤212A之后实施的第二热调节步骤212B，其中块状件2的周围保持于低于第一中间温度但高于最终冷却温度的第二中间温度；以及在第二热调节步骤212B之后实施的第三热调节步骤212C，其中块状件2的周围保持于低于第二中间温度但高于最终冷却温度的第三中间温度。
每个热调节步骤204也可以允许块状件2在整个块状件2(例如在块状件芯和块状件表面)都达到均匀或基本上均匀的中间温度，然后允许块状件2在随后的冷却步骤中冷却。均匀或基本上均匀的温度可以在冷却过程中最小化或减少块状件2的不均匀或非均匀收缩，这可以最小化或减少块状件2的断裂或其他损坏。
在一个实施例中，热调节步骤204可以包括将块状件2周围的环境保持于块状件2的材料的加工温度(例如，模制成形温度)和块状件2将会冷却的最终冷却温度如室温(例如约20℃)之间的一个或多个中间温度。热调节步骤204可以包括对于一个或多个中间温度中的每一个温度保持块状件2长达一段指定的时间段。
中间温度的数量(例如，热调节步骤204、212A、212B、212c的数量)，一个或多个热调节步骤204、212A、212B、212C中每一个的具体温度，和每个热调节步骤204、212A、212B、212C的持续时间(例如，块状件2的周围环境保持于一个或多个中间温度中的每一个温度的时间量)可以基于包括但不限于以下的一个或多个的若干因素进行选择：
(a)块状件2的模制材料的加工温度，既在绝对意义(例如，块状件2离开模具时的实际温度)，以及在加工温度比具有单个热调节步骤204的方法200中热调节步骤204的温度或多个热调节步骤方法210中的第一热调节步骤212的温度的程度高多少；
(b)形成块状件2的模制材料的一个或多个热性质，如热膨胀系数、比热和热导率；
(c)块状件的模制材料的一个或多个力学性能，如延展性或模量；
(d)块状件2将要冷却的温度，例如，最终冷却温度；以及
(e)为了达到最终冷却温度块状件2需要冷却的时间量，例如，所需的加工时间。
每个热调节步骤204、212A、212B、212C的具体中间温度也可以取决于前一步骤和所需最终冷却温度之间的温度差。每个热调节步骤204、212A、212B和212C的持续时间也可以取决于热调节步骤204、212A、212B、212C的中间温度与前一处理步骤的温度之间的温度差。例如，当如图4A的示例性方法200所示只有一个热调节步骤204时，则用于模制块状件202的加工温度和热调节步骤204之间的差异可以决定热调节步骤204的持续时间，例如，温度差异越大对于热调节步骤204倾向于需要更长的持续时间，使得块状件2的基本上整体可以达到热调节步骤204的中间保持温度，从而使得块状件2整体具有均匀或基本均匀的温度。
在一个实施例中，热调节(例如，单个热调节步骤204或多个热调节步骤212A，212B和212C)可以包括将块状件2放置于热调节炉或其他加热装置的内部。热调节炉可以配置为将内部的温度保持于设定温度，例如，热调节步骤204，212A，212B，212D的具体中间温度。热调节炉可以包括控制热调节炉内部的温度达到设定点的温度控制系统。在一个实施例中，控制系统可以包括温度传感器，加热装置和基于由温度传感器测量的温度与设定温度比较而控制加热装置的加热输出的控制器。控制系统也可以包括定时装置，其配置为维持热调节炉中的温度于设定点长达指定的一段时间之后才在热调节步骤204(如图4A的方法200中)或最终热调节步骤212C(如图4B的的方法210中)结束时将块状件2从热调节炉释放出来。
在热调节步骤204或最终热调节步骤212C之后，在206处，方法200、210可以包括将块状件2冷却至最终冷却温度。在一个实施例中，冷却206可以包括将块状件2暴露于空气中，以允许块状件2冷却至空气的温度。因此，本文中将冷却步骤206称为空气冷却206。可以使用冷却块状件2的其它方法，如冷却风扇，冷却液体或其它冷却流体，冷却器等。
为了举例说明之目的，对于特定的材料将描述一种热调节方法(例如，方法200)，在这种情况下特定材料是聚醚醚酮(PEEK)，如前文的描述，其具有的热和机械性能能够导致块状件2在从块状件202模制的温度冷却至指定的最终冷却温度时会发生断裂或其它破坏。关于PEEK描述的实例方法的具体细节并非旨在是限制性的，而仅仅是为了说明的目的。其他加工参数可以用于其他材料，或甚至用于使用PEEK作为模制材料的另一种方法，但其中其他因素(例如，块状件尺寸或环境条件)是不同的。
在示例性方法中，例如，通过图2A-图2I所示的方法模制成形25厘米(cm)长×25cm宽×8cm厚的PEEK块状件。PEEK块状件在约200℃的温度下离开模制系统。一个PEEK块状件简单地从模制系统中取出并允许空气冷却。由于PEEK块状件的空气冷却引起的内部应力导致了在冷却约3小时后块状件的断裂和完全破坏。
在成形后基本上立即将第二PEEK块状件置于炉中。将炉设定于120℃，并将PEEK块状件保持于炉中长达2小时，而使炉中热调节后，PEEK块状件的温度基本均匀处于约120℃。将120℃下的PEEK块状件从炉中取出，并允许再冷却2至3小时，直到PEEK块状件的温度基本均匀地处于约20℃。作为中间热调节步骤而置于120℃的炉中的PEEK块状件没有断裂或破坏。
