CN113631346B - 零或低拔模角注射模制方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了用于注射模制的技术。当工具的腔体内的材料被凝固成模制零件时，工具会在该零件上赋予精加工表面，该零件包括零或低拔模角的侧壁。为了在不使用套筒或滑块的情况下允许与腔体分离，就在要顶出零件之前，腔体变宽。该工具由具有高热膨胀系数的金属制成，因此可以使用温度控制来管理腔体的大小。施加到腔体周围的金属的外部部分的热量将金属拉离零件，从而在腔体内形成气隙。小心地对金属的内部部分施加冷却可以阻挡热量，并控制表面温度，从而保留零件上的精加工表面。当气隙允许时，零件从腔体中释放，精加工表面完好无损。

Description

零或低拔模角注射模制方法和系统

技术领域

本说明书描述了用于注射模制的技术、方法、系统和其他机制。

背景技术

通过注射模制制成的零件通常具有从90度向内倾斜几度的拔模(draft)侧壁，这使得能够在注射模制过程结束时与注射模制工具的腔体分离。作为拔模侧壁的替代方案，套筒或滑块可用于将模制零件从腔体中释放出来。这两种方案通常都需要精加工步骤(例如，砂磨、喷砂、抛光、机械加工、喷漆、蚀刻)，以使零件获得具有清晰边缘、光滑拐角、和具有零或低拔模角的侧壁的精加工表面。在注射模制过程结束时必须对每个零件进行精加工可能会增加制造时间、降低产量并增加成本。

发明内容

描述了用于注射模制的技术和系统，在零件形成后不需要执行精加工步骤。当注射模制工具的腔体内的材料凝固成模制零件时，腔体赋予模制零件精加工表面或纹理，该模制零件包括清晰边缘、光滑拐角和具有零或低拔模角的侧壁。为了使模制零件与腔体分离且精加工表面完好无损，而不使用套筒、滑块或其他特殊附件，注射模制工具经历热膨胀以扩大腔体。注射模制工具由金属例如不锈钢制成。每种金属都有特定热膨胀系数。高热膨胀系数指示每单位温度的位移量(例如，体积、长度)更大。通过使用由具有高热膨胀系数的金属合金制成的注射模制工具，可以使用温度控制来管理腔体的尺寸和形状。

注射模制工具的外部部分被快速加热，而外部部分与腔体之间的内部部分被同时冷却。就在顶出之前，施加到腔体周围金属外部部分的热量导致工具热膨胀。热膨胀使腔体扩大，将腔体从模制零件的侧壁上拉开，从而在腔体与侧壁之间产生气隙，侧部具有零或低拔模角。内部部分的受控冷却同时外部部分的加热调节了内部部分和模制零件的温度。通过冷却工具的内部部分来保持模制零件的凝固侧壁冷却，在模制过程中较早地保留了由腔体施加的精加工表面。当气隙足够大以允许模制零件从腔体中释放时，模制零件从腔体中顶出。通过这种方式，模制零件可以以具有精加工表面和零或低拔模角的侧部释放，而不需要任何额外的精加工步骤。制造注射模制零件而不需要精加工步骤缩短了制造时间、增加了产量或降低了成本。

在一些方面，描述了一种方法，包括向注射模制工具的腔体注射材料，在注射模制工具处于第一温度时有效地将材料凝固成模制零件，模制零件包括具有精加工表面和零或低拔模角的壁。该方法还包括将注射模制工具的外部部分加热到第二温度，同时冷却位于腔体与注射模制工具的外部部分之间的注射模制工具的内部部分，以在形成气隙时将模制零件的精加工表面保持在第二温度或低于第二温度。该方法还包括从腔体中顶出模制零件。

本文还描述了具有用于执行以上概述的方法的指令的计算机可读介质。本文阐述了其他方法，以及用于执行以上概述的和其他方法的系统和装置。

提供本发明内容是为了介绍关于通过注射模制实现精加工表面的简化概念，这将在下面的详细描述和附图中进一步描述。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的基本特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

通过注射模制实现精加工表面的一个或多个方面的细节在本文中参考以下附图进行描述。在所有附图中使用相同的数字来指代相似的特征和部件:

