CN112805132A

CN112805132A - 模制系统和方法

Info

Publication number: CN112805132A
Application number: CN201980062170.3A
Authority: CN
Inventors: 侯赛因·A·巴格达迪; 萨米·穆罕默德·法克霍里; 约瑟夫·托马斯·穆特; 布拉德雷·C·塔特马克; H·K·汉森三世; 丹尼·大卫·伦普金; 罗伯特·L·里奇; 肖恩·J·施内
Original assignee: Nike Inc
Current assignee: Nike Inc; Nike Innovate CV USA
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-05-14
Also published as: US20200094458A1; US11370155B2; US20220258393A1; EP3852996A1; WO2020061535A1; US11780134B2

Abstract

提供一种模制系统和一种用于操作模制系统的方法。该方法包括使熔融聚合物材料从上游装置流入料调整室中，调节射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力，以及使融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中。

Description

模制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月21日提交的、名称为“模制系统和方法(MOLDING SYSTEMAND METHOD)”的美国临时专利申请第62/734,912号的优先权。上面列出的申请的全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。

技术领域

本说明书总体上涉及用于聚合物模制的系统和方法。

背景技术

注射模制系统用于将聚合物熔体注入模具中以形成聚合物产品、商品、部件等。当在微孔注射模制工艺中使用注射模制系统来模塑和发泡聚合物材料时，各种超临界流体(SCF)，例如超临界氮或超临界二氧化碳，已经用作物理发泡剂。使用SCF作为物理发泡剂的一种方法包括将SCF注射到注射模制系统的注射筒中的聚合物熔体中，从而将SCF溶解在聚合物熔体中。使用SCF作为发泡剂的另一种方法是使用灌注有SCF的粒料在注塑系统的注射筒中形成聚合物熔体。这两种方法都产生溶解于聚合物材料中的SCF的熔融单相溶液(SPS)。

附图说明

图1示出了模制系统的图示。

图2至图4示出了使用图1所示的模制系统模塑制品的顺序。

图5示出了可以被包括在图1所示的模制系统中的可调节模具流道的例子。

图6示出了模制系统的另一例子。

图7示出了一种用于操作模制系统的方法。

图8和图9示出了另一用于操作模制系统的方法。

图10示出了描绘模制工艺中的压力曲线、活塞位置和控制信号的曲线图。

具体实施方式

各种类型的注射模制，例如微孔发泡注射模制，已经用于制造塑料产品、商品、部件等。与其他类型的注射模制方法相比，微孔发泡注射模制工艺可以带来多种益处，例如熔体粘度降低、注射周期时间减少、冷却时间减少、产品重量减小，同时保持期望的材料强度等。然而，对于微孔发泡注射模制，先前的模制系统存在对注射模制过程控制不充分的问题，特别是对微孔发泡过程的控制不充分。例如，歧管型系统使用阀门将熔融单相溶液(SPS)注入模具，其在模制期间生成剪切热、不良的压降，以及其他不希望的SPS特性的变化。剪切产热和其他不希望的SPS的变化又可能导致不希望的成核现象和/或气泡生长。因此，塑料产品的强度、刚度、表面质量等可能降低。例如，不受控制的成核现象和气泡生长可能导致诸如漩涡痕迹、银条纹、表面起泡、表面粗糙等表面缺陷。在一些情况下，注射过程中温度和压力控制不精确也可能造成气泡的尺寸和分布不均匀，导致最终制品密度不一致、表皮厚度变化以及熔接线不牢，这进一步降低了制品的结构完整性并可能导致制品劣化。

本发明人已认识到上述问题并开发了若干模制系统和方法，可实现至少部分克服上述问题的目的。上述目的之一可以是减小系统中的压力损失以及控制(例如，谨慎地增加或减小)流入模具中的熔融聚合物材料的伸长率、表观剪切和/或零剪切粘度。在一个例子中，上述目的至少部分地通过一种用于操作模制系统的方法来实现。该方法包括使熔融聚合物材料从上游装置流入射料调整室，并调节射料调整室内的温度、压力或两者，以产生经调整的熔融聚合物材料。该方法还包括使经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔。应当理解，对熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力进行微调使得系统能够对模制制品的物理和机械特性产生预期影响。特别地，可以控制熔融聚合物材料的温度以获得期望范围的剪切/拉伸粘度，这减少(例如，基本上消除)不受控制的气泡生长和/或成核现象。在一个例子中，该方法还可以包括在熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中之前或同时，通过气体反压(GCP)组件调节(例如，增大和/或减小)模具型腔中的压力。在这样的例子中，熔融聚合物材料可以在远高于环境压力的压力下流入模具型腔。此外，可以将GCP引入模具型腔以控制聚合物发泡期间的成核现象和气泡生长以及提高模制制品的表面质量。控制成核现象和气泡生长增强了模制聚合物材料的泡孔密度均匀性和机械特性。在一些例子中，例如，对于具有低密度的制品(例如密度小于或等于0.3克(g)/厘米(cm)³的制品)和/或具有大尺寸的制品(例如厚度≥1.0cm的制品)，改善泡孔密度均匀性可能是特别有益的。

在另一例子中，提供了一种系统。该系统包括射料调整室，其被配置成从上游装置接收熔融聚合物材料。射料调整室还被配置成调节熔融聚合物材料的温度和施加到熔融聚合物材料的压力中的一者或多者以产生经调节的熔融聚合物材料，并且分配经调节的熔融聚合物材料。以这种方式，该系统可以选择性地调节调整室的温度和/或压力以获得期望的特性，如前所述。在一个例子中，该系统还可以包括可调节模具流道，可调节模具流道被配置成调控射料调整室与模具中的模具型腔之间的流体连通。在另一例子中，该系统还可以包括GCP组件，GCP组件联接到模具型腔并且被配置成调控流入和流出模具型腔的反压气流的量。提供GCP调节允许当聚合物材料进入模具并在模具中冷却时对其进行额外调节。

在另一例子中，提供一种模制系统，其包括被配置成接收聚合物材料并加热聚合物材料以形成熔融聚合物材料的装置。模制系统还包括射料调整室，其被配置成从装置接收熔融聚合物材料并调节熔融聚合物材料的温度或施加到熔融聚合物材料的压力。模制系统还包括可调节模具流道，其被配置成调控射料调整室与模具型腔之间的熔融聚合物材料的流动。在一个例子中，装置可以是注射装置或挤出装置。模制系统允许聚合物材料的特性适应于实现期望的最终使用目的。这种新的系统和方法不仅是对当前模制技术和/或发泡技术的改进，而且还产生了新的范例，从而产生了可以操作以实现明显不同结果的新系统和方法。

图1示出了模制系统100(例如，注射模制系统)的例子的图示。尽管图1中示出的模制系统100被描绘为具有封闭于其中或与其联接的各种零件、部件等的设备。在其他实施例中，模制系统100中的各种部件可以至少部分地容纳在可彼此间隔开的不同外壳中。因此，应当理解，在其他实施例中，模制系统的形式、轮廓等可以变化。虽然在本文中描述了模制系统，但应当理解，模制系统的聚合物调节特征可以应用于需要对容纳熔融聚合物材料的腔室中的温度和/或压力进行调整的其他系统。

模制系统100包括被配置成从贮存室106接收聚合物材料104(例如，树脂)的装置102。所示例子中的装置102是被配置成调控提供给下游部件的熔融聚合物材料的流动的注射装置。然而，在其他例子中，装置102可以是被配置成迫使熔融聚合物材料离开出口的挤出装置。例如，挤出装置可以包括能够进行挤出操作的进料管、多孔板等。此外，与诸如射料调整室之类的下游装置相比时，装置102可以被称为上游装置，在此将更详细地讨论。这样，在一些例子中，系统中的部件可以被称为上游和/或下游部件。在一个例子中，贮存室可以仅存储聚合物材料。然而，在其他例子中，贮存室106可以包括聚合物材料和发泡剂。在一些例子中，发泡剂可以包括物理发泡剂或化学发泡剂。在一个例子中，物理发泡剂可以是超临界流体(SCF)，例如超临界氮气和/或超临界二氧化碳。然而，已经考虑了其他类型的物理发泡剂，例如烃(例如，戊烷、异戊烷和/或环戊烷)。当贮存室106包括聚合物材料和发泡剂时，发泡剂递送组件(例如，发泡剂注射器)可以将发泡剂递送至贮存室106。然而，在其他例子中，可以在贮存室外部(例如，在贮存室的上游)形成聚合物材料和发泡剂。贮存室106在图1中示出为料斗。然而，已经考虑了许多合适形式的贮存室，例如导管、筒、加压容器等。另外在其他例子中，该系统可以包括多个贮存室。此外，可以在贮存室106内或在将材料放置在贮存室中之前干燥聚合物材料104。此外，聚合物材料104可以是碎片、粒料、粉末、棒等形式。

