CN112770888B - 用于制造三维物品的模具、机器和方法及与其相关的制造车间 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造三维物品的模具(1)，包括：主体(2)；盖子(4)，所述盖子构造成关闭所述主体(2)；以及包含式开闭装置(5)，其构造成使所述主体(2)和所述盖子(4)在其移动期间保持接合。一种用于制造三维物品的机器(M1)，包括：构造成接收模具(1)的接收模块(M2)其；调节模块(M3)，其构造成接收来自接收模块(M2)的模具(1)并且作用在包含式开闭装置(5)上，以便将盖子(4)与主体(2)分离；以及处理模块(M4)，其构造成接收来自调节模块(M3)的主体(2)，并且能够放置要制造的物品的部件。本发明还涉及一种用于制造三维物品的方法以及与所述机器(M1)相关的制造车间。

Description

用于制造三维物品的模具、机器和方法及与其相关的制造车间
技术领域
本发明涉及一种用于制造三维物品的模具，尤其是诸如鞋具、袋子、衣物等具有柔性壁的物品，并且通常是由基于层压部分的柔性外壁限制并且通过其相对的边缘接合在一起的具有柔性性质的各种物品。其还用于制造诸如座椅用具、车辆仪表板等具有配有内衬的柔性壁或者包括半刚性的壁或芯的物品。
本发明还涉及一种用于制造一般三维物品并且特别适用于制造上述类型的三维物品的机器，所述物品通过使用保持闭合而无需连接到机器的独立模具组装和制造，以便有助于所述物品沿着制造车间的生产线移动。本发明还涉及一种用于制造一般三维物品的方法，以及与所述机器相关的制造车间。
本发明使得能够实施尤其包括在工业4.0中的新的3D键合和3D打印技术的大规模和小规模生产，从而以灵活和智能的方式进行制造，同时降低成本并且更加贴近消费者。
背景技术
传统上，上文所指出类型的物品已经通过缝合进行接合而制造，而无需注射层压部分来进行制造。物品的接缝需要产生孔口，所述孔口进一步形成水渗透通路，所述水渗透通路要求使用基于特殊薄膜、内部密封带等衬里，用于制成防水产品。在鞋具的具体情况下，一旦对层压部分进行缝合，也需要实施将鞋底胶合在所述层压部分上的随后过程。在该具体过程中，在放置鞋底之前对所述层压部分进行缝合。所有这些都意味着大量的劳动和较长的加工时间以及提高的生产成本。此外，它还意味着所述物品的设计和舒适度受限并且其稳定性丧失。
常规的工厂通常要求：
-将复杂的处理过程分成大量的基本任务，所述基本任务在生产线中串联排序；
-为了在执行不同的处理过程步骤中支持操作员，机器具有不同的复杂性；并且
-根据制造过程的主要阶段以及用于将原材料、部件、成品或半成品从工厂的一个地方运输到另一个地方的系统，用于执行制造任务的工作站具有具体的分布。
总之，所有这些都意味着：
-在不同的处理区域中都普遍存在许多工人；
-对大量操作进行监管和手动控制；
-使用大量传统的机器传送带，所述传送带具有较高刚性并且几乎无法灵活地适应很多变化和/或新方法；并且
-由单元和存储区域组成的传统分区架构，其中，处理单元由材料库存送给，所述材料库存存储在入货存储区域中，并且随后将作为半成品从所述处理单元发送到出货存储区域。
此外，目前已知的处理过程称为“直接注射到鞋帮”，其中，一旦已经对所述层压部分进行缝合，通过注射在所述层压部分上形成物品的一部分。在鞋具的具体情况下，所述处理过程包括根据一种称为“Strobel(士多宝)”的缝合技术制造具有接缝的鞋帮并且在底部使用织物将其闭合，所述织物构成短袜。一旦缝合，所述短袜就安装到楦头中，所述楦头连接到注射单元，所述注射单元进一步具有两个侧向鞋底半模，所述鞋底半模通过使用短袜环抱楦头而闭合。这产生了使聚合物能够在构成鞋底的体积中保持注射或浇铸的闭合件。
直接注射到鞋帮的处理过程非常有用，因为它们降低了组装和胶合鞋底的过程中的劳动成本。然而，它们不会改变常规的缝合过程，在劳动方面，后者占产品总成本的50％以上。因此，虽然它们引起了节省，但是它们无法弥补注射模具的制造成本。另外，直接注射模具存在以下问题。
首先，直接注射模具通常由若干机加工的金属部件组成。在鞋具的情况下，为了制造一种型号，需要具有其相应的左右脚的多个尺寸的模具，因此制造一系列模具的成本非常昂贵。这使得，虽然它是有益的，但是直接注射只能用于批次生产，这些批次生产远远高于平均值，这已经是几十年来该技术的重要障碍。这添加到时尚以越来越快的速度变化的事实上，使得较短的批次生产更加必要，从而使得所述系统的竞争力更加缺乏。总之，如果模具基本上是更加廉价的，则直接注射会在市场上迅速扩张并且演变到其他类似处理过程。
在用于具有不同特征的两种聚合物的两种注射的直接注射模具的具体情况下，它们由以下部分构成：
-铝制楦头，鞋帮被安装在所述铝制楦头中并且所述铝制楦头被旋拧到机器上，并且所述铝制楦头通常还被旋转以便放置第二楦头。
-具有与地面或者敲击板接触的第一滑动件的铝制楦头，该铝制楦头也被旋拧到机器上。
-两个内侧向模具和外侧向模具，其在侧部上跟随鞋底并且使用鞋帮或侧环闭合。
-活塞模具，所述活塞模具上升和下降以便能够使得聚合物能够进入以及注射点能够闭合。此外，它还具有鞋底踏面图样、或底部模具。
由于两个楦头均被固定到机器上，并且侧环也独立地固定到机器上，因此相对于模具的下部对其进行确切精准地定中是非常困难的。为此，有必要在楦头和磨具的其余部件之间投入大量的时间进行校准。
必须固定多个不同尺寸的左右模具的事实意味着使用大型轮盘式机器，这些机器通常保持在24到36个工作站之间。该机器是昂贵的、占据大量空间、重量大并且消耗大量电能。这些方面进一步限制了这种技术的使用。
直接注射模具通常抵靠具有铝表面的鞋帮进行闭合，并且在其他情况下，所述直接注射模具通过由诸如特氟隆等更柔软的材料制成的敷料而闭合，所述敷料手动插入槽孔中。这试图弥补由于鞋帮的重叠部分而造成的不规则性，所述重叠部分是皮革和模具之间的聚氨酯流向鞋底外部的原因。然而，所述变形不足以弥补这些不规律性，并且通常存在泄漏。
另一方面，由于侧环之间的接合，直接注射的鞋底具有在鞋具的前后部分上的分模线。与诸如组装和胶合等其中鞋底没有所述分模线的其他处理过程相比，这一细节显著降低了美感质量。这是由于用于构造鞋底夹层的模具经常通过两个半部闭合而发生的，尽管所述模具安装得很好，所述两个半部也总是在鞋子的鞋底夹层中留下可见的闭合线。
在生产过程中，使用了脱模剂所述脱模剂被喷涂在铝制模具上，以便防止聚氨酯粘附到模具的表面上。在这种情况下，存在若干问题。一方面，它们不够环保，另一方面，这些脱模剂在模具上形成表面层，所述表面层按化学反应起作用从而防止其粘着，但是同时破坏了由聚氨酯反应产生的通常是光滑且不含气泡的表面皮层。相反，这些脱模剂破坏了所述光滑层，并且由亮光型聚氨酯的膨胀反应而造成的气泡最终在外部可见，从而产生具有较低表面质量的外观。
主要来说，直接注射模具的成本很高，因为它们由若干通常由数控加工的铝制部件组成。这些模具设计成通过构成鞋底的外面的铝制部件和构成鞋具的鞋底的内面的另一铝制部件将鞋帮围在楦头上。此外，它们的一部分通过具有鞋底踏面设计的下部以及两个楦头(一个金属楦头具有用于构造薄滑动件的注射的反鞋底踏面设计，并且另一个楦头使得其能够包裹鞋具)固定到活塞上。
从设计的角度来看，另一个缺点是，通过使用铝制模具，鞋底的设计通常根据模具的开口方向考虑部件的内部突起，并且考虑到注射材料能够弯曲和退出的变形能力。这代表了作为设计限制的问题，因为这一问题被认为只取决于当退出时鞋底的变形而不取决于模具的变形，这是由于模具是铝制的。
从美感的角度来看，另一个缺点是，通过直接注射模具，由于模具的高压力和硬度，通过铝制模具施加在鞋帮材料上的压力通常使诸如皮革等鞋帮材料留有标记。这种压力进一步通常是若干吨的，从而能够压缩重叠的皮革并且防止在鞋帮和模具的表面之间泄漏的注射材料溢出。
最后，这些直接注射系统通过“香蕉”式或“轮盘”式进行旋转，以便放置若干尺寸的鞋具，这样在制备一些鞋具的同时，其他类型的鞋具在模具内部花费必要的时间来固化聚合物。
此外，这种类型的模具的与将其永久地接合到注射机构相关的其他显著缺点被总结如下：
-机器中不同模具部件的组装和/或旋拧意味着每次必须制造不同的型号和/或物品时要重复相当长的工作时间。此外，它们需要连接到其他外部的进给元件(布线、空气抽吸管道等)和/或操作元件(加热装置、机器的机械部件等)。
-半制造的物品必须保持在模具中，直到它们准备好继续到制造过程的后续步骤(例如，第二步、注射、脱模等)。此外，考虑到模具被连结到机器并且永久地接合到机器直到更换模具，在满足必要条件之前，所述机器无法使用(例如，半制造的物品必须经过必要的固化时间)。
-构成这些模具的大部分部件被设计用于具体型号和/或尺寸，这些型号和/或尺寸无法与其他型号和/或尺寸兼容。
-在注射过程中，模具和互补模具(楦头)之间施加相当大的压力。
