CN114633424A - 制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子 - Google Patents

Abstract

本发明的方面涉及制造塑料部件，特别是用于运动服的减震元件的方法，用这样的方法制造的塑料部件例如用于鞋子的鞋底或者鞋底的一部分，和具有这样的鞋底的鞋子。根据本发明一方面，提供了一种制造塑料部件，特别是用于运动服的减震元件的方法，其包含用包含膨胀材料粒子的第一材料装填模具，和在装填该模具过程中，通过供给能量来预热该粒子，其中该能量是以至少一个电磁场的形式来提供的。

Description

制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子

本申请是申请号为201711247307.1、申请日为2017年12月1日、发明名称为“制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子”的中国发明专利申请的分案申请。

I.技术领域

本发明涉及一种制造塑料部件，特别是用于运动服的减震元件的方法，用这样的方法制造的塑料部件例如用于鞋子的鞋底或者鞋底的一部分，和具有这样的鞋底的鞋子。

II.现有技术

今天，塑料部件在许多技术领域和日常生活中起着基本的作用。作为例子，可以提及航空航天工业以及汽车工业。在这些领域中，塑料部件可以例如充当冲击保护元件例如阻尼器，或者它们可以用于制造面板元件，座位套，扶手等。塑料部件也可以用于包装工业中，例如用于包装敏感和易损商品来用于传送。

在全部的这些示例性应用领域中，如果塑料部件包含尽可能小的重量，但是同时是足够回弹性的，则它是有利的。具体地，对于塑料部件用于冲击保护或者用于安全包裹商品来说，塑料部件还应当包含对于吹风或者击打来说良好的减震和吸收性能。在本文上下文中，发泡塑料材料是现有技术已知的，例如膨胀聚苯乙烯，例如在商标名

或者

下获自BASF。

膨胀塑料材料的用途还可以用于制造用于运动服的减震元件，例如用于制造运动鞋的鞋底。具体地，考虑使用膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)的粒子，其是通过供给蒸汽形式的热来熔化在一起或者使用粘合剂材料连接，如DE102012206094A1和DE102011108744B1所述。使用eTPU粒子已经变得有利于提供这样的鞋底或者鞋底部分，其具有低重量，良好的温度稳定性和在跑步过程中施加来用于鞋底变形的能量方面小的滞后损失。

另外，DE102013002519A1公开了由这样的粒子来制造运动服减震元件的增加的可能性，例如依靠液体或者蒸汽流来用所述粒子装填模具。

但是，现有技术中已知的方法的共同点在于将基础材料加工成尺寸稳定的高品质部件经常仅仅高到某些厚度或者某些包装密度时才是可能的，这意味着能够制造的部件的可能的形状会受到限制。这归因于这样的事实，即，现有技术已知的制造方法必需将粘合剂材料或者热能也供给到部件的内部。对于液体粘合剂材料或者通过蒸汽提供的能量来说，这对于较厚的部件来说仅仅可能到有限的程度和/或会导致缺陷，因为“通道”或者“入口开口”提供在所述部件中来允许粘合剂或者蒸汽将基础材料灌注在模具内。此外，特别是当使用蒸汽作为能量载体时，它变成不利的，即，蒸汽内所存储的大部分能量可以损失在模具中，而非提供到粒子/粒子表面。这一方面要求必需具有长的预热阶段，直到该模具加热高到饱和温度，和另一方面会延迟熔化的部件的稳定和冷却，因为所述模具已经存储了大量的热能，其延迟了冷却。所以，所述方法会是拖延的和非常能量低效的。

所以本发明潜在的目标是提供制造塑料部件，特别是运动服减震元件的改进的方法，其允许制造复杂形状的塑料部件，具有潜在更大的厚度和包装密度，而不明显危及最终部件的品质。此外，制造工作量应当保持较低，并且制造和冷却时间较短，并且所述方法应当进一步是在制造的同时尽可能能量有效的，而无有毒或者环境有害物质。

发明内容

这个目标是至少部分地通过本发明的方面解决。

根据本发明的一方面，提供了一种制造塑料部件，特别是用于运动服的减震元件的方法，其包含用包含膨胀材料粒子的第一材料装填模具，和在装填该模具过程中，通过供给能量来预热该粒子。所述能量是以至少一个电磁场的形式来提供的。

膨胀材料的粒子在本文中有时候也称作“发泡粒子”，并且所制造的塑料部件因此有时候称作“粒子发泡部件”。用其来表示这样的膨胀材料粒子的其他术语包括例如“珠子”或者“粒料”。

通过已经在模具装填过程中预热所述粒子，能够降低必须供给到模具中的粒子中的能量的量。这会有助于降低模制时间，节约能量，例如通过避免模具吸收过多的能量来节约，并且还有利于冷却和稳定模制部件。这些效应可以进一步通过这样的事实来促进，即，所述能量是依靠至少一个电磁场来提供的，即，能量提供与任何种类的材料运输如注入能量蒸汽无关。通过已经在模具装填过程中预热所述粒子还可以导致允许更精细地调控整体制造方法，因为用于制造给定部件的不同子组的粒子可以例如预热到不同程度。

所述装填可以包含经由至少一个供料管线，将所述粒子从容器运输到模具。

这会促进制造方法的自动化，例如自动生产线。

所述粒子可以在处于容器中和/或供料管线中的同时预热。

在容器中预热所述粒子会是有利的，因为它会仅需很少的劳动。另一方面，在供料管线中预热粒子与例如在容器中预热该粒子相比会是有利的，因为它会帮助避免在粒子到达模具时预热已经衰减。当然，两种选项的组合也是可能的。例如在所述容器中，可以向粒子提供某些量的“基础”预热，同时在供料管线中，精确期望量的预热可以施加到所述粒子。

所述粒子还可以在闭合模具之前，在该模具中预热。

例如，如果期望对预热的量进行非常精确地控制，则在闭合模具之前直接在模具中预热所述粒子会是有利的，因为施加预热和实际模制部件之间的时间可以最小化。

可能的是依靠至少一个电磁场供给的能量是经时变化的。

通过至少一个电磁场供给的能量可以经时渐增。

这些选项的优点将在下面的具体实施方式中进一步讨论。

所述方法可以进一步包含步骤：通过供给能量来熔化粒子表面，其中该能量同样可以以至少一个电磁场的形式来提供。

用于预热的电磁场的类型/性质可以不同于用于熔化粒子表面的电磁场的类型/性质。

但是，还可能的是用于预热的电磁场的类型/性质与用于熔化粒子表面的电磁场的类型/性质相同。

这会简化用于制造的结构性设施，这例如归因于仅仅需要一个电磁场源。

使用一个或多个电磁场来为粒子提供能量来熔化该粒子表面会允许制造不同厚度和复杂几何形状的塑料部件，这同样是因为能量的供给与任何种类的材料运输无关，例如引入粘合剂或者蒸汽。该至少一个电磁场可以选择，以使得它基本上均匀穿透所述粒子装填的模具，并且为全部粒子提供基本上恒定量的能量，来实现在全部塑料部件整个中和在该部件的每个深度处粒子表面均匀和恒定的熔化。或者选择该至少一个电磁场，来局部改变供给到模具内排列的粒子的能量，如下面更详细描述的。以此方式，可以局部影响粒子表面熔化的性质和程度。具体地，在塑料部件内部中粒子表面的熔化可以独立于该塑料部件表面处粒子表面的熔化来控制。

与本文所述的粒子预热相结合，对制造方法进行非常细致地控制会是可能的，这样可以非常精确的调整和调节所制造的部件的性能和特性。

在下面，提供了控制制造方法的一些示例性方式，并且它描述了不同的制造参数会如何影响所制造的部件的性能和/或该制造方法本身，例如它的持续期或者能耗。如本领域技术人员将理解的，这些选项也可以彼此组合。

例如模腔内粒子的密度会影响该粒子的能量吸收和因此影响所述零件的能量吸收。增加粒子密度会导致改进的加热。该改进的加热是归因于具有低介质损耗因子的空气。所以，使得熔化方法所包含的空气最小化增加了通过电磁场所提供的能量的吸收，因此改进了粒子的熔化。

由于相同的原因，具有更高的粒子压缩比或者更大的裂缝间隙的模具也将导致更好的能量吸收，这归因于增加的粒子填充密度。要指出的是这特别优于现有技术已知的蒸汽柜模制，其中已知的是增加填充密度增加了周期时间，这归因于加热粒子表面增加的难度。

在这点上要明确提及的是出于清楚的原因，在本申请中当谈论“至少一个电磁场”，每种能量供给在语言上是与它本身的电磁场相关，这因此会意味着存在着至少一个能量源，其以“它的电磁场”形式供给能量来用于预热和/或熔化。但是，还可能的是使用多个能量源，或者一种能量源可以发射不同频率的辐射等，以使得在这些情况中，多个电磁场是(语言)上提及的。这些场在给定空间点处重叠来在这个空间点形成物理电磁场。

所述粒子可以是无规排列的。但是，所述粒子或者至少一些粒子也可以彼此对齐或者有意排列在模具内。

所述粒子可以例如包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)，膨胀聚酰胺(ePA)，膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA)，聚交酯(PLA)，聚醚嵌段酰胺(PEBA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和热塑性聚酯醚弹性体(TPEE)。