聚合物材料104包括一种或多种热塑性聚合物。一种或多种热塑性聚合物可以包括热塑性弹性体(TPE)。一种或多种热塑性聚合物可以包括脂族聚合物、芳族聚合物或两者的混合物。在一个例子中，一种或多种热塑性聚合物可以包括均聚物、共聚物(包括三元共聚物)或两者的混合物。共聚物可以是例如无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、周期共聚物或接枝共聚物。一种或多种热塑性聚合物可以包括烯烃均聚物或烯烃共聚物或烯烃均聚物和烯烃共聚物的混合物。烯烃聚合物的例子包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。例如，PE可以是PE均聚物，例如低密度PE或高密度PE、低分子量PE或超高分子量PE、直链PE或支链PE等。PE可以是乙烯共聚物，例如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-不饱和单脂肪酸共聚物等。在一个例子中，一种或多种热塑性聚合物可以包括聚丙烯酸酯，例如聚丙烯酸、聚丙烯酸的酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸乙酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯等，包括其衍生物、其共聚物及其任意混合物。一种或多种热塑性聚合物可以包括离聚物聚合物。离聚物聚合物可以是例如聚羧酸或聚羧酸的衍生物。离聚物聚合物可以是钠盐、镁盐、钾盐或另一种金属离子的盐。离聚物聚合物可以是脂肪酸改性的离聚物聚合物。离聚物聚合物的例子包括聚磺苯乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚碳酸酯。一种或多种热塑性聚合物可以包括含氟聚合物。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚硅氧烷。一种或多种热塑性聚合物可以包括乙烯基聚合物，例如聚氯乙烯(PVC)、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇等。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚苯乙烯。聚苯乙烯可以是苯乙烯共聚物，例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)等。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚酰胺(PA)。PA可以是PA 6、PA 66、PA 11或其共聚物。聚酯可以是脂族聚酯均聚物或脂族聚酯共聚物，例如聚乙醇酸、聚乳酸、聚己内酯、聚羟基丁酸酯等。聚酯可以是半芳族共聚物，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚醚，例如聚乙二醇或聚丙二醇，包括其共聚物。一种或多种热塑性聚合物可以包括聚氨酯，包括衍生自芳族异氰酸酯的芳族聚氨酯，例如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)，或衍生自脂族异氰酸酯的脂族聚氨酯，例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，或芳族聚氨酯和脂族聚氨酯二者的混合物。

除了一种或多种热塑性聚合物之外，聚合物材料104还可以包括在被加热时形成气体的化学发泡剂。例如，化学发泡剂可以是偶氮化合物，例如偶氮二甲酰胺(adodicarbonamide)、碳酸氢钠或异氰酸酯。任选地，除了一种或多种热塑性聚合物之外，聚合物材料104还可以包括交联剂。交联剂可以是基于过氧化物的交联剂，例如过氧化二异丙苯。任选地，除了一种或多种热塑性聚合物之外，聚合物材料104还可以包括一种或多种填料，例如玻璃纤维、粉状玻璃、改性或天然二氧化硅、碳酸钙、云母、纸、木屑、改性或天然粘土、改性或未改性的合成粘土、滑石等。

具体地，在一个例子中，聚合物材料104可以包括EVA和/或热塑性聚氨酯(TPU)，并且模制系统100可以产生模制的鞋类部件(例如，鞋面、中底和/或外底)。然而，本文中所描述的模制系统100和方法对鞋类工业以外的领域(例如汽车工业、航空航天工业、包装工业、体育用品工业等)具有深远的适用性。因此，该模制系统可以经设计以在任何前述领域中制造各种各样的制品。如本文所述，制品可以是任何前述工业或其他合适工业中使用的任何物体、零件、部件、产品等。

图1中所示的装置102包括筒108和驱动装置110，驱动装置110被设计成调节(例如，旋转和/或前进和缩回)容纳在筒中的螺杆，如本文中更详细论述。例如，驱动装置可以包括马达(例如，电动马达)，其旋转和/或轴向移动与螺杆联接的轴。装置102被配置成将从贮存室106接收的聚合物材料提供到下游部件113，例如射料调整室和模具，如本文中更详细论述。

加热装置112也联接到筒108并被配置成加热筒108中的聚合物材料以形成熔融聚合物材料。具体地，加热装置112联接到筒108的外表面114并且周向地围绕筒。然而，已经设想加热装置112的替代配置，例如加热装置仅部分围绕筒和/或加热装置集成在筒中。加热装置112可以是电加热装置、液压加热装置、其组合等。因此，加热装置112可以包括热交换器、电阻加热器、热泵等。此外，可以由图1中所示的计算装置124基于操作条件(例如，环境温度、筒温度、筒压力等)来控制加热装置112。在其他例子中，加热装置112可以定位在系统中的其他合适位置，例如贮存室106。

模制系统100还可以包括发泡剂递送组件116，发泡剂递送组件116被配置成使发泡剂、颜料等流入筒108中。然而，在其他实施例中，当例如贮存室中的聚合物包括发泡剂时，可以从系统中省略发泡剂递送组件。在一个例子中，发泡剂递送组件可以被设计成通过端口将发泡剂注入筒108中。然而，已经设想了其他合适类型的发泡剂递送组件。例如，发泡剂递送组件116可以集成在贮存室106中，可以位于贮存室106的上游，或者可以不包括在系统中。如果发泡剂递送组件116集成在贮存室106中或位于其上游，则贮存室可以包括固体聚合物材料和发泡剂。

发泡剂递送组件116包括储存发泡剂120的发泡剂储存装置118。在一些例子中，发泡剂可以包括物理发泡剂和/或化学发泡剂。具体地，在一些例子中，发泡剂可以包括氮气和/或二氧化碳。然而，可以使用其他合适的发泡剂，例如烃(例如，戊烷、异戊烷和/或环戊烷)、氢氯氟烃(HCFC)、其混合物等。此外，储存在发泡剂储存装置118中的发泡剂可以作为SCF储存和/或注入筒108中。例如，超临界氮气和/或超临界二氧化碳可以流入筒中。然而，在其他例子中，发泡剂可以作为气体和/或流体注入筒中，并且筒中的条件可以使得发泡剂能够实现超临界状态。此外，在其他例子中，当发泡剂包括两种物质，例如氮气和二氧化碳时，发泡剂递送组件可以包括将第一物质(例如氮气)递送到筒中的一个端口和将第二物质(例如二氧化碳)递送到筒中的另一个端口。然而，在其他情况下，可以使用一个端口输送两种物质。

发泡剂递送组件116还包括联接到筒108的发泡剂阀122。发泡剂阀122被设计成调节流入筒108的发泡剂的量。例如，发泡剂阀122可以打开/关闭以允许发泡剂在某些操作条件期间流入筒中并且防止发泡剂在其他操作条件期间流入筒中。此外，发泡剂阀122可以具有多个不同的打开位置，允许调节递送到筒108的发泡剂的流速。当发泡剂被递送到筒108时，可以在其中形成熔融SPS。因此，在一个例子中，熔融SPS可以包括熔融聚合物材料和溶解在其中的发泡剂。

图1示出了包括在模制系统100中的计算装置124。应当理解，计算装置124可以是被设计成调节模制工艺的各个方面的控制器。计算装置124包括存储器126和处理器128。存储器126可以包括易失性、非易失性、非瞬态、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。另外，处理器128可以是单核设备或多核设备，并且在其上执行的指令可以被配置成用于顺序处理、并行处理和/或分布式处理。尽管计算装置124被示出为直接联接到系统的壳体130，但是在其他情况下，计算装置124可以位于远程。在这样的例子中，计算装置124可以电子地(例如，有线地和/或无线地)连接到装置102和系统中的其他部件。

计算装置124还包括显示装置132。显示装置132可以用于呈现由存储器126保存的数据的可视化表示。呈现在显示装置132上的图形可以采取例如图形用户界面(GUI)和/或其他合适的界面的形式。计算装置124还包括输入装置134。在所示例子中，输入装置134是键盘的形式。输入装置可以附加地或替代地包括鼠标、操纵杆、相机、麦克风、触摸屏、其组合等。因此，在一些例子中，用户输入可用于调节模制工艺的不同方面。附加地或替代地，自动化指令可以触发模制工艺发生改变。此外，在其他实施例中，可以从计算装置中省略显示装置和/或输入装置。