为了更好地举例说明本公开制造块状件的模制系统和方法，本文中提供了实施例的非限制性列表：
实施例1可以包括主题(如装置，设备，方法，或用于执行动作的一个或多个设施)，诸如可以包括用于制造部件的模制系统。主题可以包括限定第一模腔的第一模具部分，相对于第一模腔可滑动到多个位置以调节模腔的尺寸的第一插入件，与第一模具部分邻近设置以至少部分封闭第一模腔的第二模具部分，与第一模腔流体连通设置的模制材料管道，和配置为将第一插入件相对于第一模腔移动到多个位置的定位机构。
实施例2可以包括实施例1的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括定位机构，其包括具有成角度表面的楔形件。
实施例3可以包括实施例2的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括承载于第一插入件的相应成角度表面上的楔形件的成角度表面。
实施例4可以包括实施例2或3中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约45°至约90°角的楔形件的成角度表面。
实施例5可以包括实施例2-4中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约60°至约88°角的楔形件的成角度表面。
实施例6可以包括实施例2-5中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约65°至约85°角的楔形件的成角度表面。
实施例7可以包括实施例2-6中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约80°角的楔形件的成角度表面。
实施例8可以包括实施例3-7中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的运动方向形成基本上等于由楔形件的成角度的表面形成的角度的角度的第一插入件的相应的成角度的表面。
实施例9可以包括实施例3-8中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的运动方向形成约45°至约90°的角度的第一插入件的相应成角度表面。
实施例10可以包括实施例3-9中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的运动方向形成约60°至约88°的角度的第一插入件的相应成角度表面。
实施例11可以包括实施例3-10中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的运动方向形成约65°至约85°的角度的第一插入件的相应成角度表面。
实施例12可以包括实施例3-11中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的运动方向形成约80°的角度的第一插入件的相应成角度表面。
实施例13可以包括实施例2-12中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括将楔形件连接至第一插入件的滑动锁定机构。
实施例14可以包括实施例13的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括滑动锁定机构，其包括在楔形件上插入到第一插入件中的相应凹槽中并沿着其可滑动的舌形件。
实施例15可以包括实施例13的主题，或可以可选地与之组合，以可选地包括滑动锁定机构，其包括在第一插入件上插入到楔形件中的相应凹槽中并沿着其可滑动的舌形件。
实施例16可以包括实施例1-15中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括配置为将固化的模制材料定位于模腔中的第二机构。
实施例17可以包括实施例16的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括第二机构，其包括在第二模具部分内可滑动的一个或多个第二插入件。
实施例18可以包括实施例1-17的一个或任何组合的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括第二层，其机械结合和化学结合至第一层以在第二熔融模制材料固化之后形成部件。
实施例19可以包括实施例1-18中的一个或任何组合的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与预定的第一厚度相同的预定的第二厚度。
实施例20可以包括实施例1-19中的一个或任何组合的主题或可以可选地与之组合，以包括主题(如装置，设备，方法或一种或多种用于实施行为的设施)，如可以包括制造部件的方法。主题可以包括将第一模具部分邻近第二模具部分设置以至少部分的封闭其间的第一模腔，将可滑动插入件定位于第一模腔内的第一位置处以在模腔的前端提供具有预定的第一厚度的第一空间，将第一熔融模制材料注射到模腔的第一空间中，使第一熔融模制材料固化以形成第一层，将可滑动插入件移动到模腔内的第二位置以在第一层和模腔的前端之间提供具有预定第二厚度的第二空间，将第二熔融模制材料注入到模腔的第二空间中，并允许第二熔融模制材料固化以形成第二层，在第二熔融模制材料固化之后第二层机械地结合至第一层以形成部件。