其他可能的用于制造该膨胀粒子的聚合物可以选自下面的至少一种：聚酰胺，聚酯，聚醚酮和聚烯烃。该聚酰胺可以是均聚酰胺，共聚酰胺，聚醚嵌段酰胺和聚邻苯二甲酰胺的至少一种。该聚醚酮可以是聚醚酮(PEK)，聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)中的至少一种。该聚烯烃可以是聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，烯烃嵌段共聚物(OBC)，聚烯烃弹性体(POE)，聚乙烯共聚乙酸乙烯酯(EVA)，聚丁烯(PB)和聚异丁烯(PIB)的至少一种。该膨胀聚合物材料可以包括合适的扩链剂。

此外，所述聚合物可以选自下面的至少一种：聚氧亚甲基(POM)，聚偏氯乙烯(PVCD)，聚乙烯醇(PVAL)，聚交酯(PLA)，聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏氟乙烯(PVDF)，四氟乙烯(FEP)，乙烯-四氟乙烯(ETFE)，聚氟乙烯(PVF)，全氟烷氧基(PFA)和热塑性聚氨酯(TPU)。在一个例子中，该聚合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和该扩链剂包含选自下面的至少一种：含有环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

此外，该聚合物可以包含聚酰胺(PA)或者聚醚嵌段酰胺(PEBA)和该扩链剂因此可以包含选自下面的至少一种：含有环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。同样，该聚合物可以包含热塑性聚酯醚弹性体(TPEE)和该扩链剂因此可以包含选自下面的至少一种：含有环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

通常，可以使用任何聚合物材料例如半结晶聚合物，其吸收电磁(RF)辐射到足够的程度，即具有相对高的介质损耗因子，以使得不需要另外的传热介质。此外，对于一些材料例如ePP(可膨胀聚丙烯)或者ePS(可膨胀聚苯乙烯)来说，另外的传热介质会是必需的。此外，通常还可能的是将一种或多种添加剂引入聚合物材料中来增加介质损耗因子。

包含来自于上述一种或多种材料的粒子的塑料部件它们本身特征在于非常良好的减震性能和良好的弹性和能量返回，并且它们同时可以提供非常轻的重量。它们的性能也会在很大程度上独立于温度。所以可以有利地在模具中使用不同膨胀粒子的混合物(或区域)，其因此可以使用本文所述方法来形成部件。

另外可能的是该粒子包含能量吸收材料，其吸收了通过至少一个电磁场提供的能量，以使得该能量吸收材料导致所述粒子预热和/或粒子表面熔化。

该能量吸收材料可以用于增加所述粒子单位时间从电磁场吸收的能量的量的目的。这会加速塑料部件的制造和使得它是更能量有效的。能量吸收材料还可以用于局部影响所吸收的能量的量和因此影响粒子的预热程度和/或粒子表面熔化在一起的程度，如下面进一步详述的。

在它仅仅分散在粒子表面上的情况中，使用能量吸收材料会进一步具有优点，即，所述粒子仅仅在它们的表面处预热和/或熔化在一起，同时电磁场穿透到该粒子内部，在那里没有明显的沉积能量，以使得所述粒子的腔胞结构和因此弹性可以在它们内部基本上不变地保持。

就此而言，“基本上不变”可以例如表示在能量供给前后，与所述部件的目标用途相关的物理性能没有明显差别。

所述粒子可以在装填模具之前与能量吸收材料一起提供。

在装填到模具中之前，所述粒子可以例如存储在存储容器中的能量吸收材料中和/或与能量吸收材料互混，包覆，浸泡或者浸渍等。该能量吸收材料可以例如加入到处于供料管线中的所述粒子中，其用于用该粒子来装填所述模具。这会允许按剂量加入能量吸收材料，以便在模具装填过程中能够调节和改变能量吸收材料的量/粒子。

该能量吸收材料可以例如包含水。

水是特别廉价的，环境友好的和易于处置的，并且它具有进一步的优点，即，它不参与与所述粒子的不期望的化学反应，这会例如以不想要的方式影响所述粒子的表面或者腔胞结构或者外观。

还可能的是该能量吸收材料包含金属。

金属，例如处于金属粉末的形式，会是有利的，因为它可以从至少一个电磁场中吸收特别高量的能量，而同时是易于处置和计量的。此外，如果期望，金属还可以用于影响塑料部件外观的目的，例如来提供具有金属光泽的塑料部件。

所述能量可以例如以微波范围的辐射，即频率是300MHz-300GHz来提供。

微波发生器是市售的，并且可以以相当小的劳动引入制造装置中来进行本发明的方法。另外，还可能的是微波辐射通过合适的装置基本上聚焦于膨胀材料粒子装填到其中的模腔中或者供料管线或者存储容器上，来增加所述方法的能量效率。此外，微波辐射的强度和频率可以容易地改变和适于各自的需求。

所述能量还可以以无线电频率范围的辐射来提供，即频率是30kHz-300MHz。

无线电频率发生器也是市售的，并且可以容易地引入制造装置中。此外，无线电频率辐射还可以聚焦于制造装置各自的零件，并且它的强度和频率会适于所述要求。

另外可能的是所述能量是以频率范围不同于上述频率范围的辐射形式来提供的。

作为一个具体例子，所述能量可以以红外(IR)辐射形式来提供。还可以考虑使用紫外线(UV)辐射。

此外可能的是所述能量是通过电磁感应提供的。

电磁感应描述了依靠磁通量的瞬时变化来产生电场。因此，同样在电磁感应的情况中，能量是以临时改变电磁场的形式提供的。如果所述粒子或者它们的表面包含这样的材料或者涂覆有这样的材料，其包含某些电导率，则电磁感应可以具体用于预热所述粒子和/或熔化该粒子表面。因此，通过电磁感应所产生的电场会在这种材料中产生电流，其加热了所述粒子或者粒子表面。这会允许选择性和局部聚集的能量供给。因此，可以非常精确地影响和控制所述粒子的预热程度和/或所述粒子在它们的表面处的熔化，这对于排列在塑料部件内部的粒子来说同样如此。

使用微波范围辐射、无线电频率范围辐射或者电磁感应哪种更有利会例如取决于所讨论的制造所述模具的材料。如果选择这样的选项，在其中所述模具吸收了来自于所用电磁场的最小可能量的能量，则它例如会是优选的。当然，还可能的是使用上述选项的组合。

在任何上述情况中，即，经由辐射或者电磁感应供给能量，与蒸汽柜模制相比，所述部件基本上不包含另外的水。这允许将所制造的部件直接送到另外的加工步骤。例如，(例如通常鞋底或者运动服)组装和/或连接到鞋面的另外的制造步骤可以紧随所述部件制造之后(例如该另外的制造步骤可以包括红外熔接和/或RF熔化)。

本文所述的制造方法因此有利于制造定制的运动服例如鞋子。具体地，该运动服可以在商店使用本文所述的合适的制造方法来制造。该定制制造运动服的方法更详细地描述在申请人的欧洲专利申请EP2862467A1和EP2865289A1中。

进一步可能的是供给到模具第一分区中的粒子的能量大于该模具的第二分区。这可以应用于在闭合模具之前预热模具内的粒子以及熔化粒子表面二者。

以此方式，会在塑料部件内产生不同的分区，其区别在于它们各自的厚度，硬度，透气性，挠性，弹性，感觉，外观或者涉及其他特性，其中潜在地可以使用相同的基础材料，其会促进所述制造。

在本文中，供给到所述粒子的能量的量优选表示这样的能量的量，其是粒子从电磁场中实际吸收的。

例如可能的是能量是用第一频率电磁场供给到模具的第一分区中的粒子和用第二频率电磁场供给到模具的第二分区，其中该第二频率不同于第一频率。

能量可以例如以高于模具第二分区的频率的电磁辐射供给到该模具第一分区中的粒子。其中，两类它们的频率不同的辐射可以例如来源于单个辐射源，或者可以使用分别的辐射源，即，每个发射两种频率之一的辐射。还可能的是产生具有大于两种不同频率的多种辐射。

进一步可能的是辐射(或者不同种类的辐射)的强度在模具的不同区域中是局部变化的，并且以此方式，可以影响预热和/或粒子表面熔化的程度。

另一方面，为了允许能够将一致的能量施用到具有不同部件厚度的零件(在鞋底夹层的鞋子制造中，不同部件厚度有时候称作壁厚)，工具厚度可以改变。例如较高密度材料可以更快地加热，和因此所述工具可以局部调节来吸收更多的能量，来与较低密度区域的能量吸收相平衡。这会是有利地，因为与施加变化的电磁场相比，更容易施加恒定的电磁场。因此，与施加变化的电磁场(例如频率变化)相比，通过改变材料密度，可以以更简单方式来影响部件性能。