图1示出了被配置成通过注射模制来制造零件的示例系统，包括工具的等距视图和底视图。

图2示出了图1所示工具的多个三维视图。

图3示出了图2所示工具的热区。

图4示出了由被配置成通过注射模制来制造零件的系统执行的示例方法。

图5-1示出了图2所示工具的外侧视图。

图5-2示出了图2所示工具的底视图。

图5-3示出了图2所示工具的截面侧视图。

图5-4示出了图2所示工具的截面底视图。

图6-1示出了被配置成通过注射模制制造零件的另一工具的截面侧视图。

图6-2示出了图6-1所示的另一个工具的底视图。

图7-1示出了被配置成通过注射模制来制造零件的附加工具的截面侧视图。

图7-2示出了图7-1所示的附加工具的底视图。

图8示出了被配置成通过注射模制来制造零件的示例系统的温度曲线图。

具体实施例

这里描述的技术和系统涉及通过注射模制来制造零件的一个或多个方面。当工具的腔体内的材料被凝固成模制零件时，工具会在零件上赋予精加工表面，包括无拔模侧壁，该无拔模侧壁根据定义具有零或从九十度接近零度的低拔模角。为了在不使用套筒或滑块的情况下与腔体分离，就在要顶出零件之前，腔体变宽。该工具由高热膨胀系数的金属制成，因此可以使用温度控制来管理腔体的大小。施加到腔体周围的金属的外部部分的热量将金属拉离零件，在腔体内形成气隙。小心地对金属的内部部分施加冷却，调节腔体的温度，这保留模制零件的精加工表面。当气隙允许时，零件从腔体中释放，精加工表面完好无损。以这种方式，当从工具中顶出时模制零件具有精加工表面，该精加工表面包括具有零或低拔模角的侧部，而不需要任何额外的精加工步骤。制造不需要精加工步骤的注射模制零件可以单独或组合地减少制造时间、增加产量或降低成本。

图1示出了示例系统100，其被配置为通过注射模制来制造具有精加工表面的零件，包括工具102的等距视图和底视图。系统100包括注射模制工具102、加热系统104、冷却系统106和控制单元140。

加热系统104经由连接件118-1和118-2(统称为“连接件118”)操作性地联接到注射模制工具。加热系统104可以是热液体加热系统或被配置成加热工具102的外部部分的一些其他加热系统。在其他示例中，如图1所示，加热系统104是感应加热系统。连接件118分配从加热系统104输出的电流或热液体。加热系统104的输出在注射模制工具102的靠近加热线圈108的区域产生热量。

加热系统104例如经由连接件122-1操作性地联接到控制单元140，以接收控制单元140输出的控制输入。加热系统104调整经由连接件118-1输出的电流或热液体。对于感应系统而言，加热系统104增加电流或施加电流的时间量，以将注射模制工具102加热到加热系统104从控制输入得出的特定温度。加热注射模制工具102所需的电流或热液体的量与工具102的质量成比例。

工具102包括金属110，例如不锈钢，其是基于其热膨胀系数选择的合金。工具102由适于支持特定类型材料(例如，树脂)的注射模制的材料形成。有些材料具有较低的硬化点，或者需要或多或少的时间来凝固。工具102由金属合金形成，该金属合金不仅能够承受在注射模制过程中出现的温度波动，而且还能够在短时间内实现由于热膨胀引起的大量位移。

冷却系统106是液体(例如，水、油、乙二醇)冷却系统，并且经由连接件120-1和120-2(统称为“连接件120”)操作性地联接到注射模制工具。例如，连接件120分配温度调节的冷却剂，例如水，其在注射模制工具102与冷却系统106之间循环。冷却系统106将冷却剂维持在特定温度。当冷却剂循环进出冷却系统106和注射模制工具102时，冷却剂从注射模制工具102散热。冷却系统106防止腔体114的内表面温度由于快速加热而变得失控(例如，这可在几秒钟内升高注射模制工具的整体温度)。冷却系统106调节腔体表面温度。冷却系统106被控制以保持腔体114的内表面温度低，这防止材料(例如塑料)热膨胀并保持模制零件坚硬和固态。

冷却系统106经由连接件122-2操作性地联接到控制单元140。例如，冷却系统106根据从控制单元140接收到的控制输入来确定期望温度。冷却系统106基于控制输入调整冷却剂温度和/或通过通道120的循环速率，以使注射模制工具102的温度达到期望温度。

控制单元140指导加热系统104和冷却系统106控制涉及注射模制工具102的注射模制过程。控制单元140或其他控制单元或处理器(未示出)可以控制注射模制过程的其他部分。为了顶出已经用注射模制工具102成形的零件，控制单元140指导加热系统104快速加热注射模制工具102的外部部分，使其高于注射材料的硬化点，从而导致工具102的热膨胀。