实施例21可以包括实施例20的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一熔融模制材料是相同材料的第二熔融模制材料。
实施例22可以包括实施例20或实施例21中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括将可滑动插入件移动到模腔内的第三位置以在第二层和模腔前端之间提供具有预定的第三厚度的第三空间。
实施例23可以包括实施例22的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括将第三熔融模制材料注入到模腔的第三空间中。
实施例24可以包括实施例23的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括允许第三熔融模制材料固化以形成第三层，在第三熔融模制材料固化之后第三层机械结合至第二层，第一层、第二层和第三层形成了部件。
实施例25可以包括实施例22-24中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一熔融模制材料和第二熔融模制料中的一种或两种都相同的材料的第三熔融模制材料。
实施例26可以包括实施例22-25中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与预定的第一厚度和预定的第二厚度中的一个或两个都相同的预定的第三厚度。
实施例27可以包括实施例22-26中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括：将可滑动插入件移动到模腔内的第四位置以在预定的第三层与模腔前端之间提供具有预定的第四厚度的第四空间；将第四熔融模制材料注入模腔的第四空间中；允许第四熔融模制材料固化以形成机械结合至第三层的第四层，其中第一层、第二层、第三层和第四层构成部件。
实施例28可以包括实施例27的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一熔融模制物材料、第二熔融模制材料和第三熔模制材料中的一种或多种是相同材料的第四熔融模制材料。
实施例29可以包括实施例27或实施例28的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与预定的第一厚度、预定的第二厚度和预定的第三厚度中的一个或多个相同的预定的第四厚度。
实施例30可以包括实施例27-29中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括：将可滑动插入件移动到模腔内的第五位置以在第四层与模腔前端之间提供具有预定的第五厚度的第五空间；将第五熔融模制材料注入模腔的第五空间中；容许第五熔融模制材料固化以形成与第四层机械结合的第五层，其中第一层、第二层、第三层、第四层和第五层构成部件。
实施例31可以包括实施例32的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一熔融模制材料、第二熔融模制材、第三熔融模制材料和第四熔融模制材料中的一种或多种是相同材料的第五熔融模制材料。
实施例33可以包括实施例31或实施例32的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与预定的第一厚度、预定的第二厚度、预定的第三厚度和预定的第四厚度中的一个或多个相同的预定的第五厚度。
实施例34可以包括实施例30-33中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括：
将可滑动插入件移动到模腔内的第六位置以在第五层和模腔的前端之间提供具有预定第六厚度的第六空间；
将第六熔融模制材料注入到模腔的第六空间中；
允许熔融模制材料固化以形成机械结合至第五层的第六层；
将可滑动插入件移动到模腔内的第七位置以在第六层和模腔的前端之间提供具有预定的第七厚度的第七空间；
将第七熔融模制材料注入模腔的第七空间中；
允许第七熔融材料固化以形成机械结合至第六层的第七层；
将可滑动插入件移动到模腔内的第八位置以在第七层和模腔的前端之提供具有预定的第八厚度的第八空间；
将第八熔融模制材料注入模腔的第八空间中；
容许第八熔融模制材料固化以形成与第七层机械结合的第八层；
将可滑动插入件移动到模腔内的第九位置以在第八层和模腔的前端之间提供具有预定的第九厚度的第九空间；
将第九熔融模制材料注入模腔的第九空间中；
允许第九熔融模制材料固化以形成与第七层机械结合的第九层；
将可滑动插入件移动到模腔内的第十位置以在第九层和模腔的前端之间提供具有预定的第十厚度的第十空间；
将第十熔融模制材料注入模腔的第十空间中；
允许第十熔融模制材料固化以形成与第九层机械结合的第十层，其中第一层、第二层、第三层、第四层、第五层、第六层、第七层、第八层、第九层和第十层构成部件。