进一步可能的是模具内能量吸收材料的平均量/粒子是变化的。

这提供了一种可能性，其与上述的改变电磁场性能的选项互补，来局部影响供给到所述粒子的能量的量(即，该粒子实际上吸收的能量的量)。例如可能的是在装填该模具之前，将某些量的粒子与不同量的能量吸收材料预混，和该不同的混合物然后根据期望的预热和/或熔化程度而布置在模具的不同分区中。或者，所述能量吸收材料可以在装填模具过程中例如在供料管线中，以剂量给料方式加入所述粒子中，以使得装填到模具中的粒子的能量吸收材料的含量可以变化。

所述模具可以进一步用第二材料装填，其保持通过至少一个电磁场基本上不变。

这可以例如是这样的材料，即，电磁场透过其，而没有被该材料在明显的程度上吸收。具体地，该第二材料可以没有能量吸收材料。“基本上不变”可以表示该第二材料没有熔融或者开始熔融或者变软或者变硬。关于术语“基本上不变”的含义进一步地解释已经在上面给出，并且这些解释也适用于此处。

所述第二材料可以例如还包含膨胀材料粒子，特别是eTPU，ePA，ePEBA，PLA，PEBA，PET，PBT和/或TPEE的粒子。其他例子已经在上面描述。

因此，本发明的制造方法可以允许由单个基础材料来制造塑料部件，其包含这样的分区，其例如是强熔化的和/或更硬的和/或空气不可透过的，以及包含松散组装的粒子的分区，以使得该塑料部件可以在这些区域中包含较低硬度，但是更高透气性等。

所述制造方法还可以包括在熔化之后，稳定所述粒子发泡部件的步骤。这可以通过将所述部件在熔化后保持在工具中，以使得该部件保持期望的零件形状来进行。模具中材料体积越大，越有益于稳定所述部件。该稳定步骤还可以包括装置例如冷却通道或者冷却肋片，来允许控制该部件冷却速率和因此稳定化。

所述制造方法还可以包括使用箔来形成粒子发泡体的皮的另外的步骤。该箔可以用外部发泡粒子来熔化。在一个例子中，这可以是TPU，但是也可以使用表现出高极性程度的其他材料例如PVC，其在极性方面是最敏感的。

该第二材料的粒子可以是无规排列的。或者该第二材料的粒子或者至少一些该粒子可以彼此对齐或者有意排列在模具内。

第一材料所吸收的能量的量与第一材料和模具所吸收的能量的总量可以是1.0-0.2，或者它可以是1.0-0.5，或者它可以甚至是1.0-0.8。

在第二材料(和潜在地甚至另外的材料)装填到模具的情况中，上述范围可以应用于第一材料所吸收的能量的量与模具内全部材料所吸收的能量加上该模具所吸收的能量的总量之比。

如已经多次提及的，本发明的制造方法可以允许选择性供给能量到这样的区域，其中需要预热所述粒子和/或熔化该粒子表面。它可以，特别是涉及在闭合模具中熔化粒子表面时，通过合适地选择用于所述模具的材料来使得模具仅仅从电磁场吸收不显著量的能量而是可能的。首先，这使得该制造方法更能量有效的。它还可以帮助防止模具过度加热，其依次会明显缩短冷却方法。还会避免该模具的预热。上述第一材料吸收的能量的量与该模具中全部材料加上该模具本身所吸收的能量的总量之比变成现实的。

但是，一种制造运动商品的方法还可以包括加热或者预热模具的至少部分的壁的步骤。这也会导致预热该粒子本身。以此方式，可以改进表面品质和可以实现该粒子高到模具表面的更好地填充。实现此的一种可能方式可以如下来实现：将介电损耗高于模具表面材料的材料施用到该模具表面，和因此吸收一些辐射和因此加热，而不熔融所述材料。另一实现这种制造步骤的方法也可以使用工具(例如激光烧结工具，其允许更复杂的通道以及更接近于模具表面的通道)来允许通过将流体送过该工具周期/送过其中来加热所述模具。所述流体应当具有低的介质损耗因子。通常，加热高于部件的熔融温度将导致该部件壁熔融，其是不期望的。应当注意的是当加热所述模具到接近于、处于或者高于材料的玻璃化转变温度的温度时，应当小心，因为材料的电介质吸收在聚合物高于这个值时显著变化，即增加的吸收将意味着加热将快速升温高于这个温度。所以在一些情况中，应当避免将该模具加热到接近于、处于或者高于材料的玻璃化转变温度的温度。

还要提及的是具有复杂通道和/或接近于模具表面的通道的激光烧结工具也会是有益的，其表现在该通道可以允许通过将冷却流体送过通道而快速冷却所述工具。该工具也可以包含冷却肋条来促进冷却。

本领域已知的任何模具制造方法可以用于构建模具来用于本文所述的方法。

例如，模具可以整个或部分地包含环氧树脂。其他模具材料也可以与该制造方法结合使用。例如该制造方法可以包括提供PTFE，PE，PEEK，UHMWPE(超高分子量聚乙烯)，或者其他材料(其在电磁场施加过程中是结构稳定的)的模具的步骤。提供这样的结构稳定的材料可以改进粒子表面熔化的步骤。

使用环氧树脂还可以有利于制造具有复杂三维几何形状的模具。此外，环氧树脂可以提供非导电性，以使得例如可以避免或者降低模具或者模具零件的加热。由环氧树脂制成的模具或者模具零件也可以提供基本上不吸收电磁辐射。但是，如上所述，在一些情形中，加热至少部分的模具的另外的步骤会是有利的。

本发明另一方面是通过一种制造运动服减震元件的方法来提供的，其包含：(a)将模具以预定量打开到装填位置，其中(b)该模具包含至少两个模具零件，并且在步骤(a)中该模具的打开量影响该模具可利用的装填体积；(c)将第一材料装填到步骤(a)中打开模具所产生的体积内，该第一材料包含膨胀材料的粒子；(d)将该模具闭合到闭合位置；和(e)通过至少供给至少一个电磁场形式的能量，来熔化该粒子表面。

该模具可以包含两个零件，但是它也可以包含大于两个零件。具有大于两个零件可以例如促进模具装填或者最终部件的脱模。

例如在具有两个模具零件的模具的情况中，该两个模具零件可以在模具装填位置，在它们之间提供间隙或者裂缝。该模具的装填位置因此也可以称作模具的“裂缝-间隙位置”(不管模具零件的数目)。穿过这种裂缝，第一材料可以装填到模具零件之间通过打开模具所生产的装填体积中。

该可利用的装填体积可以用第一材料完全填充。但是，还可能的是该可利用的装填体积没有被第一材料完全填充，其然后用另外的材料填满，或者简单地部分留下空隙。该装填可以无需另外的压力来进行(例如在大气压下进行)，或者该第一材料可以在压力下装填到模具中(例如高于大气压)。该装填可以通过使用例如空气或者液体流来促进。

通过单个模具零件之间的间隙或裂缝来装填模具可以称作“裂缝-间隙装填”。本发明的该方面因此还可以称作“裂缝-间隙方法”。

如所述的，该模具在步骤(a)中在装填位置打开的预定量和因此裂缝高度影响了第一材料(和潜在地另外的材料)在步骤(c)中可以装填到其中的可利用的装填体积。影响该可利用的装填体积的另外的因素当然是模具的一般尺寸，即，所制造的部件的尺寸(例如如果所述方法用于制造鞋底或者鞋底的一部分，则是鞋子尺寸)。该可利用的装填体积依次会影响第一材料和特别是膨胀材料粒子通过在步骤(d)过程中闭合模具所经历的压缩量(假定例如该可利用的装填体积被第一材料完全填充和模具的闭合位置总是相同的；否则，闭合位置的填充高度和具体构造也会影响压缩量)。

用于熔化粒子表面的能量可以以至少一个电磁场的形式来提供。但是，其他形式的供给能量，例如使用(加压)蒸汽，也会导致粒子表面熔化。要提及的是在本说明书整个中所述的用于提供能量的电磁场的细节和特征也可以应用于本发明的该方面，即使这些细节和特征是在不同方面的上下文中描述的。它们因此在此不再赘述。

在模具的装填-(或者裂缝-间隙-)位置，该模具零件可以处于与模具闭合位置相比，以不同距离间隔的模具的不同区域，以使得在闭合模具的步骤(d)过程中，该模具零件是在不同区域中一起移动不同的距离。

至少一个该模具零件可以例如包含几个单个的子零件，并且处于模具装填位置的该模具零件的间距可以对于每个子零件单个控制，来获得在模具不同区域中模具零件的不同间距。

还可能的是在闭合模具的步骤(d)过程中，至少一个该模具零件是在离心排列的旋转轴周围绕轴旋转的。

在闭合模具的步骤(d)过程中，该粒子可以在模具的不同区域进行不同的压缩。例如具有单个子零件的模具零件，或者在离心排列的旋转轴周围绕轴旋转的模具零件通过闭合该模具，可以导致在模具不同区域中不同的压缩度。

模具在步骤(a)中打开的预定量会影响减震元件的机械性能。这样的机械性能可以例如包括减震元件的硬度，密度和/或弹性。例如较大的裂缝高度会导致较大的可利用的装填体积，可以导致更多材料装填到模具中，和因此通过闭合模具时装填材料更强的压缩。这会导致例如所制造的减震元件更高的密度和更高硬度。

