CN116209555A - 压缩模塑方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:‑提供模具(1;101;201;301;401;501),包括彼此相对的第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503),选自第一模具零件和第二模具零件之间的一零件包括用于成形物体的至少侧部的多个区段(8;108;208;308;508),这些区段界定模具的可变体积成形区域(4);‑在模具处于打开位置的同时,将定量(100;400;500)的可模塑材料定位在第一模具零件与第二模具零件之间;‑使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向(D)上朝向彼此移位,以便通过使第一模具零件和第二模具零件的相应的邻接表面(71,72;571,572)接触而在第一模具零件与第二模具零件之间限定闭合的成形腔室(17),邻接表面横向于模塑方向延伸。该方法还包括步骤:横向于模塑方向移动区段以减小可变体积成形区域的体积。该模具包括成形部件(15;115;215;315;515),该成形部件穿入可变体积成形区域,在模塑方向上压缩可模塑材料。
Description
本发明涉及一种通过压缩模塑可模塑材料来生产物体的方法和设备。
可在根据本发明的方法和设备中操作的可模塑材料例如是合成聚合物材料。
用于生产聚合物材料物体的压缩模塑设备是已知的。已知的设备包括挤出机和一个或多个切割元件,聚合物材料的连续挤出物从挤出机流出,切割元件用于切割连续挤出物,以便从挤出物中分离出连续剂量的聚合物材料。已知的设备还包括用于接收相应剂量的聚合物材料并由每一剂量制造物体的一个或多个模具。
由于与其生产方法相关的原因,在已知设备中使用的剂量通常具有简单的形状,例如,球形或圆柱形。剂量的形状通常与要生产的物体截然不同。这在某些情况下会造成不便,因为难以将剂量正确地注入模具中。
特别地,可能出现这样的情况,其中模具具有相对于剂量尺寸具有小的横向尺寸的成形腔,因为要生产的物体的相应尺寸小。甚至可能出现剂量不能被引入到成形腔中的情况,因为成形腔的横向尺寸小于剂量的相应横向尺寸。
如果出现这种情况,除非使用具有相对复杂的形状、更接近于成形腔形状的剂量,否则不能通过压缩模塑来生产物体,这并不总是可能的,并且在任何情况下都需要复杂的装置来生产剂量。
US2006/0034973公开了一种用于通过模塑塑料材料来生产容器(例如,板条箱)的模具。当模具处于关闭位置时,将塑料材料注射到模具腔中。随后移动模具腔的侧壁的一部分,以减小腔的体积并形成容器。
US5378416公开了一种由粉末制造模具的方法,其中,模具具有底切部分。使用包括两个可移动的板状元件的模具,这两个可移动的板状元件远离彼此移动,以从物体的底切部分脱离,并允许从模具中取出物体。因此,板状元件是可移动的,以增加成形腔室的体积,模塑物体必须从该成形腔室中取出。
FR1549502公开了一种用于压紧光纤的装置,该装置包括围绕一条轴线布置的六个区段和一个钢环,该钢环作用在这些区段上,以使它们更靠近该轴线,从而减小成对的面对区段之间的距离。该装置包括外壳和盖子,可以取下盖子,以将光纤引入区段之间,且然后再重新施加。在FR1549502中,不可能定义模塑方向。此外,FR1549502中公开的装置不对光纤施加任何轴向压缩作用,因为分别设置在光纤上方和下方的两个石墨块之间的距离是恒定的。
本发明的一个目的是改进用于用可模塑材料(例如,合成聚合物材料)来生产物体的压缩模塑设备和方法。
另一个目的是改进将定量的可模塑材料引入用于生产物体的模具中的方式。
另一个目的是,通过压缩模塑定量的可模塑材料,还可以生产相对于定量的可模塑材料的尺寸具有小的横向尺寸的物体。
在本发明的第一方面,提供了一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件的模具,选自第一模具零件和第二模具零件之间的一个零件包括用于成形物体的至少侧部的多个区段,所述多个区段界定模具的可变体积成形区域;
-将定量的可模塑材料定位在第一模具零件和第二模具零件之间;
-通过使第一模具零件和第二模具零件的相应邻接表面接触,使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向上朝向彼此移位,以在第一模具零件和第二模具零件之间限定闭合的成形腔室,邻接表面横向于模塑方向延伸。
该方法还包括步骤:横向于模塑方向移动所述多个区段,以减小可变体积成形区域的体积。
由于本发明的第一方面,在模具中可以获得可变体积成形区域。具有相对大尺寸和完全不同于要获得的物体的形状的定量的可模塑材料可以被引入可变体积成形腔室中。这允许利用压缩模塑技术从具有简单几何形状的定量开始生产多种不同形状和尺寸的物体,因此其容易获得和操作。
在一个实施例中,当模具处于打开位置时,即,当第一模具零件和第二模具零件处于彼此间隔开的位置时,定量的可模塑材料位于第一模具零件和第二模具零件之间。
在一个实施例中,模具包括成形部件,该成形部件穿入可变体积成形区域,在模塑方向上压缩可模塑材料。
成形部件允许沿着模塑方向逐渐减小成形腔室的尺寸。换句话说,成形部件允许逐渐减小要成形的物体的厚度,所述厚度是在平行于模塑方向的方向上测量的。
因此,可以平行于模塑方向和横向于模塑方向压缩可模塑材料。
在一个版本中,横向于模塑方向移动所述多个区段的步骤在已限定闭合的成形腔室之前开始,即在已使第一模具零件和第二模具零件的相应邻接表面相互接触之前开始。
这允许在将定量的可模塑材料已引入到模具中之后立即开始减小可变体积成形区域的体积,而无需等待成形腔室关闭。
特别地,移动所述多个区段的步骤也可以在第一模具零件和第二模具零件开始朝向彼此移动以限定闭合的成形腔室之前开始。
在一个实施例中,所述多个区段可在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置,所述多个区段限定了可变体积成形区域的扩大配置。在第二位置,所述多个区段限定可变体积成形区域的最终配置。
在一个实施例中,定量沉积在选自第一模具零件和第二模具零件之间的一零件上,同时定量在横向于(更具体地说,垂直于)模塑方向上的尺寸小于扩大配置中的可变体积成形区域在横向于(更具体地说,垂直于)模塑方向上的相应尺寸。
这防止了定量过早地接触区段,这可能导致定量的不希望的变形和/或危及定量在模具中的正确定位。
在一个实施例中,在已限定闭合的成形腔室之前到达第二位置。
在这种情况下,第一模具零件和第二模具零件仅在已到达可变体积成形区域的最终配置后才接触。
在一个实施例中,所述多个区段(其包括在选自第一模具零件和第二模具零件之间的一模具零件中)面向选自第二模具零件和第一模具零件之间的另一模具零件,以便在已限定闭合的成形腔室之后与另一模具零件接触。
在限定闭合的成形腔室之前,通过将区段带到对应于可变体积成形区域的最终配置的第二位置,可以防止区段在被带到第二位置时滑动接触面向它们的模具零件。因此,这减少了区段从第一位置移动到第二位置必须克服的摩擦。
在一个实施例中,面向所述多个区段的模具零件可以包括阻挡部分,该阻挡部分旨在与定量的边缘区域接合,以将边缘区域压靠在与区段相关联的模具零件的成形部件上,从而在剂量正在成形时阻挡定量与成形部件接触。
阻挡部分避免了在成形过程中定量的不希望的移位。
在替代实施例中,横向于模塑方向移动所述多个区段的步骤可以在已限定闭合的成形腔室之前开始,但是区段的第二位置可以在已关闭成形腔室之后到达。
在另一个替代实施例中,横向于模塑方向移动所述多个区段的步骤在已限定闭合的成形腔室之后开始。
这防止了可模塑材料由于区段的运动而以不希望的方式流出模具。
在一个实施例中,第一模具零件是凹形模具零件,而第二模具零件是凸形模具零件。
第一模具零件可以布置在第二模具零件下方。
替代地,第一模具零件可以布置在第二模具零件上方。
因此,可能出现凹形模具零件设置在凸形模具零件下方,或者替代地,凹形模具零件设置在凸形模具零件上方。
将定量的可模塑材料定位在第一模具零件和第二模具零件之间的步骤可以包括:将定量沉积在选自第一模具零件和第二模具零件之间的一模具零件上,该模具零件位于选自第二模具零件和第一模具零件之间的另一模具零件下方。
所述多个区段可以包括在第一模具零件中,或者替代地包括在第二模具零件中。
因此,所述多个区段可能与凹形模具零件或凸形模具零件相关联。
在一个实施例中,通过驱动装置进行使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向上朝向彼此移位的步骤,该驱动装置使选自第一模具零件和第二模具零件之间的至少一个模具零件朝向选自第二模具零件和第一模具零件之间的另一个模具零件移动。
在一个实施例中,所述多个区段与由驱动装置移动的模具零件相关联。
该实施例允许利用由驱动装置产生的运动来横向于模塑方向移动所述多个区段。为此,可以横向于模塑方向移动所述多个区段,这是由于与机械控制装置的相互作用,该机械控制装置与另一个模具零件,即与由驱动装置移动的模具零件相对的模具零件相关联。
在本发明的第二方面,提供了一种用于形成物体的设备,该设备包括至少一个模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件,选自第一模具零件和第二模具零件之间的一零件包括用于至少部分地形成物体的侧表面的多个区段,所述多个区段界定模具的可变体积成形区域,该设备还包括驱动装置,该驱动装置用于使第一模具零件和第二模具零件沿着模塑方向相对于彼此接近,从而使第一模具零件和第二模具零件沿着横向于模塑方向布置的相应邻接表面相互接触,在第一模具零件和第二模具零件之间限定闭合的成形腔室,并且其中,该设备还包括推动装置,该推动装置用于横向于模塑方向移动区段,以减小可变体积成形区域的体积。
由本发明的第二方面提供的设备允许获得参考根据本发明的第一方面的方法的上述优点。
在本发明的第三方面,提供了一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件,选自第一模具零件和第二模具零件之间的一个零件包括用于成形物体的至少侧部的多个区段;
-将定量的可模塑材料定位在第一模具零件和第二模具零件之间;
-使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向上朝向彼此移位,直到第一模具零件和第二模具零件接触,从而在它们之间限定闭合的成形腔室;
-减小闭合的成形腔室的体积,以便形成物体,
其中,减小闭合的成形腔室的体积的步骤包括:在已限定闭合的成形腔室之后横向于模塑方向移动所述多个区段。
在根据本发明的第三方面的方法中,在成形腔室关闭之前,这些区段可以相对大的相互距离定位。这也使得能够在模具中容纳相对于成形物体的尺寸具有大尺寸的定量的可模塑材料。因此,能够通过压缩模塑来生产用传统压缩模塑机器不能获得的物体。
由于可以横向于模塑方向移位以减小闭合的成形腔室的体积的区段,成形腔室最初可以具有与成品的形状截然不同的形状。这使得能够使用容易获得的简单形状的定量以及生产具有相当复杂的几何形状的物体。
通过提供比要生产的物体更大的成形腔室,降低了可模塑材料可能与模具发生不期望的相互作用的风险,例如,由于过早地粘附到成形腔室的侧表面,这可能影响所获得的物体的质量。因此,有可能显著改善将定量引入模具中的情况。
在一个实施例中,当第一模具零件和第二模具零件接触时,包括在第二模具零件中的邻接元件邻接包括在第一模具零件中的区段的邻接表面。
在一个实施例中,邻接元件是包围包括在第二模具零件中的成形部件的管状元件。
在一个实施例中,在成形腔室已关闭之后,设想使成形部件和管状元件相互移动,以使成形部件穿入第一模具零件中。
以这种方式,可以使接收在第一模具零件中的可模塑材料成形。
在一个实施例中,区段包括在第一模具零件中,并且第一模具零件还包括端部成形元件,该端部成形元件与区段一起限定成形腔。
以这种方式,可以使要在第一模具零件中生产的物体的外表面成形。
特别地,成形腔可以具有侧表面以及设置在侧表面的一端处以在该端闭合侧表面的横向表面。
侧表面可以完全由区段限定,在这种情况下,端部成形元件仅限定成形腔的横向表面。
在替代实施例中,侧表面部分地由区段限定且部分地由端部成形元件限定。
在这种情况下,端部成形元件设置有凹槽,物体的侧壁可以部分地形成在该凹槽中。
端部成形元件还限定成形腔的横向表面。
这允许获得在模塑方向上具有显著尺寸的物体,如例如在用于容器的预成型件的情况下出现的。
在一个实施例中,要生产的物体具有孔。
第一模具零件具有从端部成形元件突出以形成孔的内部的突出元件。
在一个实施例中,定位步骤包括:在突出元件的一侧处将定量布置在相对于区段的非中心位置。
