CN113199673A

CN113199673A - 具有在其中形成的近表面通道的模具及其制造方法

Info

Publication number: CN113199673A
Application number: CN202110054468.9A
Authority: CN
Inventors: A·M·柯波拉; B·L·怀特
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-08-03
Also published as: DE102020132582A1; US20210213650A1

Abstract

一种制造用于生产部件的模具的方法包括将牺牲组件的网络施加到模具基底的第一表面上，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成，用覆盖材料层覆盖牺牲组件的网络和第一表面，和去除牺牲材料以在覆盖材料层内产生通道网络。可通过增材制造或通过机械安置预成型的牺牲组件的网络来形成牺牲组件的网络。

Description

具有在其中形成的近表面通道的模具及其制造方法

技术领域

本公开涉及具有在其中形成的近表面通道的模具和制造这样的模具的方法。

背景技术

基于复合材料或聚合物的模具常用于形成大型复合部件，如用于汽车的盖板或面板。但是，典型模具由具有低热导率的材料制成，以致难以模制需要热固化的复合部件。这样的复合部件通常必须从模具中取出并在单独固化环境（例如封闭、通风和加热的固化室）中固化，或必须对整个模具和复合部件一起施以固化环境（这可能要求将模具和部件的组合移入固化环境）。

发明内容

根据一个实施方案，一种制造用于生产部件的模具的方法包括将牺牲组件的网络施加到模具基底（mold base）的第一表面上，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成，用覆盖材料层覆盖牺牲组件的网络和第一表面，和去除牺牲材料以在覆盖材料层内产生通道网络。该方法可进一步包括固化所述覆盖材料层，并可通过牺牲材料的爆燃进行去除步骤。或者，可通过牺牲材料的熔融、溶解和汽化之一进行去除步骤。模具基底可由不同于覆盖材料的基底材料制成。可通过以下手段之一进行施加步骤：通过增材制造在模具基底的第一表面上构建牺牲组件的网络，和将牺牲组件的网络安置到模具基底的第一表面上，其中牺牲组件的网络是预成型的。

该方法可进一步包括在由基底材料制成的基底部分上形成涂布材料层以形成模具基底，其中所述涂布材料层具有充当模具基底的第一表面的自由表面。覆盖材料和涂布材料可以相同，并且该方法可进一步包括固化所述涂布材料层。所述自由表面可包括在其中形成的沟槽网络，其中在所述沟槽网络内施加牺牲组件的网络。

根据一个实施方案，一种制造模具的方法包括：(i) 在由基底材料制成的基底部分上形成由涂布材料制成的涂布层以形成模具基底，其中所述涂布层具有与基底部分共形接触的界面表面和与所述界面表面相对的自由表面；(ii) 将牺牲组件的网络施加到所述涂布层的自由表面上，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成；(iii) 用由覆盖材料制成的覆盖层覆盖牺牲组件的网络和自由表面；和(iv) 去除牺牲材料以在覆盖层内产生通道网络。可通过牺牲材料的爆燃、熔融、溶解和汽化之一进行去除步骤，并且该方法可包括固化所述涂布层和固化所述覆盖层的至少一种。所述自由表面可包括在其中形成的沟槽网络，其中在所述沟槽网络内施加牺牲组件的网络。可通过以下手段之一进行施加步骤：通过增材制造在所述涂布层的自由表面上构建牺牲组件的网络，和将牺牲组件的网络安置到所述涂布层的自由表面上，其中牺牲组件的网络是预成型的。

根据一个实施方案，一种用于生产部件的模具包括具有第一表面的模具基底、覆盖第一表面的覆盖材料层，和布置在覆盖材料层内并如下制成的通道网络：(i) 在覆盖材料层内形成与通道网络对应的牺牲组件的网络，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成，然后(ii) 去除牺牲材料。可通过爆燃去除牺牲材料。或者，可通过牺牲材料的熔融、溶解和汽化之一去除牺牲材料。该模具可进一步包括介于模具基底和覆盖材料层之间的涂布材料层。牺牲组件的网络可通过增材制造和机械安置之一形成，在机械安置中，牺牲组件的网络是预成型的。