-对进展中的物品的状态和/或任何时候在模具内产生的物理条件以及模具的部件的较低可追踪性存在有限的控制。
本发明通过独立模具解决了上述问题，所述模具在无需连接到机器的情况下保持闭合，所述模具的构造使得其能够沿着制造车间的生产线移动(例如从其存储直到其中制造的物品的脱模、以及随后对模具的再次使用)。这样，在所述处理过程的任何时候均能够本地和/或远程地知道模具的位置以及其中所包含的物品的状态和与之相关的信息。并且，它使用这些智能系统将模具包含到生产线并且自动地将其引导到各个工作站点。其中所述模具具有更多数量的标准的和可以互换的部件，这些部件易于制造并且成本较低、能够与不同型号和/或尺寸的要制造物品兼容，并且它们还使得所述模具能够在更低压力下工作并且提高其效率。其中，所述模具没有永久地接合到生产线中的某个机器，而是可以沿着所述生产线自由地移动，以便在满足必要条件时在用于进行不同处理的其他机器中工作，并且/或者被引导到其中具有半制造的产品的存储区域，以便继续移动到制造过程的后续步骤。
同样地，应该注意到，本发明的模具既能够应用到上述的直接注射到鞋帮的处理过程中，又能够应用到通过WO2018109242A1中所述的方法进行具有柔性壁的三维物品的制造中。在所述处理过程中，具有柔性壁的三维物品通过模具和互补模具来制造，在所述模具和所述互补模具之间限定了与要获得的物品的空间相匹配的空间。所述物品通常由一个或多个柔性层压部分组成，所述柔性层压部分安装在具有多个功能的柔性模板上，并且被布置在模具的内表面上，通过粘附材料将层压部分彼此接合，所述粘附材料通过在模具、柔性模板和层压部分的相对边缘之间限定的导管网络以熔融状态注入。
然而，目前不知道是否有机器能够与这种类型的独立模具、使用所述机器用于制造三维物品的方法、以及与所述机器相关联的制造车间进行工作。
本发明通过用于制造一般三维物品、并且特别是设计用于与这种类型的独立模具工作的机器来解决上述问题，以便充分利用它们所提供的益处。本发明还涉及一种以高效的方式使用所述模具制造一般三维物品的方法，以及与所述机器相关联的智能制造车间。
本发明使得能够形成与常规工厂不同的新型智能工厂，这些工厂具有以下优点：
-它们能够根据具体客户的要求进行时间非常短的生产过程(例如一双鞋子)；
-它们能够通过人工智能进行决策，在输入线的开始处以及从模具到存储区域的输出处具有若干决策点；
-它们具有远程连接到模具的能力，以了解其状态；
-它们能够使用增强现实来就地观看和以虚拟方式观看生产中发生的事情；
-它们有协作机器人来辅助进行诸如在模具中放置部件等重复性任务；并且
-它们具有运输机器人，所述运输机器人在模具注射环节之前发送工艺零件。
发明内容
本发明的用于制造三维物品的模具包括：
-限定内表面的主体，所述主体可以由一个或多个部分组成；
-盖子，所述盖子构造成闭合所述主体；以及
-包含式开闭装置，所述包含式开闭装置构造成在所述模具的移动过程中保持所述主体和所述盖子接合。
该构造使得模具能够保持闭合而无需连接或紧固到机器上。这使得模具具有能够移动到制造车间或生产线的任何其他站点(例如，注射区域、模具存储区域、用于放置层压部分的工作站、脱模区域等)的优点。它还具有以下优点：除了被清空的情况之外，其中具有半制造物品的模具可以从一个区域移动到另一个区域。这使得生产线的机器可以留下待用，使得它们可以由其他模具使用，而半制造的物品在这个模具中和工厂中的其他地方完成满足必要的条件(固化时间、阻力、压力、温度等)，以便继续运动到制造方法的后续步骤。
优选地，模具包括布置在主体和盖子之间的例如由硅树脂制成的可弹性变形模板，所述可弹性变形模板安装在所述内表面上并且构造成接收要制造的物品的一个或多个层压部分。由于硅树脂是化学抗性材料，因此其在生产过程中可以不使用脱模剂。
优选地，模具包括互补模具、或者楦头(在鞋具的情况下)，所述互补模具或者楦头占据主体和盖子之间的、并且更优选地模板和盖子之间的限定体积，所述互补模具或者楦头构造成当主体和盖子接合时将层压部分压靠在模板上。这使得一旦已经注入了接合层压部分的相对边缘的熔融塑料、或者在缝合了层压部分的情况下在注射过程之前，楦头能够在固化时间期间或者在任何其他时间保持施加在所述层压部分上的必要压力，以便确保这些层压部分不分离。因此，模具可以在固化在模具中正在进行、主体和盖子接合在一起并且压靠在安装于两者之间的楦头上的情况下移动到生产线的其他区域。
具有布置在模具内部的楦头的另一个显著的优点是：它是完全定中的，这与现有技术中已知的注射模具不同，在现有技术中的注射模具中，如背景技术部分所述，由于模具部件和楦头接合到机器，经常会发生定中问题。
优选地，主体包括脱模孔，所述脱模孔构造成使得外部推动件或脱模元件能够通过，所述外部推动件或脱模元件通过利用所述外部脱模元件在所述楦头上推动而将所述楦头取出。以这种方式，一旦所述物品已经制造完成，就可以将楦头从其中取出。
优选地，主体包括：
-固定部分，所述模具支撑在所述固定部分上，所述固定部分由一个或多个部分形成；以及
-可互换部分，所述主体的内表面限定在所述可互换部分中，并且所述可互换部分构造成可拆卸地安装在所述固定部分上。其中，所述可互换部分可以由以接合或单独的方式可互换的一个或多个部分形成。
这使得无论要制造的物品的型号和/或尺寸，模具的部件均能够标准化，使得固定部分或底盘作为模具的支撑元件和/或结构元件，由此，所述固定部分由大量物品以及其大量型号和/或尺寸所共享。此外，可互换部分确定要制造的每个物品的设计的形状、尺寸和/或特征。因此，利用更少数量的模具部件和/或部分，可以制造更多数量的不同物品。同样地，固定部分和可互换部分具有互补形状，从而有利于以快速且简便的方式组装和更换。
根据一个具体实施例，盖子还可以包括一个或多个可互换部分，所述可互换部分限定要制造的物品的其他形状和/或表面，以便进一步使得模具的部件标准化。
优选地，固定部分由诸如铝等金属材料制成，以便为模具提供必要的强度和阻力来执行上述功能。
可互换部分也可以是金属，尽管其优选地由塑料材料制成，以便执行以下三个功能：
-有利于使用更廉价的材料制造所述可互换部分，使得能够通过使用3D打印技术实现快速和廉价地制造所述可互换部分。
-为层压部分提供支撑底座，使得当层压部分在弹性变形模板上接收楦头的压力、进而在盖子抵靠主体闭合而被盖子加压时，所述变形施加反压，或者在垂直于柔性部件的相反方向上施加反压，从而在熔融塑料材料通过的过程中确保高效的闭合以防止熔融塑料材料从模具溢出。
-结合在主体的可互换部分中和/或在由可弹性变形材料制成的模板中的其他材料，在主体的固定部分和盖子中使用诸如铝等刚性金属材料。这样，由于支撑材料比铝更柔软，因此产生更高效的闭合，这使得能够覆盖要制造的产品或物品的表面的不规则性，或者甚至覆盖两个叠加的鞋帮部分。这种类型的闭合更加光滑，并且不要求如此高的闭合压力，因为不是使物品变形以防止溢出，而是使得模具的一部分发生变形。与由接合到现有机器的不可运输的铝制模具接收的那些闭合压力相比，所述闭合压力可以下降到10比1的比率。由此，能够制造更小并且更廉价的机器用于处理这种类型的模具。
优选地，主体包括：
-一个或多个真空腔室，所述真空腔室与到达所述主体的内表面的多个抽吸孔连通；以及
-一个或多个抽气喷嘴，所述抽气喷嘴使得能够将空气从真空腔室中抽出。
进一步地，模板包括：
-多个孔，所述多个孔与抽吸孔连通，并且构造成当空气从真空腔室抽出时将要制造的物品的一个或多个层压部分吸引到所述模板上。
这有利于将层压部分放置在模具内部，因为当操作员整齐地将它们放置时，所述部分保持被吸引在模板上，而不必通过使用粘附产品将它们粘附到所述模板上。
在互补模具或者楦头(在鞋具的情况下)中，也可以以相同的目的进行这种相同的构造。这意味着，所述互补模具或楦头还可以包括与到达所述真空腔室的一个或多个面的表面的多个抽吸孔连通的真空腔室。这样，当将层压部分放置在所述面上时，在放置所述层压部分的过程中，由于从真空腔室中抽出空气，所述层压部分保持被吸引在所述面上。因此，没有必要通过使用粘附产品将它们粘附到互补模具或楦头，也没有必要如同在直接注射过程中的常规做法那样使用缝合的短袜覆盖楦头。
优选地，主体包括：
-第一侧向部分，所述第一侧向部分限定模板安装于其上的内表面的第一部分；以及
-第二侧向部分，所述第二侧向部分限定模板安装于其上的内表面的第二部分；
其中，第一侧向部分和第二侧向部分在盖子接合到主体时接合在一起，并且构造成一旦盖子从主体移除就在相反的方向上移动。第一侧向部分和第二侧向部分也可以保持接合而无需放置盖子。同样地，可弹性变形模板位于侧向部分上，使得为了分离所述侧向部分，需要克服所述模板的延伸阻力。