当区段横向于模塑方向移动以减小闭合的成形腔室的体积时,定量在突出元件周围变平,这允许在所生产的物体中形成孔。
这允许获得穿孔物体,而不需要从具有环形形状的定量的可模塑材料开始,这是非常难以生产的。
在本发明的第四方面,提供了一种用于形成物体的设备,该设备包括模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件,选自第一模具零件和第二模具零件之间的一零件包括用于至少部分地形成物体的侧表面的多个区段,该设备还包括驱动装置,该驱动装置用于使第一模具零件和第二模具零件相互接触,从而在第一模具零件和第二模具零件之间限定闭合的成形腔室,并且其中,该设备还包括推动装置,该推动装置用于在成形腔室已关闭之后横向于模塑方向移动区段,以便减小闭合的成形腔室的体积。
如已经参考本发明的第三方面所描述的,由本发明的第四方面提供的设备还允许改进定量在第一模具零件和第二模具零件之间的定位以及扩大可以生产的物体的范围。
在本发明的第五方面,提供了一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件;
-将可模塑材料的定量定位在第一模具零件与第二模具零件之间;
-使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向上朝向彼此移位,以便通过压缩模塑由定量形成物体,
其中,在开始使定量的中心区域变形之前,将定量的边缘区域阻挡在第一模具零件与第二模具零件之间。
这使得能够在模塑过程中避免定量的不希望的变形。例如,可以防止定量在第一模具零件与第二模具零件之间变形时收缩或不居中地布置在模具中。
在本发明的第六方面,提供了一种用于由定量的可模塑材料形成物体的设备,包括;至少一个模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件和第二模具零件;驱动装置,该驱动装置用于使第一模具零件和第二模具零件在模塑方向上朝向彼此移动,以便通过压缩模塑由定量的材料形成物体,其中,选自第一模具零件与第二模具零件之间的一模具零件包括阻挡部分,该阻挡部分旨在与定量的边缘区域接合,以将边缘区域压靠在选自第二模具零件和第一模具零件之间的另一模具零件上,从而在定量正在成形时阻挡定量与另一模具零件接触。
阻挡部分避免了在成形过程中定量的不希望的移动。
参考附图,可以更全面地理解和实施本发明,附图通过非限制性示例示出了其实施方式的一些版本,其中:
图1是在包含模具轴线的平面上截取的用于生产物体的模具的剖视图;
图2是沿图1的平面II-II截取的剖视图,其中,未示出定量的滑动材料;
图3是与图1类似的剖视图,涉及在模具中已限定闭合的成形腔室的步骤;
图4是与图2类似的剖视图,涉及图3的步骤;
图5是与图1类似的剖视图,涉及多个区段相互靠近以减小闭合的成形腔室的体积的步骤;
图6是与图1类似的剖视图,涉及端部成形步骤;
图7是与图2类似的剖视图,涉及图6的情况;
图8是在包含模具的轴线的平面上截取的根据替代版本的用于生产物体的模具的剖视图;
图9是图8的模具的第一区段的俯视图;
图10是与图8类似的剖视图,涉及在模具中已限定闭合的成形腔室的步骤;
图11是与图9一样的俯视图,涉及图10的步骤;
图12是与图8类似的剖视图,涉及多个区段相互靠近以减小闭合的成形腔室的体积的步骤;
图13是与图9一样的俯视图,涉及图12的步骤;
图14是与图8类似的剖视图,涉及端部成形步骤;
图15是与图9一样的俯视图,涉及图14的步骤;
图16是在包含模具的轴线的平面上截取的根据另一替代版本的用于生产物体的模具的剖视图;
图17是图16的模具的第一区段的俯视图;
图18是与图16类似的剖视图,涉及在模具中已限定闭合的成形腔室的步骤;
图19是图17的俯视图,涉及图18的步骤;
图20是与图16类似的剖视图,涉及多个区段相互靠近以减小闭合的成形腔室的体积的步骤;
图21是图17的俯视图,涉及图20的步骤;
图22是与图16类似的剖视图,涉及端部成形步骤;
图23是图17的俯视图,涉及图22的步骤;
图24至26是在包含模具的轴线的平面上截取的根据另一替代版本的用于生产物体的模具的剖视图,并且涉及模具的三个连续操作步骤。
图27是与图1类似的示意性剖视图,涉及处理多层材料的模具;
图28是与图27类似的示意性剖视图,涉及已限定闭合的成形腔室的步骤;
图29是与图27类似的示意性剖视图,涉及多个区段相互靠近以减小闭合的成形腔室的体积的步骤;
图30是与图27类似的示意性剖视图,涉及端部成形步骤;
图31是示出处于打开配置的根据替代版本的模具的示意图;
图32是图31中的模具的示意图,涉及多个区段相互接近以减小可变体积成形区域的体积的步骤;
图33是图31中模具的示意图,涉及已限定闭合的成形腔室的步骤;
图34是图31中模具的示意图,涉及端部成形步骤;
图35是示出图34的细节的示意性放大中断图。
图1至图7示意性地示出了用于通过压缩模塑可模塑材料来生产物体的模塑设备的模具1。
在所示的示例中,可模塑材料是合成的热塑性材料,其已预先在未示出的挤压装置中被挤压。挤出的材料然后已切割成具有预定质量的可模塑材料的单独剂量或定量100。每个定量100旨在产生一个物体。
在所示的示例中,定量100具有基本上球形的形状,但是定量100的其他形状(例如,圆柱形或棱柱形)也是可能的。
模塑设备可以包括未示出的输送装置,该输送装置用于在定量100与离开挤压装置的材料已分离之后将每个定量100输送到模具1。
模塑设备可以包括多个模具1,例如,安装在可绕旋转轴线旋转的转盘的外围区域中。
在所示的示例中,模具1旨在形成用于容器的预成型件。预成型件旨在被吹塑或拉伸吹塑,以获得容器。预成型件包括中空主体,该中空主体具有可以是圆柱形或圆锥形的侧壁。侧壁由可以是圆顶形的横向壁闭合。预成型件还包括颈部,该颈部可以在外部设置有固定装置,该固定装置用于将盖子可移除地固定到由预成型件获得的容器的颈部。固定装置可以包括例如一个或多个螺纹。
模具1包括彼此面对的第一模具零件2和第二模具零件3。未示出的驱动装置布置成使第一模具零件2和第二模具零件3沿着模塑方向D相对于彼此移动,以使第一模具零件2和第二模具零件3相互接近或者替代地相互远离。驱动装置可以是液压的、机械的或其他的。液压型驱动装置的一个示例是液压致动器。机械式驱动装置的一个示例是凸轮装置。
驱动装置可以与第一模具零件2相关联,以使第一模具零件2更靠近或者替代地使第一模具零件2远离第二模具零件3移动,第二模具零件沿着模塑方向D保持固定。替代地,驱动装置可以与第二模具零件3相关联,同时第一模具零件2保持沿着模塑方向D固定。驱动装置也可以与第一模具零件2和第二模具零件3相关联,以这种方式,第一模具零件和第二模具零件都可以沿着模塑方向D移动。
此外,在所示的示例中为垂直的模塑方向D也可以是非垂直的,例如,水平的或倾斜的。
在所示的示例中,第一模具零件2是凹形模具零件,而第二模具零件3是凸形模具零件。
在所示的示例中,第一模具零件2布置在第二模具零件3下方,但是这一条件不是必需的,第一模具零件2和第二模具零件3的其他相互布置也是可能的。
第一模具零件2具有成形腔24,物体的外表面可以在其中成形。成形腔24可以具有Y轴。
在所示的示例中,第一模具零件2包括多个区段8和端部成形元件14,它们相互作用,以限定成形腔24。
特别地,区段8配置为邻近第二模具零件3限定成形腔24的可变体积成形区域4。端部成形元件14布置成形成物体的至少一个端壁,该端部成形元件横向于模塑方向D延伸。
在所示的示例中,凹槽70设置在端部成形元件14中,该端部成形元件包括在成形腔24中。凹槽70限定具有恒定体积的成形腔24的一部分。
区段8介于端部成形元件14和第二模具零件3之间。
区段8和端部成形元件14布置成使要生产的物体的外表面成形。更具体地,如果要生产的物体是预成型件,则区段8旨在从外部至少形成预成型件颈部,而端部成形元件14布置成除了介于颈部和端壁之间的中空体之外还从外部成形预成型件的端壁。
可变体积成形区域4由包围中心区域6的侧表面5限定。侧表面5旨在从外部至少使预成型件颈部成形。
区段8适于限定可变体积成形区域4的侧表面5。
在所示的示例中,提供了四个区段8,即第一区段8a、第二区段8b、第三区段8c和第四区段8d。
每个区段8与两个相邻的区段8接触。例如,在所示的版本中,第一区段8a与第二区段8b和第四区段8d接触,第二区段8b和第四区段8d与第一区段8a相邻。
在未示出的替代实施例中,也可以提供除四个以外的多个区段8。
区段8可以具有相同的形状。
每个区段8包括主体9,该主体可以具有大致平行六面体的形状。成形附件10从主体9突出,从主体9转向中心区域6的部分突出。
主体9由成形表面11界定,该成形表面面向成形区域4并且旨在与所有区段8的成形表面11一起限定可变体积成形区域4的侧表面5。
在所示的示例中,成形表面11界定相应区段8的成形附件10。
成形表面11可以是弯曲的。
在所示的示例中,每个成形表面11具有圆柱体部分的形状,更具体地说是四分之一圆柱体,具有凹陷部分和/或凸起部分,以在预成型件颈部上产生螺纹或其它固定装置。
每个区段8进一步由滑动表面12限定,滑动表面12布置在邻近成形表面11的位置。相邻的区段8沿着区段8的滑动表面12滑动,这将在下面更好地描述。滑动表面12成形为成形表面11的延续。滑动表面12可以与成形表面11无缝邻接。滑动表面12可以与成形表面11相切。在所示的示例中,每个滑动表面12具有基本平坦的形状。
每个区段8还具有接触表面13,该接触表面布置在成形表面11相对于滑动表面12的相对侧上,即在成形附件10的背离成形腔24的部分上。区段8的接触表面13旨在沿着相邻区段8的滑动表面12滑动。在所示的示例中,接触表面13具有基本平坦的形状。
模塑设备还包括未示出的多个推动装置,这些推动装置设置成在相应的区段8上施加力,以便将每个区段8推向可变体积成形区域4的中心区域6。
每个推动装置可以包括致动器,例如,液压的、电动的或气动的。替代地,每个推动装置可以包括机械致动器,例如,凸轮型的。
推动装置允许区段8在如图1和图2所示的第一位置P1和如图6和图7所示的第二位置P2之间移动。在第一位置P1,区段8限定可变体积成形区域4的扩大配置C1。在第二位置P2,区段8限定可变体积成形区域4的最终配置C2。
在最终配置C2中,可变体积成形区域4具有与预成型件颈部的外部形状相对应的形状。在扩大配置C1中,可变体积成形区域4反而具有比预成型件颈部的尺寸更大的尺寸,即相对于可变体积成形区域4在最终配置C2中具有的尺寸更大的尺寸。为了从扩大配置C1切换到最终配置C2,可变体积成形区域4的体积减小。
可以提供与区段8的数量相等的多个推动装置,即,与每个区段8相关联的推动装置,使得每个区段8由相应的推动装置移动。
例如,如图4所示,第一推动装置(未示出)可以配置为向第一区段8a施加沿着第一方向D1指向的第一力F1。第一力F1使得第一区段8a朝向可变体积成形区域4的中心区域6移动,特别是通过减小第一区段8a的滑动表面12和Y轴之间的距离。
随着第一区段8a朝向模塑轴线Y移动,第一区段8a的接触表面13沿着第二区段8b的滑动表面12滑动。第一力F1以及相应的第一方向D1实际上平行于第一区段8a的接触表面13和第二区段8b的滑动表面12定向。
此外,通过使第四区段8d的成形附件10朝向模塑轴线Y(即朝向可变体积成形区域4的中心区域6)移动,第一区段8a的滑动表面12的与第四区段8d接触的一部分推动第四区段8d(特别是推动其接触表面13)。这是因为第一区段8a的滑动表面12和第四区段8d的接触表面13横向于(特别是垂直于)第一力F1的第一方向D1布置。
同时,第二推动装置作用在第二区段8b上,在第二区段8b上施加第二力F2,该第二力F2沿着第二方向D2指向,该第二方向设置成横向于第一方向D1。
在所示的示例中,第二方向D2垂直于第一方向D1。
因此,第二区段8b被推向可变体积成形区域4的中心区域6,即,推向Y轴。当发生这种情况时,第二区段8b的接触表面13沿着第三区段8c的滑动表面12滑动。
第二区段8b与第一区段8a接触,因为第一区段8a的接触表面13与第二区段8b的滑动表面12接触。这两个表面横向于(特别是垂直于)第二方向D2布置。在第二推动装置的作用下,第二区段8b因此将第二力F2传递到第一区段8a。
因此,由第一力F1和第二力F2的组合给出的合力施加在第一区段8a上,该合力沿着相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜布置的轨迹将第一区段8a的成形表面11(特别是成形附件10)推向Y轴。例如,第一区段8a的成形表面11可以沿着相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜45°的方向朝向Y轴移动。