可能影响机械性能的其他因素包括例如要装填到模具中的第一材料的材料组成，装填压力(例如大气压或者更高)，供给来熔化粒子表面的能量的量和种类，熔化持续时间等。

以此方式制造的减震元件可以例如是鞋底或者鞋底的一部分，例如鞋底夹层。

这种“裂缝-间隙方法”另外的细节，选项和优点将在下面进一步的详细说明中提及。

还要强调的是用于制造减震元件的“裂缝-间隙方法”可以与上述和下述本发明的其他方面相组合，但是本发明的不同的方面也可以是单个实践的。

本发明另一方面是通过本发明方法的实施方案所制造的塑料部件，特别是用于运动服的减震元件(例如鞋底或者鞋底的一部分)来提供的。

本发明另一方面涉及具有这样的减震元件的鞋子，特别是运动鞋。该鞋子可以例如是跑鞋。

通过使用本发明的制造方法来制造这样的塑料部件，可以选择性和局部影响所制造的塑料部件的性能，而无需复杂的制造装置的设施。此外，该制造可以是能量有效的和环境友好的，并且可以在相当少的时间内完成。因此，本发明制造方法可以适用于大规模生产，例如制造具有使用本发明方法制造的鞋底或者鞋底一部分的鞋子。此外，该方法可以是很大自动化程度的，并且不同种类的塑料部件可以用单个制造装置来制造，例如通过将频率，强度，辐射时间，聚焦和电磁场的其他性能与每个塑料部件各自的要求相配合来进行。

IV.附图说明

本发明可能的实施方案进一步在下面的说明书中参考下图来说明：

图1a-i：本发明制造方法的实施方案的图示；

图2a-c：根据一种示例性制造方法制造的塑料部件的例子；和

图3：用于制造粒子发泡部件的设备的实施方案。

V.具体实施方式

本发明方法可能的实施方案在下面的具体实施方式中主要涉及用于运动服的减震元件来说明，特别是用于鞋子的鞋底。但是，要强调的是本发明不限于这些实施方案。相反，它还可以用于汽车工业的塑料部件，例如用于制造阻尼器，挡泥板，面板元件，座位套或者扶手，用于航空航天工业的塑料部件，用于包装工业的塑料部件，用于运动装备的塑料部件等。

进一步可以提及这样的事实，即，在下面仅仅更详细描述本发明的实施方案。但是，本领域技术人员将理解涉及这些具体实施方案所述的任选的方法步骤和可能的改变也可以改变或者彼此以本发明范围内的不同方式组合，并且如果它们看起来是可有可无的，则所述方法的单个步骤或者任选的特征也可以省略。为了避免赘述，因此可以参考前述节中的解释，其也适用于下面的具体实施方式。

图1a-i显示了本发明的用于制造塑料部件的方法100的实施方案。它们是图示的，因此图1a-i所示比例不必需符合方法100的现实应用中的实际比例。而是，图1a-i用于为本领域技术人员显示本发明范围的目的，包括方法100潜在的设计选项和改变，以及根据给定的需求组来改变方法100的不同的可能性。

方法100包含用第一材料来装填模具110的步骤，该第一材料包含膨胀材料的粒子120，在本文中也称作“发泡粒子”，如图1a所示。

在装填该模具110的过程中，方法100也可以包含通过供给能量来预热该粒子120的步骤，其中该能量是以至少一个电磁场130，135，140的形式来提供的(关于这些场更多的细节，见下面)。

属于预热步骤的选项和特征已经在上面详细讨论过，所以为了简要，无需在此全部重复。一些另外的细节和优点将在下面进一步描述。还要提及的是，无论何时在下面在粒子表面熔化的上下文中讨论粒子120的能量吸收特性时，相同的考虑也可以应用于粒子120的预热，其中是物理上可能的。

但是重要的是，要强调如下所述制造部件原则上也可以无需预热步骤来进行。即，下面例如涉及模具110或者粒子表面熔化所述的特征和细节被认为是独立的方面，其也可以无需预热粒子120来实践，虽然通过将这些方面与预热粒子120相组合，可以实现某些协同优点(例如仅仅提及一个的是降低周期时间)。

模具110可以例如包含两个或者更多个模具零件112，113，其可以相对于彼此移动。该模具110包含腔室115，其具有对应于要制造的塑料部件的形状。

模具110或者模具零件112，113可以例如包含环氧树脂。使用环氧树脂制造模具110或者模具零件112，113可以允许提供包含具有非常复杂的三维几何形状的腔室115的模具110。因此，同样复杂形状的塑料部件可以用本发明制造方法100来制造。但是，同样其他模具材料也可以与方法100相关来使用。例如方法100可以包括提供PTFE，PE，PEEK或者其他材料(其在电磁场施加过程中是结构稳定的)的模具110的步骤。

模具110或者模具零件112，113的表面材料可以选择，以使得它的损耗因子类似于发泡粒子120(即膨胀材料粒子120)。这样的合适的材料的一个例子是环氧树脂。为模具110或者模具零件112，113的表面提供损耗因子类似于粒子120的材料会导致包入模制腔室115中的粒子120和模具110壁二者的基本上均匀的加热，因此可以获得部件更好的表面熔化。模具110的表面可以例如通过涂覆方法或者以本领域已知的另一方式施用合适的表面材料来改变。

同样，模具零件112，113可以包含电容器板(未示出)。电容器板可以排列在模具零件112，113的内侧上(即零件112，113面朝模制腔室115的一侧)。在另一例子中，至少一部分的模具零件112，113可以由电容器板制成。

更通常地，模具零件112，113可以包含成层结构。模具零件112，113可以例如每个包含成层结构，其包含基板，限定了至少部分的模制腔室115的模制板，和在模制板内侧(即面朝腔室115的一侧)上的绝缘层。电容器板也可以包括在这样的成层结构中。

该模制板和/或电容器板的厚度可以变化。例如通过改变该模制板和/或电容器板的厚度，模具零件112，113可以轮廓化。这允许精细调节施加到模具110中的粒子120上的能量。调节电容器板会是优选的，因为它会允许保持相同的模制板，其会比调节该模制板本身更经济。

此外，伏特计可以用于测量电容器电压。这会有助于测定引入粒子120中的热输出，因为功率是与电压的平方成比例的。

至少一个该模具零件112，113也可以由复合材料形成或者包含复合材料。复合材料可以包含基质材料，其包含塑料材料和植入其中的体，其中该体包含或者由这样的材料制成，其的导热性好于它们植入其中的塑料材料。

该植入体可以例如是粒子或者纤维。所述体可以完全植入基质材料中。如果该体是粒子例如球形粒子，则它们的最大尺寸可以是3mm，2mm或者甚至1mm。如果它们是纤维，则它们的最大长度可以是20mm，10mm或者甚至5mm。

该基质材料可以由非导电塑料材料例如环氧树脂制成。所述体可以分散在该基质材料内，以使得至少大部分的它们不彼此接触。在这样的情形中，所述体可以由导电材料制成。作为一个具体例子，模具零件112，113可以都包含上述电容器板，并且该模具零件可以进一步包含由非导电塑料基质材料和植入其中的导电纤维以这样的方式制成的复合材料，即，至少大部分的它们不彼此电连接。在这种情况中，所述纤维可以有利地与电容器板平行和相连排列。

例如，该植入体可以包含或者由矿物质例如硅砂，陶瓷材料，氧化铝，氮化铝，玻璃粒子，玻璃料，碳化硅和/或氧化镁制成。该植入体也可以是玻璃纤维或者碳纤维。

碳纤维通常是导电的，由于这个原因，如果包括这样的电容器板，则它们优选与模具零件112，113的电容器板平行和相连排列。

氧化镁具有高热容，因此具有模具零件112，113的模具110可以快速吸收在熔接过程中引入粒子120中的热，并且所形成的粒子发泡部件快速冷却。

另一选项是所述复合材料包含这样的材料，其不吸收或者仅仅在有限程度上吸收RF辐射。这样的复合材料不影响/吸收RF辐射，或者仅仅到最小程度。但是由于该植入体具有良好的导热性，因此该复合材料可以仍然快速耗散模制腔室115中所存在的热，这导致部件在熔化后快速冷却。

包含这样的复合材料的模具零件112，113可以进一步在它的内侧上，即在面对模制腔室115的一侧上具有涂层，该涂层比所述复合材料更强地吸收RF辐射。因为此，通过在与模制腔室115相邻的区域中施加电磁辐射，加热了模具零件112，113，因此可以均匀加热模制腔室115中的发泡粒子120。具体地，这个涂层的电损耗因子可以类似于在模具110中熔接的发泡粒子120。该涂层可以是塑料涂层，其可以由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PEEK(聚醚酮)，POM(聚氧亚甲基)，聚酰亚胺或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制成或者包含它们。

绝缘层也可以排列在模具110内侧(即面朝模制腔室115)上。如果选择该绝缘层的材料，以使得它通过电磁辐射不变成受热的，则绝缘层可以帮助避免加热模具壁。在一个例子中，电绝缘涂层可以由这样的材料制成，其对于电磁辐射，特别是RF辐射是基本透明的，所述的材料例如是PTFE，PE，PEEK。