这使得一旦侧向部分布置在模板上就能够从侧向打开模具，从而进一步使得能够引入楦头。此外，为了在所述情况下防止模具内部的真空损失(因为这可能导致侧向部分发生移位)，优选地，第一侧向部分和第二侧向部分共同通过弹性盖覆盖，所述弹性盖构造成当两个侧向部分分离时防止外部空气进入。更具体地，安装在主体的内表面部分上的可弹性变形模板与同样能够变形的弹性盖组合，从而使得无论第一侧向部分和第二侧向部分之间是否发生分离，所述主体均能够保持气密。
为了沿着生产线提高模具的滑动性和/或移动性，所述弹性盖可以包括位于其外部下表面或者支撑面上的一个或多个金属板，用来防止盖子的塑料材料会对其他运输元件(传送带等)和/或机械装置(工作站等)造成的摩擦。
为了使得致动元件和/或外部元件能够与模具相互作用，弹性盖还包括具有不同形状和尺寸的多个开口或窗口，从而使得所述弹性盖的一些功能性元件和/或接合元件(例如包含式开闭装置、侧向开闭装置、真空腔室的抽气喷嘴、电插座等)可见。
优选地，模具包括布置在主体的内部的至少一个或多个电加热器。优选地，所述加热器通过弹性盖与所述主体的外部热绝缘。这使得热量能够保持在模具的内部，从而使得可以使用功率和电耗更低的电加热器。具体地，模具被导热率比铝更低的材料覆盖，这使得模具能够被保持强化，从而降低能量。
电加热器可以布线到生产路径，或者通过电池由模具本身进行供电。
优选地，模具包括侧向开闭装置，所述侧向开闭装置构造成保持第一侧向部分和第二侧向部分接合，并且使得随后将两者侧向分离，所述侧向开闭装置由以下部件形成：
-穿过主体的侧向孔的至少一个侧向闩合元件，所述侧向闩合元件在其端部处具有侧向闭合元件，所述侧向闭合元件构造成将第一侧向部分接合到第二侧向部分；以及
-至少一个下致动元件，所述下致动元件穿过主体的下孔，所述下致动元件在其端部处具有侧向打开元件，所述侧向打开元件构造成解锁所述侧向闩合元件的闭合元件。
所述的构造提高了侧向开闭装置的可触及性，从而使得通过在模具的侧向面和其下表面上进行致动而可以容易地致动所述侧向开闭装置。
优选地，盖子包括：
-第一面，所述第一面限定与要制造的物品的第一体积相关联的第一互补模具；以及
-第二面，所述第二面限定与要制造的物品的第二体积相关联的第二互补模具；
其中盖子是可逆的，这使得主体能够通过第一面或第二面闭合。
以这种方式得到可逆的盖子，所述盖子能够通过第一面首次注入塑料材料，并且通过第二面二次注入塑料材料。因此，除了简化制造方法之外，也能够进一步降低模具的部件的数量。
优选地，盖子包括由诸如硅树脂等可弹性变形材料制成的至少一部分涂层或片材，所述涂层或片材布置在第一面和第二面的一个或两个互补模具中(例如粘附在一个或两个互补模具上)。该涂层的目的是形成产品的附加形状和/或构造(通道、间隙和轮廓等)，这些形状和/或构造被添加到已经通过互补模具的机加工而限定的形状和/或构造(例如，除运动鞋的鞋底的形状/或构造之外)上。以这种方式，可以与位于模具的主体中的可弹性变形的硅树脂模板组合来实现产品周围的连续设计。这意味着，注入模具中的聚氨酯360°循环流通利用了在模板和涂层中为其限定的步骤和/或通道的优势。
包含式开闭装置被理解为所有那些被包含到模具本身或者构成模具的部分的装置、以及在保持盖子闭合在主体上的情况下沿着生产线与所述模具一起移动的装置。这与所述包含式开闭装置是否要求其他外部元件(致动元件、机构、工具等)相对于主体打开和/或闭合盖子无关。
优选地，包含式开闭装置包括：
-至少一个上部闩合元件，所述上部闩合元件穿过从主体延伸到盖子的上孔，所述上部闩合元件在其端部处具有上部闭合元件，所述上部闭合元件构造成将主体接合到盖子；以及
-至少一个锁定元件，所述锁定元件与上部闭合元件配合起作用；以及
-至少一个解锁致动元件，所述解锁致动元件构造成从锁定元件释放闭合元件。
所述的构造提高了包含式开闭装置的可触及性，从而使得可以通过例如在其下表面上作用而容易地从外部致动所述包含式开闭装置。此外，所述构造确保了模具的安全和气密闭合，从而例如在制造过程的注射步骤期间能够承受在其中产生的工作压力，而不会出现熔融材料的任何溢出。
根据一个特定实施例，包含式开闭装置可以包括布置在模具中的一个或多个电磁体，所述电磁体构造成使得主体和盖子电磁接合。
本发明的模具的可移动性和/或可运输性质进一步使得能够在不同工作区域和/或机器中进行制造方法的不同步骤，这使得在模具位置的所有时间都方便对在其制造过程中影响所述物品的状态的一定物理条件下在模具中包含的物品的信息进行综合控制。所有这些是为了获得一种智能制造方法，这种方法使得除了提高车间的生产能力，还能够对可用的资源(要制造的物品的机器、模具、材料和/或部件等)进行最佳和有效的管理，从而减少制造次数并且简化成本。
为此，优选地，模具包括远程识别装置，所述远程识别装置构造成通过射频向数据网络传输关于模具的信息。以这种方式，制造车间的中央数据系统可以接收所述信息并且将相应的命令发送到模具以对其进行操作。
优选地，模具包括局部识别装置，所述局部识别装置构造成通过布线和/或直接连接到电子设备而传输关于模具的信息。
优选地，模具包括无线连接装置，所述无线连接装置构造成连接到因特网和/或数据网络。
优选地，模具包括一个或多个压力和/或温度传感器，以便得知模具中的物理条件。
优选地，模具通过布置在其中的一个或多个电池从包含式电源供电、和/或通过布置在其中的电插座从外部电源供电。
本发明的用于制造三维物品的机器包括：
-接收模块，所述接收模块构造成接收由主体和盖子形成的模具，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置接合；
-调节模块，所述调节模块构造成从所述接收模块接收所述模具，并且作用于所述包含式开闭装置，以便将盖子与主体分离；以及
-处理模块，所述处理模块构造成从调节模块接收主体，并且使得能够放置要制造的物品的部件。
包含式开闭装置被理解为所有那些被包含到模具本身或者构成模具的部分的装置、以及在保持盖子闭合在主体上的情况下沿着生产线与所述模具一起移动的装置。这与所述包含式开闭装置是否要求其他外部元件(致动元件、机构、工具等)相对于主体打开和/或闭合盖子无关。
优选地，接收模块包括：
-第一传送带，所述第一传送带构造成接收所述模具；以及
-第一对准机构，所述第一对准机构构造成根据第一传送带的前进方向对准模具。
优选地，调节模块包括：
-第二传送带，所述第二传送带构造成从所述接收模块接收所述模具；以及
-第二定中机构，所述第二定中机构构造成根据第二传送带的前进方向水平地、纵向地且横向地对模具进行定中。
优选地，调节模块包括：
-升降机构，所述升降机构构造成升降模具。
优选地，调节模块包括：
-打开机构，所述打开机构构造成作用在所述模具的包含式开闭装置上并且将盖子与主体分离；以及
-固定机构，所述固定机构构造成一旦盖子与主体分离就固定盖子。
优选地，调节模块包括：
-翻转机构，所述翻转机构构造成翻转盖子。
优选地，调节模块包括：
-闭合机构，所述闭合机构构造成在所述主体穿过处理模块之后作用在所述模具的包含式开闭装置上并且将盖子接合到主体。
优选地，处理模块包括：
-侧向打开机构，所述侧向打开机构构造成作用在所述主体的侧向开闭装置上，以便侧向地分离所述主体的第一侧向部分和第二侧向部分。
优选地，处理模块包括：
-脱模机构，所述脱模机构构造成使得能够取出布置在主体内的制造好的物品。
优选地，处理模块包括：
-机器人机构，所述机器人机构构造成使得能够将要制造的物品的部件放置在主体的内部。
根据市场上现有机器人的益处和/或功能性质，机器人机构可以采用不同的构造(一个臂、两个臂、双臂、机器视觉等)。为此，由于机器人具有多种益处，协作机器人(Cobots)的使用倍受关注。
优选地，处理模块包括：
-侧向闭合机构，所述侧向闭合机构构造成作用在所述主体的侧向开闭装置上，以侧向接合第一侧向部分和第二侧向部分。
侧向打开机构和侧向闭合机构的所述构造使得能够分别作用在模具的下表面和模具的侧面上。这使得能够在处理模块的中部和上部中完全释放空间，从而有利于为操作员或机器人机构放置将要制造的物品的部件。
所述机器还可以包括真空系统，用于将机器连接到布置在模具中(特别是在其主体中)、和/或布置在互补模具或楦头中的一个或多个真空腔室。其中，所述真空腔室与多个抽吸孔连通，使得当将层压部分放置在其中具有抽吸孔的所述表面上时，由于空气从真空腔室中抽出，要制造的物品的部件在所述部件的放置过程中保持被吸引在所述表面上。因此，没有必要通过使用粘附产品将它们粘附到主体(或模板)或楦头，也没有必要如在直接注射过程中的常规做法那样使用缝合短袜覆盖楦头。
本发明的用于制造三维物品的方法包括以下步骤：
a)接收由主体和盖子形成的模具，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置接合；
b)作用在包含式开闭装置上，以便将盖子与主体分离；并且
c)将要制造的物品的部件放置在主体内部。
优选地，步骤a)包括：
a1)接收在第一传送带上的所述模具；并且