本发明提供了以下实施方案。

1. 一种制造用于生产部件的模具的方法，其包括：

将牺牲组件的网络施加到模具基底的第一表面上，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成；

用覆盖材料层覆盖所述牺牲组件的网络和所述第一表面；和

去除所述牺牲材料以在所述覆盖材料层内产生通道网络。

2. 根据实施方案1的方法，其进一步包括：

固化所述覆盖材料层。

3. 根据实施方案1的方法，其中通过所述牺牲材料的爆燃进行去除步骤。

4. 根据实施方案1的方法，其中通过所述牺牲材料的熔融、溶解和汽化之一进行去除步骤。

5. 根据实施方案1的方法，其中所述模具基底由不同于所述覆盖材料的基底材料制成。

6. 根据实施方案1的方法，其中通过以下手段之一进行施加步骤：

通过增材制造在所述模具基底的第一表面上构建所述牺牲组件的网络；和

将所述牺牲组件的网络安置到所述模具基底的第一表面上，其中所述牺牲组件的网络是预成型的。

7. 根据实施方案1的方法，其进一步包括：

在由基底材料制成的基底部分上形成涂布材料层以形成所述模具基底，其中所述涂布材料层具有充当所述模具基底的第一表面的自由表面。

8. 根据实施方案7的方法，其进一步包括：

固化所述涂布材料层。

9. 根据实施方案7的方法，其中所述自由表面包括在其中形成的沟槽网络，并且其中在所述沟槽网络内施加所述牺牲组件的网络。

10. 根据实施方案7的方法，其中所述覆盖材料和所述涂布材料相同。

11. 一种制造模具的方法，其包括：

在由基底材料制成的基底部分上形成由涂布材料制成的涂布层以形成模具基底，其中所述涂布层具有与所述基底部分共形接触的界面表面和与所述界面表面相对的自由表面；

将牺牲组件的网络施加到所述涂布层的自由表面上，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成；

用由覆盖材料制成的覆盖层覆盖所述牺牲组件的网络和所述自由表面；和

去除所述牺牲材料以在所述覆盖层内产生通道网络。

12. 根据实施方案11的方法，其中通过所述牺牲材料的爆燃、熔融、溶解和汽化之一进行去除步骤。

13. 根据实施方案11的方法，其进一步包括以下至少一种：

固化所述涂布层；和

固化所述覆盖层。

14. 根据实施方案11的方法，其中所述自由表面包括在其中形成的沟槽网络，并且其中在所述沟槽网络内施加所述牺牲组件的网络。

15. 根据实施方案11的方法，其中通过以下手段之一进行施加步骤：

通过增材制造在所述涂布层的自由表面上构建所述牺牲组件的网络；和

将所述牺牲组件的网络安置到所述涂布层的自由表面上，其中所述牺牲组件的网络是预成型的。

16. 一种用于生产部件的模具，其包括：

具有第一表面的模具基底；

覆盖第一表面的覆盖材料层；和

布置在所述覆盖材料层内并如下制成的通道网络：

在所述覆盖材料层内形成与所述通道网络对应的牺牲组件的网络，其中所述牺牲组件由牺牲材料制成；和

去除所述牺牲材料。

17. 根据实施方案16的模具，其中通过爆燃去除所述牺牲材料。

18. 根据实施方案16的模具，其中通过所述牺牲材料的熔融、溶解和汽化之一去除所述牺牲材料。

19. 根据实施方案16的模具，其进一步包括介于所述模具基底和所述覆盖材料层之间的涂布材料层。

20. 根据实施方案16的模具，其中通过以下手段之一形成所述牺牲组件的网络：

增材制造；和

机械安置，其中所述牺牲组件的网络是预成型的。

当联系附图考虑时，由用于实施如所附权利要求书中限定的本发明教导的一些最佳模式和另一些实施方案的以下详述显而易见本发明教导的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