注射模制工具102的可选遥测装置(未示出)经由连接件122-3操作性地联接到控制单元140。控制单元140接收遥测信息，包括关于金属110内的不同位置的注射模制工具102的温度的信息。遥测信息的其他示例包括关于注射模制工具102的取向的位置数据或另一操作条件。通过对加热系统104和冷却系统106的控制，控制单元140基于经由连接件122-3接收到的遥测信息来调节金属110的温度。

注射模制工具102形成腔体114，在该腔体114中，材料凝固成模制零件。当工具102的温度处于材料的硬化点时，注射器(未示出)将材料注入腔体114。该材料凝固成模制零件，该模制零件具有壁，该壁具有由腔体114赋予在模制零件上的精加工表面和零或低拔模角。

在一些情况下，注射模制工具102与型芯工具对接。当注射模制工具102使模制零件的外部部分成形时，型芯工具使模制零件的内部部分成形。图1示出了这种型芯工具的脱模方向。脱模方向垂直于腔体114的开口，该开口也与注射模制工具的纵向轴线Z一致。

腔体114具有围绕纵向轴线Z的零或低拔模角的侧壁。当围绕腔体114的金属110没有经历热膨胀时，侧壁垂直于腔体开口并以宽度Wt1分开。腔体114的侧壁的零或低拔模角导致防止模制零件在脱模方向上从腔体114中释放的力。

注射模制工具102包括集成到注射模制工具102的金属110中并围绕腔体114的加热线圈108。加热线圈108(例如从由加热系统104通过连接件118-1输出并通过连接件118-2返回到加热系统104的电流或热液体)产生热量。

通道112集成到注射模制工具102中。通道112形成在腔体114周围的金属110的内部部分132内，并且加热线圈108位于金属110的外部部分130内。通道112通过连接件120-1和120-2操作性地联接到冷却系统106。冷却系统106通过通道112和连接件120-1和120-2循环液体冷却剂。通道112比加热线圈108更靠近腔体114的壁，这使得能够对腔体114的壁进行更好的温度控制。通道112和加热线圈108的确切位置取决于工具102和模制零件的几何形状和设计，并且可以通过热传递和热膨胀模拟来确定。

腔体114被示出具有圆形形状，尽管许多其他形状和尺寸也是可能的。控制单元140被配置成指导加热系统104快速且短暂地(例如，在不到几秒钟的时间内)加热注射模制工具102的外部部分130，以导致腔体114周围的金属110的热膨胀，从而有效地在模制零件的壁与腔体114之间形成气隙116。加热系统104向加热线圈108输出电流或热液体，直到气隙116具有大于腔体114的原始宽度Wt1的宽度Wt2为止。当形成气隙116时，为了在腔体114中时保持施加到模制零件的精加工表面，控制单元140指导冷却系统106保持注射模制工具102的(在腔体114与外部部分130之间)的内部部分132低于腔体114内的材料的熔点。气隙116在腔体114与模制零件之间产生一定量的分隔Wt2-Wt1。允许模制零件从腔体114分离所需的分隔量可能取决于腔体114的表面上的纹理。对于光滑腔体表面，腔体114的膨胀较小，因此可能需要较小的分隔。粗糙腔体表面比光滑腔体表面对模制零件施加更大的抓力。对于粗糙腔体表面，在模制零件可以从工具102释放之前，可能需要腔体114的更多膨胀。

随着金属110经历热膨胀，并且当气隙116位于腔体114与模制零件之间时，控制单元140控制系统100从腔体114中顶出模制零件。气隙116允许模制零件破坏将模制零件保持在腔体114中的力，并允许模制零件从注射模制工具102中顶出，该模制零件的侧部具有零或低拔模角，并且精加工表面完好无损。注射零件的外壁包括在凝固过程中从腔体114赋予在它们上的表面；壁以零或低拔模角凝固。通过这种方式，在从工具中顶出时，模制零件具有精加工表面和包含零或低拔模角的侧部，而不需要任何额外的精加工步骤。制造不需要精加工步骤的注射模制零件可单独或以任何组合方式减少制造时间、增加产量或降低成本。