a2)根据第一传送带的前进方向对准模具。
优选地，步骤b)包括：
b1)接收在第二传送带上的所述模具；
b2)根据第二传送带的前进方向水平地、纵向地且横向地对模具进行定中；
b3)升降模具；
b4)作用在所述模具的包含式开闭装置上，以便将盖子与主体分离；并且
b5)一旦盖子与主体分离就固定盖子。
优选地，步骤b)还包括：
b6)翻转盖子。
优选地，步骤b)还包括：
b7)作用在所述模具的包含式开闭装置上，以便将盖子接合到主体。
优选地，步骤c)包括：
c1)作用在所述主体的侧向开闭装置上，以便侧向地分离所述主体的第一侧向部分和第二侧向部分。
优选地，步骤c)还包括：
c2)取出布置在主体内部的制造好的物品；
并且/或者
c3)将要制造的物品的部件放置在主体内部。
优选地，步骤c)还包括：
c4)作用在所述主体的侧向开闭装置上，以便侧向地接合所述主体的第一侧向部分和第二侧向部分。
优选地，要制造的三维物品具有柔性壁。
本发明的用于制造三维物品的车间包括：
-选择区域，所述选择区域构造成存储由主体和盖子形成的多个模具，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置接合；
-组装区域，所述组装区域具有至少一个组装机，所述组装机构造成：
○接收来自选择区域的模具；
○作用在包含式开闭装置上，以便将盖子与主体分离；
○将要制造的物品的部件放置在主体内部；并且
○在放置了要制造的物品的部件之后，作用在包含式开闭装置上，以便将盖子接合到主体；以及
-注射区域，所述注射区域具有至少一个第一注射机构，所述第一注射机构构造成：
○在放置了要制造的物品的部件之后，接收来自所述组装区域的模具，所述模具的盖子接合到主体；并且
○通过首次注入塑料材料接合布置在模具内部的要制造的物品的部件。
优选地，组装区域包括前进区域，所述前进区域使得所选模具能够在其他等待模具上方前进，以便将所选模具引导到自由组装机。
优选地，注射区域包括：
-翻转机器，所述翻转机器构造成：
○在放置了要制造的物品的部件之后，接收来自所述组装区域的模具；或者在首次注入塑料材料后接收来自所述第一注射机构的模具；并且
○翻转盖子并且将盖子再次接合到主体；以及
-第二注射机构，所述第二注射机构构造成：
○接收来自翻转机器的所述模具；并且
○二次注入塑料材料。
模具的可移动性和/或可运输性质进一步使得能够在不同工作区域和/或机器中进行制造方法的不同步骤，这使得在模具位置的所有时间方便对在其制造过程中影响所述物品的状态的一定物理条件下在所述模具中包含的物品的信息进行综合控制。所有这些是为了获得一种智能制造方法，这种方法使得除了提高车间的生产能力之外，还能够对可用的资源(要制造的物品的机器、模具、材料和/或部件等)进行最佳和有效的管理，从而减少制造次数并且简化成本。
附图说明
以下内容是对一系列附图所做的非常简要的说明，所述附图有助于更好地理解本发明并且与该发明的一个实施例清楚地相关，所述实施例通过实施例的非限制性示例进行阐述。
图1为本发明的模具的第一分解图的透视图。
图2为本发明的模具的第二分解图的透视图。
图3为本发明的模具的俯视图。
图4为沿图3的切割线A-A'的剖视图。
图5为本发明的模具的仰视图。
图6为本发明的模具的第三分解图的侧视图。
图7为沿图6的切割线B-B'的剖视图。
图8为沿图6的切割线C-C'的剖视图。
图9a为沿图6的切割线D-D的剖视图。
图9b为根据图9a的剖视图，其中盖子接合到模具的主体。
图10a-10f为通过模具的横向截面所示的用于制造鞋具的操作顺序。
图11为模具的电源和控制元件的示意图。
图12a为沿图6的切割线E-E'的剖视图，其中不含楦头并且盖子打开。
图12b为图12a的详图Z。
图13a为沿图6的切割线E-E'的剖视图，其中不含楦头并且盖子闭合。
图13b为图13a的详图W。
图14为根据第二实施例的本发明的模具的第一分解图的透视图。
图15为根据第二实施例的本发明的模具的第二分解图的透视图。
图16a-16d为根据第二实施例的将盖子接合到模具的主体的顺序。
图17为图14和图15的模具的主体的分解图的透视图。
图18为示出了图17的模具的侧向部分的分离方式的透视图。
图19为本发明的机器的透视图。
图20为本发明的机器的侧视图。
图21为接收模具的接收模块的平面图。
图22为接收模具的接收模块的侧视图。
图23为实施模具对准的接收模块的平面图。
图24为在模具根据前进方向对准的情况下接收模块的平面图。
图25为实施模具定中的调节模块的侧视图。
图26为在模具根据前进方向定中的情况下调节模块的正视图。
图27为实施模具升降的调节模块的侧视图。
图28为实施盖子打开的调节模块的正视图。
图29为当盖子固定在主体上方时实施主体降低的调节模块的侧视图。
图30为当盖子固定在主体上方时实施主体降低的调节模块的正视图。
图31为翻转盖子的调节模块的侧视图。
图32为翻转盖子的调节模块的正视图。
图33为实施主体的侧向打开的处理模块的平面图。
图34为实施主体的侧向打开的处理模块的侧视图。
图35为在主体剖视的情况下处理模块的正视图，其示出了第一侧向部分和第二侧向部分接合在一起。
图36为在主体剖视的情况下处理模块的正视图，其示出了第一侧向部分与第二侧向部分分离。
图37为实施脱模的处理模块的平面图。
图38为实施脱模的处理模块的侧视图。
图39为本发明的制造车间的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的用于制造具有柔性壁的三维物品的模具(1)包括：
-主体(2)，所述主体限定内表面(S2)，见图7；
-可弹性变形模板(3)，所述可弹性变形模板例如由硅树脂制成(硅树脂也具有不可渗透的性质，从而使得空气无法通过)，所述可弹性变形模板(3)安装在所述内表面(S2)上并且构造成接收要制造的物品的一个或多个层压部分(L)；
-盖子(4)，所述盖子构造成闭合所述主体(2)，所述模板(3)保持布置在所述主体(2)和所述盖子(4)之间；以及
-包含式开闭装置(5)，所述包含式开闭装置构造成在所述模具(1)的运输和移动过程中保持所述主体(2)和所述盖子(4)接合。
该构造使得模具(1)能够保持闭合而无需连接或紧固到机器上。这使得模具具有能够移动到制造车间或生产线的任何其他站点的优点，见图39。
主体(2)包括：
-第一侧向部分(2a)，所述第一侧向部分限定模板(3)安装于其上的内表面(S2)的第一部分(S2a)；以及
-第二侧向部分(2b)，所述第二侧向部分限定模板(3)安装于其上的内表面(S2)的第二部分(S2b)；
其中，当盖子(4)接合到主体(2)时，第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)接合在一起，并且构造成一旦盖子(4)从主体(2)移除就在相反的方向(d2a，d2b)上移动。这使得一旦侧向部分(L)布置在模板(3)上就能够从侧向打开模具(1)，以便进一步使得能够引入互补模具(6)、或用于制造鞋具的楦头(6)，见图9b。
此外，为了在所述情况下防止模具(1)内部的真空损失(因为这可能导致侧向部分(L)发生移位)，第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)共同通过弹性盖(7)覆盖，所述弹性盖构造成当两个侧向部分(2a，2b)分离时防止外部空气进入。为了使得致动元件和/或外部元件能够与模具(1)相互作用，弹性盖(7)还包括具有不同形状和尺寸的多个开口或窗口(71)，从而使得所述弹性盖的一些功能和/或接合元件可见，例如包含式开闭装置(5)、侧向开闭装置(9)、真空腔室(23)的抽气喷嘴(25)、用于熔融材料的注入孔(111)、电插座等。
包含式开闭装置(5)被集成到模具(1)本身或者构成模具的部分，并且包含式开闭装置在保持盖子(4)闭合在主体(2)上的情况下沿着生产线与所述模具(1)一起移动。
根据本示例，包含式开闭装置(5)包括：
-多个上部闩合元件(51)，模具(1)的每个角具有一个上部闩合元件，其中每个上部闩合元件穿过从主体(2)延伸到盖子(4)的上孔(52)，所述上部闩合元件在其端部处具有上部闭合元件(53)，所述上部闭合元件(53)构造成将主体(2)接合到盖子(4)；以及-至少一个锁定元件(54)，所述锁定元件(54)与上部闭合元件(53)配合起作用；以及
-至少一个解锁致动元件(55)，所述解锁致动元件(55)构造成从锁定元件(54)释放闭合元件(53)。
根据本示例，每个解锁致动元件(55)或钥匙包括内弹簧(未示出)，使得当通过解锁致动元件(55)按压所述弹簧时，上部闭合元件(53)从锁定元件(54)释放。相反，如果在解锁致动元件(55)上没有进行任何操作，则上部闭合元件(53)保持锁定，从而防止盖子(4)打开。