计算装置124还可以包括条件指示器133，其可以指示模制系统100已达到一个或多个期望的操作条件(例如，射料调整室压力和/或温度设定点、模具温度设定点、模具反压设定点、其组合等)。因此，条件指示器133可以向系统操作者指示已经实现了期望条件，例如射料调整室中的熔融聚合物材料的期望温度和施加到熔融聚合物材料的期望压力，如本文中更详细论述。响应于条件指示器被触发，系统操作者可以通过输入装置134命令系统采取期望的动作，例如命令射料调整室将其中所保持的熔融聚合物材料释放到模具型腔中。条件指示器133可以包括用于向系统操作者报警的音频、图形和/或触觉部件。图形指示器可以被包括在显示装置中和/或可以包括一个或多个用于向操作者发出信号的灯。以此方式，可以手动控制模制工艺的某些方面。然而，在其他例子中，可以利用更多的自动控制策略。

传感器136还可以向计算装置124提供信号。传感器可以包括温度传感器、压力传感器等。传感器可以附接到或集成在装置102和/或下游部件中，如本文中关于图2至图4更详细描述。例如，装置102可以包括向计算装置124发送信号的温度传感器、压力传感器和/或组合的温度-压力传感器。传感器使得能够确定系统的选定部分中的温度和压力。在一些例子中，可以根据系统的其他部分中的温度和/或压力传感器读数来确定(例如，估计)系统的选定部分中的温度和/或压力。

计算装置124还向/从装置102、驱动装置110、加热装置112和发泡剂阀122发送和接收信号。计算装置124还可以向/从调整室阀202、温度和压力控制组件222(例如，温度控制机构228(例如，冷却剂泵234、热交换器236和/或热电加热器和/或冷却器238)和压力控制机构225(例如，活塞致动器226))、可调节模具流道240、反压阀256和/或排放阀272发送/接收信号，在本文中关于图2至图4更详细论述。因此，上述装置、机构、阀、组件等可以从计算装置124接收控制命令。上述装置、机构、阀、组件等可以包括便于调节这些装置、机构、阀、组件等的致动器。例如，调整室阀202可以包括用于调节阀的打开/关闭程度的阀致动器。应当理解，其他装置、机构、阀、组件等也可以包括以类似方式工作的致动器，以允许对装置、机构、阀、组件等进行调节。另外，存储在计算装置的存储器126中的指令(例如，代码)可以包括用于实施本文所述的模制方法、工艺、技术、控制方案等的指令。因此，可以将使处理器128实施本文所描述的模制系统的动作、步骤、特征等的指令存储在存储器126中。

图2至图4示出了模制系统100的详细视图。具体地，图2至图4示出了模制工艺中的顺序步骤。具体参考图2，示出了装置102的横截面图。装置102包括至少部分地包围螺杆200的筒108。贮存室106再次被示出为联接到筒108并向其提供聚合物材料。在一个例子中，装置102还可以包括调整室阀202。

驱动装置110(例如，驱动马达)联接到螺杆200。驱动装置110被配置成旋转螺杆200和/或使螺杆在筒108中前进和缩回。因此，驱动装置可以包括提供螺杆调节功能的马达(例如电动马达)。螺杆的旋转使得聚合物材料向下游流动通过筒，并且螺杆在筒内朝向喷嘴218的前进增加了螺杆前面的聚合物材料的压力，当调整室阀202打开时，该压力可以将聚合物材料推出筒。提供螺杆围绕其旋转和前进/缩回的轴线204作为参照。在其他例子中，可以使用单独的致动器来使螺杆旋转和前进/缩回。

当聚合物材料移动通过筒108时，可以通过联接到筒108的加热装置112加热聚合物材料。应当理解，加热装置112可以提高筒108的温度，这又提高了聚合物材料的温度。因此，在加热聚合物材料之后可以在筒中形成熔融聚合物材料。如前所述，加热装置112可以由图1所示的计算装置124控制。

图2中还示出了发泡剂递送组件116。如前所述，发泡剂递送组件116包括发泡剂储存装置118和发泡剂阀122。发泡剂导管206在发泡剂阀122与发泡剂储存装置118之间延伸。另一个发泡剂导管208在发泡剂阀122与筒108之间延伸。具体地，发泡剂导管208通向其中容纳有螺杆200的筒108的内部部分210。如前所述，发泡剂可以流入筒中的熔融聚合物材料中以形成熔融SPS。因此，在一些例子中，熔融SPS可以包括熔融聚合物材料和溶解在其中的发泡剂。

螺杆200下游的筒108的部分212在装置102的操作期间积聚熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)。因此，部分212可以提供容纳熔融聚合物材料和发泡剂的暂存区域。然而，在另一例子中，部分212可以仅容纳熔融聚合物材料。在所示的例子中，压力传感器214和温度传感器216被示出为联接到螺杆200下游的筒108且与图1所示的计算装置124电子通信。然而，在其他例子中，已经设想了附加的或替代的合适的传感器位置，例如在喷嘴处或邻近螺杆的位置处。进一步在其他例子中，可以使用单个传感器来测量温度和压力两者，可将附加的温度和/或压力传感器联接到筒或系统中的其他位置，或者可以从系统中省略传感器。

筒108包括与调整室阀202流体连通的喷嘴218。调整室阀202被配置成调控熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)从筒108、具体地从喷嘴218流入射料调整室220中的流动。因此，调整室阀202可以由图1所示的计算装置124设定在打开位置，以允许熔融聚合物材料从装置102流入射料调整室220。调整室阀202也可以由计算装置124设定在关闭位置，以阻止熔融聚合物材料向/从装置102流入或流出射料调整室220。应当理解，调整室阀202可以具有多个打开位置。因此，不同的打开位置使得从筒108流入射料调整室220的熔融聚合物材料的流速能够变化。还应当理解，射料调整室220可以为例如装置102与模具244之间的中间腔室。此外，应当理解，当在该腔室中进行温度调节和/或压力调节时，射料调整室可以与上游部件和下游部件密封隔离。附加地或替代地，温度调节和/或压力调节可以在调整室与上游部件和/或下游部件流体连通时发生。

温度传感器221和压力传感器229联接到(例如，延伸穿过)射料调整室220的壳体232。在一些情况下，附加的压力传感器和/或温度传感器可以联接到射料调整室220的壳体232。温度传感器221和压力传感器229向计算装置124发送指示射料调整室中的温度和压力的传感器信号。

模制系统100还包括由图1中所示的计算装置124控制的温度和压力控制组件222。继续参考图2，温度和压力控制组件222被配置成调节射料调整室220中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力。应当理解，温度调节将影响施加到熔融聚合物材料的压力，反之亦然。

温度和压力控制组件222可以包括压力控制机构225，压力控制机构225包括设置在射料调整室220中的可移动活塞223。可移动活塞223由联接到活塞致动器226的活塞轴227致动，两者都包括在压力控制机构225中。在一个例子中，活塞223和射料调整室220可以具有对应的圆柱形形状。然而，已经设想了活塞和射料调整室的许多合适的外形。可移动活塞223可以沿轴线224行进，以增大和减小射料调整室220的容积。因此，可以调节可移动活塞223来使熔融聚合物材料开始流入和/或流出射料调整室220，并且可移动活塞223还可以在调整室阀202和可调节模具流道240关闭时调节射料调整室220中的熔融聚合物材料的压力。因此，在一个例子中，熔融聚合物材料可以在高于环境压力的压力下流出射料调整室。应当理解，当熔融聚合物材料在高于环境压力的压力下流入模具时，可以实现各种益处，例如改善聚合物材料的表面质量。

活塞致动器226可以是液压、气动和/或电子致动装置。此外，可以由图1所示的计算装置124命令活塞致动器226来调节射料调整室220中的活塞223的位置，从而精确地调节施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力，以及使聚合物材料能够流入和流出射料调整室。

为了使熔融聚合物材料从筒108流入射料调整室220，可以使螺杆200前进和/或可以使活塞223向下移动以增大射料调整室的容积。在一个例子中，这些动作可以以重叠的(例如，同时的)时间间隔发生。然而，在其他例子中，可以连续地实施动作。此外，在其他例子中，可以实施使活塞223向下移动或使螺杆200在筒108中前进以使熔融聚合物材料从装置102流入射料调整室中。另一方面，为了使熔融聚合物材料流出射料调整室220进入模具244，可以使活塞向上移动以减小腔室的容积。如果需要，射料调整室220和可移动活塞223可以设计成实现远高于环境压力的模制射料压力。