图2示出了图1所示工具102的多个三维视图。加热线圈108被示出为集成到注射模制工具102中，接触或几乎接触围绕腔体114的金属110的外部部分130(例如，外表面)。还示出了通向工具102内的(一个或多个)冷却通道112的入口。加热线圈108的末端在图2左上角所示的视图中可见。

加热线圈108包括堆叠在金属110的外部部分130内的两个线圈。加热线圈108可以包括两个以上的线圈，例如，以提供对金属110的外部部分130的温度的更好控制，或者提供对金属110的更大面积的温度控制。在加热线圈108是感应加热线圈的情况下，加热线圈108可以在金属110与加热线圈108之间具有绝缘层，以防止金属110传导通过线圈108循环的电流。

加热线圈108的个别线圈以腔体114为中心，并与腔体的垂直牵拉方向(Z)竖直对准。通过均匀加热金属110的外部部分130，由于热膨胀，腔体114从宽度Wt1膨胀到宽度Wt2。热膨胀形成气隙116，这使得具有精加工表面的包括具有零或低拔模角的侧壁的模制零件能够从工具102的腔体114中顶出。膨胀时间和位移量根据金属110、注射材料(树脂)和加热能力而变化。

图3示出了图2所示工具的不同热区。工具102的四分之一剖视图300-2以虚线示出，以指示不同热区302和304的相对位置。冷却通道112围绕腔体114的壁的内部部分。可以使用附加冷却通道，例如，集成在腔体114的顶部附近，在与腔体114的开口相反的一端处。热区302和304位于金属110的部分内，在这里金属110的温度被调节。系统100的控制单元140可以指导加热系统104和冷却系统106加热工具102，并调节腔体114的温度用于顶出。

热区302围绕腔体114的壁而竖直堆叠。热区302中的每一个环绕金属110的外部部分，包括金属110的最靠近加热线圈108的部分。热区302可以包括两个以上的区，例如，以提供金属110的外部部分的更均匀的加热和最终热膨胀。如果不加调节，来自热区302的热量会增加腔体114的温度。

热区304表示腔体114与从加热线圈108接收热量的金属110的外部部分之间的金属110的温度调节的内部部分。热区304围绕腔体114的壁，以调节腔体114的温度。就在顶出之前，在热区302中的工具102周围施加热量以导致热膨胀。

图4示出了由被配置为通过注射模制来制造零件的系统执行的示例方法400。方法400在系统100的上下文中描述。在示例方法400中执行的操作可以以不同的顺序执行，或者利用比图4中所示更多或更少的步骤。

在402，系统100将在第一温度下凝固的材料注射到具有零或低拔模角的注射模制工具的腔体中。

在404，系统100让材料凝固成具有壁的模制零件，该壁具有精加工表面和零或低拔模角。随着材料硬化，腔体114的壁在模制零件的外表面上赋予精加工表面。模制零件的外表面被凝固以包括压印在零件上的纹理，该纹理与腔体114的壁上的纹理相匹配。纹理可以是平滑的、粗糙的或它们的组合。

在406和408，在模制零件凝固之后，系统100同时加热和冷却工具102的不同部分(例如，外部部分130和内部部分132)，这导致制造气隙。气隙允许零件从腔体114中释放。

在406处，系统100快速且短暂地将注射模制工具的外部部分130加热至导致工具102的热膨胀的温度，有效地在模制零件与腔体之间形成气隙。例如，控制单元140指导加热系统104向加热线圈108输出电流或热液体，以快速加热注射模制工具102的外部部分，足以导致工具102的热膨胀。在步骤406快速加热注射模制工具102短暂地发生，例如，在几秒钟内发生。短暂而强烈的加热引起腔体114周围的金属110的热膨胀，这有效地在模制零件的壁与腔体114之间形成气隙116，持续足够长的时间以顶出模制零件而不损坏工具102或模制零件。

在注射模制工具102经历热膨胀的此短暂时刻，在408，系统100调节腔体的表面温度，例如，通过同时冷却腔体与外部部分之间的注射模制工具102的内部部分。当形成气隙时，冷却将模制零件保持在硬化温度或低于硬化温度。例如，控制单元140指导冷却系统106在通道112内循环冷却剂，以冷却热区304并调节腔体114的表面温度。冷却系统104将位于金属110的内部部分的热区304冷却到或低于材料的硬化温度，以保持模制零件在腔体114内凝固。