所述的构造提高了包含式开闭装置(5)的可触及性，使得可以通过例如在盖子(4)的轮廓上致动而容易地从外部致动所述包含式开闭装置。
图3示出了模具(1)的平面图。
如图4所示，模具(1)包括互补模具(6)或者用于制造鞋具的楦头(6)，所述互补模具或者楦头占据模板(3)和盖子(4)之间的限定体积(V)，并且所述互补模具或者楦头构造成当主体(2)和盖子(4)接合时将层压部分(L)压靠在模板(3)上，见图9b。
主体(2)包括脱模孔(60)，所述脱模孔(60)构造成使得外部脱模元件能够通过，所述外部脱模元件通过利用所述外部脱模元件在所述楦头上推动以将所述楦头(6)取出。以这种方式，一旦所述物品已经制造完成，就可以将楦头(6)从其中取出。
图5示出了模具(1)的仰视图，其中能够更详细地看到使得模具(1)能够与用于处理模具的机器相互作用的不同元件。
具体地，模具(1)包括四个解锁致动元件(55)，每一个解锁致动元件构造成从包含式开闭装置(5)释放闭合元件(53)。
此外，还设置有位于中央部分中的两个下孔(95)，所述下孔提供了进入其他两个下致动元件(94)的通道，每个下致动元件构造成解锁侧向开闭装置(9)的闭合元件(93)。
从另一个角度，还可以看到脱模孔(60)，所述脱模孔构造成使得用于取出楦头(6)的外部脱模元件以及真空腔室(23)的抽气喷嘴(25)能够通过。
最后，为了沿着生产线提高模具(1)的滑动性和/或移动性，所述弹性盖(7)包括在其外部下表面或者支撑面的两个金属板(72)，用来防止盖子的塑料材料会对其他运输元件(传送带等)和/或机器(工作站等)造成的摩擦。
图6示出了模具(1)的第三分解图的侧视图。
如图7所示，主体(2)包括：
-固定部分(21)，模具(1)支撑在所述固定部分(21)上；以及
-可互换部分(22)，所述主体(2)的内表面(S2)限定在可互换部分中，并且所述模板(3)安装在所述可互换部分上，并且所述可互换部分(22)构造成可拆卸地安装在所述固定部分(21)上，见图9a和9b。
固定部分(21)或底盘作为模具的支撑元件和/或结构元件而不管要制造的物品的型号和/或尺寸，由此所述固定部分(21)由大量物品以及其大量型号和/或尺寸所共享。此外，可互换部分(22)确定要制造的每个物品的设计的形状、尺寸和/或特征。因此，利用模具(1)更少数量的部件和/或部分，可以制造更多数量的不同物品。同样地，固定部分(21)和可互换部分(22)具有互补形状，从而有利于以快速且简便的方式组装和更换。
固定部分(21)由诸如铝等金属材料制成，而可互换部分(22)由塑料材料制成，该塑料材料通过3D打印容易制造。
模具(1)包括布置在主体(2)内部的两个电加热器(8)，所述电加热器通过弹性盖(7)从所述主体(2)的外部热绝缘。
如图8所示，模具(1)包括侧向开闭装置(9)，所述侧向开闭装置(9)构造成保持第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)接合，并且使得随后将两者侧向分离，所述侧向开闭装置由以下部件形成：
-至少一个侧向闩合元件(91)，所述侧向闩合元件配有第一弹簧(97)并且穿过主体(2)的侧向孔(92)，所述侧向闩合元件在其端部处具有侧向闭合元件(93)，所述侧向闭在元件(93)构造成将第一侧向部分(2a)接合到第二侧向部分(2b)；以及
-至少一个下致动元件(94)，所述下致动元件配有第二弹簧(98)并且穿过主体(2)的下孔(95)，所述下致动元件在其端部处具有侧向打开元件(96)，所述侧向打开元件构造成解锁所述侧向闩合元件(91)的闭合元件(93)。
所述的构造提高了侧向开闭装置(9)的可触及性，使得通过在模具(1)的侧向面和其下表面上进行致动而可以从外部容易地致动所述侧向开闭装置。
如图9a和9b所示，根据本示例，包含式开闭装置(5)还包括至少一个闭合弹簧(56)，所述闭合弹簧构造成在盖子与主体接合时将盖子(4)压靠在主体(2)上，见图9b。
为此，包含式开闭装置(5)包括至少一个杆(57)，所述杆(57)包括：
-上端(57s)，上部闩合元件(51)布置在所述上端(57s)上；以及
-下端(57i)，闭合弹簧(56)布置在所述下端(57i)上；
其中，当盖子(4)接合到主体(2)时，闭合弹簧(56)处于压缩位置(56T)，以便在杆(57)的下端(57i)施加向下的推力(F56)。
在任何情况下，闭合弹簧(56)以及与它们相关联的元件的存在是对上述的闭合装置(5)的可选补充，其目的是在模具(1)的运输过程中更好地将盖子(4)固定到主体(2)。这意味着，在没有闭合弹簧(56)的情况下，由元件(51，52，53，54，55)形成的包含式开闭装置(5)同样可以正常地运转。
如图10a和10b所示，主体(2)包括：
-真空腔室(23)，所述真空腔室(23)与到达主体(2)的内表面(2)的多个抽吸孔(24)连通；以及
-抽气喷嘴(25)，所述抽气喷嘴(25)使得能够从真空腔室(23)中抽出空气。
进一步，模板(3)包括：
-多个孔(31)，所述多个孔(31)与抽吸孔(24)连通并且构造成当空气从真空腔室(23)抽出时将要制造的物品的一个或多个层压部分(L)吸引到所述模板(3)上。
如上所述，主体(2)包括：
-第一侧向部分(2a)，所述第一侧向部分限定模板(3)安装于其上的内表面(S2)的第一部分(S2a)；以及
-第二侧向部分(2b)，所述第二侧向部分限定模板(3)安装于其上的内表面(S2)的第二部分(S2b)；
其中，当盖子(4)接合到主体(2)时，第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)接合在一起，并且第一侧向部分和第二侧向部分构造成一旦盖子(4)从主体(2)移除就在相反的方向(d2a，d2b)上移动。这使得一旦侧向部分(L)布置在模板(3)上就能够从侧向打开模具(1)，以便进一步使得能够引入楦头(6)，参见图9b。
安装在主体(2)的内表面(S2)的第一部分和第二部分(S2a，S2b)上的可弹性变形模板(3)与同样能够变形的弹性盖(7)组合，使得无论第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)之间是否发生分离，所述主体(2)均能够保持气密。
如图10c所示，盖子(4)包括：
-第一面(41)，所述第一面(41)限定与要制造的物品的第一体积(V1)相关联的第一互补模具(42)；以及
-第二面(43)，所述第二面(43)限定与要制造的物品的第二体积(V2)相关联的第二互补模具(44)；
其中盖子(4)是可逆的，这使得主体(2)能够通过第一面(41)或第二面(43)闭合。
盖子(4)的轮廓具有固定元件(45)，所述固定元件(45)有利于通过外部转动元件翻转盖子(4)，见图2。
图10d-10f示出了操作的顺序，其中可以看到盖子(4)的可逆特征。在图10d中，盖子(4)在第一面(41)上闭合，使得首次注入的塑料材料填充第一体积(V1)，以便限定要制造的物品的第一元件。图10e示出了当翻转盖子(4)以在盖子(4)的第二面(23)上的主体(2)上闭合盖子(4)时的时刻。通过这种方法来引入要制造的物品的另一个部分，在该情况下，为鞋底(P)的最外部分。在图10f中，盖子(4)在第二面(41)上闭合，使得二次注入的塑料材料填充第二容积(V2)，以便限定要制造的物品的第二元件。
如图11所示，模具(1)包括远程识别装置(101)，所述远程识别装置构造成通过射频向数据网络(R)传输关于模具(1)的信息(I)。以这种方式，制造车间的中央数据系统可以接收所述信息(I)并且将相应的命令发送到模具(1)以对其进行操作。
模具(1)包括：
-局部识别装置(102)，所述局部识别装置(102)构造成通过布线和/或直接连接到电子设备(D)而传输关于模具(1)的信息(I)；
-无线连接装置(103)，所述无线连接装置(103)构造成连接到因特网和/或数据网络(R)；以及
压力和温度传感器(104)，以得知模具中的物理条件。
模具(1)通过布置在其中的一个或多个电池从包含式电源(105)供电，和/或通过布置在其中的电插座(106)从外部电源(E)供电。
图12a、12b、13a和13b更详细地示出了模具(1)的注射机构(110)的构造和操作。如图所示，所述注射机构(110)由与第一侧向部分(2a)相关联的第一注射块(110a)以及与第二侧向部分(2b)相关联的第二注射块(110b)。第一和第二注射块(110a，110b)能够彼此分离，见图12a，并且在两者之间形成有注射通道(112)，所述注射通道(112)具有出口孔(113)，见图1。