例如该涂层或者绝缘层可以由具有中等损耗因子的材料制成，例如诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PEEK(聚醚酮)，POM(聚氧亚甲基)，聚酰亚胺和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。对于RF辐射，聚氧亚甲基的介质损耗因子D是大约0.008，和聚甲基丙烯酸甲酯的介质损耗因子D是大约0.02。这些涂层因此对于RF辐射是基本上透明的，因为它们仅仅吸收少部分的电磁辐射，并且由于相对低的损耗因子而可以以某些厚度来形成，例如至少2mm，特别是至少2.5mm或者至少5mm。优选所述涂层厚度不大于20mm，特别是厚度不大于15mm和优选厚度不大于10mm，以使得该涂层所吸收的电磁辐射的能量部分较小。

另一方面，如已经提及的，模具110的内侧也可以用塑料材料覆盖，其施加电磁辐射时，介质损耗因子类似于在模制腔室115中加工的塑料材料(例如损耗因子与粒子120的材料相同)，来实现当施加电磁辐射时，在整个模制腔室115和在其边缘部分上的均匀加热。

要强调的是损耗因子类似于粒子120的绝缘层或者塑料材料也可用于模具110和模具零件112，113(其不包含上述的复合材料)。

作为另一例子，如果认为有助于加热包纳着模制腔室115的模具表面，则加热丝可以与包纳着模制腔室115的模具表面相邻排列。该加热丝连接到电源，通过其可以将加热电流供入加热丝。同样，加热与模制腔室115相邻的壁/模具表面会有助于实现粒子120更好的表面熔化，特别是与模具110的壁相邻的粒子。

用包含膨胀材料粒子120的第一材料装填模具110可以例如经由供料管线118来进行，该管线经由入口连接到模具110的腔室115。还可能的是该装填是通过多个供料管线和入口来进行的。

可选择地或者另外，该装填也可以通过模具110的可移动的模具零件112，113来进行，其初始时彼此远离移动，来在模具零件112，113之间产生一个或多个开口，通过其来进行装填(这个选项在图中未明示)。在模具110的装填完成后，该可移动的模具零件112，113可以一起移动和/或所述入口可以闭合，以使得腔室115形成闭合模制室。其中模具零件112，113移动分开来用于具有粒子120的第一材料装填的状态可以称作装填态或者“裂缝-间隙态”，并且使用这样的装填的模具可以称作“裂缝-间隙模制工具”。

模具110在装填态时的打开量会影响模具110的可利用的装填体积。该可利用的装填体积会依次影响“加入”减震元件中的材料的量，和因此影响减震元件的机械性能例如密度，硬度和/或弹性。

在装填过程中使用裂缝-间隙例如会有助于增加要制造的粒子发泡部件的区域中的密度，其中否则密度将变得过低。例如在这样的区域中，所述模具可以打开到较大的量和因此用所述粒子“溢出填充”，这导致了所述粒子通过闭合模具时更强的压缩和因此增加了模制部件中的密度。

更通常地，处于裂缝-间隙位置的模具零件的间距影响了可利用的装填体积和因此在装填态能够填充到模具110中的粒子的量，以及所述粒子通过闭合模具110所经历的压缩的量(假定例如该可利用的装填体积被完全使用，并且模具110总是闭合到相同的最终位置；否则填充高度和模具110的闭合位置的具体构造也会影响压缩的量)。模具零件112和113在裂缝-间隙位置时较大的间距，即较大的裂缝高度，将允许更多的粒子填充到模具110中，其因此在模具110闭合时，与较小的裂缝高度相比发生了更强的压缩(同样假定例如可利用的装填体积被完全使用，并且模具的闭合位置是相同的，不管裂缝高度如何；如果不是这种情况，则填充高度和模具闭合位置的细节也会影响压缩，如已经提及的那样)。

总之，模具110可以具有两个模具零件112和113(大于两个模具零件也是可能的，但是在此为了简要不具体讨论)和在裂缝-间隙模制中，所述两半112，113排列在裂缝-间隙位置中，其中与闭合位置相比，它们彼此间隔某些距离，来用于装填模具110，并且它们随后在熔化粒子120表面之前压缩在一起，由此将所述粒子在模制腔室115内压缩。在装填过程中模具零件112和113的间距，即，模具110用于装填的打开量，影响了两个零件112和113之间的可利用的装填体积，和它因此会影响或者决定可以装填到模具110中的粒子120的量。这依次会影响或者决定粒子120通过闭合模具110所经历的压缩的量。

在填充模具110的过程中，模具零件112和113可以在模具110的不同区域中以不同距离间隔开，以使得在闭合模具110过程中，模具零件112和113是在不同区域中的不同距离上一起移动的。例如模具零件112和113可以包含几个单个子零件，并且第一模具零件112上的子零件和相应的第二模具零件113上的子零件之间的裂缝高度可以对于每个子零件单个控制和改变。还可能的是两个(或更多个)模具零件112或者113中仅仅一个包含这样的单个子零件，而其他模具零件不包含，这会允许更简单的模具结构。在至少一个模具零件112或者113包含单个可控制子零件时，裂缝高度和因此用具有粒子120的第一材料装填模具110和压缩仍然可以局部控制。

因此，所述第一材料和特别是发泡粒子120可以在模具110的不同区域中以不同强度压缩。这使得可以获得例如在模具110闭合态时不同的密度。还可以拉平或者补偿由于模制腔室115中不同厚度导致的密度变化。

如果例如用于鞋类的鞋底是在模具110中生产的，则所形成的粒子发泡部件通常在前部区域中远薄于后部。在横截面中，这样的鞋底具有大致楔形的形式。如果一个模具零件112或者113例如是绕着旋转轴旋转来产生裂缝-间隙位置，则所述的轴是在模具110的较薄端处与模具110的纵轴横切来排列的(换言之离心排列)，然后通过旋转回模具110的闭合位置，获得了其中所含的发泡粒子120的大致恒定的密度。这个选项所以例如可以有利地用于制造楔形横截面的产品。为了重复，在闭合模具110过程中，模具零件112和/或113可以例如在离心排列的旋转轴周围绕轴旋转。

此外，用于模具零件112和/或113的单个可控子零件，或者离心排列的旋转轴或者轴，也可以用于尽可能均匀地压缩模制腔室115的不同厚度的区域，来在整个粒子发泡部件中获得最均匀的加热和熔化品质。但是，如果某些区域要更强地加热，即，在这些区域中发生更大的压缩，以使得由于它们较大的密度，位于其中的发泡粒子120更强地吸收电磁辐射，则它也会是有利的。因此在该粒子发泡部件生产过程中，可以设定预定的，非恒定温度曲线。

要提及的是在本发明的范围内，涉及现在刚刚描述的模具110的裂缝-间隙装填的方面可以单个实践，无需预热粒子120，但是也可以与上述和下述本发明的另外的方面和特征相组合。

图1b显示了用具有膨胀材料的粒子120的第一材料装填的闭合模具110。一个或多个供料管线118和/或入口可以连接到模具110或者模具零件112，113。在一个例子中，为了加工，可以加入一个或多个空气通道。以此方式，将空气注入来用于冷却和/或稳定变得可能。同样，将多余的气体转移或者降低模具内压力也变得可能。

在一个例子中，粒子120可以当它们装入模具110时可以打漩。这可以通过空气流或者另一气态流来实现。该空气流可以依靠供料管线118或者在也用于装填粒子120的入口中施用到模具110，或者具体管线可以用于将空气流注入模具110中。打漩可以有利地在所述粒子装填到模具中时分离它们，来避免其聚集和使得其能够分布。

如上所述，在装入模具110之前，粒子120可以例如存储在存储容器中和/或与能量吸收材料互混，涂覆，浸泡或者浸渍等。如上所述，该能量吸收材料可以例如在供料管线118中(其用于将粒子120装填到模具110中)加入粒子120。这会允许按剂量加入能量吸收材料，以使得在装填模具110过程中可以调节和改变能量吸收材料的量/粒子120。使用能量吸收材料可以例如有利于使得材料能够吸收RF能量，即，使得它RF活化(或者用一些其他种类的电磁辐射和/或感应来活化)。使用能量吸收材料也可以用于降低预热而非RF熔化所必需的能量。同样，当尝试在一个部件中平衡多个材料的RF吸收时，使用能量吸收材料可能有帮助。它的使用可以例如有助于实现处于理想加工范围内的操作，由此一种材料具有它的调节的加工窗(或二者)，来可以发现最佳窗口。

在一个例子中粒子120的装填可以通过重复打开和闭合材料容器来实现。例如，打开和闭合次数可以处于500毫秒到1秒的量级。以此方式，将所述粒子从容器间歇传送到供料管线118和最后到模具110变成可能。这会导致打碎发泡粒子120的桥，以使得粒子120变成至少部分分离的。这在发泡粒子120具有粘结剂表面的情况中会是有利的，例如诸如eTPU发泡粒子120。

一旦模具110中存在着足量的粒子120，则闭合该模具110和/或闭合供料管线118和/或入口。为了确定是否已经装填了足量的粒子120，模具110可以例如基于体积填充，并且当反馈压力足够高时，它假定模具110已经充分填充。或者模具110是基于重量填充的。