参照其它成对的区段8也出现相同的情况。例如,由于第三推动装置,沿着第三方向D3指向的第三力F3施加到第三区段8c。第三方向D3可以与第一方向D1相同和相反。
第三力F3将第三区段8c推向可变体积成形区域4的中心区域6,同时第三区段8c的接触表面13沿着第四区段8d的滑动表面12滑动。同时,因为第三区段8c的滑动表面12接触第二区段8b的接触表面13,第三力F3传递到与第三区段8c接触的第二区段8b。由第二力F2和第三力F3的组合给出的合力施加到第二区段8b。
第四推动装置在第四区段8d上施加第四力F4,该力沿着第四方向D4指向,在所示的示例中,该第四方向D4与第二方向D2相同和相反。因此,第四方向D4横向于(特别是垂直于)第一方向D1和第三方向D3布置。
因此,第四区段8d朝向Y轴移动,沿着平行于第四方向D4的方向沿着第一区段8a滑动。同时,第四区段8d将第四力F4传递到第三区段8c。由第三力F3和第四力F4的组合给出的合力沿着相对于第三方向D3和第四方向D4倾斜的方向指向,然后作用在第三方向D3和第四方向D4上。
来自第一区段8a的第一力F1也传递到第四区段8d,使得第四区段8d的成形附件10在第一力F1和第四力F4的共同作用下朝向Y轴移动。
通常,指向Y轴的力施加到每个区段8,该区段将相应区段8的成形附件10推向可变体积成形区域4的中心区域6。同时,所考虑的区段8的接触表面13沿着相邻区段8的滑动表面12滑动,该接触表面可以平行于施加在该区段上的力。所考虑的区段8的滑动表面12横向于(例如,垂直于)另一个相邻区段8的接触表面13布置,将施加在所考虑的区段8上的力传递到另一个相邻区段8,从而将该另一个相邻区段的成形附件10推向Y轴。因此,两个力施加在每个区段8上,其中一个力是由与所考虑的区段8相关联的推动装置产生的,而另一个力由与所考虑的区段相邻的区段8施加。这两个力的结果沿着相对于Y轴可以是径向的轨迹将所考虑的区段8的成形表面11推向Y轴。以这种方式,区段8允许减小可变体积成形区域4的体积,可模塑材料已经位于该可变体积成形区域中。
在上述示例中,为每个区段8提供了推动装置。在未示出的替代版本中,推动装置的数量可以不同于、特别是小于区段8的数量。
例如,在未示出的实施例中,可以仅提供两个推动装置,分别作用在第一区段8a和第二区段8b上,而第三区段8c和第四区段8d布置在固定位置。
区段8可滑动地与端部成形元件14接触,以从第一位置P1移动到第二位置P2。
第二模具零件3包括形状像冲头的凸形成形部件15,该凸形成形部件沿着Y轴延伸并且布置成穿入可变体积成形区域4,以便从内部成形要生产的物体。换句话说,凸形成形部件15允许可模塑材料沿着平行于Y轴的方向被压缩。
凸形成形部件15可以相对于其滑动的邻接元件16布置在凸形成形部件15外部。邻接元件16布置成邻接第一模具零件2,其原因将在下面阐述。邻接元件16可以成形为管状元件,即具有孔,凸形成形部件15容纳在该孔中。
在未示出的替代实施例中,凸形成形部件15布置在邻接元件16内部,一个或多个部件介于凸形成形部件15和邻接元件16之间。
邻接元件16由前表面71限定,该前表面71横向于(特别是垂直于)Y轴延伸。前表面71面向区段8,更具体地,面向限定区段8的邻接表面72。
在操作过程中,模具1最初处于打开位置,即第一模具零件2和第二模具零件3最初处于间隔开的位置,如图1所示,其中,邻接元件16与第一模具零件2分离。特别地,管状元件16的前表面71不与区段8的邻接表面72接触。成形腔24在顶部敞开,并且未示出的输送装置可以被引入第一模具零件2和第二模具零件3之间,以将定量100的可模塑材料沉积在成形腔24中。凸形成形部件15相对于邻接元件16处于缩回位置,并且不从邻接元件16突出。
区段8布置在第一位置P1,在该位置,区段限定可变体积成形区域4的扩大配置C1。因此,区段8限定具有相对大体积的可变体积成形区域4,该可变体积成形区域能够接收定量100的可模塑材料,其具有横向于模塑方向D测量的显著尺寸。特别地,定量100的横向尺寸(例如,直径,在球形定量100的情况下)可以大于由定量100形成的预成型件颈部的外径。
在所示的示例中,定量100被接收在区段8之间,并且最初搁置在端部成形部件14的上部区域上。因此,定量100最初与凹槽70的底部间隔开。
此外,定量100具有横向尺寸(例如,直径,在球形定量100的情况下),当可变体积成形区域4处于扩大配置C1时,该横向尺寸小于可变体积成形区域4的相应横向尺寸。因此,当定量100沉积在第一模具零件2中时,定量100与这些区段间隔开,特别是与可变体积成形区域4的侧表面5间隔开。
第一模具零件2和第二模具零件3被带到更近,直到邻接元件16邻接区段8,如图3所示。在所示的示例中,作用在第一模具零件2上的未示出的驱动装置使第一模具零件2朝向第二模具零件3移动,使得区段8的邻接表面72与邻接元件16接触,特别是与邻接元件的前表面71接触。因此,前表面71作为邻接表面72接触的另一邻接表面。
当区段8和第二模具零件3相互接触时,即,当第一模具零件2和第二模具零件3的相应邻接表面71、72接触时,在第一模具零件2和第二模具零件3之间限定闭合的成形腔室17,该成形腔室具有比要生产的物体(即预成型件)的最终体积大得多的体积,如图3所示。更具体地,成形腔室17限定在端部成形元件14、区段8、邻接元件16和凸形成形部件15之间。
凸形成形部件15仍处于缩回位置,在该缩回位置,该凸形成形部件不从邻接元件16突出。
如图4所示,区段8仍处于第一位置P1。因此,定量100还没有经历显著的变形。
驱动装置继续将第一模具零件2推向凸形成形部件15。这样,现在与第一模具零件2接触的邻接元件16也缩回,例如,通过压缩未示出的一个或多个弹簧。
凸形成形部件15可以沿模塑方向D设置在固定位置。因此,当邻接元件16继续从第一模具零件2向后(即,图5中向上)移动时,凸形成形部件15开始从邻接元件16突出并穿入成形腔24。最初,凸形成形部件15穿入可变体积成形区域4,之后也进入凹槽70,如图5所示。因此,可模塑材料沿着模塑方向D(即平行于Y轴)逐渐被压缩。
同时,如图5所示,根据上述方法,最初处于第一位置P1的区段8开始彼此接近。特别地,在由相应的推动装置施加到其上的力和由相邻的区段8施加到其上的力的作用下,每个区段8在运动中移动,使得相应的成形表面11接近Y轴,例如,沿着轨迹移位自身,该轨迹可以是线性的,例如,相对于所考虑的施加在区段8上的两个力的方向倾斜45°。
成形腔室17的体积逐渐减小,并且图5至图7中未示出的可模塑材料在第一模具零件2和第二模具零件3之间逐渐成形。
第一模具零件2继续被推向凸形成形部件15,并且区段8继续向Y轴移动,直到达到图6和图7所示的状态。在这种情况下,区段8已经到达第二位置P2,并且凸形成形部件15距离凹槽70的底部区域一距离,该距离基本上等于预成型件的端壁的厚度。
因此,从定量100中获得预成型件。定量保留在模具1中,并由于未示出的冷却装置而被冷却足够长的时间,以达到允许其被无损伤地处理的硬化程度。随后,通过与上述步骤相反的一系列步骤,打开模具1,取出预成型件,并且可以开始新的成形循环。
从图4和图7之间的比较可以清楚地看出,可变体积成形区域4的体积和形状都从扩大配置C1变为最终配置C2。
更具体地,在所示的示例中,在扩大配置C1中,可变体积成形区域4的侧表面5由对应于成形表面11的多个弯曲部分限定,对应于滑动表面12的相应平坦部分介于这些弯曲部分之间。
在最终配置C2中,每个成形表面11与相邻区段8的成形表面11邻接,并且滑动表面12不再面向成形区域4,因为每个滑动表面12被相邻区段的成形附件10覆盖或隐藏。
模具1允许获得高质量的物体,其具有弯曲的侧壁,例如,圆形。
图8至图15示出了根据替代版本的模具301,其允许获得在平面图中具有非圆形形状的物体,例如,多边形形状。特别地,在所示的示例中,模具301允许生产勺子,其形状像勺子,特别是用于冰淇淋、酸奶或其他奶油产品。然而,类似于模具301的模具也可以用于生产勺子以外的物体。
与上述模具1的零件相似的模具301的零件将用已经用于图1至图7的相同附图标记表示,并且不再详细描述。
模具301还特别适用于由定量100的合成聚合物材料生产合成聚合物材料的物体。定量100与从挤出装置流出的连续挤出物分离,随后经由未示出的输送装置向模具301输送。
在所示的示例中,定量100具有基本球形的形状,但是定量100也可以具有其他形状。
相对于要获得的物体的尺寸,定量100具有相对较大的尺寸。在所示的示例中,定量100的直径大于要形成的物体的横向尺寸W,如图15所示。
模具301还包括可沿着模塑方向D相对于彼此移动的第一模具零件302和第二模具零件303,在所示的示例中,模塑方向D是垂直的。第一模具零件302和第二模具零件303类似于上述第一模具零件2和第二模具零件3。
特别地,在所示的示例中,第一模具零件302是凹形模具零件,并且布置在第二模具零件303下方。
第一模具零件302包括适于限定侧表面5的多个区段308,该侧表面5限定可变体积成形区域4。
在所示的示例中,区段308具有彼此不同的形状。
特别地,在所示的示例中,具有四个区段308,但是区段308的数量可以不同于四个。
在所示的示例中,可以识别第一区段308a、第二区段308b、第三区段308c和第四区段308d,如图11所示。
每个区段308由面向可变体积成形区域4的成形表面311限定。
在所示的示例中,第一区段308a和第三区段308c分别具有基本平坦的成形表面311。另一方面,第二区段308b和第四区段308d具有不平坦的成形表面311,但是具有例如台阶56,以限定待成形的勺子的扩大部分。该扩大部分是用于从容器中取出物质(例如,食物)的取出部分。
每个区段308还具有滑动表面312,该滑动表面邻近该区段的成形表面311布置。滑动表面312可以是成形表面311的延续。滑动表面312面向可变体积成形区域4。
每个区段还具有接触表面313,该接触表面适于沿着相邻区段的滑动表面312滑动。
滑动表面312和接触表面313可以都是平坦的。区段308的接触表面313横向于(特别是垂直于)同一区段308的滑动表面312布置。成形表面311介于区段308的接触表面313和滑动表面312之间。以这种方式,成形表面311的端部区域邻近滑动表面312,而成形表面311的与上述端部区域相对的另一个端部区域邻近接触表面313。
还提供了多个未示出的推动装置,该推动装置用于向指向可变体积成形区域4的中心区域6的区段308施加相应力。
特别地,推动装置配置为分别在第一区段308a、第二区段308b、第三区段308c和第四区段308d上施加第一力F1、第二力F2、第三力F3和第四力F4,如上面已经参照图1至图7所述。
由于两个不同力的合力,每个区段308可朝向可变体积成形区域4的中心区域6移位。这些力中的一个力由相应的推动装置施加到区段308,而另一个横向于(特别是垂直于)前一个力的力由相邻的区段传递到区段308。
在由相应的推动装置施加到每个区段308的力的作用下,该区段朝向中心区域6移动,使得所考虑的区段308的接触表面313沿着相邻区段的滑动表面312滑动。同时,相邻区段308向所考虑的区段308传递力,结果,所考虑的区段308的滑动表面312沿着与所考虑的区段308相邻的另一个区段308的接触表面313流动。第一模具零件302还包括端部成形元件314,区段308可以与该端部成形元件滑动接触。端部成形元件314从与第二模具零件303相对的一侧横向于模塑方向D限定可变体积成形区域4。
端部成形元件314与区段308一起限定成形腔24,在所示的示例中,该成形腔向上开口。
在所示的示例中,端部成形元件314是板类型的。
与图1至图7所示的模具1中发生的情况不同,端部成形元件314没有设置任何凹槽,可模塑材料可以在该凹槽中成形。
因此,在图8至图15的模具301中,成形腔24具有围绕Y轴延伸并由区段308限定的侧表面。成形腔24还具有由端部成形元件314限定的横向表面。成形腔24的横向表面可以是平坦的。
第二模具零件303包括成形部件315,该成形部件适于穿过成形腔24,以通过在平行于Y轴的方向上,即沿着模塑方向D,对可模塑材料施加压缩作用来成形期望的物体。
成形部件315布置在邻接元件316内,在所示的示例中,该邻接元件设置有容纳成形部件315的中心孔。邻接元件316适于邻接区段308,以闭合限定在第一模具零件302和第二模具零件303之间的成形腔室17。
成形部件315可沿着模塑方向D相对于邻接元件316滑动移动。
在操作过程中,模具301最初处于打开位置,即第一模具零件302和第二模具零件303最初处于间隔开的位置,如图8所示。邻接元件316的前表面71与区段308的邻接表面72间隔开。因此,未示出的输送装置可以将定量100的可模塑材料沉积在成形腔24中。
如图9所示,区段308处于第一位置P1。可变体积成形区域4因此限定在区段308之间,该区段的尺寸大于定量100的尺寸,使得定量100可以容纳在可变体积成形区域4中,而不会干扰区段308。