温度和压力控制组件222可以附加地或替代地包括温度控制机构228。温度控制机构228被配置成调节射料调整室220中的熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)的温度。对射料调整室中的熔融聚合物材料的温度进行调节使得模制制品能够获得例如期望的最终使用特性(例如，表面质量、强度重量比、密度均匀性等)。

在一个例子中，温度控制机构228可以包括横跨射料调整室220的壳体232和/或活塞223的冷却剂回路230。具体地，在所示例子中，冷却剂回路230横跨射料调整室220的下部260、侧部262和上部264。然而，应当了解，已经设想了其他冷却剂回路路径，例如横跨前述腔室壳体部分的一部分的路径、横跨活塞的路径等。

在温度控制机构228包括冷却剂回路230的所示例子中，冷却剂泵234可以联接到冷却剂回路以使冷却剂能够通过其循环。具体地，冷却剂泵234可以调节(例如，增大/减小)通过冷却剂回路230的冷却剂的流量。热交换器236也联接到冷却剂回路，并被设计成从冷却剂中除去热量。在一些例子中，热交换器可以附加地或替代地向冷却剂增加热量。在此类例子中，可以通过冷却剂泵234使冷却剂循环通过冷却剂回路，并且可以通过热交换器向冷却剂增加热量或从冷却剂除去热量，以便于对射料调整室中的熔融聚合物材料的温度进行调节。以此方式，射料调整室可以由温度控制机构228加热和冷却。

温度控制机构228可以附加地或替代地包括热电加热器和/或冷却器238(例如，珀尔帖器件)，热电加热器和/或冷却器238可以联接到壳体232和/或活塞223上或集成在壳体232和/或活塞223中。此外，在一个例子中，热电加热器和/或冷却器238可以被设计成加热和/或冷却射料调整室中的熔融聚合物材料。例如，可以向热电冷却或加热装置供电，以冷却或加热射料调整室，进而冷却或加热熔融聚合物材料。在其他例子中，附加地或替代地，可以使用加热棒来提高熔融聚合物材料的温度。因此，温度控制机构228使得能够精确地控制射料调整室220中的熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)的温度。熔融聚合物材料的温度和压力调节可以用于降低射料调整室220中发生不希望的泡孔成核现象和气泡生长的可能性(例如，防止)。因此，可以实现聚合物材料的期望的材料特性，例如拉伸粘度和剪切粘度，以及弹性模量和储能模量。

模制系统100还包括可调节模具流道240或多个流道，其联接到射料调整室220和模具244中的模具型腔242。可调节模具流道240可以被配置成调节熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中的流动。模具244可以被设计成产生各种商品、部件、产品等，并且因此可以采取各种形式，包括但不限于鞋类制品中的鞋底(例如，中底或外底)、汽车仪表板、体育用品、床垫、容器等。可调节模具流道240由计算装置124控制，如图1所示。因此，可调节模具流道240使得能够控制熔融聚合物材料从射料调整室流入模具中的流动。

浇口241设置在可调节模具流道240的端部，可调节模具流道240通向模具型腔242。应当理解，模具流道240可以具有比图2中所示者更复杂的结构。例如，在使用多个流道的实施例中，流道可以包括拐角、弯曲等，横跨射料调整室220的壳体232，以使熔融聚合物材料能够在期望位置或多个位置处流入模具244中。

图5示出了可调节模具流道240的一个例子的一部分的横截面图。所示出的可调节模具流道240包括具有板开口504的板502。板502移动(例如，旋转或横向移动)成打开配置，如图5所示，使板开口504与模具壳体508中的模具型腔开口506对准。在一个例子中，隔热板可以定位在模具244与射料调整室220之间。隔热可以进一步精确地实现温度控制。

在关闭配置中，可以调节板502使得板开口504不与模具型腔开口506对准。然而，已经设想其他合适的可调节模具流道，例如具有椭圆形(例如，圆形或圆柱形)配置、沙漏配置、矩形配置(例如，正方形配置)、模具开口大于射料调整室开口或反之亦然的配置等的流道。在一个例子中，前述配置中的任一个可以具有拔模角(例如，锥形入口或出口)，或在其他例子中可以不具有拔模角。此外，纵横比可以用于表征流道的轮廓。例如，在圆形轮廓或方形轮廓的情况下，流道可以具有1：1的纵横比。然而，已经设想了许多合适的纵横比，例如2：1、1：2、5：1、1：5、3：4、4：3等的纵横比。

返回图2，模具244包括两个部分(即，第一部分246和第二部分248)。附接到夹紧缸(未示出)的系杆250可以附接到模具244的第二部分248。一旦制品已经在模具中形成和/或冷却，系杆和夹紧缸使模具能够被打开。然而，已经设想了其他合适的模具配置，例如具有多于两个部分的模具、具有其他类型的夹紧装置的模具等。

模制系统100还可以包括GCP组件252，其被配置成在熔融聚合物材料流入模具型腔242中之前、期间和/或之后调节(例如，增加和/或减小)模具244中的压力。GCP组件252包括储存加压气体的气体贮存室254。在一些例子中，气体可以是空气和/或氮气。GCP组件252还包括反压阀256，反压阀256调控通过在气体贮存室254与模具型腔242之间延伸的管线270流入模具型腔242的气体量。举例来说，模具型腔中的气体可在选定的模制阶段期间保持在目标压力(例如，100至2500磅/平方英寸(PSI))附近。继续该例子，流入模具型腔的熔融聚合物材料可以保持在相应的高压下。因此，如果需要，系统中熔融聚合物材料的压力可以在模制期间保持在环境压力以上。

在图示中，GCP组件252中包括排放阀272，排放阀272联接到在气体贮存室254与模具型腔242之间延伸的管线274。然而，在其他例子中，排放阀可以集成在反压阀256中。排放阀272允许模具型腔中的反压的释放受到控制。举例来说，模具型腔中的反压可以以期望的释放速率释放，或反压可以交错释放(例如，释放、保持和释放模式)。在一个例子中，可以在将熔融聚合物材料引入模具型腔242期间或之前打开反压阀256。以此方式，模具型腔中的反压可以用于向流动前沿提供受控的阻力，例如在将聚合物材料初始引入模具型腔期间将一些熔融聚合物材料推入较薄、难以填充的区域等中。例如，反压还可以有助于防止不需要的挥发物冲破熔融聚合物材料流，以减小模制制品的表面粗糙度或其他表面缺陷。

图3示出了模制工艺中射料调整室220填充有熔融聚合物材料时的阶段。为了使射料调整室220填充聚合物材料，使调整室阀202打开和/或可以使活塞223移动使得射料调整室的容积增加。箭头300表示熔融聚合物材料流出调整室阀202并进入射料调整室220的大致方向。然而，应当理解，熔融聚合物材料流更加复杂。

在所示的例子中，活塞沿向下方向移动，以使射料调整室的容积增大。此外，在所示的例子中，螺杆200的中心轴线204垂直于活塞的中心轴线224。然而，在其他例子中，可以使用其他射料调整室、活塞和/或筒定向。另外，螺杆200可以在筒108内沿轴线204前进，同时活塞223向下移动。因此，熔融聚合物材料可以通过活塞223和螺杆200的致动而从筒108中的部分212流入射料调整室220中。以此方式，可以精确地控制施加到进入射料调整室220的熔融聚合物材料的压力。此外，在射料调整室220填充熔融聚合物材料之后，可以通过温度和压力控制组件222基于操作条件调节射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力，以实现期望的制品的最终使用特性，如前所述。在某些情况下，当调整室与上游部件和/或下游部件密封隔离时，可以进行这种温度和压力调节。

图4示出了模制工艺中模具型腔242填充有熔融聚合物材料时的阶段。为了允许模具型腔填充熔融聚合物材料，可以关闭调整室阀202，打开可调节模具流道240，并且可以使活塞223移动使得射料调整室220的容积减小。然而，在其他例子中，当用熔融聚合物材料填充模具时，可以不移动活塞223。箭头400指示熔融聚合物材料流出可调节模具流道240进入模具型腔242的大致方向。