图1是根据本公开的制造模具的方法的流程图。

图2A-2F是图示说明根据本公开的模具形成中的相继步骤的示意性横截面正视图。

图3A-3E是图示说明根据本公开的模具形成中的替代步骤的示意性横截面正视图。

图4A-4E是图示说明根据本公开的模具形成中的进一步替代步骤的示意性横截面正视图。

图5是根据本公开的模具的示意性横截面顶视图，去除一部分覆盖层以显示通道网络。

图6是沿图5的截面6-6所见的模具的示意性横截面正视图。

图7是在基材内形成的牺牲组件的示意性等距视图。

图8是沿图7的截面8-8所见的牺牲组件的示意性横截面视图。

图9是在仍部分位于基材内的同时，点燃的牺牲组件的示意性等距视图。

图10是描绘牺牲材料在基材内的爆燃的示意性等距视图。

图11是描绘在牺牲组件爆燃后被清洁的通道的示意性等距视图。

图12是在基材内的牺牲组件的分支网络的示意性横截面视图，其中该网络包括相交的丝状物（filament）。

图13是在点燃牺牲组件的同时，图12中所示的分支网络的示意性横截面视图。

图14是图13中所示的分支网络的示意性横截面视图，其描绘了在牺牲组件已爆燃后形成的通道。

图15是创建牺牲组件的网络或预成型坯的3D打印机的示意性等距视图。

图16是牺牲组件的网络或预成型坯的示意性等距视图。

图17是在容器内的图16的网络或预成型坯的示意性前视图。

图18是在容器内的图16的网络或预成型坯的示意性前视图，其中已在容器中倒入用于形成保护壳或涂层的液体材料。

图19是在已除去液体材料后，在容器内的图16的网络或预成型坯的示意性前视图。

图20是在固化后的成品网络或预成型坯的示意性前视图。

要指出，本文中的一些附图以多个相关视图呈现，这些相关视图共用图号的相同阿拉伯数字部分，并且各个视图具有其自己独有的图号的“字母”部分。例如，图2A至2F是图示说明根据本公开的一个实施方案的模具形成中的相继步骤的示意性横截面正视图；各相关视图共用相同的阿拉伯数字（即2），但各个视图具有其自己独有的“字母”名称（即A至F）。当附图以这种方式编号时，在本文中可能仅提到阿拉伯数字以集体指代所有相关的“字母编号”；因此，“图2”是指图2A至2F全体。同样地，“图3”是指图3A至3E全体，诸如此类。

具体实施方式

现在参考附图，其中类似的数字在几个视图中是指类似的部件，在本文中显示和描述具有在其中形成的近表面通道的模具和制造这样的模具的方法。

图1显示制造具有近表面通道42的模具20的方法100的流程图，且图2-4图示说明根据方法100制造模具20的三种相关的步骤序列。在方框110处，形成或提供模具基底24的基底部分22，其中基底部分22由基底材料如金属、木材、聚合物等制成。基底部分22用于为模具20提供整体形状和结构支撑，但基底部分22不包括与模制的部件交界的模制表面44（稍后描述）。在方框120处，可在基底部分22的顶表面28上形成任选涂布材料层26。该涂布材料可以是能与基底部分22粘合（或经由适当的粘合剂与基底部分22粘合）的聚合物、胶粘剂或其它合适的材料。例如，该涂布材料可以是热塑性或热固性聚合物。或者，涂布层26可以是可施加到基底部分22的顶表面28上的贴花（applique）或类似物。涂布层26具有与基底部分22的顶表面28共形接触的底表面或界面表面30和充当模具基底24的第一表面34的顶表面或自由表面32。（要指出，在图2和4中，模具基底24包括基底部分22和涂布层26，而在图3中，没有涂布层26，因此模具基底24仅包括基底部分22。类似地，在图2和4中，涂布层26的顶表面或自由表面32充当模具基底24的第一表面或最上表面34，而在图3中，基底部分22的顶表面28充当模具基底24的第一层或最上层34）。在方框130处，可将任选涂布层26固化，如通过向涂布层26施加热或促进剂。