驱动装置使第一模具零件302和第二模具零件303在模塑方向D上朝向彼此移动,使得第一模具零件302和第二模具零件303接触,以在它们之间限定闭合的成形腔室17。特别地,当邻接表面72接触前表面71时,第一模具零件302和第二模具零件303彼此接触,前表面71可以被认为是另一个邻接表面。
在所示的示例中,驱动装置与第一模具零件302相关联,并将第一模具零件推向第二模具零件303。当区段308的邻接表面72与邻接元件316的前表面71接触时,闭合的成形腔室17限定在端部成形元件314、区段308、邻接元件316和成形部件315之间。成形部件仍处于缩回位置,在该缩回位置,成形部件不会从邻接元件316朝向端部成形元件314突出,如图10所示。
如图11所示,区段308仍然处于第一位置P1,并且还没有开始与定量100显著相互作用。
未示出的推动装置现在作用在区段308上,将区段308带到第二位置P2,如图12和图13所示。这导致可变体积成形区域4的体积逐渐减小,并因此导致闭合的成形腔室17的体积逐渐减小。
当区段308被带到第二位置P2时,驱动装置继续将第一模具零件302移向第二模具零件303。被驱动装置推向第二模具零件303的区段308导致邻接元件316相对于成形部件315缩回。因此,成形部件315开始从邻接元件316突出,并且可以穿入成形腔24,以在模塑方向D上将可模塑材料推向端部成形元件314。逐渐迫使可模塑材料填充整个闭合的成形腔17,以形成期望的物体。需要注意的是,成形部件315可以通过与区段308滑动接触而穿入成形腔24,以形成平坦物体,即,在成形部件315和区段308之间没有可模塑材料。
驱动装置继续将第一模具零件302推向第二模具零件303,同时成形部件315逐渐从邻接元件316突出。以这种方式,成形部件315继续接近端部成形元件314,直到它到达离端部成形元件314的距离等于要获得的物体的厚度,如图14所示。模具301在这种状态下保持足够长的时间,以使物体变得足够坚硬,从而能够被无损坏地处理,之后,第一模具零件302和第二模具零件303彼此远离,并且移除物体,以允许新的定量100被引入可变体积成形区域4中。
这允许通过压缩模塑也获得横向于模塑方向D具有相对小尺寸的物体,然而这需要相对大的定量,即初始横向尺寸大于成品物体的相应尺寸。
图16至图23示出了根据一个替代版本的模具101,其允许获得穿孔物体,特别是具有通孔的物体。
模具101包括第一模具零件102和第二模具零件103,这两个模具零件彼此面对并可沿模塑方向D相对于彼此移动,类似于图1至图7所示的第一模具零件2和第二模具零件3所描述的。
第一模具零件102包括适于限定可变体积成形区域4的侧壁5的多个区段108。在所示的示例中,具有四个区段108,每个区段都具有彼此相同的形状。
区段108在功能上类似于参照图1至图7描述的区段8,尽管其形状不同于区段8的形状,因为它是要生产的特定物体特有的。
特别地,每个区段108包括成形表面111,该成形表面在所示的示例中具有圆柱体部分的形状。成形表面111旨在彼此协作,以从外部成形物体的侧壁。每个区段108还具有滑动表面112,该滑动表面可以是平坦的。区段108的滑动表面112邻近成形表面111。
当区段108处于第一位置P1以限定成形腔24的扩大配置C1时,每个区段108的成形表面111和滑动表面112限定可变体积成形区域4的侧表面5。
每个区段108还具有接触表面113,当区段108移动以减小可变体积成形区域4的体积时,该接触表面旨在沿着相邻区段108的滑动表面112滑动,如已经参照图1至图7所述。
可以是平坦的接触表面113不面向可变体积成形区域4,因为该接触表面面向相邻区段108的滑动表面112。
通过未示出的推动装置,区段108可在图17和图19所示的第一位置P1和图21和图23所示的第二位置P2之间移动,如前面参照图1至图7所述。
第一模具零件102还包括端部成形元件114,该端部成形元件从与第二模具零件103相对的一侧横向于模塑方向D限定可变体积成形区域4。区段108布置成与端部成形元件114接触,并且可相对于端部成形元件滑动。
芯部73从端部成形元件114突出,朝向第二模具零件103突出。芯部73旨在使要生产的物体的孔的内部成形。在所示的示例中,芯部73具有圆柱形形状。
沿着模塑方向D,芯部73的尺寸可以大于区段108的相应尺寸。在这种情况下,芯部73相对于区段108朝向第二模具零件103突出。
具有环形形状的成形腔24限定在芯部73和区段108之间。成形腔24在顶部是敞开的。
第二模具零件103包括邻接元件116,适于邻接区段108,以闭合成形腔室24。成形部件115容纳在邻接元件116内,适于形成物体的与将与端部成形元件114接触时形成的边缘区域相反的边缘区域。
成形部件115具有导向孔74,该导向孔布置成接收与端部成形元件114相关联的芯部73的一部分。导向孔74尤其可以与芯部73以成形联接的方式接合。
可以在成形部件115中设置通孔75。通孔75可以在导向孔74和成形部件115的远离成形腔24的表面之间延伸。通孔75可以例如用作通风孔,该通风孔用于芯部73和成形部件115之间存在的空气的流出。
成形部件115可平行于模塑方向D相对于邻接元件116滑动。
在操作期间,模具101最初是打开的。第一模具零件102和第二模具零件103位于间隔开的位置,如图16所示。在该位置,未示出的输送装置可以介于第一模具零件102和第二模具零件103之间,该输送装置输送定量100,该定量与从挤出装置排出的并将其沉积在成形腔24中的连续挤出物分离。
如图17所示,区段108处于第一位置P1。可变体积成形区域4的体积因此是最大的,使得可变体积成形区域4可以容易地容纳定量100。
特别地,芯部73和可变体积成形区域4的侧表面5之间的距离至少在一些点处大于定量100的横向尺寸。在所示的示例中,可变体积成形区域4在平面上具有近似四边形(特别是正方形)的形状,该四边形具有圆形的顶点。四边形的每条边由区段108的滑动表面112和成形表面111限定。四边形的圆形顶点对应于布置在四边形顶点附近的成形表面111。
四边形的顶点区域和芯部73之间的距离大于定量100的横向尺寸。如图17所示,定量100的可模塑材料然后可以定位在可变体积成形区域4中的非中心位置,靠近可变体积成形区域4的边缘区域。
在所示的示例中,可变体积成形区域4的侧表面5和芯部73之间的距离实际上大于定量100的横向尺寸,特别是定量的直径,至少沿着在平面中由侧表面5限定的四边形的对角线。
在定量100已接收在可变体积成形区域4中之后,第一模具零件102和第二模具零件103朝向彼此移动,直到它们彼此接触。特别地,在所示的示例中,驱动装置使第一模具零件102在模塑方向D上朝着第二模具零件103移动,如图16所示。如图18所示,区段108因此与邻接元件116接触。成形部件115容纳在邻接元件116内部,并且在所示的示例中,在该步骤中,还没有从邻接元件116朝向第一模具零件102突出。
芯部73已经部分地穿入导向孔74,与导向孔以成形联接的方式接合。这允许第一模具零件102保持比第二模具零件103更有效地被引导。
如图19所示,区段108仍处于第一位置P1。
如图18所示,当第一模具零件102和第二模具零件103相互接触时,在第一模具零件102和第二模具零件103之间限定闭合的成形腔室17。成形腔室17在其一端(在所示的示例中是下端)由端部成形部件114限定。成形腔室17在其相对端由邻接元件116和成形部件115进一步限定。最后,成形腔室17由区段108(外部)和芯部73(内部)横向限定。随后,区段108横向于模塑方向D移动,例如,根据前面参照图1至图7描述的方法,并接近芯部73。因此,定量100开始在区段108和芯部73之间变形,以填充成形腔室17。
随着区段108接近芯部73,可变体积成形区域4的体积减小,闭合的成形腔室17的体积也减小。
此外,第一模具零件102和第二模具零件103继续朝向彼此移动。更详细地,驱动装置继续使第一模具零件102朝着第二模具零件103移动。邻接区段108的邻接元件116因此沿着模塑方向D与第一模具零件102一起移动(在所示的示例中向上)。相反,成形部件115沿着模塑方向D保持在固定位置。因此,芯部73更深地穿入成形部件115的导向孔74中。成形部件开始进入成形腔24,即介于区段108和芯部73之间,以使物体的与另一个端部区域相对的端部区域成形,该另一个端部区域由端部成形元件114的芯部73由此突出的部分成形。
这个步骤如图20和图21所示。
在一个版本中,首先将区段108带到第二位置P2,之后成形部件115开始从邻接元件116突出,以介于区段108和芯部73之间。然而,该条件不是强制性的,并且甚至在区段108已经到达第二位置P2之前,成形部件115可以开始介于区段108和芯部73之间。
驱动装置继续使推动邻接元件116的第一模具零件102朝着成形部件115移动。成形部件因此进一步穿入可变体积成形区域4,直到到达最终成形位置,在该最终成形位置,成形腔室17具有对应于要生产的物体的形状,如图22所示。在该步骤中,先前闭合的成形腔室17的体积进一步减小。特别地,当成形腔17的体积减小时,成形部件115在模塑方向D上压缩可模塑材料,而区段108横向于模塑方向D压缩可模塑材料。模具101保持在图22和图23所示的位置足够长的时间,以加固物体。随后,模具101返回到打开位置,并且形成的物体从模具101中取出,以允许形成新的物体。
由此获得管状物体,该管状物体设置有源自芯部73的通孔。
这不是由具有生产和操作相当复杂的环形形状的定量的可模塑材料制成的,而是由具有可以相对容易地生产和运输的完整形状(特别是球形或圆柱形)的定量的可模塑材料制成的。
在未示出的替代版本中,模具101不仅可用于生产穿孔物体,还可用于生产具有非贯通缺口的中空物体,例如,具有封闭端的容器预成型件或用于可压碎的管状容器的头部。在这种情况下,第一模具零件102包括芯部73,然而,在最终成形位置,芯部不与第二模具零件103接触,从而形成物体的封闭端。
图24至图26示出了根据一个替代版本的模具201。模具201包括可以沿着模塑方向D朝向彼此移动或者可替代地远离彼此移动的第一模具零件202和第二模具零件203。这可以由于未示出的驱动装置而发生,类似于上面参照已经描述的版本所描述的。在所示的示例中,驱动装置连接到第二模具零件203,因此第二模具零件可沿着模塑方向D移动,而第一模具零件202保持在该方向上固定。
第一模具零件202是凹形模具零件,而第二模具零件203是凸形模具零件。与参照图1至图23描述的版本中发生的不同,第一模具零件202位于第二模具零件203上方。
模具201适于从定量100的可模塑材料开始形成凹形物体,例如,容器,例如,用于咖啡或其他物质的胶囊,该定量在所示的示例中为球形。然而,定量100的其他形式也是可能的。
定量100可以从未示出的挤出装置流出的连续挤出物中切下,并通过未示出的输送装置输送到模具201。
第一模具零件202包括适于限定可变体积成形区域4的侧表面5的多个区段208。区段208可以具有类似于图1至图17所示的区段8的形状。通过相应的推动装置,区段208可以在图24所示的第一位置P1和图26所示的第二位置P2之间移动,类似于参考前面附图所描述的。
第一模具零件202还包括端部成形元件214,该端部成形元件从与第二模具零件203相对的一侧横向于模塑方向D限定可变体积成形区域4。成形腔24限定在区段208和端部成形元件214之间,在所示的示例中,端部成形元件面向下。
第二模具零件203包括凸形成形部件215,该凸形成形部件在其上端由支撑表面76限定,定量100的可模塑材料可以搁置在该支撑表面76上。
第二模具零件203还包括围绕凸形成形部件215的邻接元件216。邻接元件216可以具有管状形状。邻接元件216适于邻接区段208,以闭合限定在第一模具零件202和第二模具零件203之间的成形腔室17。特别地,邻接元件216横向于模塑方向D由前表面71界定,适于邻接区段208的邻接表面72。
前表面71和邻接表面72横向于(特别是垂直于)模塑方向D延伸。在所示的示例中,前表面71和邻接表面72基本上是平坦的。
在操作过程中,模具201最初处于打开位置,即,第一模具零件202和第二模具零件203最初处于图24所示的间隔开的位置,在该间隔开的位置中,在第一模具零件202和第二模具零件203之间,可以引入输送定量100的可模塑材料的输送装置。区段208位于第一位置P1,在该第一位置,可变体积成形区域4的体积最大。
输送装置将定量100沉积在模具201中,特别是通过将定量100定位在凸形成形部件215的支撑表面76上。凸形成形部件从邻接元件216朝向第一模具零件202突出。