实施例35可以包括实施例34的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括第六熔融模制材料、第七熔融模制材料、第八熔融模制材料、第九熔融模制材料和第十熔融模制材料中的每个都是与第一熔融模制材料、第二熔融模制材料、第三熔融模制材料、第四熔融模制材料、第四熔融模制料、第五熔模制材料、第六熔模制材料、第七熔模制材料、第八熔模制材料、第九熔模制材料和第十熔模制材料中的另一种或多种材料相同的材料。
实施例36可以包括实施例34或实施例35的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括预定的第六厚度、预定的第七厚度、预定的第八厚度、预定的第九厚度和预定的第十厚度中的每个都是与预定的第一厚度、预定的第二厚度、预定的第三厚度、预定的第四厚度、预定的第五厚度、预定的第六厚度、预定的第七厚度、预定的第八厚度、预定的第九厚度和预定的第十厚度中的另一个或多个厚度相同的厚度。
实施例37可以包括实施例20-36中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括从模腔中排出块状件。
实施例38可以包括实施例20-37中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括通过插入件定位机构执行可滑动插入件的定位和移动。
实施例39可以包括实施例38的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括插入件定位机构，其包括具有成角度表面的楔形件。
实施例40可以包括实施例39的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括承载于第一插入件的相应成角度表面上的楔形件的成角度表面。
实施例41可以包括实施例39或实施例40中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约45°至约90°角的楔形件的成角度表面。
实施例42可以包括实施例39-41中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约60°至约88°角的楔形件的成角度表面。
实施例43可以包括实施例39-42中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约65°至约85°角的楔形件的成角度表面。
实施例44可以包括实施例39-43中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约80°角的楔形件的成角度表面。
实施例45可以包括实施例40-44中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成基本上等于由楔形件的成角度表面形成的角度的角度的第一插入件的相应成角度表面。
实施例46可以包括实施例40-45中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约45°至约90°角的第一插入件的相应成角度表面。
实施例47可以包括实施例40-46中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约60°至约88°角的第一插入件的相应成角度表面。
实施例48可以包括实施例40-47中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约65°至约85°角的第一插入件的相应成角度表面。
实施例49可以包括实施例40-48中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括与第一插入件的移动方向形成约80°角的第一插入件的相应成角度表面。
实施例50可以包括实施例39-49中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括可滑动地连接至第一插入件的楔形件。
实施例51可以包括实施例50的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括使用滑动锁定机构实现将楔形件可滑动地连接至第一插入件，滑动锁定机构包括楔形件上插入第一插入件中的对应凹槽中并沿着第一插入件中的对应凹槽可滑动的舌形件。
实施例52可以包括实施例51的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括使用滑动锁定机构实现将楔形件可滑动地连接至第一插入件，滑动锁定机构包括第一插入件上插入楔形件中的对应凹槽中并沿着楔形件中的对应凹槽可滑动的舌形件。
实施例53可以包括实施例20-52中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括向块状件施加一个或多个热调节步骤。
实施例54可以包括实施例53的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括一个或多个热调节步骤的每个都包括将围绕块状件的周围环境的温度保持于指定的中间温度长达指定的持续时间。