另外，图4所示的活塞223处于上方位置。上方位置可以对应于射料调整室220处于或接近其最小容积的位置。然而，在其他情况下，活塞223的上方位置可以简单地对应于一个射料调整室容积，该射料调整室容积小于与图3所示的活塞的下方位置相关联的射料调整室容积。在一个例子中，GCP组件252可以在熔融聚合物材料流入模具型腔242之前或期间在模具型腔242中生成反压。因此，可以打开反压阀256以对模具型腔加压。当熔融聚合物材料行进进入模具型腔时，可以将反压保持在基本恒定的压力或降低以使聚合物材料在模具244中获得期望的物理特性。可以通过操作排放阀272来降低模具244中的GCP。

另一种GCP策略可以将GCP设定为期望的压力设定，这是在将熔融聚合物材料引入模具中之前实现的。在一些例子中，当熔融聚合物材料流入模具中时，模具型腔压力增加，GCP控制装置可以根据由方向阀或比例阀控制的GCP设定点(例如，最大GCP设定点)，并根据由比例阀和延迟定时器、或可以延迟或脉动GCP泄放的开始和完成的一系列定时器控制的设计(profiled)释放速率来泄放GCP。一旦熔融聚合物材料达到目标温度和粘度，就可以完成GCP泄放。如果需要，控制GCP泄放是通过保持SCF溶解在熔融聚合物材料中，减缓(例如，防止)其膨胀，直到聚合物材料冷却到足以发生发泡的熔体强度，从而允许控制泡沫泡孔成核现象和生长。不同的聚合物流变性可能需要不同的GCP策略。在模具型腔中提供GCP可以使模制制品的密度和物理特性均匀，并且改善模制制品的表面质量，例如减小粗糙度、减少起泡等。

在另一个例子中，可以操作GCP组件252以将模具型腔242中的压力保持在一定水平，使得当SCF-聚合物材料溶液进入模具型腔时SCF在熔融聚合物材料中保持溶解状态。在总注射体积的一部分(例如，10％、20％、30％、40％等)已经进入模具型腔242之后，可以改变模具型腔内的压力。例如，可以通过操作GCP组件252来迅速降低模具型腔242中的压力，使得SCF的体积迅速膨胀，从而使熔融聚合物材料发泡，由发泡的聚合物材料填充模具型腔242，并迅速冷却发泡的聚合物材料。在另一个例子中，可以操作GCP组件252以将模具型腔242中的压力保持在目标水平，然后降低模具型腔中的压力，并且在压力降低之后再次增加压力。因此，如果需要，模具中熔融聚合物材料的发泡速率降低，并且在模制制品的外部上形成的表层的厚度增加。

此外，在一个例子中，当通过操作GCP组件252以利用模具型腔242中的气体调控模具型腔压力时，可以通过排空气体来引起模具型腔242内的压力降低，例如通过打开排放阀272并将气体泄放到大气，例如通过将气体从模具型腔泵送到第二腔室，或者通过模具的与具有浇口241的一侧相对的芯侧上的通气环(未示出)。在发泡过程中，气体的排出速率可以是恒定的或可以变化。类似地，压力可以增加模具型腔中存在的气体的浓度，例如通过打开连接到气体贮存室254的反压阀256，或将气体泵送到模具型腔242中。

图6示出了模制系统600的另一例子。图6所示的模制系统600包括部件、装置、零件、组件等，它们可以具有与图1至图5中所示的模制系统100类似的功能、特性、轮廓等。举例来说，模制系统包括装置602(例如，注射装置)、射料调整室604、温度和压力控制组件606、模具608等。因此省略冗余部分的描述。

图6所示的模制系统600包括机械压力调节组件610，而不是图1至图5所示的GCP组件252。然而，已经设想了模制系统的实施例具有GCP组件和机械压力调节组件两者。

在所示例子中，机械压力调节组件610包括可移动活塞612。然而，在其他例子中，机械压力调节组件610可以包括多个可移动活塞和/或可以包括一个或多个可移动挡板，这些挡板也可以便利模具608中的压力控制。

可以通过联接到活塞致动器618的活塞轴616使可移动活塞612沿轴线614在相反方向上移动。活塞致动器618可以是液压、气动和/或电子致动装置。活塞致动器618可以由计算装置(例如图1中所示的计算装置124)或另一合适的计算装置命令，以调节模具608中的活塞612的位置，从而精确地调节模具中的聚合物材料的压力。如图6所示，活塞612延伸跨越模具型腔622的宽度620。然而，已经设想了其他活塞外形。

应当理解，当使用机械方法来调控模具型腔622内的压力时，可以调节模具型腔的容积。例如，可以通过使活塞612朝向模具型腔的顶部移动来增加模具型腔622的容积。在其他例子中，可以改变多个活塞和/或一个或多个挡板的位置以调节模具型腔的容积。例如，可以从模具型腔中取出一个或多个挡板。使用机械方法调控模具型腔压力使得可以例如在发泡过程期间以阶梯方式或以恒定值、在一些情况下以快速速率降低压力。类似地，可以通过使活塞612在模具型腔中向下移动和/或通过将挡板插入模具型腔中来减小模具型腔622的容积。因此，发泡过程可以通过控制活塞和/或挡板、在一些情况下快速移动活塞和/或挡板而发生。

改变模具型腔622或本文所述的其他模具型腔中压力减小或增加的速率，使得可以改变熔融聚合物材料在模具型腔中发泡的速率。例如，如果需要，以阶梯方式减小压力使得可以以阶梯方式控制发泡速率。此外，通过控制模具型腔内的压力来控制发泡速率可以用于产生在整个制品中具有发泡密度梯度或具有不同平均发泡密度的区域的发泡制品。可替代地，可以基于熔融聚合物材料在其发泡时的温度来调节模具型腔内的压力，以便在模具型腔内的温度升高或降低时将发泡速率维持在恒定速率。

图7示出了用于一种操作模制系统的方法700。方法700以及本文中所描述的其他方法可以由本文中关于图1至图6描述的模制系统、部件、装置等来实施。然而，在其他例子中，方法700和/或本文所描述的其他方法可以由其他合适的模制系统、部件、装置等来实施。

在702，该方法包括在装置中形成熔融聚合物材料。例如，可以启动联接到或集成在装置的筒中的加热装置来加热聚合物材料以产生熔融聚合物材料。

在704，该方法包括当熔融聚合物材料行进通过装置(例如，注射装置或挤出装置)时，通过发泡剂递送组件使发泡剂流入熔融聚合物材料中。在一个例子中，可以在发泡剂流入熔融聚合物材料中时形成熔融SPS。在一个例子中，发泡剂可以是物理发泡剂，例如可以处于超临界状态的二氧化碳和/或氮气。然而，在其他例子中，发泡剂可以是化学发泡剂。此外，在一个例子中，该方法还可以包括将发泡剂溶解到熔融聚合物材料中。

在706，该方法包括使熔融聚合物材料从装置流入射料调整室中。在一个例子中，在调整室阀打开以使熔融聚合物材料能够从装置流入射料调整室时，射料调整室的尺寸可以通过活塞增加或减小，和/或筒中的螺杆可以前进。然而，在其他例子中，使熔融聚合物材料流动可以包括调节挤出装置。

接下来在708，该方法包括调节射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力，以产生经调整的熔融聚合物材料。温度和/或压力调节可以通过操作联接到射料调整室的温度和压力控制组件来进行。例如，可以通过提高通过冷却剂回路的冷却剂流量来降低聚合物材料的温度，以增加熔融聚合物材料的剪切粘度和/或拉伸粘度。因此，可以抑制熔融聚合物材料中的成核现象和气泡生长以实现期望的粘度和/或模量。此外，在一个例子中，可以调节熔融聚合物材料的温度以降低系统中的压力损失，从而提高系统效率。此外，在一个例子中，可以通过操作射料调整室中的活塞来增加施加到熔融聚合物材料的压力，以减少射料调整室中发生不希望的成核现象的可能性。还应当理解，在一些例子中，可以在温度和/或压力调节期间密封射料调整室。

在其他例子中，步骤708可以包括通过温度和压力控制组件调节熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力来主动地调节(例如，主动地增加或减小)射料调整室中的熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)的熔体强度。具体地，在一个例子中，可以增加熔融聚合物材料的熔体强度。熔体强度可以定义为熔融聚合物材料对拉伸的抗性。因此，在一个例子中，熔体强度可以是剪切粘度、拉伸粘度和/或模量的量度。在一个具体例子中，当聚合物材料的剪切粘度、拉伸粘度和/或模量中的一者或多者变化阈值量(例如，0.1％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％等)时，认为发生熔体强度调节。

在710，该方法可以包括通过GCP组件增加模具型腔中的压力。然而，在其他例子中，在模制工艺中可以不使用GCP，因此可省略步骤708。此外，在其他例子中，可以使用机械压力调节组件来增加模具型腔压力。应当理解，模具型腔中的压力可以在经调整的熔融聚合物材料流入模具之前或期间进行调节。