随后,驱动装置开始使第二模具零件203朝向第一模具零件202移动。凸形成形部件215接近成形腔24,并且在某一点开始穿入成形腔中,以在模塑方向D上压缩可模塑材料。然后,邻接元件216邻接区段208。当这种情况发生时,如图25所示,在第一模具零件202和闭合的第二模具零件203之间限定成形腔室17。成形腔室17尤其由端部成形部件214、区段208、凸形成形部件215和邻接元件216限定。区30段208仍然处于第一位置P1。
在成形腔室17已闭合之后,邻接元件216沿着模塑方向D保持在固定位置,因为邻接元件邻接区段208,区段208又与端部成形元件214接触。
区段208横向于模塑方向D移动,以便接近凸形成形部件215并到达第二位置P2,如图26所示。以这种方式,可变体积成形区域4的体积逐渐减小。
驱动装置进一步使凸形成形部件215朝着端部成形元件214移动,直到凸形成形部件215到达距端部成形元件214的距离等于要生产的物体的横向壁的厚度。此时,模具201处于最终成形位置。第一模具零件202和第二模具零件203保持在该位置足够长的时间,以使形成的物体充分冷却,之后模具201打开,可以移除物体。
图27至图30示出了完全类似于图1至图7所示的模具1的模具401,用于从定量400的可模塑材料开始通过压缩模塑来生产物体,尤其是预成型件,该定量的几何形状不同于到目前为止示出的定量100的几何形状。
更具体地,定量400具有平坦的几何形状,其平面形状可以是正方形、矩形、圆柱形或多边形。定量400的高度(即其沿模塑方向D的尺寸)可以小于定量400横向于模塑方向D的尺寸。
定量400可以由单一材料形成,或者如在所示的示例中,具有多层结构。
特别地,定量400可以包括介于两个外层78之间的中间层77。中间层77可以包括具有例如对氧气、和/或气体、和/或光、和/或香料的阻隔性能的材料。替代地,中间层77可以至少部分由回收的聚合物材料制成。
外层78可以由具有赋予物体所需的机械和美学特性的目的的材料形成。在外层78和中间层77之间,可以介入一层或多层相容材料,适于改善中间层77和外层78之间的粘合。
如图27所示,模具401最初处于打开位置,其中,第一模具零件2与第二模具零件3间隔开。区段8处于第一位置P1,对应于可变体积成形区域4的扩大配置C1。现在,定量400被插入到模具401中,特别是通过将其输送到第一模具零件2,使得定量400被支撑在端部成形部件14的支撑表面79上,处于与凹槽70的底部间隔开的位置。更具体地,支撑表面79具有环形形状,并且定量400的边缘区域可以支撑在其上。支撑表面79被区段8包围。在所示的示例中,当区段8从第一位置P1移动到第二位置P2时,支撑表面79具有减小的面积。在第二位置P2,支撑表面79旨在形成从预成型件的颈部径向突出的环的内表面。因此,定量400被仍布置在第一位置P1、界定相对较宽的可变体积成形区域4的区段8包围,定量400可以放置在该区域中,而定量不接触区段8。更具体地,尽管具有比凹槽70的横向尺寸更大的横向尺寸,但是定量400被引入到模具中而没有显著变形,因为处于第一位置P1的区段8界定可变体积成形区域4,该可变体积成形区域的横向尺寸大于定量400的横向尺寸。
例如,通过将定量400支撑在肩部79上,定量400被引入到第一模具零件2中,具有中间层77横向于(特别是垂直于)模塑方向D布置的取向。
第一模具零件2和第二模具零件3现在朝向彼此移动,以在第一模具零件2和第二模具零件3之间限定闭合的成形腔室17,如图28所示。当区段8邻接邻接元件16时,限定闭合的成形腔室17。特别地,区段8的邻接表面72邻接邻接元件16的另一邻接表面或前表面71。
此时,如图29所示,通过向区段8施加横向于(特别是垂直于)模塑方向D的相应力Fi,区段8移动到第二位置P2。可以如参照图1至图7所描述的,施加力Fi。也可以使用具有不同于图1至图7中所示的几何形状的区段8,这些区段沿着不同的轨迹从第一位置P1移动到第二位置P2。
在任何情况下,力Fi沿着横向于模塑方向D布置的相应方向移动区段8。在所示的示例中,区段8相对于端部成形元件14垂直于模塑方向D移动。
在第二位置P2,区段8界定可变体积成形区域4的侧表面5,侧表面5具有要获得的物体的外表面的一部分的形状,尤其是预成型件的颈部的形状。
当区段8从第一位置P1移动到第二位置P2时,第一模具零件2和第二模具零件3继续朝向彼此移动。特别地,第一模具零件2在模塑方向D上朝着凸形成形部件15移动。与区段8接触的邻接元件16也相对于凸形成形部件15在模塑方向D上移动。因此,凸形成形部件15在区段8之间穿过,随后进入凹槽70,在内部使物体成形。
图29示出了一种情况,其中,由于凸形成形部件而变形的定量400已经到达凹槽70的底部,并且逐渐产生预成型件。在定量400的变形过程中,中间层77也变形并且基本上分布在模塑物体的整个主体上。这样,中间层77所赋予的特性在整个物体中基本上是一致的。
由于第一模具零件2和邻接元件16的向上运动(即,朝向凸形成形部件50),凸形成形部件15继续穿入凹槽70,直到预成型件达到其最终形状,如图30所示。当发生这种情况时,最大的压缩力被施加到第一模具零件2,以将模具401保持在成形位置并获得期望的物体。
在预成型件在模具401内充分冷却后,模具返回到打开位置,从模具中取出预成型件,以进行进一步处理。
在到目前为止描述的示例中,仅在已限定闭合的成形腔室17之后,即在第一模具零件和第二模具零件已相互接触之后,区段横向于模塑方向D移动,以被带到第二位置P2。
然而,该条件不是必需的,并且即使当第一模具零件和第二模具零件仍然彼此间隔开时,也可以开始移动这些区段,以减小可变体积成形区域4的体积。
图31至图34示出了上述的一个示例,示出了根据一个替代版本的模具501,其中,在关闭模具之前,区段到达第二位置P2。
在所示的示例中,模具501配置为通过使提取液穿过胶囊来生产用于咖啡或用于旨在制备饮料或食物的其他物质的胶囊。应当理解,类似于图31至图34的模具也可用于生产其它物体,尤其是凹形物体,例如,盖子、容器、容器的预成型件等。
模具501还包括可沿着模塑方向D相对于彼此移动的第一模具零件502和第二模具零件503,在所示的示例中,模塑方向D是垂直的。
在所示的示例中,第一模具零件502布置在第二模具零件503下方,但是这一条件不是必需的。
第一模具零件502是凹形模具零件,而第二模具零件503是凸形模具零件。
第一模具零件502可以包括端部成形元件514,凹槽570形成在该端部成形元件514中。凹槽570布置成从外侧形成胶囊的底壁(例如,基本平坦的)和侧壁(例如,截锥形的)。
第一模具零件502还包括多个区段508,例如,类似于上述区段8。更详细地,区段508横向于(特别是垂直于)模塑方向D可滑动地与端部成形元件514的上表面接触。
端部成形元件514在其自身的上部由支撑表面579界定,该支撑表面适于支撑地接收定量500的可模塑材料。支撑表面579可以是平坦的,并且可以横向于(特别是垂直于)模塑方向D布置。
支撑表面579围绕凹槽570,并介于区段508之间。支撑表面579具有环形形状。
由于未示出的推动装置,区段508可在第一位置P1和第二位置P2之间移动,例如,以类似于前面版本所述的方式。
当区段508从第一位置P1移动到第二位置P2时,在区段508之间限定的可变体积成形区域4的体积减小。同时,支撑表面579的面积减小。在第二位置P2,支撑表面579配置为形成胶囊凸缘的下表面。凸缘从胶囊主体的上部区域向外突出。
区段508配置为形成凸缘的侧表面,即围绕胶囊的轴线延伸并且可以平行于该轴线的凸缘表面。
第二模具零件503包括凸形成形部件515,该凸形成形部件适于穿入凹槽570,以从内部使胶囊的底壁和侧壁成形。凸形成形部件515允许在平行于模塑方向D的方向上压缩可模塑材料。
第二模具零件503还包括邻接元件516,该邻接元件适于与第一模具零件502接触,特别是与区段508接触,以关闭模具501,即在模具501内限定闭合的成形腔室17。
更具体地,每个区段508由布置在面向邻接元件516的位置的邻接表面572界定。
邻接表面572适于邻接另一邻接表面571(或前表面),该另一邻接表面将邻接元件516界定在面向第一模具零件502的位置。
邻接表面572和另一邻接表面571横向于(特别是垂直于)模塑方向D延伸。
邻接元件516围绕凸形成形部件515。在未示出的版本中,在邻接元件516和凸形成形部件515之间可以存在附加元件。
邻接元件516包括阻挡部分580,该阻挡部分从另一邻接表面571朝向第一模具零件502突出。阻挡部分580具有环形几何形状,并且可以例如成形为像圆形冠。
阻挡部分580可以由阻挡表面581(例如,平坦的)界定,该阻挡表面横向于(特别是垂直于)模塑方向D延伸。
阻挡部分580适于接触定量500,以将其推靠在端部成形部件514上,特别是推靠在支撑表面579上。更详细地,阻挡部分580旨在阻挡定量500的边缘区域抵靠端部成形元件514,使得定量500相对于凹槽570保持在中心位置,即使当凸形成形部件515使定量500变形时。
在操作过程中,模具501最初处于打开位置,如图31所示。第一模具零件502与第二模具零件503间隔开,使得定量500的聚合物材料可以插入到模具501中。定量500可以例如通过未示出的传输元件释放到模具501中,该传输元件暂时介于第一模具零件502和第二模具零件503之间。
在所示的示例中,定量500具有多层结构,并且包括介于聚合物材料的至少两个外层之间的中间层,如参考图27和图28中所示的定量400已经描述的。
定量500被支撑在支撑表面579上,使得只有其边缘区域与第一模具零件502接触,而定量500的中心区域最初与凹槽570的底部间隔开,并且不接触第一模具零件502。
当定量放置在支撑区域579上时,中间层横向于(特别是垂直于)模塑方向D布置。
在未示出的版本中,模具501也可以与具有单层结构(即由单一合成聚合物材料形成)的定量结合使用。
区段508布置在对应于可变体积成形区域4的扩大配置C1的第一位置P1。在第一位置P1,可变体积成形区域4具有比定量500的横向尺寸更大的横向尺寸(即,横向于模塑方向D测量)。因此,当通过将定量500支撑在支撑表面579上而将其引入模具501中时,定量500不会由于区段508而过早变形。
随后,推动装置在区段508上施加相应的力Fi,以使区段508更靠近可变体积成形区域4的中心区域,直到区段508到达第二位置P2,如图32所示。可以以图1至图7所示的方式或其它方式施加力Fi,例如,通过在每个区段508上施加朝向可变体积成形区域4的中心区域的单个力。
因此,区段508开始使定量500的边缘区域变形。
当区段508到达第二位置P2时,第一模具零件502仍然与第二模具零件503间隔开。准确地说,第一模具零件502和第二模具零件503还没有开始朝向彼此移动。
随后,第一模具零件502和第二模具零件503开始朝向彼此移动得更靠近。在所示的示例中,这通过沿着模塑方向D移动第一模具零件502并且沿着模塑方向D将第二模具零件503保持在固定位置来实现。
这导致如图33所示的情况,其中,区段508的邻接表面572与邻接元件516的另一邻接表面571接触。
此时,在第一模具零件502和第二模具零件503之间限定闭合的成形腔室17。
阻挡部分580已插入到区段508之间,使得阻挡表面579作用在定量500的边缘区域上,挤压这种边缘区域并将其压靠在端部成形部件514上。
实际上,阻挡部分580在定量500的边缘区域上施加一种“装订(stapling)”作用,因此,即使当定量500由于凸形成形部件515而变形时,该定量500也保持被牢固地阻挡在阻挡部分580和端部成形元件514之间。
第一模具零件502与第一模具零件502所邻接的邻接元件516一起继续相对于凸形成形部件515移动,特别是通过接近这样的部件。由于凸形成形部件515沿模塑方向D布置在固定位置,所以凸形成形部件515穿过凹槽570,使也在凹槽的中心区域中的定量变形,直到到达图34所示的端部成形位置。在该端部成形位置,胶囊已完全形成,并且在已充分冷却之后,其可以从模具501中取出。
通过将定量500的边缘区域夹在阻挡部分580和第一模具零件502之间,即使当定量500的中心区域由于凸形成形部件515而变形时,也可以将定量500相对于凹槽570保持在中心位置。此外,如果定量500具有多层结构,则可以防止从边缘区域中的定量向外流动的定量的中间层出现在所形成的物体的外表面上并且在这样的物体上是可见的。
应当注意,阻挡定量500的边缘区域抵靠第一模具零件503的阻挡部分580也可以用在没有区段508的模具中,即,用在第一模具零件503中成形腔被制成横向于模塑方向D具有固定尺寸的模具中。
应当注意,不仅在参照图31至图35描述的模具版本中,而且在图1至图30所示的类型的模具中,甚至在成形腔室已闭合之前,即,甚至在已在第一模具零件和第二模具零件之间限定闭合的成形腔室17之前,就可以开始横向于模塑方向D移动区段,以将区段带到第二位置P2。如果在闭合成形腔室之前移动这些区段,则在已限定闭合的成形腔室17之前或之后,可以到达第二位置P2。
