DE112006001845T5

DE112006001845T5 - Formvorrichtung, Herstellungsverfahren einer Formvorrichtung und Formverfahren

Info

Publication number: DE112006001845T5
Application number: DE112006001845T
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Tokunou; Toru Yokosuka Hirata
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-05-15
Also published as: KR20080026607A; TW200720055A; CN101223018A; US20090166920A1; WO2007007779A1

Abstract

Eine Formvorrichtung, die Folgendes aufweist:
ein erstes Glied;
ein zweites Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des ersten Glieds angeordnet ist, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Glieds gebildet ist; und
einen Strömungsdurchlauf, dessen Innenwand zusammenwirkend durch eine Oberfläche des ersten Glieds und einer Oberfläche des zweiten Glieds definiert wird, wobei der Strömungsdurchlauf darin ein Wärmemedium für den Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied leitet.

Description

Hintergrund der Erfindung
A) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Formvorrichtung und ein Herstellungsverfahren einer Formvorrichtung und genauer gesagt auf eine Formvorrichtung die imstande ist, eine Designoberfläche, die mit einem Formmuster gebildet ist, zu erwärmen und abzukühlen, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Formvorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formverfahren unter Verwendung einer Formvorrichtung mit einem Strömungsdurchlauf zum Leiten bzw. Strömenlassen eines Mediums, um eine Designoberfläche zu kühlen.
B) Beschreibung der verwandten Technik
Techniken sind weithin bekannt, gemäß denen eine Form mit geschmolzenem Formmaterial gefüllt und ein Formmuster, das auf der Designoberfläche der Form gebildet ist, auf das Formmaterial übertragen wird.
Wenn eine Temperatur des Formmaterials, das in die Form eingespritzt wird, fällt und das Fließvermögen herabgesetzt wird, können konkave Teile eines Formmusters nicht in geeigneter Weise mit dem Formmaterial gefüllt werden und eine Übertragungspräzision kann nicht erhöht werden. Wenn die Form erwärmt wird und ein Temperaturabfall des Formmaterials unterdrückt wird, kann die Übertragungspräzision erhöht werden.
Nachdem das Formmuster auf das Formmaterial übertragen wurde, ist es erwünscht das Formmaterial rasch abzukühlen und auszuhärten, um die Produktivität zu verbessern. Durch das Kühlen der Form kann das Abkühlen des Formmaterials verbessert werden.
Eine Formvorrichtung mit einem Mechanismus zum Erwärmen und Kühlen einer Form ist offenbart worden. Beispielsweise offenbart JP-A-2000-823 eine Formvorrichtung, die unten beschrieben ist. Wie in 7A gezeigt, besitzt die Formvorrichtung eine erste Schicht 103, die aus einem nicht-leitenden Wärmeisolationsmaterial besteht, das auf einer Formbasis 102 gebildet ist, in der ein Kühlwasserströmungsdurchlauf 101 gebildet ist. Eine planare Erwärmungsvorrichtung 104, die bei Erregung Wärme erzeugt, ist auf der ersten Schicht 103 gebildet und eine zweite Schicht 105, die aus einem nicht-leitenden Material besteht, ist auf der planaren Erwärmungsvorrichtung 104 gebildet. Ein Oberflächenglied 106 mit einer Designoberfläche ist auf der zweiten Schicht 105 gebildet.