在712，该方法包括使经调整的熔融聚合物材料从射料调整室通过可调节模具流道流入模具型腔中。具体地，在一个例子中，当熔融聚合物材料达到压力和/或温度设定点时，射料调整室可以打开密封，然后经调整的熔融聚合物材料可以流入模具中。此外，在一个例子中，可以使活塞移动以减小射料调整室的尺寸，从而使熔融聚合物材料能够在期望温度和/或压力下从射料调整室流入模具型腔中。另外，可以在经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具中之后释放模具中的反压。

方法700允许在熔融聚合物材料被引入模具之前和/或同时对熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力进行谨慎调节，以改善模制聚合物制品的特性。例如，可以调节熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力以影响模具中泡沫的气泡生长和成核现象，从而提高制品的强度重量比、表面质量等。

图8至图9示出了另一用于操作模制系统的方法800。转到图8，在802，该方法包括将聚合物材料进料到装置(例如，注射装置或挤出装置)中。例如，可以将粒料、碎片等从贮存室进料到装置的筒中。

接下来在804，该方法包括通过操作联接到筒的加热装置来加热装置中的聚合物材料以形成熔融聚合物材料。在806，该方法包括使熔融聚合物材料移动通过装置。例如，可以使封闭在筒中的螺杆旋转和/或向前移动以使熔融聚合物材料前进通过筒。因此，步骤806还可以包括通过操作螺杆来剪切聚合物材料。

接下来在808，该方法包括在熔融聚合物材料行进通过装置时使发泡剂流入熔融聚合物材料中。发泡剂可以包括物理发泡剂和/或化学发泡剂，如前所述。具体地，在一个例子中，发泡剂可以是SCF，例如超临界氮气和/或超临界二氧化碳。此外，在一个例子中，该方法可以包括将发泡剂溶解到熔融聚合物材料中。以此方式，在一个例子中，可以在筒中形成熔融SPS。然而，在其他例子中，筒可以仅包括熔融聚合物材料。进一步在其他例子中，发泡剂可以在装置的上游被引入到聚合物材料中。

在810处，该方法包括确定筒是否已超过阈值压力和/或螺杆是否已到达期望位置。阈值压力和/或螺杆位置可以对应于用于模制产品期望的熔融聚合物材料的阈值量(例如，射料量)。

如果确定筒未超过阈值压力和/或螺杆未到达期望位置(810处为否)，则方法返回到步骤806。另一方面，如果确定筒已经超过阈值压力和/或螺杆已经到达期望位置(810处为是)，则方法前进到812。在812，该方法包括使熔融聚合物材料(例如，熔融SPS)从装置流入射料调整室中。使熔融聚合物材料从装置流入射料调整室中可以包括步骤814至步骤818中的一个或多个步骤。在814，该方法包括打开调整室阀。在816，该方法包括增加射料调整室的容积。例如，可以使射料调整室中的活塞向下移动，使得射料调整室的容积增加。在818，该方法包括使螺杆在装置中前进。例如，装置中的驱动装置可以在朝向筒端部的方向上移动螺杆。应当理解，步骤814至步骤818可以以重叠的、在一些情况下是同时的时间间隔实施。然而，在其他例子中，步骤814至步骤818可以连续地实施。

在819，该方法包括关闭调整室阀。因此，在一个例子中，调整室可以基本上密封，以便于调节调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或压力。这样，射料调整室可以与上游部件和下游部件密封隔离。应当理解，在其他例子中，调整室阀可以在其他时间关闭，例如在步骤820或步骤824之后。

转到图9，在820，该方法包括确定熔融聚合物材料是否处于射料调整室中的期望温度或期望温度范围内。如果熔融聚合物材料不处于射料调整室中的期望温度或期望温度范围内(820处为“否”)，则方法前进到822。在822，该方法包括调节射料调整室中熔融聚合物材料的温度。可以通过操作温度和压力控制组件中的温度控制机构来调节熔融聚合物材料的温度。例如，可以增加冷却剂回路中的冷却剂的循环以降低熔融聚合物材料的温度，或者可以启动联接到调整室的加热器以提高聚合物材料的温度。具体地，在一个例子中，可以调节熔融聚合物材料的温度以降低系统中的损失和/或使聚合物材料能够获得期望的特性，如先前所讨论的。

然而，如果熔融聚合物材料处于射料调整室中的期望温度或期望温度范围内(820处为“是”)，则方法前进到824。在824，该方法包括确定施加到射料调整室中的熔融聚合物材料上的压力是否处于期望水平或期望范围内。

如果施加在射料调整室中的熔融聚合物材料上的压力不处于期望水平或期望范围内(824处为“否”)，则方法前进到826，在826，该方法包括例如通过调节活塞来调节施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力。因此，可以使活塞向上移动以增加施加到熔融聚合物材料的压力，并且可以向下移动以减小施加到熔融聚合物材料的压力，反之亦然。应当理解，调节射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力会生成经调整的熔融聚合物材料。

另一方面，如果施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力处于期望水平或期望范围内(824处为“是”)，则方法前进到828。在828，该方法包括打开可调节模具流道，并且在830，该方法包括减小射料调整室的容积以允许经调节的聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中。举例来说，可以使可调节模具流道移动(例如，旋转或横向移动)以置成打开配置，并且可以使射料调整室中的活塞向上移动以减小腔室的容积，从而在期望压力和/或温度下使经调节熔融聚合物材料开始从射料调整室流入模具型腔中。以此方式，可以将温度和/或压力受控的熔融聚合物材料引入模具型腔中。接下来在832，该方法包括关闭可调节模具流道。在834，该方法可以包括冷却或加热模具，释放模具中的反压，并且在836，该方法包括打开模具。在838，该方法包括从模具中取出制品。方法800使得能够在将熔融聚合物材料引入模具之前对熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力进行精确调节，从而允许对制品的各种特性进行微调，例如气泡尺寸、气泡分布、表皮厚度等。因此，可以精确地控制模制工艺以模塑出具有目标特性的制品。

图10描绘了示例模制工艺过程中的压力曲线图、活塞位置曲线图和控制信号曲线图。模制工艺可以通过上文关于图1至图6描述的模制系统中的一个或多个来实施，或可以通过其他合适的模制系统来实施。图10的例子基本上按比例绘制，即便没有用数值标记每个点。因此，可以通过绘图尺寸来估计时间的相对差异。然而，如果需要，可以使用其他相对时间。此外，在每个曲线图中，时间在横坐标上表示。另外，图10的图形控制策略被示出为用例例子，并且已经设想了许多模制系统控制策略。

具体地，曲线1002示出了指示通过GCP组件传递到模具型腔的反压的GCP图。曲线1004描绘了筒中的压力(例如，筒喷嘴中和/或围绕螺杆的筒的上游部分中的压力)的压力曲线。具体来说，在一个例子中，压力曲线图1004指示螺杆前方的筒中的压力与围绕螺杆的筒部分中的压力相等时的压力值。应当理解，筒中的螺杆位置可以改变压力曲线1004的量值。曲线1006是指示射料调整室中的压力的压力曲线。

曲线1008描绘了活塞位置曲线。纵坐标上的上方值可以指示射料调整室的容积处于或接近其最小容积时的活塞位置，而纵坐标上的下方值可以表示射料调整室的容积处于或接近其最大容积时的活塞位置。

曲线图1010描绘了发送到调整室阀的控制信号。在纵坐标上指示了打开值和关闭值。打开值对应于命令阀打开以允许熔融聚合物材料从装置流入射料调整室中的阀控制信号。另一方面，关闭值对应于命令阀关闭以防止熔融聚合物材料从装置流入射料调整室中或防止熔融聚合物材料从射料调整室流入装置中的阀控制信号。尽管曲线图1010仅示出了打开信号和关闭信号，但是应当理解，调整室阀可以具有多个打开位置，允许进入射料调整室的熔融聚合物材料的流速变化。

曲线图1012描绘了被发送到可调节模具流道的控制信号。在纵坐标上指示了打开值和关闭值。打开值对应于命令流道打开以允许熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中的阀控制信号。另一方面，关闭值对应于命令流道关闭以防止熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中的流道控制信号。尽管曲线图1012仅示出了打开信号和关闭信号，但是应当理解，可调节模具流道可以具有多个打开位置，允许对进入模具型腔的熔融聚合物材料的流速进行调节。