在所提及的所有模具版本中,由于包含区段的模具零件和另一模具零件之间的相互作用,区段可以在第一位置和第二位置之间移动。例如,每个区段可以设置有辊或一组杠杆,其与包含该区段的模具零件相对的模具零件相互作用,以便将该区段从第一位置移动到第二位置。因此,与一个模具零件相关联的区段可以在另一个模具零件上的第一位置和第二位置之间移动。在一个版本中,区段也可以以非轴对称的方式(例如,遵循相对于所施加的力的方向不以45°定向的轨迹,或者彼此具有不同的长度)从第一位置移动到第二位置。
区段还可以采用与迄今为止所描述的不同的移动方法(例如,由于在所施加的力的方向上移动相应的区段的简单致动器的作用)在第一位置和第二位置之间移动。
在上面的描述中,始终参考包括在凹形模具零件中的区段。在未示出的替代版本中,界定可变体积成形区域的区段可以包括在凸形模具零件中。
在前面的描述中,始终参考通过切割从挤出装置流出的连续挤出物而获得的定量的可模塑材料(特别是合成聚合物材料)。然而,也可以使用以其他方式获得的定量的合成聚合物材料,例如,通过切割合成聚合物材料的片材或薄膜。
或者,形成定量的可模塑材料可以是这样的材料,其至少一部分源自天然纤维,例如,纤维素,呈粉末、颗粒的形式,或者补充有特定的液体物质,例如,以获得一种糊状物,或者呈填料、预成型件或从膜切割的其它构件的形式。
在这种情况下,起始材料具有相对较低的密度,并且需要以高的压实程度进行压制,以提供高质量的成品物体。这意味着至少一部分来自天然纤维的材料的初始体积远大于成品物体的体积。因此,具有包括上述区段的模具是有用的,该模具可在第一位置和第二位置之间移动,在第一位置,可变体积成形区域相对大,因此可容纳占据大量空间的低密度材料,在第二位置,材料已被压实并达到成品物体的形状和尺寸。
总之,该定量可以预先包装,即与模具分开制备(例如,通过切割、压制或其他方法)并插入打开的模具中。
在本文描述的方法和设备使得能够从定量开始获得高质量的物体,该定量具有特别是横向于模塑方向D测量的、大于模塑物体的相应横向尺寸的尺寸。
总之,在本发明的第一方面的第一版本中,提供了一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供模具(1;101;201;301;401;501),该模具包括彼此相对的第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503),选自第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的一零件包括用于成形物体的至少侧部的多个区段(8;108;208;308;508),所述多个区段(8;108;208;308;508)界定模具的可变体积成形区域(4);
-将定量(100;400;500)的可模塑材料定位在第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间;
-使第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)在模塑方向(D)上朝向彼此移位,以在第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间限定闭合的成形腔室(17),
该方法还包括步骤:横向于模塑方向(D)移动区段(8;108;208;308;508),以减小可变体积成形区域(4)的体积。
在第二模具处于打开位置时,定量(100;400;500)的可模塑材料可以定位在第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
通过使第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)的相应的邻接表面(71、72;571、572)接触,可以限定闭合的成形腔室(17),邻接表面(71、72;571、572)横向于模塑方向(D)延伸。
在第二版本中,提供了根据第一版本的方法,其中,区段(8;108;208;308;508)可横向于模塑方向(D)在扩大配置(C1)和最终配置(C2)之间移动,定量(100;400;500)释放到第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间,同时定量(100;400;500)的垂直于模塑方向(D)测量的横向尺寸小于处于扩大配置(C1)中的可变体积成形区域(4)的横向尺寸。
在第三版本中,提供了根据第一或第二版本的方法,其中,横向于模塑方向(D)移动区段(8;108;208;308;508)的步骤在已限定闭合的成形腔室(7)之前开始。
在第四版本中,提供了根据第一至第三版本之一的方法,其中,横向于模塑方向(D)移动区段(8;108;208;308;508)的步骤在已限定闭合的成形腔室(7)之后开始。
在第五版本中,提供了根据第一或第二版本的方法,其中,横向于模塑方向(D)移动区段(8;108;208;308;508)的步骤在已限定闭合的成形腔室(7)之后开始。
在第六版本中,提供了根据第一至第五版本之一的方法,其中,通过驱动装置进行使第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)在模塑方向(D)上朝向彼此移位的步骤,驱动装置使选自第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的至少一个模具零件朝向选自第二模具零件(3;103;203;303;503)和第一模具零件(2;102;202;302;502)之间的另一个模具零件移动,区段(8;108;208;308;508)包括在由驱动装置移动的模具零件中。
在第七版本中,提供了根据第一至第六版本之一的方法,其中,通过使区段(8;108;208;308;508)和与区段相对并选自第二模具零件(3;103;203;303;503)和第一模具零件(2;102;202;302;502)之间的一模具零件的邻接元件(16;116;216;316;516)相互接触来限定闭合的成形腔室(17),该模具零件面向区段(8;108;208;308;508),还包括至少部分地被邻接元件(16;116;216;316;516)包围的成形部件(15;115;215;315;515)。
在第八版本中,提供了根据第七版本的方法,其中,所述相应的邻接表面(71、72;571、572)包括邻接表面(72;572)和邻接构件(16;116;216;316;516)的另一邻接表面(71;571),所述邻接表面(72;572)和所述另一邻接表面(71;571)相互接触,以闭合成形腔室(17)。
在第九版本中,提供了根据第七或第八版本的方法,其中,在区段(8;108;208;308;508)和邻接元件(16;116;216;316;516)已相互接触之后,选自第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的至少所述零件在模塑方向(D)上进一步移动,使得成形部件(15;115;215;315;515)穿入所述多个区段(8;108;208;308;508)之间,以形成物体。
在第十版本中,提供了根据第七至第九版本之一的方法,其中,成形部件(15;115;215;315;515)是凸形成形部件(15;215;515),可模塑材料在区段(8;108;208;308;508)和凸形成形部件(15;215;515)之间流动,以产生物体的侧壁。
在第十一版本中,提供了根据第十版本的方法,其中,凸形成形部件(215)包括在第二模具零件(3;103;203;303;503)内并定位于第一模具零件(2;102;302;402;502)下方,并且其中,定量(100)定位在界定凸形成形部件(215)的上端的支撑表面(76)上。
在第十二版本中,提供了根据第七至第十版本之一的方法,其中,在最终成形位置,成形部件(315)横向于模塑方向(D)界定闭合的成形腔室(17)并且与区段(8;108;208;308;508)接触,以防止可模塑材料在成形部件(315)和区段(8;108;208;308;508)之间流动。
在第十三版本中,提供了根据前述版本之一的方法,其中,在开始使定量(500)的中心区域变形之前,定量(500)的边缘区域被阻挡在第一模具零件(2;102;302:402;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
在第十四版本中,提供了当在第十三版本中包括第七版本的特征时根据第十三版本的方法,其中,区段(8;108;208;308;508)包括在第一模具零件(2;102;302:402;502)内,并且其中,在成形部件(15;115;215;315;515)开始与定量(500)的中心区域相互作用之前,定量(500)的边缘区域被支撑在第一模具零件(2;102;302:402;502)上并被阻挡在第一模具零件(2;102;302:402;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
在第十五版本中,提供了当第十三版本包括第七版本的特征时根据第十三版本的方法、或者根据第十四版本的方法,其中,区段(8;108;208;308;508)包括在第一模具零件(2;102;302:402;502)内,并且其中,定量(500)的边缘区域被阻挡在第一模具零件(2;102;302:402;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间,将定量(500)夹紧在从邻接元件(16;116;216;316;516)突出的阻挡部分(580)和第一模具零件(2;102;302:402;502)的支撑表面(79;579)之间,区段(8;108;208;308;508)可沿着支撑表面(79;579)滑动,以减小可变体积成形区域(4)的体积。
在第十六版本中,提供了根据第十五版本的方法,其中,阻挡部分(580)介于区段(8;108;208;308;508)之间,以将定量(500)夹紧在支撑表面(79;579)上。
在第十七版本中,提供了根据前述版本之一的方法,其中,区段(8;108;208;308;508)可在可变体积成形区域(4)的体积最大的第一位置(P1)和可变体积成形区域(4)的体积最小的第二位置(P2)之间移动,并且其中,定量(100;400;500)定位于第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间,而区段(8;108;208;308;508)处于第一位置(P1)。
在第十八版本中,提供了根据前述版本之一的方法,其中,第一模具零件(2;102;202;302;502)包括区段(8;108;208;308;508)和端部成形元件(14;114;214;314;514),该端部成形元件在相对于第二模具零件(3;103;203;303;503)的相对侧横向于模塑方向(D)界定闭合的成形腔室(17)。
在第十九版本中,提供了根据第十八版本的方法,其中,区段(8;108;208;308;508)可横向于模塑方向(D)滑动而与端部成形元件(14;114;214;314;514)接触,以减小闭合的成形区域(4)的体积。
在第二十版本中,提供了根据第十八或第十九版本的方法,其中,第一模具零件(2;102;202;302;502)具有成形腔(24),成形腔(24)包括由区段(8;508)界定的可变体积成形区域(4)和形成在端部成形元件(14;514)中的凹槽(70)。
在第二十一版本中,提供了根据第十八或第十九版本的方法,其中,第一模具零件(2;102;202;302;502)包括从端部成形元件(14;114;214;314;514)朝向第二模具零件(3;103;203;303;503)突出的突出芯部(73),并且其中,定量(100;400;500)在相对于区段(8;108;208;308;508)的非中心位置中、在突出芯部(73)的一侧处定位在第一模具零件(2;102;202;302;402)中,使得可模塑材料在区段(8;108;208;308;508)和突出芯部(73)之间流动,以产生具有孔或中空的物体。
在第二十二版本中,提供了当第十八版本包括第七版本的特征时根据第二十一版本的方法,其中,突出芯部(73)从区段(8;108;208;308;508)朝向第二模具零件(3;103;203;303;505)突出,以接合到形成在成形部件(115)中的导向孔(74)中。