在方框140处，将牺牲组件36的网络36_N施加到模具基底24的第一表面34上，其中牺牲组件36由牺牲材料制成。牺牲材料可以是可用于形成牺牲组件36的网络36_N并且也可随后通过爆燃、熔融、溶解或汽化去除的材料。例如，牺牲材料可以是可燃材料，如黑火药，其可被点燃并爆燃。作为另一实例，牺牲材料可以是具有比模具20中使用的任何其它材料低的熔点的材料。作为另一实例，牺牲材料可以可溶解（如通过蚀刻剂）或可汽化（如通过解聚）。

牺牲组件36可成型为具有圆形、矩形或任何其它合适形状的横截面的细长构件。牺牲组件36的横截面形状可沿其长度保持恒定或其可改变。如下文进一步论述，牺牲组件36的“网络”36_N可以是彼此互连的组件36的网、集合或分组（grouping）。

施加牺牲组件36的网络36_N的步骤140可通过各种方法进行。一种方法是通过增材制造（例如3D打印、电镀等）在模具基底24的第一表面34上构建组件36的网络36_N。另一种方法是与模具基底24分开地，作为预成型坯或网形成组件36的网络36_N（例如通过3D打印、压实等），然后将该网络/网/预成型坯36_N机械安置到模具基底24的第一表面34上（例如通过机器人操作）。后一种方法可任选包括使用合适的胶粘剂或其它试剂将预成型坯36_N在第一表面34上固定就位。

在方框150处，用覆盖材料层40覆盖牺牲组件36的网络36_N和模具基底24的第一表面34。这可以是与涂布材料不同的材料，或其可以是相同材料。例如，覆盖材料可以是热塑性或热固性聚合物。在方框160处，可将覆盖材料层40固化，如通过施加热或促进剂，和在方框170处，去除牺牲材料以在覆盖材料层40内产生通道42的网络42_N。去除步骤170可通过牺牲材料的爆燃、熔融、溶解或汽化进行。要指出，尽管模具基底24的基底材料可与覆盖材料相同，但基底材料和覆盖材料通常是彼此不同的材料。最后，在方框180处，可将覆盖层40的顶表面或暴露表面44抛光、处理或以其它方式整理以提供合适的模制表面44，可在其上模制生产部件。

图2显示一系列示意性横截面视图，其图示说明根据方法100形成模具20中的相继步骤。图2A图示说明步骤110，其中形成或提供由基底材料制成的基底部分22。图2B图示说明步骤120，其中在基底部分22的顶表面28上形成由涂布材料制成的任选涂布层26，以及步骤130，其中可将涂布层26固化。图2C图示说明步骤140，其中将牺牲组件36的网络36_N施加到模具基底24的第一表面34上。图2D图示说明步骤150，其中用覆盖材料层40覆盖组件36的网络36_N和第一表面34。要指出，牺牲组件36可能在覆盖层40的顶表面44上造成各自的凸块或隆起46。还要指出，覆盖层40完全覆盖网络36_N以致没有暴露出个别牺牲组件36。图2D也可图示说明步骤160，其中将覆盖层40固化。图2E图示说明步骤170，其中通过爆燃、熔融、溶解或汽化去除牺牲材料，由此留下布置在覆盖层40内的通道或通路42的网络42_N。图2F图示说明步骤180，其中整理覆盖层40的顶表面44，如通过除去隆起46和抛光所得表面44。

所得模具20的特征在于可布置在覆盖层40的顶表面44附近的多个通道42。这些“近表面”通道42可用于循环热或冷流体以加热或冷却模具20，特别是靠近可在其上模制生产部件的表面44。实际上，模具20可具有在其中形成的通道42的多个独立的网络42_N，其中一个或多个网络42_N用于加热模具20的某些区域，一个或多个其它网络42_N用于冷却模具20的其它区域。