在t₀处，调整室阀打开并且螺杆在筒中前进。另外，在t₀处，活塞移动到较低位置。这样，射料调整室的容积增加。此外，在t₀，模具可以闭合。当通过模制系统连续模制多个制品并且在从模具中取出制品之后模具保持打开时，可以闭合模具。打开调整室阀，使螺杆前进，并将活塞移动到较低位置使得熔融聚合物材料能够从装置流动到射料调整室。应当理解，可能期望增加曲线1006的斜率以降低系统中的压力损失。

在t₁处，活塞到达下方位置。另外，在t₁处，调整室阀关闭，通过GCP组件对模具型腔加压。虽然曲线1006示出了t₁之后的射料调整室的压力水平，但是应当理解，可以基于系统中的操作条件在t₁处调节施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力。这种压力调节可以通过温度和压力控制组件中的压力控制机构进行。例如，可以增加调整室压力以降低熔融聚合物材料中发生不希望的成核现象的可能性。然而，在其他例子中，可以在t₁处减小调整室压力。还应当理解，可以在t₀至t₆之间发生射料调整室中的其他压力变化，在图10中未示出。此外，在t₁处，也可以基于操作条件来调节(例如，增加或减小)射料调整室中的温度以实现期望的聚合物材料特性。

在t₂处，可调节模具流道打开并且活塞移动到上方位置，从而减小射料调整室的容积，以允许熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中。另外，在t₂处，螺杆可以缩回到筒中，这降低了筒压力。然而，在其他例子中，螺杆可以不缩回和/或筒压力可以不下降。

接着，在t₃处关闭模具流道。在所示的例子中，在t₃处未释放GCP。因此，由于在模具型腔中添加了聚合物材料，模具型腔中的压力增加。然而，已经设想了在t₃处释放GCP的控制情景。

在t₄处，释放GCP。GCP的释放提供了对模具中聚合物材料的发泡的另一控制水平，以实现模制制品的期望物理特性和机械特性。接着在t₅处，打开模具并从模具中取出制品。

应当理解，如果需要，可以重复模制工艺以从模具生成多个制品。在这样的例子中，模塑出一个制品的时间间隔被称为周期时间。应当理解，如果需要，由于熔融聚合物材料的温度和/或压力控制，可以减少周期时间。例如，与先前的模制技术相比，熔融聚合物材料可以在进入模具时处于更低的温度。因此，减少了制品冷却时间，从而减少了周期时间。然而，在其他例子中，聚合物材料可以处于比先前的模制工艺更高的温度。继续此例子，在t₄之后，在预期后续模制周期的情况下，增加筒中的压力。

另外，在t₅与t₆之间，再次使活塞向下移动以增加射料调整室的容积，并且打开调整室阀。此外，在t₅与t₆之间，可以使螺杆在筒中前进以促进熔融聚合物材料从装置流入射料调整室中。应当理解，可以使用与关于从t₀到t₅发生的第一模制周期所描述的控制技术类似的控制技术来展开第二模制周期。

在以下段落中将进一步描述本发明。在一个方面中，提供了一种系统，包括射料调整室，其被配置成从上游装置接收熔融聚合物材料，调节熔融聚合物材料的温度和施加到熔融聚合物材料的压力中的一者或多者以产生经调节的熔融聚合物材料，并且分配该温度/压力经调节的熔融聚合物材料。

在另一方面中，提供一种用于操作模制系统的方法。该方法包括使熔融聚合物材料从上游装置流入射料调整室，调节射料调整室内的温度、压力或两者以产生经调整的熔融聚合物材料，以及使经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔。该方法还可以包括在经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中之前或期间，通过联接到模具型腔的GCP组件和/或机械压力调节组件调节模具型腔内的压力。

在另一例子中，提供一种模制系统，其包括：被配置成接收聚合物材料并加热聚合物材料以形成熔融聚合物材料的装置；射料调整室，其被配置成从装置接收熔融聚合物材料并调节熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力；以及可调节模具流道，其被配置成调控射料调整室与模具型腔之间的熔融聚合物材料的流动。

在另一方面中，提供一种用于操作模制系统的方法。该方法包括在装置中形成熔融聚合物材料，使熔融聚合物材料从装置流入射料调整室，调节射料调整室内的温度、压力或两者以形成具有改变的熔体强度的经调整的熔融聚合物材料，以及使经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中。该方法还可以包括在经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中之前或期间，通过GCP组件增加模具型腔中的压力。该方法还可以包括将发泡剂溶解在熔融聚合物材料中，形成熔融单相溶液(SPS)。该方法还可以包括在使熔融聚合物材料流入射料调整室的同时使可移动活塞移动以增加射料调整室的容积。该方法还可包括使发泡剂流入上游装置中的熔融聚合物材料中。

在另一方面中，提供一种用于操作模制系统的方法。该方法包括通过向熔融聚合物材料施加受控压力和/或调节熔融聚合物材料的温度来主动地调节中间室中的熔融聚合物材料的熔体强度。该方法还可以包括在向熔融聚合物材料施加受控压力和/或调节熔融聚合物材料的温度之前，将中间室与上游部件和下游部件密封隔离。该方法还可以包括，当熔融聚合物材料达到压力和温度设定点时，使中间室打开密封并使熔融聚合物材料流入模具中。

在任一所述方面或所述方面的组合中，上游装置可以是注射装置或挤出装置，注射装置或挤出装置被包括在系统中，并且独立于注射装置或挤出装置调节熔融聚合物材料的温度和/或施加到熔融聚合物材料的压力。

在任一所述方面或所述方面的组合中，上游装置可以是注射装置，注射装置包括调整室阀和容纳螺杆的筒，并且上游装置被配置成接收熔融聚合物材料并调节螺杆在筒中的位置，并且调节调整室阀以调控熔融聚合物材料从注射装置流入射料调整室的流速。

在任一所述方面或所述方面的组合中，上游装置可以被配置成从发泡剂递送组件接收发泡剂并且形成溶解于熔融聚合物材料中的发泡剂的熔融SPS。

在任一所述方面或所述方面的组合中，发泡剂可以包括物理发泡剂或化学发泡剂。

在任一所述方面或所述方面的组合中，物理发泡剂可以是SCF。

在任一所述方面或所述方面的组合中，该系统还可以包括可调节模具流道，该可调节模具流道被配置成调控射料调整室与模具中的模具型腔之间的流体连通。

在任一所述方面或所述方面的组合中，可调节模具流道包括具有板开口的板，并且其中板移动成打开配置使得板开口与模具中的模具型腔开口对准。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节熔融聚合物材料的温度包括降低熔融聚合物材料的温度。

在任一所述方面或所述方面的组合中，该系统还可以包括GCP组件，GCP组件联接到模具型腔并且被配置成调控流入和流出模具型腔的反压气流的量。

在任一所述方面或所述方面的组合中，该系统还可以包括机械压力调节组件，机械压力调节组件联接到模具并且被配置成通过操作定位在模具型腔内的可移动活塞来改变模具型腔中的压力。

在任一所述方面或所述方面的组合中，该系统还可以包括温度和压力控制组件，温度和压力控制组件联接到射料调整室并且被配置成调节射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和/或施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力。

在任一所述方面或所述方面的组合中，温度和压力控制组件包括可移动活塞，可移动活塞被配置成调节射料调整室的容积。

在任一所述方面或所述方面的组合中，温度和压力控制组件包括横跨射料调整室的壳体的冷却剂回路、集成在射料调整室的壳体内或联接到壳体的热电加热器和/或集成在射料调整室的壳体内或联接到壳体的热电冷却器。

在任一所述方面或所述方面的组合中，该系统还可以包括控制器，控制器包括存储在存储器中的指令，指令能够由处理器执行以操作温度和压力控制组件来调节熔融聚合物材料的温度，以减小系统中的压力损失。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节射料调整室内的温度包括降低射料调整室中的熔融聚合物材料的温度和提高射料调整室中的熔融聚合物材料的温度中的一者或多者，从而形成经调整的熔融聚合物材料。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节模具型腔内的压力可以包括增加模具型腔内的压力。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节模具型腔内的压力可包括减小模具型腔内的压力。

在任一所述方面或所述方面的组合中，使熔融聚合物材料从上游装置流入射料调整室中可以包括使容纳在上游装置中的筒中的螺杆前进和/或增加射料调整室的容积。

在任一所述方面或所述方面的组合中，发泡剂可以溶解在熔融聚合物材料中，形成熔融SPS。

在任一所述方面或所述方面的组合中，发泡剂可以包括化学发泡剂。

在任一所述方面或所述方面的组合中，发泡剂可以包括物理发泡剂。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节射料调整室内的温度、压力或两者可以包括操作联接到射料调整室的温度和压力控制组件。