进一步，注射机构(110)构造成借助于由布置在主体(2)和盖子(4)之间的弹性机构(120)施加的作用而向上滑动(d110)。在这种情况下，通过第一弹簧(120a)和第二弹簧(120b)的弹力，使得当盖子(4)打开时每个注射块(110a，110b)相对于侧向部分(2a，2b)向上滑动(d110a，d110b)，参见图12a和12b。相反，当盖子(4)闭合时，所述注射块(110a，110b)沿与弹簧的弹力(120a，120b)相反的方向滑动，从而产生注射机构构(110)的上部部分抵靠盖子(4)而施加压力，见图13a和13b。所述压力确保在模具(1)的闭合过程中进行密封，这意味着在主体(2)和盖子(4)之间防止熔融材料从模具(1)漏出。
图14-18示出了本发明的模具(1)的第二实施例。
如图14所示，以与第一实施例中相同的方式，所述模具(1)包括：
-主体(2)，所述主体(2)限定由第一侧向部分(2a)和第二侧向(2b)形成的内表面(S2)；
-盖子(4)，所述盖子(4)构造成关闭所述主体(2)；以及
-包含式开闭装置(5)，所述包含式开闭装置(5)构造成在所述模具(1)的移动过程中保持所述主体(2)和所述盖子(4)接合。
同样地，所述模具(1)还可以包括：
-可弹性变形模板(3)，所述可弹性变形模板(3)布置在主体(2)和盖子(4)之间，所述可弹性变形模板(3)安装在所述内表面(S2)上并且构造成接收要制造的物品的一个或多个层压部分(L)；以及
-互补模具或者楦头(6)，所述互补模具或者楦头占据主体(2)和盖子(4)之间的限定体积(V)并且布置在模板(3)和盖子(4)之间，所述互补模具或者楦头构造成当主体(2)和盖子(4)接合时将层压部分(L)压靠在模板(3)上。
如图15所示，以与第一实施例中相同的方式，包含式开闭装置(5)包括：
-多个上部闩合元件(51)，模具(1)的每个角具有一个上部闩合元件，其中，每个上部闩合元件穿过从主体(2)延伸到盖子(4)的上孔(52)，所述上部闩合元件在其端部处具有上部闭合元件(53)，所述上部闭合元件(53)构造成将主体(2)接合到盖子(4)；以及-至少一个锁定元件(54)，所述锁定元件(54)与上部闭合元件(53)配合起作用；以及
-至少一个解锁致动元件(55)，所述解锁致动元件(55)构造成从锁定元件(54)释放闭合元件(53)。
然而，在这种情况下，盖子(4)由构造为压板或杆的两个解锁致动元件(55)纵向通过，其中每个解锁致动元件包括位于两个致动端部(55L，55R)之间的内弹簧(58)。所述内弹簧(58)构造成使得解锁致动元件(55)能够略微线性地位移以通过盖子(4)，直到解锁致动元件的一个致动端部(55L，55R)或另一个从盖子(4)侧向伸出。这使得每个均被构造为孔口的锁定元件(54)能够与上部闭合元件(53)配合地工作，从而能够释放或锁定所述上部闭合元件，如图16a-16d所示。
同样，以与第一实施例中相同的方式，包含式开闭装置(5)包括至少一个闭合弹簧(56)，所述闭合弹簧(56)构造成在盖子与主体接合时将盖子(4)压靠在主体(2)上，见图16b。为此，开闭装置(5)包括至少一个杆(57)，所述杆(57)包括：上端(57s)，上部闩合元件(51)布置在所述上端(57s)上；以及下端(57i)。
然而，在这种情况下，每个弹簧(56)布置在相应杆(57)的上端(57s)处，而杆(57)的下端(57i)附接或接合到布置在主体(2)下面的支撑基座(59)。所述接合防止杆(57)相对于支撑基座(59)发生竖直移动。
此外，每个弹簧(56)布置在其对应的杆(57)上，在主体(2)和支撑基座(59)之间留有间隙(H)，使得当弹簧(56)被压缩时能够在所述主体和支撑基座(2，59)之间发生相对的竖直位移(dVR)，见图16a-16d。布置在杆(57)的下端(57i)与支撑基座(59)的每个接合处的楔子(59c)有助于当发生所述相对竖直位移时(dVR)主体(2)与支撑基座(59)配合。
图16a-16d示出了基于图15所述的包含式开闭装置(5)将盖子(4)接合到模具(1)的主体(2)的顺序。
如图16a所示，盖子(4)与主体(2)分离。为了使用盖子(4)闭合主体(2)，首先，按下致动端部(55L，55R)中的一个(在这种情况下，按下右致动端部(55R))，从而压缩内弹簧(58)。这使得锁定元件(54)或孔口能够定向，使得闭合元件(53)可以通过所述锁定元件(54)或孔口。在这种情况下，由于弹簧(56)的作用，在支撑基座(59)和主体(2)的下部之间存在间隙(H)。
如图16b所示，盖子(4)在仍然保持间隙(H)的同时与主体(2)的上部部分接触。
如图16c所示，施加在盖子(4)上的压力进一步作用在弹簧(56)上，使得主体(2)和支撑基座(59)之间发生相对的竖直位移(dVR)。在这种情况下，主体(2)朝向支撑基座(59)向下移动，直到与支撑基座(59)接触，从而消除间隙(H)。这使得在上部部分中闭合元件(53)能够越过构成锁定元件(54)的孔口。在那个时刻，通过在相反方向上推动解锁元件(55)而对内弹簧(58)减压，从而将闭合元件(53)捕获在下面。
如图16d所示，通过弹簧(56)的力，主体(2)保持被盖子(4)闭合。
如图17所示，模具(1)包括侧向开闭装置(9)，侧向开闭装置(9)构造成使第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)保持接合，并使其随后能够侧向分离。
在这种情况下，侧向开闭装置(9)包括：
-至少一个丝杆(901)，优选为两个彼此平行地布置的丝杆，所述丝杆侧向穿过两个侧向部分(2a，2b)并且构造成螺纹连接到两个侧向部分(2a，2b)；其中，通过拧紧/拧松所述丝杆(901)来实施所述侧向部分(2a，2b)的分离和后续接合。
每个丝杆(901)包括致动端部(902)，所述致动端部(902)从侧向部分(2a，2b)中的一个伸出和/或能够从主体(2)的外部进入，所述致动端部(902)的旋转导致拧紧/拧松所述丝杆(901)。
优选地，在具有两个或更多个丝杆(901)的情况下，侧向开闭装置(9)接合以能够使其同步，即，侧向开闭装置(9)中的一个的致动端部(902)上的旋转导致拧紧/拧松所有丝杆(901)。为此，优选地，侧向开闭装置(9)包括带齿带(903)，所述带齿带(903)与牢固地布置在每个丝杆(901)中的带齿皮带轮(904)接合。另外，可以将中间带齿皮带轮(904)锚定地布置，同时可以在主体(2)的内部旋转，以便加固系统并且更好地重新分配带齿带(903)上的张力。
如图18所示，当从主体(2)中移除盖子(4)时，致动端部(902)上的旋转使得侧向部分(2a，2b)能够沿相反的方向移动(d2a，d2b)。简洁起见，板(26)已经被示出为与主体(2)分离，但是应该注意，可以从主体(2)的外部触及致动端部(902)，因为它们已经被示出并且/或者从进出孔(27)伸出。
如图19和图20所示，本发明的用于制造三维物品的机器(M1)包括：
-接收模块(M2)或进给模块，所述接收模块(M2)或进给模块构造成接收由主体(2)和盖子(4)形成的模具(1)，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置(5)接合；
-调节模块(M3)，所述调节模块(M3)构造成接收来自所述接收模块(M2)的模具(1)并且作用在包含式开闭装置(5)上，以便将所述盖子(4)与所述主体(2)分离；以及
-处理模块(M4)，所述处理模块(M4)构造成接收来自所述调节模块(M3)的主体(2)，并且能够放置要制造的物品的部件。
如所看到的，处理模块(M4)包括：
-机器人机构(M43)(在这种情况下，该机构为双机器人臂)，所述机器人机构(M43)构造成辅助操作员在要制造的物品的部件的主体(2)内进行放置。
本发明的用于制造三维物品的机器(M1)还可以被作为组装机、用于处理独立模具(1)的机器、和/或用于放置具有柔性壁的三维物品的层压部分的工作站。
如图21和图22所示，接收模块(M2)包括：
-第一传送带(M21)，所述第一传送带构造成接收模具(1)；以及
-第一对准机构(M22)，所述第一对准机构(M22)构造成根据第一传送带(M21)的前进方向(dM21)对准模具(1)。
图23示出了当实施模具(1)的对准时接收模块(M2)的平面图。
图24示出了在模具(1)根据前进方向(dM21)对准的情况下接收模块(M2)的平面图。
如图25和图26所示，调节模块(M3)包括：
-第二传送带(M31)，所述第二传送带(M31)构造成从所述接收模块(M2)接收模具(1)；以及
-第二定中机构(M32)，所述第二定中机构(M32)构造成根据第二传送带(M31)的前进方向(dM31)水平地、纵向地且横向地对模具(1)进行定中。
图27示出了实施模具(1)的升降的调节模块(M3)的侧视图。如所看到的，调节模块(M3)包括升降机构(M33)，所述升降机构(M33)构造成升降模具(1)。
图28示出了实施盖子(4)的打开的调节模块(M3)的正视图。