通过首先在覆盖层40内形成牺牲组件36的相应网络36_N而形成通道42的各网络42_N。将组件36的网或网络36_N安置在覆盖层40内的期望安置通道42的网络42_N的位置。然后，可去除（通过爆燃等）构成该组件的牺牲材料，留下所需的通道42的网络42_N，其可用于模具20的热调节。

图3显示一系列示意性横截面视图，其图示说明根据方法100形成模具20的一系列步骤，作为图2中所示的序列的替代。特别地，图2中的步骤包括涂布层26，而图3中图示说明的步骤不包括。（因此，图3没有图示说明形成涂布层的步骤120，也没有图示说明固化涂布层的步骤130）。因此，在图3中，直接在基底部分22上形成牺牲组件36。此外，图2中所示的配置使用具有圆形横截面的牺牲组件36和通道42，而图3中所示的配置使用矩形横截面。

图3A图示说明步骤110，其中形成或提供由基底材料制成的基底部分22。图3B图示说明步骤140，其中将牺牲组件36的网络36_N施加到模具基底24的第一表面34（即基底部分22的顶表部28）上。图3C图示说明步骤150，其中用覆盖材料层40覆盖组件36的网络36_N和第一表面34。（图3C也可图示说明步骤160，其中将覆盖层40固化）。图3D图示说明步骤170，其中通过爆燃、熔融、溶解或汽化去除牺牲材料，由此留下布置在覆盖层40内的通道或通路42的网络42_N。图3E图示说明步骤180，其中整理覆盖层40的顶表面44，如通过除去隆起46和抛光所得表面44。

类似地，图4显示根据方法100形成模具20的另一替代性一系列步骤。图4中图示说明的序列类似于图2中图示说明的序列，但图4中的配置包括沟槽48的网络48_N。图4A图示说明步骤110，其中形成或提供由基底材料制成的基底部分22。图4B图示说明步骤120，其中在基底部分22的顶表面28上形成由涂布材料制成的任选涂布层26，以及步骤130，其中可将涂布层26固化。要指出，涂布层26的顶表面或自由表面32、34具有在其中形成的沟槽或凹槽48的网络48_N。这些沟槽48位于期望安置牺牲组件36的位置。图4C图示说明步骤140，其中将牺牲组件36的网络36_N施加或安置在沟槽48的网络48_N内。图4D图示说明步骤150，其中用覆盖材料层40覆盖组件36的网络36_N和第一表面34。图4D也可图示说明步骤160，其中将覆盖层40固化。图4E图示说明步骤170，其中通过爆燃、熔融、溶解或汽化去除牺牲材料，由此留下布置在覆盖层40内的通道或通路42的网络42_N。要指出，在图4的配置中没有显示凸块或隆起46，因此没有提供对步骤180的图示说明，在步骤180中整理覆盖层40的顶表面44。但是，如果存在任何凸块46或需要抛光或整理模制表面44，则可以进行步骤180。

在一个实施方案中，一种制造用于生产部件的模具20的方法100包括：(i) 将牺牲组件36的网络36_N施加到模具基底24的第一表面34上，其中所述牺牲组件36由牺牲材料制成（步骤140）；(ii) 用覆盖材料层40覆盖牺牲组件36的网络36_N和第一表面34（步骤150）；和(iii) 去除牺牲材料以在覆盖材料层40内产生通道42的网络42_N（步骤170）。

在另一实施方案中，一种制造模具20的方法100包括：(i) 在由基底材料制成的基底部分22上形成由涂布材料制成的涂布层26以形成模具基底24，其中所述涂布层26具有与基底部分22共形接触的界面表面30和与界面表面30相对的自由表面32（步骤120）；(ii) 将牺牲组件36的网络36_N施加到涂布层26的自由表面32上，其中牺牲组件36由牺牲材料制成（步骤140）；(iii) 用由覆盖材料制成的覆盖层40覆盖牺牲组件36的网络36_N和自由表面32（步骤140）；和(iv) 去除牺牲材料以在覆盖层40内产生通道42的网络42_N（步骤170）。