在410，当在模制零件的壁与腔体之间形成气隙时，系统100从腔体中顶出模制零件，其中至少一个外壁具有精加工表面和零或低拔模角。如所解释的，气隙116允许模制零件克服由工具102中的零或低拔模角侧部导致的力，这种力可能阻止模制零件从腔体114中释放。以这种方式，气隙116允许与腔体114分离，而不会熔化或软化凝固零件的精加工表面。

图5-1示出了图2所示工具的外侧视图500-1。工具102包括集成在工具102内的加热线圈108。加热线圈108缠绕在工具102的外表面上，或者集成在工具102的金属内。加热线圈108可以被工具102的金属包围。如图所示，加热线圈108在围绕工具102的腔体114的切口内被工具102的金属部分包围。

图5-2示出了图2所示工具的底视图500-2。腔体114的开口是圆形的。其他腔体形状也是可能的，包括矩形开口。

图5-3示出了图2所示工具102的截面侧视图500-3。在视图500-3中，工具102包括缠绕在工具周围的加热线圈108，加热线圈108比冷却通道112离腔体114更远。

图5-4示出了图2所示工具120的截面底视图500-4。通道112被示出为虚线，因为该通道包含在围绕腔体114的金属110内，因此从截面底视图500-4看不到。通道112的确切定位取决于腔体114的尺寸以及工具102的质量和几何形状。图5-4示出了加热线圈108相对于通道112在注射模制工具102的金属110内的定位。通道112包含在注射模制工具102的内部部分内，并围绕通向腔体114的开口。加热线圈108位于注射模制工具102的外部部分附近或内部。因此，加热线圈108比包含通道112的内部部分更远离腔体114。通过加热注射模制工具102的外部部分，金属110通过拉开腔体114的壁来使腔体114膨胀。同时冷却位于工具102的外部部分与腔体114之间的注射模制工具102的内部部分，保护已经在腔体114内凝固的材料免受导致工具102的热膨胀的热量。

图6-1示出了被配置成通过注射模制制造零件的另一工具的截面侧视图600-1。注射模制工具602是注射模制工具102的示例，但是具有与腔体114不同形状的腔体604。并非倒圆拐角，腔体604包括零或低拔模角的侧壁，以及在与腔体604的开口相反的腔体604的一端处在侧壁与腔体604底部相交处的尖锐的垂直拐角。

图6-2示出了图6-1所示的另一个工具的底视图600-2。腔体604的开口是矩形的。腔体604可以采取许多其他形状和形式。

图7-1示出了附加工具的截面侧视图700-1，该附加工具被配置成通过注射模制来制造具有精加工表面的零件。图7-2示出了图7-1所示的附加工具的底视图700-2。

注射模制工具702是注射模制工具102的示例，但是具有附加的冷却通道和加热线圈。注射模制工具702包括由多个加热线圈706-1至706-n(统称为“加热线圈706”)围绕的腔体704。腔体704的开口是方形的。然而，腔体704可以采取许多其他形状和形式，包括圆形或椭圆形。加热线圈706是加热线圈108的示例。加热线圈706沿从腔体704脱模的方向竖直堆叠，以向腔体704的侧壁提供均匀的加热。腔体704还被多个冷却通道708-1至708-m(统称为“冷却通道708”)包围。冷却通道708是冷却通道112的示例，并且被配置成使液体冷却剂围绕腔体704循环。具有一个以上的冷却通道708和/或两个以上的加热线圈706允许对注射模制工具702的温度进行更好的控制，这可进一步有助于模制具有精加工侧部的复杂零件，该零件具有零或低拔模角。

图8示出了示例系统的温度曲线图800，该示例系统被配置成通过注射模制来制造具有精加工表面的零件。温度曲线图800是在系统100的上下文中描述的，并且意味着作为示例过程。与所描述技术相关联的温度和时序根据与所使用的金属工具相关联的材料类型和热膨胀系数而变化。对于该示例，注射材料是聚碳酸酯，但是在其他实施方式中可以使用其他注射材料。

温度曲线图800包括整个注射模制过程中的工具102的外部部分的温度读数802。例如，温度读数802对应于取自图3的热区302之一内的温度。温度曲线图800还包括工具102的腔体114内侧的表面的温度读数804(也称为腔体114的表面温度)。温度读数804近似于模制零件的温度。