如所看到的，调节模块(M3)包括：
-打开机构(M34)，所述打开机构(M34)构造成作用在所述模具(1)的包含式开闭装置(5)上并且将盖子(4)与主体(2)分离；以及
-固定机构(M35)，所述固定机构(M35)构造成一旦盖子(4)与主体(2)分离就固定盖子(4)。
如所看到的，调节模块(M3)包括：
-闭合机构(M37)，所述闭合机构(M37)构造成作用在所述模具(1)的包含式开闭装置(5)上并且在所述主体(2)穿过处理模块(M4)之后就将盖子(4)接合到主体(2)。
图29和图30分别示出了在盖子(4)固定在主体(2)上方时实施主体(2)的降低的调节模块(M3)的侧视图和正视图。
图31和图32分别示出了翻转盖子(4)的调节模块(M3)的侧视图和正视图。如所看到的，调节模块(M3)包括翻转机构(M36)，所述翻转机构(M36)构造成翻转盖子(4)。
图33-36分别示出了实施主体(2)的侧向打开的处理模块(M4)的平面图、侧视图和两个正视图。
如所看到的，处理模块(M4)包括：
-侧向打开机构(M41)，所述侧向打开机构(M41)构造成作用在所述主体(2)的侧向开闭装置(9)上，以便侧向地分离所述主体的第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)；以及
-侧向闭合机构(M44)，所述侧向闭合机构(M44)构造成作用在所述主体(2)的侧向开闭装置(9)上，以侧向接合所述主体的第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)。
侧向打开机构(M41)和侧向闭合机构(M44)的所述构造使得能够作用在模具(1)的下表面和模具的侧面上。这使得能够在处理模块(M4)的中部和上部部分中完全释放空间，以便有利于操作员或机器人机构(M43)放置将要制造的物品的部件，见图20。
因此，机器(M1)在本发明的模具(1)上操作，从而处理所述模具(1)的自锁机构(5，9)。具体而言：
-机器(M1)构造成通过作用在包含式开闭装置(5)上而与模具(1)一起使用，从而将盖子(4)与主体(2)分离；和/或
-机器(M1)构造成通过作用在侧向开闭装置(9)上而与模具(1)一起使用，以便保持第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)接合，并且使得能够随后将两者侧向分离。
图37和图38分别示出了实施脱模的处理模块(M4)的平面图和侧视图。
如所看到的，处理模块(M4)包括：
-脱模机构(M42)，所述脱模机构(M42)构造成使得能够取出布置在主体(2)内的制造好的物品(A)。
模具(1)的主体(2)包括脱模孔(60)，所述脱模孔(60)构造成使得机器(M1)的脱模元件(M48)能够通过，所述脱模元件(M48)通过所述脱模元件(M48)在所述楦头上推动而将所述楦头(6)取出。以这种方式，一旦所述物品(A)已经制造完成，就可以将楦头(6)从其中取出。
前面的附图示出了本发明的用于制造三维物品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)接收由主体(2)和盖子(4)形成的模具(1)，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置(5)接合；
b)作用在包含式开闭装置(5)上，以便将盖子(4)与主体(2)分离；并且
c)将要制造的物品的部件放置在主体(2)的内部。
步骤a)包括：
a1)接收在第一传送带(M21)上的所述模具(1)；并且
a2)根据第一传送带(M21)的前进方向(dM21)对准模具(1)。
步骤b)包括：
b1)接收在第二传送带(M31)上的模具(1)；
b2)根据第二传送带(M31)的前进方向(dM31)水平地、纵向地且横向地对模具(1)进行定中；
b3)升降模具(1)；
b4)作用在所述模具(1)的包含式开闭装置(5)上，以便将盖子(4)与主体(2)分离；并且
b5)一旦盖子(4)与主体(2)分离就固定盖子(4)。
步骤b)还包括：
b6)翻转盖子(4)。
步骤b)还包括：
b7)作用在所述模具(1)的包含式开闭装置(5)上，以便将盖子(4)接合到主体(2)。
步骤c)包括：
c1)作用在所述主体(2)的侧向开闭装置(9)上，以便侧向地分离所述主体的第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)。
步骤c)还包括：
c2)取出布置在主体(2)内部的制造好的物品(A)；和/或
c3)将要制造的物品的部件放置在主体(2)的内部。
步骤c)还包括：
c4)作用在所述主体(2)的侧向开闭装置(9)上，以便侧向地接合所述主体的第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)。
要制造的三维物品(A)具有柔性壁。
图39示出了本发明的用于制造三维物品的智能制造车间的示意图。
如所看到的，该车间包括：
-选择区域(100)，所述选择区域构造成存储由主体(2)和盖子(4)形成的多个模具(1)，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置(5)接合；
-组装区域(200)，所述组装区域(200)具有多个组装机(M1)，所述组装机(M1)构造成：
○接收来自选择区域(100)的模具(1)；
○作用在包含式开闭装置(5)上，以便将盖子(4)与主体(2)分离；
○将要制造的物品的部件放置在主体(2)内部；并且
○在放置了要制造的物品的部件后，作用在包含式开闭装置(5)上，以将盖子(4)接合到主体(2)；以及
-注射区域(300)，所述注射区域(300)具有第一注射机器(301)，所述第一注射机器(301)构造成：
○在放置了要制造的物品的部件后，接收来自所述组装区域(200)的模具(1)，所述模具的盖子(4)接合到主体(2)；并且
○通过首次注入塑料材料接合布置在模具(1)内部的要制造的物品的部件。
所述注射区域(300)包括：
-两个翻转机器(302)，所述翻转机器(302)构造成：
○在放置了要制造的物品的部件后，接收来自所述组装区域(200)的模具(1)；并且在首次注入塑料材料后接收来自所述第一注射机器(301)的模具(1)；并且
○翻转盖子(4)并且将盖子再次接合到主体(2)；以及
-第二注射机器(303)，所述第二注射机器构造成：
○接收来自翻转机器(302)的模具(1)；并且
○二次注入塑料材料。
组装区域(200)包括前进区域(202)，所述前进区域(202)使得所选模具(1s)能够在其他等待模具(1R)上方前进，从而将所选模具引导到自由组装机(M1)。
制造车间包含：
-电气系统，所述电气系统以选择性方式为模具(1)提供能量；
-远程模具控制系统(1)；以及
-智能存储器，所述智能存储器对模具(1)的使用进行优化，这是因为模具能够移动所以在必要时可以进出，并且由于工厂积累了制造数据并且实现了计算算法，这使得能够为制造过程提供最高效的决策。
模具(1)包括远程识别装置，所述远程识别装置构造成通过射频向数据网络传输关于模具的信息。以这种方式，制造车间的中央数据系统可以接收所述信息并且将相应的命令发送到模具以对其进行操作。

Claims (19)

1.一种用于制造三维物品的模具，包括：
-主体(2)，所述主体限定内表面(S2)，所述主体包括：
-固定部分(21)，所述模具(1)支撑在所述固定部分上；以及
-可互换部分(22)，所述可互换部分构造成可拆卸地安装在所述固定部分(21)上；
-盖子(4)，所述盖子构造成关闭所述主体(2)；以及
-包含式开闭装置(5)，所述包含式开闭装置构造成在所述模具(1)的移动过程中保持所述主体(2)和所述盖子(4)接合；其中，所述包含式开闭装置(5)构造成沿着生产线与所述模具(1)一起移动，从而确保所述模具(1)的安全且气密的闭合、能够抵抗在所述模具中产生的工作压力、并将所述盖子(4)保持闭合在所述主体(2)上；
其特征在于，所述可互换部分(22)布置在所述固定部分(21)内，从而限定所述主体(2)的内表面(S2)；并且
其中，所述模具(1)包括：
-可弹性变形的模板(3)，所述可弹性变形的模板布置在所述主体(2)和所述盖子(4)之间，所述可弹性变形的模板安装在所述内表面(S2)上并且构造成接收要制造的物品的一个或多个层压部分(L)；和/或
-互补模具或者楦头(6)，所述互补模具或者楦头占据所述主体(2)和所述盖子(4)之间的限定体积(V)。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述互补模具或者楦头(6)布置在所述模板(3)和所述盖子(4)之间，并且所述互补模具或者楦头构造成当所述主体(2)和所述盖子(4)接合时将所述层压部分(L)压靠在所述模板(3)上。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述主体(2)包括脱模孔(60)，所述脱模孔构造成使得外部脱模元件能够通过，所述外部脱模元件用于通过由所述外部脱模元件施加于其上的推力而将所述楦头(6)取出。