在另一实施方案中，一种用于生产部件的模具20包括：具有第一表面34的模具基底24；覆盖第一表面34的覆盖材料层40；和布置在覆盖材料层40内并如下制成的通道42的网络42_N：(i) 在覆盖材料层40内形成与通道42的网络42_N对应的牺牲组件36的网络36_N，其中牺牲组件36由牺牲材料制成；和(ii) 去除牺牲材料。

图5是模具20的示意性横截面顶视图，去除一部分覆盖层40以显示互连通道42的网络42_N。在此，通道42配置为双岐管（dual-manifold）网络42_N，通道42的一端与入口岐管50（具有入口孔52）流体连通，通道42的另一端与出口岐管54（具有出口孔56）流体连通。这种配置允许冷却剂从入口孔52循环到出口孔56，因此经由通道42在整个模具20中提供冷却。

图6显示沿图5的截面6-6所见的模具20的示意性横截面正视图。在此，入口孔52区域包括由顶壁或天花板60和底壁或底板62限定的内室58，和直接包围入口孔52的装配（built-up）或凸起区（raised area）64。网络42_N可包括所选通道42的扩大截面66（在此在相邻模具区域中需要更多冷却）以及在相邻通道42之间的横梁件68。尽管所示通道42看起来具有相同的整体宽度，但它们也可具有变化的宽度和直径，以及变化的横截面形状。

现在更详细论述形成通道42的网络42_N的方法。参考图7，本公开描述了利用由牺牲材料制成的牺牲组件36的爆燃在基材90内或上形成通道42的方法。根据模具配置和在基材90内还是在基材90上形成牺牲组件36，基材90可以是模具基底24（参见图3，其中在模具基底24的顶表面28上形成组件36）、涂布层26（参见图2，其中在涂布层26的顶表面或自由表面32上形成组件36，以及图4，其中在涂布层26的沟槽48内形成组件36）、覆盖层40（参见图2，其中在覆盖层40内形成组件36），或涂布层和覆盖层26、40一起（如当这些层26、40由相同材料或甚至不同材料制成时）。在这种方法中，牺牲组件36可如图7中所示直接模制到基材90中/上。例如，牺牲组件36可直接在基材90中/上形成以使牺牲组件36位于基材90内或基材90的表面上。例如，在形成后，牺牲组件36的大部分可完全位于基材90内以促进通道42的形成。但是，一个或多个牺牲组件36的至少一部分应位于基材90外以便如下文论述将其点燃。

参考图8，牺牲组件36可包括可燃芯37和包围可燃芯37的任选保护壳39。可燃芯37能够快速爆燃而不爆震（detonation）。在爆燃过程中生成的热足够迅速消散以防止损坏基材90。在爆燃后，可燃芯37可生成易清除的副产物，如细粉状和大量气态的组分。预计可燃芯37可自氧化以沿长通道以小直径燃烧。可燃芯37也可耐受模制压力。此外，可燃芯37可贮存稳定并在制造过程中稳定（即闪点高于制造或加工温度）。术语“闪点”是指可燃材料的蒸气在暴露于点火源时将会点燃的最低温度。牺牲组件36可在低于可燃材料的闪点的加工温度下在基材90上或内形成以避免在制造过程中爆燃。术语“加工温度”是指进行制造操作，如模制或铸造所需的温度。例如，加工温度可以是形成基材90的材料的熔融温度（即形成基材90的聚合树脂的熔融温度）。可燃芯37完全或部分由可燃材料制成。为实现上文提到的所需性质，可燃材料可以是黑火药（即硫、木炭和硝酸钾的混合物）。为实现上文提到的所需性质，可燃材料可替代地或附加地为季戊四醇四硝酸酯、可燃金属、可燃氧化物、铝热剂、硝化纤维素、焦纤维素、闪粉（flash powders）和/或无烟火药。可将不可燃材料添加到可燃芯37中以调节燃烧速度和产热。为了调节速度和产热，适用于可燃芯37的不可燃材料包括但不限于玻璃珠、玻璃泡和/或聚合物粒子。