在第二十三版本中,提供了根据前述版本的方法,其中,在由推动装置施加到所述区段(8;108;208;308;508)的第一力(F1)和由所述多个区段中的相邻区段(8;108;208;308;508)施加到所述区段(8;108;208;308;508)的第二力(F2)的组合提供的合力的作用下,每个区段(8;108;208;308;508)横向于模塑方向(D)移动,以减小可变体积成形区域(4)的体积。
在第二十四版本中,提供了根据前述版本之一的方法,还包括挤出可模塑材料,产生可模塑材料的连续挤出物,使定量(100;400;500)与连续挤出物分离,将定量(100;400;500)输送到模具(1;101;201;301;501)内。
在第二十五版本中,提供了根据第二十四版本的方法,其中,连续挤出物包括至少两层(78、79)的聚合物材料,定量(400;500)被引入模具(401;501)内,使得所述两层(78、79)中的每层都横向于、优选地基本垂直于模塑方向(D)延伸。
在本发明的第二方面的第一版本中,提供了一种用于形成物体的设备,包括至少一个模具(1;101;201;301;401;501),该模具包括彼此相对的第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503),选自第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的一模具零件包括用于至少部分地形成物体的侧表面的多个区段(8;108;208;308;508),区段(8;108;208;308;508)界定模具(1;101;201;301;401;501)的可变体积成形区域(4),该设备还包括驱动装置,该驱动装置用于使第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503)沿着模塑方向(D)彼此靠近,从而使第一模具零件(2;102;202;302;402;502)和第二模具零件(3;103;203;303;403;503)沿着横向于模塑方向(D)布置的相应邻接表面(71、72;571、572)相互接触,在第一模具零件(2;102;202;302;402;502)和第二模具零件(3;103;203;303;403;503)之间限定闭合的成形腔室(17),并且其中,该设备还包括推动装置,该推动装置用于横向于模塑方向(D)移动区段(8;108;208;308;508),以减小可变体积成形区域(4)的体积。
在第二方面的第二版本中,提供了根据第二方面的第一版本的设备,其中,区段(8;108;208;308;508)包括在第一模具零件(2;102;202;302;402;502)内,并且第二模具零件(3;103;203;303;503)包括邻接元件(16;116;216;316;516)和成形部件(15;115;215;315;515),该邻接元件适于与区段(8;108;208;308;508)接触,以限定闭合的成形腔室(17),该成形部件至少部分由邻接元件(16;116;216;316;516)包围,成形部件(15;115;215;315;515)和邻接元件(16;116;216;316;516)彼此不同并相对于彼此可移动。
在第二方面的第三版本中,提供了根据第二方面的第二版本的设备,其中,第二模具零件包括阻挡部分(280),该阻挡部分适合介于区段(8;108;208;308;508)之间,用于在开始使定量(500)的中心区域变形之前阻挡定量(500)的边缘区域。
在第二方面的第四版本中,提供了根据第二方面的第三版本的设备,其中,阻挡部分(280)从邻接元件(16;116;216;316;516)突出,以将定量(500)夹紧在第一模具零件(2;102;302:402;502)的支撑表面(79;579)上,所述多个区段(8;108;208;308;508)可沿着支撑表面(79;579)滑动,以减小可变体积成形区域(4)的体积。
在第二方面的第五版本中,提供了根据第二方面的第一到第四版本之一的设备,其中,区段(8;108;208;308;508)包括在第一模具零件(2;102;202;302;402;502)内,并且第一模具零件(2;102;202;302;502)还包括端部成形元件(14;114;214;314;514),该端部成形元件在相对于第二模具零件(3;103;203;303;503)的相对侧上横向于模塑方向(D)界定闭合的成形腔室(17),并且其中,突出芯部(73)从端部成形元件(14;114;214;314)朝向第二模具零件(3;103;203;303;503)突出,以便从在相对于所述多个区段(8;108;208;308;508)的非中心位置中、在突出芯部(73)的一侧处定位在第一模具零件(2;102;202;302;502)中的定量(100;400;500)开始产生具有孔或中空的物体。
在本发明的第三方面的第一版本中,提供了一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供模具(501),该模具包括彼此相对的第一模具零件(502)和第二模具零件(503);
-将定量(500)的可模塑材料定位在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间;
-使第一模具零件(502)和第二模具零件(503)在模塑方向(D)上朝向彼此移位,以通过压缩模塑由定量(500)形成物体,
其中,在开始使定量(500)的中心区域变形之前,定量(500)的边缘区域被阻挡在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间。
在本发明的第三方面的第二版本中,提供了根据本发明的第三方面的第一版本的方法,其中,第一模具零件(502)包括成形腔(24),定量(500)的边缘区域被阻挡在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间,而定量的中心区域被成形腔(24)的底部间隔开。
在本发明的第三方面的第三版本中,提供了根据本发明的第三方面的第一或第二版本的方法,其中,第二模具零件(503)包括邻接元件(516),该邻接元件适于与第一模具零件(502)接触,以在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间限定闭合的成形腔室(17),第二模具零件(503)还包括至少部分地被邻接元件(516)包围的成形部件(515),成形部件(515)和邻接元件(516)彼此不同并相对于彼此可移动,并且其中,定量(500)被从邻接元件(516)突出并将定量(500)推靠在第一模具零件(502)上的阻挡部分(280)阻挡在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间。
在本发明的第四方面的第一版本中,提供了一种用于由定量(500)的可模塑材料形成物体的设备,包括:至少一个模具,该模具包括彼此相对的第一模具零件(502)和第二模具零件(503);驱动装置,该驱动装置用于使第一模具零件(502)和第二模具零件(503)在模塑方向(D)上朝向彼此移动,以便通过压缩模塑由定量(500)形成物体,其中,选自第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间的一模具零件包括阻挡部分(280),该阻挡部分旨在与定量(500)的边缘区域接合,以将边缘区域压靠在选自第二模具零件(503)和第一模具零件(502)之间的另一模具零件上,从而在定量(500)成形时阻挡定量(500)与另一模具零件接触。
在本发明的第四方面的第二版本中,提供了根据本发明的第四方面的第一版本的设备,其中,阻挡部分(280)包括在第二模具零件(503)中,并且第一模具零件(502)是凹形模具零件。
在本发明的第四方面的第三版本中,提供了根据本发明的第四方面的第二版本的设备,其中,第二模具零件(503)包括邻接元件(516),该邻接元件适于与第一模具零件(502)接触,以在第一模具零件(502)和第二模具零件(503)之间限定闭合的成形腔室(17),第二模具零件(503)还包括至少部分地被邻接元件(516)包围的成形部件(515),成形部件(515)和邻接元件(516)彼此不同并相对于彼此可移动,并且其中,阻挡部分(280)从邻接元件(516)朝向第一模具零件(502)突出。
Claims (26)
1.一种用于形成物体的方法,包括以下步骤:
-提供模具(1;101;201;301;401;501),所述模具包括彼此相对的第一模具零件(2;102;202;302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503),选自所述第一模具零件(2;102;
202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的一零件包括用于成形所述物体的至少侧部的多个区段(8;
108;208;308;508),所述区段(8;108;208;308;508)界定所述模具的可变体积成形区域(4);
-在所述模具处于打开位置的同时,将定量(100;400;500)的可模塑材料定位在所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间;
-使所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)在模塑方向(D)上朝向彼此移位,以便通过使所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)的相应的邻接表面(71,72;571,572)接触而在所述第一模具零件(2;102;202;302;
502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间限定闭合的成形腔室(17),所述邻接表面(71,72;571,572)横向于所述模塑方向(D)延伸,
所述方法还包括步骤:横向于所述模塑方向(D)移动所述区段(8;108;208;308;508),以减小所述可变体积成形区域(4)的体积,其中,所述模具包括成形部件(15;115;215;315;515),所述成形部件穿入所述可变体积成形区域(4)中,从而在所述模塑方向(D)上压缩所述可模塑材料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多个区段(8;108;208;
308;508)界定所述可变体积成形区域(4)的侧表面(5),所述多个区段(8;108;208;308;508)能在所述可变体积成形区域(4)的体积最大的第一位置(P1)与所述可变体积成形区域(4)的体积最小的第二位置(P2)之间移动,并且其中,在所述多个区段(8;
108;208;308;508)处于所述第一位置(P1)的同时,所述定量(100;400;500)定位于所述第一模具零件(2;102;202;302;
502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,通过使所述多个区段(8;
108;208;308;508)与选自所述第二模具零件(3;103;203;303;
503)和所述第一模具零件(2;102;202;302;502)之间并面向所述区段(8;108;208;308;508)的一模具零件的邻接元件(16;
116;216;316;516)相互接触来限定所述闭合的成形腔室(17),所述成形部件(15;115;215;315;515)包括在面向所述区段的所述模具零件中并布置在所述邻接元件(16;116;216;316;516)内。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,在所述多个区段(8;108;208;
308;508)和所述邻接元件(16;116;216;316;516)已相互接触之后,选自所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的一个模具零件在所述模塑方向(D)上进一步移位,使得所述成形部件(15;115;215;
315;515)穿入所述多个区段(8;108;208;308;508)之间,以形成所述物体。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述成形部件(15;