4.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述固定部分(21)由金属材料制成，并且所述可互换部分(22)由金属或塑料材料制成。
5.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述主体(2)包括：
-真空腔室(23)，所述真空腔室与到达所述主体(2)的所述内表面(S2)的多个抽吸孔(24)连通；以及
-抽气喷嘴(25)，所述抽气喷嘴使得能够从所述真空腔室(23)抽出空气；并且
其中，所述模板(3)包括：
-多个孔(31)，所述多个孔与所述抽吸孔(24)连通，并且构造成当空气从所述真空腔室(23)抽出时将要制造的物品的一个或多个层压部分(L)吸引到所述模板(3)上。
6.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述主体(2)包括：
-第一侧向部分(2a)，所述第一侧向部分限定所述内表面(S2)的第一部分(S2a)；以及
-第二侧向部分(2b)，所述第二侧向部分限定所述内表面(S2)的第二部分(S2b)；
其中，当所述盖子(4)接合到所述主体(2)时，所述第一侧向部分(2a)和所述第二侧向部分(2b)接合在一起，并且第一侧向部分和所述第二侧向部分构造成一旦所述盖子(4)从所述主体(2)移除就在彼此相反的方向(d2a，d2b)上移动。
7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，所述第一侧向部分(2a)和所述第二侧向部分(2b)共同通过弹性盖(7)覆盖，所述弹性盖构造成当第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)分离时防止外部空气进入。
8.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，所述模具包括侧向开闭装置(9)，所述侧向开闭装置构造成保持所述第一侧向部分(2a)和所述第二侧向部分(2b)接合，并且使得能够随后将所述第一侧向部分和所述第二侧向部分侧向分离，所述侧向开闭装置由以下部件形成：
-至少一个侧向闩合元件(91)，所述侧向闩合元件穿过所述主体(2)的侧向孔(92)，所述侧向闩合元件在其端部处具有侧向闭合元件(93)，所述侧向闭合元件构造成将所述第一侧向部分(2a)接合到所述第二侧向部分(2b)；以及
-至少一个下致动元件(94)，所述下致动元件穿过所述主体(2)的下孔(95)，所述下致动元件在其端部处具有侧向打开元件(96)，所述侧向打开元件构造成解锁所述侧向闩合元件(91)的侧向闭合元件(93)。
9.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述盖子(4)包括：
-第一面(41)，所述第一面限定与要制造的物品的第一体积(V1)相关联的第一互补模具(42)；以及
-第二面(43)，所述第二面限定与要制造的物品的第二体积(V2)相关联的第二互补模具(44)；
其中，所述盖子(4)是可逆的，这使得所述主体(2)能够通过第一面(41)或第二面(43)闭合。
10.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述包含式开闭装置(5)包括：
-至少一个上部闩合元件(51)，所述上部闩合元件穿过从所述主体(2)延伸到所述盖子(4)的上孔(52)，所述上部闩合元件在其端部处具有上部闭合元件(53)，所述上部闭合元件构造成将所述主体(2)接合到所述盖子(4)；以及
-至少一个锁定元件(54)，所述锁定元件与上部闭合元件(53)配合而起作用；以及
-至少一个解锁致动元件(55)，所述解锁致动元件构造成从所述锁定元件(54)释放所述闭合元件(53)。
11.根据权利要求10所述的模具，其特征在于，所述包含式开闭装置(5)包括至少一个闭合弹簧(56)，所述闭合弹簧构造成在所述盖子与所述主体接合时将所述盖子(4)压靠在所述主体(2)上；并且
其中，所述包含式开闭装置(5)包括至少一个杆(57)，所述杆包括：
-上端(57s)，所述上部闩合元件(51)布置在所述上端上；以及
-下端(57i)，所述闭合弹簧(56)布置在所述下端上；
其中，当所述盖子(4)接合到所述主体(2)时，所述闭合弹簧(56)处于压缩位置(56T)，以便将向下的推力(F56)施加在所述杆(57)的所述下端(57i)上。
12.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具包括注射机构(110)，所述注射机构构造成借助于由布置在所述主体(2)和所述盖子(4)之间的弹性机构(120)施加的作用而向上滑动(d110)。
13.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述盖子(4)包括由可弹性变形材料制成的部分涂层。
14.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具构造成保持闭合而无需连接或紧固到一机器上，从而能够沿着制造车间的生产线来实现所述模具的移动性。
15.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具构造成沿着生产线与所述包含式开闭装置(5)一起移动，从而在所述模具(1)的移动过程中保持所述主体(2)和所述盖子(4)接合。
16.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具包括支撑基座(59)，所述支撑基座布置在所述主体(2)下方；并且所述包含式开闭装置(5)构造成在所述主体(2)和所述支撑基座(59)之间留有间隙(H)，以便能够在所述主体(2)和所述支撑基座(59)之间实现相对的竖直移动(dVR)。
17.根据权利要求8所述的模具，其特征在于，所述侧向开闭装置(9)包括：
-至少一个丝杆(901)，所述至少一个丝杆侧向穿过所述第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)并且构造成螺纹连接到所述第一侧向部分和第二侧向部分；
其中，通过拧紧或拧松所述丝杆(901)来进行所述第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)的分离和后续接合。
18.一种用于制造三维物品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)接收由主体(2)和盖子(4)形成的根据权利要求1至17中任一项所述的模具(1)，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置(5)接合；
b)作用在所述包含式开闭装置(5)上，以便将所述盖子(4)与所述主体(2)分离；并且
c)将要制造的物品的部件放置在所述主体(2)的内部；
其特征在于，步骤c)包括：
c1)作用在所述主体(2)的侧向开闭装置(9)上，以便侧向地分离所述主体的第一侧向部分(2a)和第二侧向部分(2b)。
19.一种用于制造三维物品的车间，其特征在于，所述车间包括：
-多个由主体(2)和盖子(4)形成的根据权利要求1至17中任一项所述的模具(1)，所述主体和所述盖子通过包含式开闭装置(5)接合；
-选择区域(100)，所述选择区域构造成存储多个所述模具(1)；
-组装区域(200)，所述组装区域具有至少一个组装机(M1)，所述组装机构造成：
○接收来自所述选择区域(100)的模具(1)；
○作用在所述包含式开闭装置(5)上，以便将所述盖子(4)与所述主体(2)分离；
○使得能够将要制造的物品的部件放置在所述主体(2)的内部；并且
○作用在所述包含式开闭装置(5)上，以便在放置了要制造的物品的部件之后将所述盖子(4)接合到所述主体(2)；以及
-注射区域(300)，所述注射区域至少具有第一注射机构(301)，所述第一注射机构构造成：
○在放置了要制造的物品的部件后，接收来自所述组装区域(200)的模具(1)，所述模具的所述盖子(4)接合到所述主体(2)；并且
○通过首次注入塑料材料接合布置在所述模具(1)内部的要制造的物品的部件。
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