硬化点(图8中的H.P.)取决于模制材料，这是材料变成固体的温度。在不液化或软化材料的情况下，腔体的表面温度(温度读数804)不能超过硬化点。因此，腔体114的表面温度804不能超过硬化点，并保持在80至135摄氏度的范围内，根据所使用的不同类型的聚碳酸酯材料，可加或减10度。

804和802都在时间1从相同温度开始，并且系统将材料注入腔体114中。材料在硬化点凝固，对于聚碳酸酯来说，硬化点可以是100摄氏度或90到120摄氏度之间的范围。注射材料在注射时可以上升到硬化点以上，下降到硬化点以下。在时间2，腔体表面中的温度804随着工具的温度802的升高而迅速升高。

然而，当感应加热器运行时，802和804的温度几乎立即升高，但是804中的温度不会高于硬化点，因为位于感应加热器与腔体表面之间的冷却系统正在调节腔体114的表面温度。读取温度并将反馈发送给控制器的(一个或多个)热电偶可以安装在腔体表面附近(腔体表面的正下方)。这一点对于测量至关重要。控制器基于腔体114的表面温度804改变感应加热器的电流和时间。

一旦模制零件成固体，在时间2，系统100快速且短暂地(例如，在不到一秒钟或在几秒钟内)将工具102的外部部分加热到导致充分热膨胀的温度，这里称为腔体114的膨胀点(E.P.)。热膨胀产生气隙116，气隙116允许模制零件从腔体114中释放。然而，在这样膨胀期间，腔体804的表面温度可能刚好低于在时间3顶出期间材料的硬化点。在时间2与3之间，温度读数802从硬化点开始大幅增加，并达到热膨胀温度。在时间3与4之间，工具102的外部部分冷却。

即使温度读数802增加，腔体114的表面的温度读数804仍然低于硬化温度，因为同时在热源与腔体114之间施加冷却。对于聚碳酸酯，如果工具的外部部分被加热到90到120摄氏度之间，冷却可以是大约70摄氏度。这样，腔体114内的模制零件具有精加工表面和具有零或低拔模角的侧部，在被顶出后精加工表面和侧部保持完好无损。

以下是通过注射模制实现精加工表面的系统和技术的附加示例:

示例1。一种方法，包括：将在第一温度下凝固的材料注射到具有零或低拔模角壁的注射模制工具的腔体中；通过将注射模制工具的外部部分加热到高于第一温度来使注射模制工具的腔体膨胀，同时冷却位于注射模制工具的腔体与外部部分之间的注射模制工具的内部部分，以调节腔体的表面温度；以及从腔体中顶出模制零件。

示例2。示例1的方法，还包括:用加热系统或冷却系统调节注射模制工具的腔体的表面温度。

示例3。示例2的方法，其中加热系统或冷却系统是流体系统，并且注射模制工具包括集成到注射模制工具中并围绕腔体的流体通道。

示例4。示例2的方法，其中加热系统是感应加热系统，并且注射模制工具包括集成到注射模制工具中并围绕腔体的感应线圈。

示例5。示例4的方法，其中感应线圈包括堆叠在外部部分内并与从腔体拉出的方向竖直对准的多个线圈。

示例6。示例2至5中任一示例的方法，其中冷却位于注射模制工具的腔体与外部部分之间的注射模制工具的内部部分包括:用冷却系统冷却注射模制工具的内部部分以调节腔体的表面温度。