实施例55可以包括实施例53或54中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括施加多个热调节步骤。
实施例56可以包括实施例54和55中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括包含以下之一的一个或多个热调节步骤：一个(1)热调节步骤，两个(2)热调节步骤，三个(3)热调节步骤，四个(4)热调节步骤，五个(5)热调节步骤，六个(6)热调节步骤，七个(7)热调节步骤，八个(8)热调节步骤，九个(9)个热调节步骤和十个(1)个热调节步骤。
实施例57可以包括实施例54-56中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括一个或多个热调节步骤的每个的每个中间温度都小于前一步骤的温度且大于随后步骤的温度。
实施例58可以包括实施例53-56中任一项的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括在施加一个或多个热调节步骤之后冷却块状件。
实施例59可以包括实施例58的主题或可以可选地与之组合，以可选地包括块状件的冷却包括空气冷却块状件。
以上详细描述旨在是举例说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(或其一个或多个要素)可以彼此组合使用。其它实施方式，如通过本领域普通技术人员在阅读上述描述之后，都可以使用。此外，各种特征或要素可以组合在一起而简化本公开。这不应该解释为旨在无声公开的功能特征对于任何权利要求都是至关重要的。相反，本发明的主题可以在于不到具体公开的实施方式的所有特征。因此，以下权利要求结合至详细描述中，而每个权利要求独立地作为单独的实施方式。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围进行确定。
在本文档与通过参考引用结合的任何文档之间的用法不一致的情况下，以本文档中的用法为准。
在本文档中，使用了专利文献中常用的术语“一”或“一个”，是为了包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文档中，术语“或”用于表示非排他性或，如此而使“A或B”，除非另有说明，要包括“A但非B”，“B但非A”和“A和B都”。在本文档中，术语“包括”和“其中”用作各自术语“包含”和“其中”的简体英文等效词。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，模制系统，设备，制品，组成，制剂，或工艺方法包括除了在权利要求中的这个术语仍然认为属于该权利要求的范围内之后所列出的那些之外的要素。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅用作标记，并非意图对其对象施加数字条件。
本文描述的方法可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些实施例可以包括计算机可读介质或用可操作而配置电子设备以执行如上述实施例中所描述的方法或方法步骤的指令编码的计算机可读介质。这种方法或方法步骤的实现可以包括诸如微代码，汇编语言代码，更高级语言代码等的代码。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以构成计算机程序产品的一部分。此外，在一个实施例中，代码可以，例如在执行期间或在其它时间，有形地存储于一个或多个易失性，非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上。这些有形的计算机可读介质的实例可以包括，但不限于，硬盘，可移动磁盘，可移动光盘(例如，光盘和数字视频盘)，磁带盒，存储卡或棒，随机存取存储器RAM)，只读存储器(ROM)等。
提供的摘要满足37C.F.R.§1.72(b)，允许读者快速确定技术公开的性质。提交它的理解是，它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。
虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将会认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出改变。

Claims (17)

1.一种用于制造部件的模制系统，所述模制系统包括：
第一模具部分(12)，限定第一模腔(14)；
第一插入件(16、56)，相对于所述第一模腔(14)可滑动到多个位置以调节所述模腔(14)的尺寸；
第二模具部分(20)，邻近所述第一模具部分(12)设置以至少部分地封闭所述第一模腔(14)；
模制材料导管(26)，与所述第一模腔(14)流体连通设置；和
定位机构(24)，配置为相对于所述第一模腔(14)将所述第一插入件(16、56)移动到所述多个位置；