在一个例子中，可以施加可变的压力到模制腔室115。加压到该模制腔室115可以增强粒子120的加工。例如，当在装填过程中施加压力该模制腔室115时，这也改进了装填模具110的能力，因为粒子120变得更小，即，处于压缩下。此外，可能的是施加负压(即真空)。如果发泡粒子120和/或所提供的压缩空气具有某些湿气，则这会是有利的。

粒子120可以是无规排列的。但是粒子120或者至少一些粒子120也可以彼此对齐或者有意排列在模具110内。

粒子120可以例如包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)，例如eTPU，其在频率1MHz的电磁辐射时介质损耗因子D是0.2，膨胀聚酰胺(ePA)，和/或膨胀的聚醚嵌段酰胺(ePEBA)。可以使用的其他材料包括PLA，PEBA，PET，PBT和TPEE。第一材料可以仅仅包含一类粒子120。但是，还可能的是装填模具110的第一材料包含不同种类的粒子120的混合物。例如粒子120可以在它们的材料，形状，尺寸，颜色，密度和/或其组合以及它们的各自膨胀材料方面是不同的。例如取决于要形成的塑料部件的目的，粒子120的直径可以优选是3mm-5mm。

还可能的是粒子120包含能量吸收材料，其吸收了通过至少一个电磁场所通过的能量(如上所述和如下面进一步所述的)和所以导致粒子120的表面熔化(或者预热)。这种能量吸收材料可以例如在装填模具110之前加入粒子120。例如粒子120可以在装填模具110之前如下来提供能量吸收材料：将它们存储在所述材料中或者将它们与所述材料互混。还可能的是在装填模具110过程中将能量吸收材料加入粒子120，如图1a所示，例如依靠供料管线118中的料斗119加入。

在最简单的情况中，粒子120被提供了恒量的能量吸收材料。即，能量吸收材料的量对于全部粒子120来说是基本相同的。这里“基本相同”可以表示：远到用于添加能量吸收材料的方法和粒子120尺寸允许的变化。因此在这种情况中，会存在着能量吸收材料在具有粒子120的第一材料中基本均匀的分布。

但是，还可能的是能量吸收材料加入量/粒子120在模具110内是变化的。这可以例如实现在装填模具110之前，制备粒子120和能量吸收材料的混合物，其每个包含不同含量的能量吸收材料，并且使用它，该模具110随后根据能量吸收材料在模具110内期望的分布来装填。或者，因此在装填模具110的过程中通过料斗119加入的能量吸收材料的量是变化的。

依靠不同量的能量吸收材料，可以局部影响通过电磁场供给到粒子120的能量的量(供给至少一个电磁场形式的能量的量将在下面进一步讨论)，即，粒子实际吸收的量。例如粒子从电磁场吸收的能量的量会与给定的粒子120包含的能量吸收材料的量成比例。粒子120吸收的能量的量可以依次影响粒子120表面被它相邻粒子表面多强的熔化。例如粒子120表面与相邻粒子表面一起熔化得越强，供给到粒子120和通过其吸收的能量越多。

例如图1c显示了所述情况，其中模具120装填了粒子120的三层122，123和124，其中该三层122，123和124每个包含不同量的能量吸收材料/粒子120。在这里所示情况中，底层122包含最大量的能量吸收材料/粒子120和顶层124是最小量。如前所述，能量吸收材料的量/粒子120也可以以不同方式在模具110内变化，来局部调节各自粒子120的表面熔化期望度。

该能量吸收材料可以例如包含水或者包含于水中，或者它可以包含含有金属的材料，例如金属粉如铁屑。能量吸收材料的选择会取决于导致粒子120表面熔化的能量的提供方式。

说到此，方法100可以进一步包含通过供给能量来熔化粒子120表面，其中该能量是以至少一个电磁场130，140形式提供的。用于熔化步骤的周期时间取决于不同的参数(例如粒子120的密度)和可以优化到期望的范围。所述方法的一个优点是它会使得熔化步骤非常短，例如熔化步骤的周期时间可以是5秒到2分钟。这意味着与常规蒸汽模制例如用于运动商品的eTPU/粒子发泡体相比，所述周期时间会明显缩短。

还要注意的是所述制造方法也可以包括测量模具110以及不同部件的状态。具体地，可以测量在模具110内一个或几个地方的粒子120的温度。这有利于优化周期时间和调节参数(例如电磁辐射)来获得粒子120可靠的熔化。

所述能量可以例如以电磁辐射130的形式来提供，如图1d所示。其中，辐射130可以从辐射源131发射。

辐射130可以例如是微波范围内的辐射130，即辐射频率是300MHz-300GHz。辐射130也可以是无线电频率范围内的辐射，即辐射频率是30kHz-300MHz。

进一步可能的是所述能量是以频率范围不同于刚刚提及的频率范围的辐射130形式来提供的。作为一个具体例子，所述能量可以以红外(IR)辐射130形式来提供。还可以考虑使用紫外(UV)辐射130。

如果辐射130是处于微波范围的辐射，则水可以很好地适于作为能量吸收材料，因为用微波辐射来照射水导致水的加热。同样对于处于无线电频率范围或者红外范围的辐射130来说，水可以被考虑作为能量吸收材料。

如图1e所示，所述能量可以通过电磁感应来进一步提供。为此目的，例如感应发生器141(多个感应发生器也是可能的)产生了电磁场140，其包含了经时变化的磁通量。当使用电磁感应时，粒子120优选包含具有某些导电率的能量吸收材料，例如金属粉如铁屑。因此，经时改变的磁通量会在这种导电材料中产生涡流，其加热了所述材料和因此导致了粒子120表面熔化。

在图1d和1e所示的实施方案中，模具110的全部分区被提供了大致相同量的电磁场130，140形式的能量。但是，必须要记住的是供给到粒子120用于表面熔化的能量的量，即，被它们实际吸收的能量的量，不但取决于通过电磁场130，140在第一位置可利用的能量的量，而且取决于粒子120实际上从电磁场130，140提取的可利用的能量的百分比。如上所述，这可以通过为粒子120提供能量吸收材料或者通过例如改变它在模具110的不同分区中的剂量来控制。

作为另一选项，模具110或者模具零件112，113可以在它们的内侧上(即面对模制腔室115的侧面上)选择性提供这样的区域，其当施用EM辐射时能够更强地吸收EM辐射，该区域吸收辐射来以这样的方式更强地加热，即，在这个区域中，粒子120和因此粒子发泡部件的表面相比于其余区域更强地熔融。这些区域(其更强地吸收电磁辐射)可以具有特定标记，标识等形状，以使得这种形状是通过该粒子发泡部件表面熔融而印在最终粒子发泡部件中的。以此方式，标记可以提供在该粒子发泡部件上，无需分别的加工步骤。

可选择地或者另外，还可能的是供给到粒子120的能量的量是依靠改变电磁场可用于模具第一地方中不同分区的能量的量来影响的。

例如，图1f和1g显示了实施方案，其中可用于模具110的第一分区150的能量大于第二分区155。这是通过用频率f₁的电磁辐射130照射第一分区150和用频率f₂的电磁辐射135照射第二分区155来实现的，其中频率f₁高于频率f₂。两个频率f₁和f₂可以例如选自上述频率范围(微波，无线电波，红外光，UV)或者选自一种或多种不同的频率范围。结果，辐射130“运输”到模具110的第一分区150的能量大于辐射135运输到模具110的第二分区155的能量。如图1f所示，可能的是两类辐射130和135是从单个辐射源131发射的。为此目的，辐射源131可以例如包含使得频率加倍的装置。但是，如图1g所示，还可能的是两类辐射130和135的每个是从各自分别的辐射源131和136发射的。所述辐射可以通过合适的辐射源产生，包含用于引导电磁波的电路。如果使用共振频率，则可以转移最大功率。

但是，不仅可能依靠改变频率来影响能量可利用的量。图1h例如显示了一种实施方案，其中可用于模具110的分区150和155的能量的量是经由入射到这些区域中的辐射130和135的强度来控制的。这里，强度表示能量入射量/单位区域和单位时间的电磁辐射。通常，它是与入射辐射的振幅的平方成比例的。

如前所述，可以想到的是在实际熔化粒子120之前，预热粒子120。以此方式，粒子120可以首先加热到一个具体温度，以使得它们处于涉及电磁辐射的优选的吸收范围，其随后用于熔化。这种预热可以在模具110中或者在粒子装填到模具110中之前或者之中进行。

类似于使用上述的能量吸收材料，当尝试平衡一个部件中多个材料的RF吸收时，可以例如进行预热所述粒子，因为它可能有助于实现在理想加工范围内的操作，由此一种或多种材料具有它的调节的加工窗，以使得对于整个方法可以发现最佳的加工窗。

如果它已经在装填步骤过程中进行，但是同时模具110闭合，则预热粒子120会是有利的。这样的预热可以增加系统的通过量，因为可以减少实际熔化步骤所需时间和因此将粒子120保持在模具110中所需时间。