任选保护壳39可由保护材料制成，其可以是在可燃树脂（例如环氧树脂、聚氨酯、聚酯等）中的不可溶材料以贮存稳定和在制造过程中稳定。这种保护材料也不透树脂和水分。该保护材料可具有足够的结构稳定性以整合到纤维纺织和预成型过程中。该保护材料可具有足够的强度和柔性以经得住纤维预成型过程。为实现上文提到的所需性质，该保护材料可包括例如，用浸注材料如聚合物或蜡、油、它们的组合或类似材料浸注的编织纤维材料，如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维和/或天然纤维。为实现上文提到的所需性质，浸注聚合物可以是例如聚酰亚胺、聚四氟乙烯（PTFE）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚苯硫醚（PPS）、聚邻苯二甲酰胺（PPA）、聚酰胺（PA）、聚丙烯、硝化纤维素、酚醛树脂、聚酯、环氧树脂、聚乳酸、双马来酰亚胺、硅酮、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、弹性体、聚氨酯、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、它们的组合或任何其它合适的塑料。合适的弹性体包括，但不限于，天然聚异戊二烯、合成聚异戊二烯、聚丁二烯（BR）、氯丁橡胶（CR）、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、表氯醇橡胶（ECO）、聚丙烯酸系橡胶、氟硅橡胶、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、虫胶树脂、硝化纤维素漆、环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯等。

参考图9，在将牺牲组件36模制到基材90上或内之后，点燃牺牲组件36。为此，可将火焰直接接触牺牲组件36以造成点燃I。可使用点火器或任何能够产生火焰的装置点燃牺牲组件36。

参考图10，点燃I造成牺牲组件36的爆燃。爆燃将固体牺牲材料转化成气态和细粉副产物。结果在基材90中/上形成通道42。牺牲组件36可以是圆柱形以形成圆柱形通道42。或者，牺牲组件36可具有其它形状，如三角形、椭圆形、矩形等。此外，在点燃I前，牺牲组件36可贯穿基材90的全长L（图7）或基材周长，以在爆燃后，通道42贯穿基材90的全长L（图7）。

参考图11，在爆燃后，可任选清洁通道42以除去牺牲组件36的爆燃的副产物。为此，可将液体W，如水引入基材90的通道42以除去牺牲组件36的爆燃的副产物。可使用软管H将液体W引入通道42。可替代地或附加地将气体，如空气射入通道42以除去牺牲组件36的爆燃的副产物。或者，通道42可不需要副产物的任何清洁。

要指出，尽管图7-14显示了将一个或多个牺牲组件36和通道42布置在基材90内，但同样的方法也适用于其中牺牲组件36和通道42布置在基材90的表面上的配置。例如，参见图3，其中在基底部分22或模具基底24的顶表面28上形成组件36。然后如上文论述用覆盖材料层40覆盖这些牺牲组件36。

参考图12-14，上述方法可用于提供具有分支通道-网络70（图14）的基材90。相应地，图12-14中所示的方法基本类似于上文参考图7-11描述的方法，只有下述差异。在这种方法中，也将牺牲组件36直接模制到基材90中/上，但牺牲组件36配置为牺牲组件36的分支网络72，其包括彼此相交或以其它方式彼此分叉的丝状物74。在将牺牲组件36模制到基材90中/上之后，如上所述点燃牺牲组件36以造成如图13中所示的牺牲组件36的爆燃，由此产生具有如图14中所示的分支通道-网络70（即分支通道42或丝状物74的局部网络）的基材90。