示例7。示例6的方法，其中冷却系统是液体冷却系统，并且注射模制工具的内部部分包括围绕腔体并被配置为循环从冷却系统接收到的液体冷却剂的通道。

示例8。根据示例1至7中任一示例的方法，其中注射模制工具的内部部分围绕腔体的开口，并且注射模制工具的外部部分围绕内部部分。

示例9。示例1至8中的任一示例的方法，还包括冷却注射模制工具的与腔体的开口相对的部分。

示例10。根据示例1至9中的任一示例的方法，其中注射模制工具由金属合金形成，金属合金的热膨胀系数足以在材料与腔体之间形成气隙。

示例11。示例10的方法，其中金属合金包括不锈钢。

示例12。一种系统，包括用于执行示例1至11中的任一方法的装置。

示例13。一种包括指令的计算机可读存储介质，指令在被执行时使得控制单元的至少一个处理器指导系统执行示例1至11的方法中的任何一方法。

示例14。一种注射模制工具，包括:腔体，其具有零或低拔模角壁并被配置成包含材料的注射，该材料在第一温度下凝固；外部部分，其包括围绕腔体的零或低拔模角壁的一个或多个加热通道，该一个或多个加热通道布置在外部部分中，以当外部部分从循环通过一个或多个加热通道的加热流体或者从至少部分包含在一个或多个加热通道中的一个或多个电加热线圈被加热到第一温度以上时，允许腔体的尺寸均匀膨胀；以及内部部分，其包括一个或多个冷却通道，冷却通道围绕腔体的零或低拔模角壁，并位于腔体的零或低拔模角壁与外部部分之间，一个或多个冷却通道被配置成循环冷却流体并被布置在内部部分中，以允许腔体的零或低拔模角壁的均匀冷却，从而当外部部分被加热以使腔体的尺寸膨胀时，调节腔体的零或低拔模角壁的表面温度。

示例15。根据示例14的注射模制工具，其中一个或多个加热通道堆叠在外部部分内，一个或多个冷却通道堆叠在内部部分内，并且一个或多个加热通道和一个或多个冷却通道与从腔体拉出的方向竖直对准。

示例16。根据示例14所述的注射模制工具，其中内部部分围绕腔体的开口，并且注射模制工具的外部部分围绕内部部分。

示例17。示例16的注射模制工具，还包括：一个或多个附加冷却通道，其与开口相对位于腔体下方并被配置为在注射材料之前、在将材料注射到腔体期间或在材料从腔体中顶出之后循环附加冷却流体。

示例18。根据示例14所述的注射模制工具，其中注射模制工具由金属合金形成，金属合金的热膨胀系数足以在材料与腔体之间形成气隙。

示例19。一种系统，包括被配置为执行示例1至11中任一方法的装置，其中该装置包括示例14至18中任一示例的注射模制工具。

虽然本公开的各种实施例在前面的描述中被描述并且在附图中被示出，但是应当理解，本公开不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内被不同地实施以实践。从前面的描述中，显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

Claims (13)

1.一种注射模制方法，包括:

将在第一温度下凝固的材料注射到具有零或低拔模角壁的注射模制工具的腔体中；

通过将所述注射模制工具的外部部分加热到高于第一温度来使所述注射模制工具的所述腔体膨胀以在所述材料与所述腔体之间形成气隙，同时冷却位于所述注射模制工具的所述腔体与所述外部部分之间的所述注射模制工具的内部部分以调节所述腔体的表面温度低于所述第一温度；和

从所述腔体中顶出模制零件。

2.根据权利要求1所述的注射模制方法，进一步包括:

用加热系统或冷却系统来调节所述注射模制工具的所述腔体的所述表面温度。

3.根据权利要求2所述的注射模制方法，其中所述加热系统或所述冷却系统是流体系统，并且所述注射模制工具包括集成到所述注射模制工具中并围绕所述腔体的流体通道。

4.根据权利要求2所述的注射模制方法，其中所述加热系统是感应加热系统，并且所述注射模制工具包括集成到所述注射模制工具中并围绕所述腔体的感应线圈。

5.根据权利要求4所述的注射模制方法，其中所述感应线圈包括堆叠在所述外部部分内并与从所述腔体拉出的方向竖直对准的多个线圈。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的注射模制方法，其中冷却位于所述注射模制工具的所述腔体与所述外部部分之间的所述注射模制工具的内部部分包括:

用所述冷却系统来冷却所述注射模制工具的所述内部部分，以调节所述腔体的所述表面温度。

7.根据权利要求6所述的注射模制方法，其中，所述冷却系统是液体冷却系统，并且所述注射模制工具的所述内部部分包括围绕所述腔体并被配置为循环从所述冷却系统接收到的液体冷却剂的通道。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的注射模制方法，其中，所述注射模制工具的所述内部部分围绕所述腔体的开口，并且所述注射模制工具的所述外部部分围绕所述内部部分。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的注射模制方法，进一步包括:

冷却所述注射模制工具的与所述腔体的开口相对的部分。

10.根据权利要求1至5中的任一项所述的注射模制方法，其中所述注射模制工具由金属合金形成，所述金属合金的热膨胀系数足以在所述材料与所述腔体之间形成所述气隙。

11.根据权利要求10所述的注射模制方法，其中所述金属合金包括不锈钢。

12.一种注射模制系统，包括执行权利要求1至11中的任一项所述的注射模制方法的装置。

13.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使得控制单元的至少一个处理器指引系统执行权利要求1至11中的任一项所述的注射模制方法。

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