此外或者可选择地，在一个例子中，可能的是在第一、较低电功率或者电压(例如在装填过程中和/或在粒子120处于模具110中)施加RF辐射，来将所述材料预热到具体温度。其后，可以逐渐或者突然增加电功率或者电压。该电功率或者电压可以在它在模具110的不同分区(例如区域150，155)中变得增加之前，在较低值施加。因此，获得仅仅部分预热所述粒子120变成可能。当使用具有不同性能(例如尺寸或者吸收材料)的粒子120时这会有帮助。

电磁辐射130，135，140的电功率或者电压也可以逐渐增加。例如可以选择辐射功率的上升，以使得生产单个部件的整个周期时间处于期望的生产范围。例如处于5s-2min。与制造运动商品的常规方法相比，本发明方法因此会是明显更快的。通常，可以相当自由地选择辐射功率的上升时间，并且它可以调节来控制粒子120的表面熔化过程和因此所述部件的整体熔化。例如，取决于粒子120的材料，过快的上升会损坏粒子的腔胞结构。而过慢的上升会是低效的或者导致不足熔化结果。

在预热后，可以施加电磁辐射130，135，140来实现优化的功率转移。如果使用包含温度依赖性介质损耗因子的材料，则这种方案也会是有帮助的。

虽然在图1h所示的实施方案中，两类辐射130和135具有相同的频率f₁和辐射130具有强度I₁(其高于辐射135的强度I₂)，但是对本领域技术人员来说很显然在其他实施方案中，强度变化可以与频率变化相组合，并且通常还可能的是使用大于两类不同的辐射。

进一步可以提及这样的事实，即，同样为了产生具有不同强度的两种或者更多种辐射130，135，可以使用单个辐射源。但是在图1h中，具有较高强度I₁的辐射130是通过辐射源131发射的，和具有较低强度I₂的辐射135是由分别的辐射源136发射的。

另外，在图1f-h所示的实施方案中，第一辐射130仅仅照射第一分区150和第二辐射135仅仅照射第二分区155。但是，在不同的实施方案(未示出)中，还可能的是第一电磁场例如来自于源136的磁场135为整个模具110提供了作为基础场的基础量的能量，并且模具110的一个分区中可利用的能量的增加，例如分区150中可利用的能量的增加，是通过用来自于另外的辐射源的辐射照射这个分区来实现的，例如用来自于源131的辐射130。换言之，模具110的单个分区可以通过另外的电磁场来提供另外的能量，例如处于辐射或者电磁感应形式。

可以再次提及的事实是实际提供到粒子120和被其吸收的能量的量通常还取决于另外的因素，特别是潜在加入的能量吸收材料的量和粒子120本身的膨胀材料的吸收功率。

同样要强调的是本发明方法100的优点可以是与具有粒子120的第一材料相比，模具110仅仅吸收有限量的能量。例如使用环氧树脂来制造模具110已经表现出是有利的。环氧树脂可以加工成具有复杂的形状的腔室115的模具110，并且它可以包含对电磁场低的吸收功率。还可以使用本领域已知的其他制造具有低吸收能力模具的方法。

具有粒子120的第一材料所吸收的能量的量除以第一材料和模具110所吸收的能量的总量的比率可以处于1.0-0.2，或者1.0-0.5，或者甚至更好的1.0-0.8的范围。这个比率的精确值通常将取决于多种因素，例如用于制造模具110的材料，它的质量和所用电磁场的种类。这个比率越高，用于熔化粒子120的能量的量越高和在模具110中“损失”的能量的量越低。

另一实施方案显示在图1i中，其中模具110是用第二材料160进一步装填的，该材料在使用电磁场140上保持基本不变。“基本不变”可以表示第二材料160所吸收的能量的量不足以熔融或者开始熔融该第二材料160或者软化或硬化它。

虽然在图1i所示的实施方案中，能量是经由电磁感应140提供的，但是可以提及这样的事实，即，当依靠不同的电磁场提供能量时，例如经由电磁辐射如辐射130或者135提供能量时，下面的解释也是适用的。出于简要的原因，下面可以参考磁场140。

第二材料160可以例如本身包含对于所用电磁场140的低吸收功率。具体地，第二材料160可以没有能量吸收材料或者包含的能量吸收材料的含量低于具有粒子120的第一材料。第二材料160可以例如还包含膨胀材料的粒子如eTPU，ePA和/或ePEBA，但是没有或者具有很少的能量吸收材料。

该第二材料的粒子可以是无规排列的。或者该第二材料的粒子或者至少一些粒子可以彼此对齐或者有意排列在模具110内。

第二材料160还可以包含不同的发泡或者未发泡的塑料材料。第二材料160可以例如包含发泡的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。

任选地，所述模具还可以用另外的材料装填，特别是用这样的另外的材料，其也对于电磁场140保持基本不变。例如在图1i所示的实施方案中，模具110是用第三材料165装填的，其对于电磁场140保持基本不变。该第三材料165可以例如是橡胶。关于这样的另外的材料，类似地适用对于第二材料160所进行的考虑。

在图1i所示的实施方案中，具有粒子120的第一材料，第二材料160和第三材料165是以成层方式排列的。但是，本领域技术人员将理解第一材料，第二材料160和潜在的另外的材料也可以以多种不同的排列来排列在模具110内。因此，本发明方法100允许制造许多不同形状的塑料部件。

模具110的形状和具有粒子120的第一材料作为中间层在具有第二材料160(例如发泡EVA)的顶层和具有第三材料165(例如橡胶)的底层之间的位置(如图1i所示)可以非常好地适于制造运动服的减震元件，例如鞋底或者其零件。以此方式制造的鞋底然后可以进一步加工成鞋子例如运动鞋。

此外，制造方法100也可以包括在熔化后稳定粒子发泡部件的步骤。这可以通过在熔化后将所述部件保持在模具110/工具中，以使得该部件保持期望的零件形状来实现。在一个例子中，该部件也可以主动冷却来加速该部件的稳定。主动冷却可以包括供给环境空气或者一些气态或者液态冷却剂。模具110还可以包含冷却通道或者冷却肋条来用于这个目的。

方法100也可以包含脱模所述部件的步骤，其是可以在分别的脱模站进行的步骤。在一个例子中，脱模可以通过将半模112，113彼此分开来进行。同样，脱模挺杆可以提供用于脱模，依靠其将所述部件从两个半模112和113之一中推出。

最后，再次提及这样的事实，即，当进行方法100时，本文所述的选项和设计可能性可以彼此任意组合，并且本文明确讨论的实施方案仅仅提供一些具体例子来便于理解本发明。但是，本发明方法100可以不限于本文明确描述的实施方案。

图2a-c显示了示例性塑料部件201-203，其可以根据本文所述的方法来制造。其中，塑料部件201包含ePEBA的粒子，而塑料部件202-203每个包含eTPU的粒子。

要注意的是图2a-c所示的塑料部件201-203的一些边缘已经切割，以使得不是全部边缘具有在模具中熔化所述塑料部件而产生的表面结构。

现在在下面借助于图3来解释用于制造粒子发泡部件的设备1的一种实施方案。这个设备1具有几个工作站，其彼此空间隔开和通过传送单元60彼此连接。使用传送单元60，几个模制工具3，每个限定了模制腔室，可以在单个工作站之间移动。

传送单元60具有上传送区61和下传送区62，在其上模制工具3是在不同方向上传送的。两个传送区61，62彼此平行排列，并且在两个传送区的末端，在每种情况中存在着提升装置63，64，通过其可以将模制工具3在传送水平之间向下移动(提升装置63)或者向上移动(提升装置64)。两个传送区61，62每个具有两个窄的传送带，彼此平行排列和在其上可以放置所述的模制工具3。

在传送方向上，位于上传送区61的是脱模站66，插入站67，填充站68和熔接站69。熔接站69包括具有固定底板的压机，其处于上传送区61的水平上，和可移动的顶板。在两个板(未示出)之间，在每种情况中模制工具3可以排列，并且依靠压机来启动该两个板，即压在一起。该两个板是由导电材料制成的。底部固定板连接到地面上。顶部可移动板连接到RF发生器18。两个板因此形成电容器板15，16，其在它们之间容纳模制工具3。

在下传送区62提供的是冷却区70，在其上将模制工具3在熔接站69加热，并且可以冷却位于其中的粒子发泡部件。冷却区70能够用单独环境空气冷却模制工具3，但是也可以用风扇来提供，目的是使得该模制工具3经历冷却空气流和/或可以包括冷却室，其通过冷却介质冷却到室温以下，来加速模制工具3的热传出。冷却区70可以同时保持有几个模制工具3，因为模制工具3中的粒子发泡部件的冷却和/或稳定是最长时间的工作步骤。

提供在下传送区62的是模制工具存储系统71，其连接到自动存储器来存储几个模制工具3，以使得不同的模制工具3可以自动供入传送单元60和从其中取出。

粒子发泡部件的制造结束于脱模站66中，其中打开包含两半的模制工具3，并且将在其中生产的粒子发泡部件除去和卸除。

模制工具3具有闭合机构72，通过其当沿着传送单元60传送时，将各自模制工具3的两半坚固的闭合在一起。这种闭合机构72在脱模站66自动打开用于粒子发泡部件的脱模，其后将两个半模再次放在一起和通过闭合机构72结合在一起。该闭合机构将两个半模如此坚固地结合，以至于它们在传送过程中没有移动分开。该闭合机构可以具有一定的运行程度，以使得两个半模可以在填充过程中轻微推离，来形成裂缝-间隙。该闭合机构必须用于吸收熔接过程中在模制腔室中存在的压力。这个压力是经由熔接站69中的压机来抽出的。