115;215;315;515)是凸形成形部件(15;215;515),所述可模塑材料在所述多个区段(8;108;208;308;508)和所述凸形成形部件(15;215;515)之间流动,以产生所述物体的侧壁。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述凸形成形部件(215)位于所述第一模具零件(2;102;302;402;502)下方,并且所述定量(100)定位在界定所述凸形成形部件(215)的上端的支撑表面(76)上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,在最终成形位置,所述成形部件(315)横向于所述模塑方向(D)界定所述闭合的成形腔室(17),并且所述成形部件与所述多个区段(8;108;208;
308;508)接触,以防止所述可模塑材料在所述成形部件(315)和所述多个区段(8;108;208;308;508)之间流动。
8.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述第一模具零件(2;
102;202;302;502)还包括端部成形元件(14;114;214;314;
514),所述端部成形元件在相对于所述第二模具零件(2;102;202;
302;502)的相对侧处横向于所述模塑方向(D)界定所述闭合的成形腔室(17)。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述多个区段(8;108;208;
308;508)能横向于所述模塑方向(D)滑动而与所述端部成形元件(14;114;214;314;514)接触,以减小所述闭合的成形腔室(70)的体积。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其中,所述第一模具零件(2;102;
202;302;502)具有成形腔(24),所述成形腔(24)包括由所述多个区段(8;108;208;308;508)界定的所述可变体积成形区域(4)和形成在所述端部成形元件(14;114;214;314;514)中的凹槽(70)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法,其中,所述第一模具零件(2;102;202;302;502)包括从所述端部成形元件(14;114;
214;314;514)朝向所述第二模具零件突出的突出芯部(73),并且其中,所述定量(100;400;500)在相对于所述多个区段(8;
108;208;308;508)的非中心位置中、在所述突出芯部(73)的一侧处定位在所述第一模具零件(2;102;202;302;502)中,使得所述可模塑材料在所述多个区段(8;108;208;308;508)和所述突出芯部(73)之间流动,以产生具有孔或中空的物体。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述突出芯部(73)从所述多个区段(8;108;208;308;508)朝向所述第二模具零件(3;103;
203;303;505)突出,以接合到形成在所述成形部件(115)中的导向孔(74)中。
13.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,在由推动装置施加到所述区段(8;108;208;308;508)的第一力(F1)和由所述多个区段中的相邻区段(8;108;208;308;508)施加到所述区段(8;
108;208;308;508)的第二力(F2)的组合提供的合力的作用下,所述多个区段中的每个区段(8;108;208;308;508)横向于所述模塑方向(D)移动,以减小所述闭合的成形腔室(17)的体积。
14.根据任一项前述权利要求所述的方法,还包括挤出所述可模塑材料,从而产生可模塑材料的连续挤出物,使所述定量(100;400;500)与所述连续挤出物分离,将所述定量(100;400;500)输送到所述模具(1;101;201;301;501)内,并且其中,可选地所述连续挤出物包括至少两层(78,79)的聚合物材料,所述定量(400;500)被引入所述模具(401;501)内,使得所述两层(78,79)中的每层都横向于、例如基本垂直于所述模塑方向(D)延伸。
15.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述区段(8;108;
208;308;508)能横向于所述模塑方向(D)在所述可变体积成形区域(4)的扩大配置(C1)与最终配置(C2)之间移动,在所述区段(8;108;208;308;508)处于所述扩大配置(C1)中的同时,所述定量(100;400;500)释放到所述第一模具零件(2;102;202;
302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间,所述定量(100;400;500)具有的横向尺寸小于处于所述扩大配置(C1)中的所述可变体积成形区域(4)的横向尺寸,所述定量(100;
400;500)的横向尺寸和处于所述扩大配置(C1)中的所述可变体积成形区域(4)的横向尺寸是垂直于所述模塑方向(D)测量的。
16.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,将定量(100;400;
500)的可模塑材料定位在所述第一模具零件(2;102;202;302;
502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的步骤包括:将所述定量(100;400;500)在所述定量(100;400;500)至少部分地被所述区段(8;108;208;308;508)包围并与所述区段(8;108;208;308;508)间隔开的位置中搁置在选自所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;
203;303;503)之间的一模具零件上,所述区段(8;108;208;
308;508)随后横向于所述模塑方向移动,以与所述定量(100;400;
500)接触。
17.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,横向于所述模塑方向(D)移动所述区段(8;108;208;308;508)的步骤在已限定所述闭合的成形腔室(7)之前开始,并且可选地在已限定所述闭合的成形腔室(7)之前结束。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,其中,横向于所述模塑方向(D)移动所述区段(8;108;208;308;508)的步骤在已限定所述闭合的成形腔室(7)之后开始。
19.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,通过驱动装置进行使所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)在所述模塑方向(D)上朝向彼此移动的步骤,所述驱动装置使选自所述第一模具零件(2;102;202;302;
502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间的至少一个模具零件朝向选自所述第二模具零件(3;103;203;303;503)和所述第一模具零件(2;102;202;302;502)之间的另一个模具零件移动,所述区段(8;108;208;308;508)包括在由所述驱动装置移动的所述模具零件中。
20.根据任一项前述权利要求所述的方法,并且还包括步骤:在开始使所述定量(500)的中心区域变形之前将所述定量(500)的边缘区域阻挡在所述第一模具零件(2;102;302:402;502)与所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述第一模具零件(2;102;
302:402;502)具有成形腔,并且其中,当所述定量(500)的所述中心区域与所述成形腔的底部间隔开时,所述定量(500)的所述边缘区域被阻挡在所述第一模具零件(2;102;302:402;502)与所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中,所述区段(8;108;208;
308;508)包括在第一模具零件(2;102;302:402;502)中,并且其中,所述定量(500)的所述边缘区域搁置在所述第一模具零件(2;102;302:402;502)上,并且在所述成形部件(15;115;
215;315;515)开始与所述定量(500)的所述中心区域相互作用之前,所述定量的所述边缘区域被阻挡在所述第一模具零件(2;102;
302:402;502)与所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间。
23.根据如附加于权利要求3的权利要求20-22中任一项所述的方法,其中,所述区段(8;108;208;308;508)包括在所述第一模具零件(2;102;302:402;502)中,并且其中,通过将所述定量(500)夹紧在从所述邻接元件(16;116;216;316;516)突出的阻挡部分(580)与所述第一模具零件(2;102;302:402;502)的支撑表面(79;579)之间,所述定量(500)的所述边缘区域被阻挡在所述第一模具零件(2;102;302:402;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)之间,所述区段(8;108;208;308;
508)能沿着所述支撑表面(79;579)滑动,以减小所述可变体积成形区域(4)的体积。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述阻挡部分(580)穿入所述区段(8;108;208;308;508)之间,以将所述定量(500)夹紧在所述支撑表面(79;579)上。
25.一种用于形成物体的设备,包括至少一个模具(1;101;201;301;
401;501),所述模具包括彼此相对的第一模具零件(2;102;202;
302;502)和第二模具零件(3;103;203;303;503),选自所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;
103;203;303;503)之间的一模具零件包括用于至少部分地形成所述物体的侧表面的多个区段(8;108;208;308;508),所述区段(8;108;208;308;508)界定所述模具(1;101;201;301;
401;501)的可变体积成形区域(4),所述设备还包括驱动装置,该驱动装置用于使所述第一模具零件(2;102;202;302;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;503)相对于彼此沿着模塑方向(D)在打开位置与相互接触位置之间移位,在所述打开位置,定量(100;400;500)的可模塑材料定位在所述第一模具零件(2;
102;202;302;502)与所述第二模具零件(3;103;203;303;
503)之间,在所述相互接触位置,所述第一模具零件(2;102;202;
302;402;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;403;
503)沿着横向于所述模塑方向(D)布置的相应邻接表面(71,72;
571,572)接触,并且在所述第一模具零件(2;102;202;302;
402;502)和所述第二模具零件(3;103;203;303;403;503)之间限定闭合的成形腔室(17),并且其中,所述设备还包括推动装置,所述推动装置用于横向于所述模塑方向(D)移动所述区段(8;
108;208;308;508),以减小所述可变体积成形区域(4)的体积。
26.根据权利要求25所述的设备,其中,所述第一模具零件(2;102;
202;302;502)还包括端部成形元件(14;114;214;314;514),所述端部成形元件在相对于所述第二模具零件(2;102;202;302;
502)的相对侧处横向于所述模塑方向(D)界定所述闭合的成形腔室(17),并且其中,突出芯部(73)从所述端部成形元件(14;114;
214;314)朝向所述第二模具零件突出,用于从在相对于所述多个区段(8;108;208;308;508)的非中心位置中、在所述突出芯部(73)的一侧处定位在所述第一模具零件(2;102;202;302;502)中的定量(100)开始产生具有孔或中空的物体。
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