参考图15，本文中描述的任一方法可进一步包括使用增材制造法形成牺牲组件36的网络36_N，以允许形成具有复杂形状的网络36_N。在本公开中，术语“增材制造法”是指通过逐层增加材料而构建3D物体的方法。3D打印法是一种增材制造法。在本公开中，术语“3D打印法”是指通过计算机读取3D计算机辅助设计（CAD）模型并且计算机命令3D打印机76增加相继材料层以创建与3D CAD模型对应的3D物体的方法。方法100可使用3D打印法（通过使用3D打印机76）创建具有复杂形状的牺牲组件36的网络36_N。在这种方法中，牺牲组件36可完全或部分由例如黑火药和/或被称为Rocket Candy的火箭推进剂制成。3D打印机76可用于在基材90上逐层增材堆积牺牲组件36的网络36_N，或作为一个或多个独立的预成型坯（即独立于基材90）构建互连组件36的一个或多个网或网络36_N。要指出，3D打印机76可配置为飞击式（on-the-fly）选择性沉积多种不同材料，如用于可燃芯37的一种材料和用于保护壳39的另一种材料。

参考图16-20，本文所述的方法100可需要首先如图16中所示作为由可燃材料制成的初始预成型坯36_N1形成牺牲组件36的网络36_N。然后，可如图17中所示将预成型坯36_N1置于容器78内。接着，如图18中所示将被选择为预成型坯36_N1提供保护涂层或壳39的液体材料80倒入容器78。然后，如图19中所示，从容器78中除去液体涂布材料80，留下被涂布材料80涂布的湿或未固化的预成型坯36_N2。在容器78中，可使用热和/或促进剂干燥或固化涂布的预成型坯36_N2，以产生图20中所示的成品预成型坯36_N3。然后可将成品预成型坯36_N3手动或机器人安置（即机械安置）在适当的表面或基材上，然后如上所述用覆盖层40覆盖。要指出，代替将初始预成型坯36_N1放置在容器78内并倒入保护性涂布材料80，也可将预成型坯36_N1浸到含有保护性涂布材料80的容器78中，或可用材料80喷涂预成型坯36_N1。涂布的预成型坯36_N2也可不需要如图19图示说明的任何专门的干燥或固化（因此没有在涂布后放置在专用容器78中），而是仅正常晾干以提供成品预成型坯36_N3。

要指出，尽管上述段落描述了使用可燃芯材料37和保护壳材料39以利用爆燃作为去除牺牲材料以创建通道42的网络42_N的方法，但也可使用类似方法（使用适当的材料和工艺步骤）以熔融、溶解和汽化或解聚牺牲材料，从而创建所得网络42_N。

上文的描述意在举例说明而非限制。在上文的描述和以下权利要求书中，术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等仅用作标签，并且无意对它们的对象施加序数或位置要求。另外，短语“A和B的至少一种”和短语“A和/或B”各自应被理解为是指“仅A、仅B，或A和B”。本书面说明书使用实例，包括最佳模式，以使本领域技术人员能够根据本公开制作和利用相关装置、系统和组合物，并实施方法。由以下权利要求（包括等同物）限定本公开的范围。

Claims

1.一种制造用于生产部件的模具的方法，其包括：

用覆盖材料层覆盖所述牺牲组件的网络和所述第一表面；和

去除所述牺牲材料以在所述覆盖材料层内产生通道网络。

2.根据权利要求1的方法，其进一步包括：

固化所述覆盖材料层。

3.根据权利要求1的方法，其中通过所述牺牲材料的爆燃进行去除步骤。

4.根据权利要求1的方法，其中通过所述牺牲材料的熔融、溶解和汽化之一进行去除步骤。

5.根据权利要求1的方法，其中所述模具基底由不同于所述覆盖材料的基底材料制成。

6.根据权利要求1的方法，其中通过以下手段之一进行施加步骤：

7.根据权利要求1的方法，其进一步包括：

8.根据权利要求7的方法，其进一步包括：

固化所述涂布材料层。

9.根据权利要求7的方法，其中所述自由表面包括在其中形成的沟槽网络，并且其中在所述沟槽网络内施加所述牺牲组件的网络。