其特征在于，所述机构包括具有成角度表面(62)的楔形件(60)，其中所述机构承载在所述第一插入件(16、56)的相应成角度表面(66)上，从而允许所述第一插入件(16、56)沿着模腔(54)的前端到实际后边界的连续体定位于基本上任何位置，
并且所述模制系统进一步包括将所述楔形件(60)连接至所述第一插入件(16、56)的滑动锁定机构。
2.根据权利要求1所述的模制系统，其中所述成角度表面(62)与所述第一插入件(16、56)的移动方向形成45°至90°的角度。
3.根据权利要求1所述的模制系统，其中所述滑动锁定机构包括以下之一：插入并可沿着所述第一插入件(16、56)中的相应凹槽滑动的所述楔形件(60)上的舌形件，或插入并可沿着所述楔形件中相应的凹槽滑动的所述第一插入件(16、56)上的舌形件。
4.根据权利要求1所述的模制系统，进一步包括配置以将固化的模制材料定位于所述模腔(14)中的第二机构。
5.根据权利要求4所述的模制系统，其中所述第二机构(114)包括可在所述第二模具部分(20)内滑动的一个或多个第二插入件。
6.根据权利要求1所述的模制系统，其中所述第一插入件(16、56)能够沿着向后位置和向前位置之间的连续体连续地移动到任何位置，从而调节所述模腔的尺寸。
7.根据权利要求6所述的模制系统，其中所述定位机构(24)被配置为能够将所述第一插入件(16、56)沿着所述连续体移动到任何位置。
8.一种制造部件的方法，所述方法包括：
邻近第二模具部分(20)设置第一模具部分(12)以在所述第一模具部分(12)和所述第二模具部分(20)之间至少部分地封闭第一模腔(14)；
将可滑动插入件(16、56)定位于所述第一模腔(14)内的第一位置处，以在所述模腔(14)的前端提供具有预定的第一厚度的第一空间；
将第一熔融模制材料注入到所述模腔(14)的所述第一空间中；
允许所述第一熔融模制材料固化以形成块状件的第一层；
将所述可滑动插入件移动到所述模腔内的第二位置，以在所述第一层和所述模腔(14)的所述前端之间提供具有预定的第二厚度的第二空间；
将第二熔融模制材料注入到所述模腔(14)的所述第二空间中；以及
允许所述第二熔融模制材料固化以形成第二层，在所述第二熔融模制材料固化之后，所述第二层机械地结合至所述第一层以形成部件；
其特征在于，通过插入件定位机构(24)实施将所述可滑动插入件定位在所述第一位置以及将所述可滑动插入件(16、56)移动到所述第二位置，所述插入件定位机构(24)包括具有成角度表面(62)的楔形件(60)，其中所述成角度表面(62)承载在所述可滑动插入件(16、56)的相应的成角度表面(66)上，并且所述楔形件(60)可滑动地连接至所述可滑动插入件(16、56)；
其中定位所述可滑动插入件(16、56)包括将所述可滑动插入件(16、56)沿着在向后位置和向前位置之间的连续体移动到任何位置，以提供具有所述预定的第一厚度的所述第一空间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二熔融模制材料是与所述第一熔融模制材料相同的材料。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述第二熔融模制材料固化之后，所述第二层机械结合且化学结合至所述第一层以形成所述部件。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
将所述可滑动插入件(16、56)移动到所述模腔(14)内的第三位置，以在所述第二层和所述模腔(14)的所述前端之间提供具有预定的第三厚度的第三空间；
将第三熔融模制材料注入所述模腔(14)的所述第三空间中；以及
允许所述第三熔融模制材料固化以形成第三层，在所述第三熔融模制材料固化之后，所述第三层机械地结合到所述第二层，所述第一层、所述第二层和所述第三层形成所述部件。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括从所述模腔(14)排出所述部件。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在将所述部件从所述模腔(14)排出之后，在所述部件上实施一个或多个热调节步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述部件上实施多个热调节步骤，并且每个所述热调节步骤的每个中间温度低于前一个步骤的温度并且高于后一个步骤的温度。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在实施所述热调节步骤之后冷却所述块状件。
16.根据权利要求14所述的方法，其中使用包括以下之一的滑动锁定机构实现所述楔形件(60)与所述可滑动插入件(16、56)的可滑动连接：插入并可沿着所述可滑动插入件(16、56)中的相应凹槽滑动的所述楔形件(60)上的舌形件，或插入并可沿着所述楔形件(60)中的相应凹槽滑动的所述可滑动插入件(16、56)上的舌形件。
17.根据权利要求8所述的方法，其中能够改变所述预定的第一厚度。
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