在任一所述方面或所述方面的组合中，模制系统还可以包括联接到模具型腔的GCP组件。

在任一所述方面或所述方面的组合中，模制系统还可以包括温度和压力控制组件，温度和压力控制组件联接到射料调整室并且被配置成调节施加到射料调整室中的熔融聚合物材料的压力和/或射料调整室中的熔融聚合物材料的温度。

在任一所述方面或所述方面的组合中，温度和压力控制组件可以包括以下中的至少一者：定位在射料调整室中的可移动活塞、横跨射料调整室的壳体的冷却剂回路、定位在射料调整室的壳体中或联接到射料调整室的壳体的热电加热器，和/或定位在射料调整室的壳体中或联接到射料调整室的壳体的热电冷却器。

在任一所述方面或所述方面的组合中，被配置成接收聚合物材料并加热聚合物材料以形成熔融聚合物材料的装置还可以被配置成从发泡剂递送组件接收发泡剂。

在任一所述方面或所述方面的组合中，熔融聚合物材料可以包括溶解的发泡剂，并且溶解的发泡剂和熔融聚合物材料形成熔融SPS。

在任一所述方面或所述方面的组合中，模制系统还可以包括控制器，控制器包括存储在存储器中的指令，指令能够由处理器执行以操作温度和压力控制组件来调节熔融聚合物材料的温度，并减小模制系统中的压力损失。

在任一所述方面或所述方面的组合中，装置可以是注射装置，该注射装置包括容纳螺杆的筒。

在任一所述方面或所述方面的组合中，形成熔融聚合物材料可以包括加热聚合物材料以形成熔融聚合物材料并使发泡剂流入熔融聚合物材料中。

在任一所述方面或所述方面的组合中，发泡剂可以是SCF。

在任一所述方面或所述方面的组合中，温度和压力控制组件可以包括以下中的至少一者：横跨射料调整室的壳体的冷却剂回路、定位在射料调整室的壳体中或联接到射料调整室的壳体的热电加热器,和/或定位在射料调整室的壳体中或联接到射料调整室的壳体的热电冷却器。

在任一所述方面或所述方面的组合中，温度和压力控制组件可以包括定位在射料调整室中的可移动活塞，并且方法还包括在经调整的熔融聚合物材料从射料调整室流入模具型腔中时使可移动活塞移动以减小射料调整室的容积。

在任一所述方面或所述方面的组合中，熔融聚合物材料可以包括溶解的流体，熔融聚合物材料和溶解流体形成熔融SPS。

在任一所述方面或所述方面的组合中，其中溶解的流体包括发泡剂。

在任一所述方面或所述方面的组合中，调节熔融聚合物材料的温度可以包括调节循环通过横跨中间室的壳体的冷却剂回路的冷却剂的流速，并且其中，向熔融聚合物材料施加受控压力包括在中间室密封时调节定位在中间室内的活塞的位置。

在任一所述方面或所述方面的组合中，模制系统还可以包括控制器，控制器包括存储在存储器中的指令，指令可由处理器执行以在射料调整室中达到一组期望条件时触发条件指示器。

在任一所述方面或所述方面的组合中，冷却剂回路可以横跨射料调整室的顶部和/或射料调整室中的活塞。

应当注意，本文中包括的示例控制和估计例程可以与各种系统配置一起使用。本文所揭示的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中且可由模制系统执行。

本文描述的特定例程可以表示任意数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以以所说明的顺序、并行地或在一些情况下省略地执行。同样，处理顺序对于实现本文所述示例实施例的特征和优点不是必需的，而是为了便于说明和描述而提供。根据所使用的特定策略，可以重复执行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到模制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种部件的模制系统中执行指令来实施所述动作。应当理解，本文公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为可以进行各种变化。本发明的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出了被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此些权利要求应当理解为包括一个或多个此些元件的结合，既不需要也不排除两个或多个此些元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此些权利要求，无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相同或不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims

1.一种系统，包括：

射料调整室，被配置成从上游装置接收熔融聚合物材料、调节所述熔融聚合物材料的温度和施加到所述熔融聚合物材料的压力中的一者或多者以产生经调节的熔融聚合物材料，并且分配所述经调节的熔融聚合物材料。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上游装置是注射装置或挤出装置，所述注射装置或所述挤出装置被包括在所述系统中，并且独立于所述注射装置或所述挤出装置来调节所述熔融聚合物材料的温度和/或施加到所述熔融聚合物材料的压力。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上游装置是注射装置，所述注射装置包括调整室阀和容纳螺杆的筒，并且所述上游装置被配置成接收所述熔融聚合物材料并调节所述螺杆在所述筒中的位置，并且调节所述调整室阀以调控所述熔融聚合物材料从所述注射装置流入所述射料调整室中的流速。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述上游装置被配置成从发泡剂递送组件接收发泡剂并且形成溶解于所述熔融聚合物材料中的所述发泡剂的熔融单相溶液(SPS)。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发泡剂包括物理发泡剂或化学发泡剂。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述物理发泡剂是超临界流体(SCF)。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括可调节模具流道，所述可调节模具流道被配置成调控所述射料调整室与模具中的模具型腔之间的流体连通。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可调节模具流道包括具有板开口的板，并且其中，所述板移动成打开配置使得所述板开口与所述模具中的模具型腔开口对准。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，调节所述熔融聚合物材料的温度包括降低所述熔融聚合物材料的温度。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括气体反压(GCP)组件，所述气体反压(GCP)组件联接到模具型腔并且被配置成调控流入和流出所述模具型腔的反压气流的量。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括机械压力调节组件，所述机械压力调节组件联接到模具并且被配置成通过操作定位在模具型腔内的可移动活塞来改变所述模具型腔中的压力。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括温度和压力控制组件，所述温度和压力控制组件联接到所述射料调整室并且被配置成调节所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的温度和/或施加到所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的压力。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述温度和压力控制组件包括可移动活塞，所述可移动活塞被配置成调节所述射料调整室的容积。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述温度和压力控制组件包括横跨所述射料调整室的壳体的冷却剂回路、集成在所述射料调整室的所述壳体内或联接到所述射料调整室的所述壳体的热电加热器，和/或集成在所述射料调整室的所述壳体内或联接到所述射料调整室的所述壳体的热电冷却器。

15.根据权利要求12所述的系统，还包括控制器，所述控制器包括存储在存储器中的指令，所述指令能够由处理器执行以操作所述温度和压力控制组件来调节所述熔融聚合物材料的温度，以减小所述系统中的压力损失。

16.一种用于操作模制系统的方法，所述方法包括：

使熔融聚合物材料从上游装置流入射料调整室中；

调节所述射料调整室内的温度、压力或两者以产生经调整的熔融聚合物材料；以及

使所述经调整的熔融聚合物材料从所述射料调整室流入模具型腔中。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，调节所述射料调整室内的温度包括降低所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的温度和提高所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的温度中的一者或多者，从而产生所述经调整的熔融聚合物材料。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述经调整的熔融聚合物材料从所述射料调整室流入所述模具型腔中之前或期间，通过联接到所述模具型腔的气体反压(GCP)组件和/或机械压力调节组件调节所述模具型腔内的压力。

19.一种模制系统，包括：

被配置成接收聚合物材料并加热所述聚合物材料以形成熔融聚合物材料的装置；

射料调整室，被配置成从所述装置接收所述熔融聚合物材料并且调节所述熔融聚合物材料的温度或施加到所述熔融聚合物材料的压力；以及

可调节模具流道，被配置成调控所述射料调整室与模具型腔之间的所述熔融聚合物材料的流动；以及

温度和压力控制组件，联接到所述射料调整室并且被配置成调节施加到所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的压力和/或所述射料调整室中的所述熔融聚合物材料的温度；

其中，所述熔融聚合物材料包括溶解的发泡剂，并且所述溶解的发泡剂和所述熔融聚合物材料形成熔融单相溶液(SPS)。

20.根据权利要求19所述的模制系统，其中，所述温度和压力控制组件包括以下中的至少一者：定位在所述射料调整室中的可移动活塞、横跨所述射料调整室的壳体的冷却剂回路、定位在所述射料调整室的所述壳体中或联接到所述射料调整室的所述壳体的热电加热器，和定位在所述射料调整室的所述壳体中或联接到所述射料调整室的所述壳体的热电冷却器。