这个设备1的优点是使用单个熔接站69时非常高的通过量是可能的，因为粒子发泡部件的熔接通常持续不长于30秒到2分钟。最长持续期的工作步骤是稳定或者冷却模制工具3和包含在它内部的粒子发泡部件。因为冷却区70能够同时保持有几个模制工具3，因此几个模制工具3可以同时稳定或者冷却。这意味着没有延迟进入熔接站69的模制工具3的加工。

这个设备1的另一优点在于这样的事实，即，不同的工具3，特别是具有不同的模腔，可以同时循环。优选每个模制工具3提供有独特的机器可读的识别装置。这样的识别装置可以例如是条码或者RFID芯片。用于读取该识别装置的一种或多种合适的阅读器是与传送单元60一起提供在设备1上的，以使得控制单元(未示出)分辨该工具3所存在的工作站。通过这种手段，单个工具3可以单个处理。具体地，在熔接站69，它们可以经历不同电压和/或持续期的电磁波。单个控制在冷却区中的驻留时间和在主动冷却下的冷却效果(例如使用风扇)也是可能的。

与用于制造粒子发泡部件的常规设备相比(其中发泡粒子是用热蒸汽单独熔接的)，本发明的设备1明显更紧凑和明显更灵活，因为它能够同时加工几个不同的模制工具3。此外，能量可以依靠电磁辐以明显更大的效率引入模制腔室。

还可以有利地在熔接站69提供水或者蒸汽供给管线，通过其可以将水和/或蒸汽供给到模制工具3。这在要熔接的发泡粒子在低温或者常温具有仅仅低的介质损耗因子时是非常有利的。在这样的情况中，供给了有限量的水或者蒸汽。依靠电磁辐射，将水加热成蒸汽，或者将蒸汽进一步加热。以此方式，将发泡粒子加热到更高的温度，此时介质损耗因子更大，因此吸收电磁辐射将它们进一步加热。已经发现仅仅几个100g水对于体积50L的模制腔室来说是足够的。如果该发泡粒子材料是例如ePS(可膨胀聚苯乙烯)，则300g或更少的水对于在体积50L的模制腔室中加热和熔接发泡粒子是足够的。在常规熔接中，其中发泡粒子是通过热蒸汽单独加热的，体积50L的模制腔室需要包含几公斤水的蒸汽量。

如果要熔接的发泡粒子其仅仅吸收有限程度的电磁辐射，则所以原则上可以应用的是总共300g的单个添加水对于体积50L的模制腔室是足够的。对于许多仅仅稍微吸收电磁辐射的材料来说，甚至少量水也会是足够的。对于不同体积的模腔，所需的最大量的水可以以相同比例匹配所述体积。

如果水是在模制腔室中使用电磁辐射加热的，则有利地是使用具有压力传感器的模制工具3，通过其可以测量模制腔室中占优的压力。这个压力是与温度成比例的。电磁辐射的照射因此优选根据所测量的压力值来控制，即优选设定到特定压力值。

对于具有传送单元60的这个设备10，上述本发明不同的方面和特别是方法100的不同的模制工具和实施方案可以单个或者组合使用。

下面，通过另外的实施方案来便于理解本发明：

1.制造塑料部件，特别是用于运动服的减震元件的方法，其包含：

a.用第一材料装填模具，该第一材料包含膨胀材料的粒子；

b.通过供给能量来熔化该粒子表面，

c.其中该能量是以至少一个电磁场形式提供的。

2.根据前述实施方案1的方法，其中该粒子包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯，eTPU；膨胀聚酰胺，ePA；膨胀聚醚嵌段酰胺；ePEBA。

3.根据前述实施方案1-2任一项的方法，其中该粒子进一步包含能量吸收材料，其吸收了至少一个电磁场所提供的能量，以使得该能量吸收材料导致粒子表面熔化。

4.根据前述实施方案3的方法，其中在装填模具之前，向该粒子提供了能量吸收材料。

5.根据前述实施方案3-4任一项的方法，其中该能量吸收材料包含水。

6.根据前述实施方案3-5任一项的方法，其中该能量吸收材料包含金属。

7.根据前述实施方案1-6任一项的方法，其中该能量是以微波范围，300MHz-300GHz的辐射来提供的。

8.根据前述实施方案1-7任一项的方法，其中该能量是以无线电频率范围，30kHz-300MHz的辐射来提供的。

9.根据前述实施方案1-8任一项的方法，其中该能量是通过电磁感应提供的。

10.根据前述实施方案1-9任一项的方法，其中供给到模具第一分区中的粒子的能量大于模具第二分区。

11.根据前述实施方案1-10任一项的方法，其中能量是以第一频率(f₁)的电磁场供给到该模具的第一分区中的粒子和以第二频率(f₂)的电磁场供给到该模具的第二分区，其中该第二频率(f₂)不同于第一频率(f₁)。

12.根据前述实施方案3-11任一项的方法，其中模具内的能量吸收材料平均量/粒子是变化的。

13.根据前述实施方案1-12任一项的方法，其中该模具是进一步用第二材料装填的，其保持基本上未被至少一个电磁场改变。

14.根据前述实施方案13的方法，其中该第二材料还包含膨胀材料的粒子，特别是eTPU，ePA和/或ePEBA的粒子。

15.根据前述实施方案1-14任一项的方法，其中第一材料所吸收的能量的量与第一材料和模具所吸收的能量的总量之比是1.0-0.2，优选1.0-0.5和特别优选1.0-0.8。

16.根据前述实施方案1-15任一项的方法，其中该模具包含环氧树脂。

17.塑料部件，特别是用于运动服的减震元件，其是根据前述实施方案1-16任一项的方法制造的。

18.鞋子，特别是运动鞋，其具有根据实施方案17的减震元件。

19.根据实施方案18的鞋子，其中该鞋子是跑鞋。

Claims (21)

1.一种用于制造塑料部件、特别是用于运动服的减震元件的方法，包括：

采用第一材料装填模具，所述第一材料包括膨胀材料的粒子；以及

在装填所述模具时，通过供给能量来预加热所述粒子，

其中以至少一个电磁场的形式提供能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装填步骤包括经由至少一个供料管线将所述粒子从容器输送到所述模具。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述粒子在所述容器和所述至少一个供料管线中的至少一个中时被预加热。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在闭合所述模具之前，在所述模具中预加热所述粒子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述至少一个电磁场供应的能量随时间变化。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述至少一个电磁场供应的能量随时间逐渐增加。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以至少一个电磁场的形式供应能量来熔化所述粒子的表面的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，用于预热所述粒子的所述至少一个电磁场的形式不同于用于熔化所述粒子的表面的所述至少一个电磁场的形式。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粒子包括以下材料中的至少一种：膨胀热塑性聚氨酯，eTPU；膨胀聚酰胺，ePA；膨胀聚醚嵌段酰胺，ePEBA；聚交酯，PLA；聚醚嵌段酰胺，PEBA；聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET；聚对苯二甲酸丁二醇酯，PBT；热塑性聚酯醚弹性体，TPEE。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粒子包括以下材料中的至少一种：聚醚酮，PEK；聚醚醚酮，PEEK；聚醚酮酮，PEKK；聚丙烯PP；聚乙烯PE；烯烃嵌段共聚物，OBC；聚烯烃弹性体，POE；聚乙烯共聚乙酸乙烯酯；EVA；聚丁烯，PB；和聚异丁烯，PIB。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粒子包括以下材料中的至少一种：

聚氧亚甲基，POM；聚偏氯乙烯，PVCD；聚乙烯醇，PVAL；聚交酯，PLA；聚四氟乙烯，PTFE；聚偏氟乙烯，PVDF；四氟乙烯，FEP；乙烯-四氟乙烯，ETFE；聚氟乙烯，PVF；全氟烷氧基，PFA；和热塑性聚氨酯，TPU。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述粒子还包括能量吸收材料，所述能量吸收材料吸收由所述至少一个电磁场供应的能量，使得所述能量吸收材料有助于熔化所述粒子的表面的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述装填步骤之前将所述粒子与所述能量吸收材料混合。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述能量吸收材料包括水和金属中的至少一种。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能量以300MHz-300 GHz的微波范围内的辐射的形式供应。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量通过电磁感应提供。

17.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述模具的第一局部区域中比在所述模具的第二局部区域中向所述粒子供应更多的能量。

18.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述模具的第一局部区域中采用具有第一频率的电磁场向所述粒子供应能量，并且在所述模具的第二局部区域中采用具有第二频率的电磁场向所述粒子供应能量，其中，所述第二频率不同于所述第一频率。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模具内的所述能量吸收材料的平均量/所述粒子是变化的。

20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模具还装填有第二材料，其保持基本上未被所述至少一个电磁场改变。

21.根据权利要求7所述的方法，其中，由所述第一材料所吸收的能量的量与所述第一材料和所述模具所吸收的能量的总量之比是1.0-0.2。

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