Eine Formvorrichtung, die unten beschrieben wird, ist beispielsweise in JP-A-HEI-8-156028 offenbart. Wie in 7B gezeigt, besitzt die Formvorrichtung einen Kernblock 202, der in eine bewegliche Form 201 gepasst ist, und ein Hochtemperaturluftströmungsdurchlauf 203 und ein Kühlmittelströmungsdurchlauf 204 sind in dem Kernblock 202 gebildet. Eine wärmeisolierende Schicht 205, die aus einer Luftschicht besteht, ist zwischen dem Kernblock 202 und der beweglichen Form 201 gebildet. Ein Hohlraumblock 202a ist in eine feststehende Form 201a gepasst und ein Kühlmittelströmungsdurchlauf 204a ist in dem Hohlraumblock 202a gebildet. Eine wärmeisolierende Schicht 205a, die aus einer Luftschicht besteht, ist zwischen dem Hohlraumblock 202a und der feststehenden Form 201a gebildet. Ein Hohlraum 206, der eine Designoberfläche freilegt, ist zwischen dem Kernblock 202 und dem Hohlraumblock 202a definiert.
Der Kernblock 202 und der Hohlraumblock 202a bestehen aus einer Aluminiumlegierung, um die Wärmeleistung bzw. Wärmekapazität zu verringern. Eine bevorzugte Dicke von sowohl dem Kernblock 202 als auch dem Hohlraumblock 202a beträgt 20 bis 40 mm.
Wie in einem Zustand gezeigt, in dem der Kernblock 202 und der Hohlraumblock 202a nicht vollständig geschlossen sondern leicht geöffnet sind, wird der Hochtemperaturluftströmungsdurchlauf 203 in einen Raum zwischen dem Kernblock 202 und dem Hohlraumblock 202a geöffnet. In diesem Zustand wird, während die Hochtemperaturluft durch diesen Raum geströmt wird, die Designoberfläche, die in diesen Raum freigelegt ist, erwärmt. Nach dem Erwärmen der Designoberfläche werden der Kernblock 202 und der Hohlraumblock 202a vollständig geschlossen, und der Hohlraum 206 wird mit Formmaterial gefüllt, um ein Formmuster zu übertragen.
Die Designoberfläche kann durch Verwenden der in der JP-A-2000-823 und der JP-A-HEI-8-156028 offenbarten Formvorrichtung erwärmt und gekühlt werden.
In der Formvorrichtung der JP-A-2000-823 ist die erste Schicht, die aus einem wärmeisolierenden Material besteht, zwischen den Kühlwasserströmungsdurchlauf und das Oberflächenglied mit der Designoberfläche eingefügt. Dadurch kann die Designoberfläche nicht effizient gekühlt werden. Durch Verwenden der Formvorrichtung der JP-A-HEI-8-156028 kann die Designoberfläche effizient gekühlt werden, da keine wärmeisolierende Schicht zwischen dem Kühlmittelströmungsdurchlauf und die Designoberfläche eingefügt ist.
In der Formvorrichtung der JP-A-HEI-8-156028 wird die Designoberfläche jedoch von der Hohlraumseite aus erwärmt. Daher kann die Designoberfläche während der Hohlraum mit dem Formmaterial gefüllt ist, nicht erwärmt werden. Es ist nicht einfach, die Designoberfläche auf einer erwünschten Temperatur oder höher während der Übertragung des Formmusters zu halten.
Eine neue Tendenz besteht darin, dass ein Formmuster feiner wird und es ist erwünscht eine Formvorrichtung herzustellen, die geeignet ist, ein feines Formmuster zu übertragen. Es ist erwünscht, einen Designoberflächenerwärmungs- und -kühlmechanismus vorzusehen, der geeignet ist, eine Formvorrichtung kompakt zu machen.
In einer Formvorrichtung wird das Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst, um ein Formmuster auf das Formmaterial zu übertragen. In der Formvorrichtung, die mit einem Kühlmittelströmungsdurchlauf ausgestattet ist, wie sie in der JP-A-2000-823 und der JP-A-HEI-8-156028 offenbart ist, wird, während ein Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst wird, wahrscheinlich eine Kraft ausgeübt, die den Kühlmittelströmungsdurchlauf deformieren kann. Es besteht daher die Befürchtung, dass der Strömungsdurchlauf beschädigt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Formvorrichtung mit einer Struktur bzw. einer Anordnung vorzusehen, die zur Verdichtung bzw. Verkleinerung der Formvorrichtung geeignet ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Formvorrichtung vorzusehen, die eine Designoberfläche effizient kühlen kann und die Designoberfläche in einfacher Weise auf einer erwünschten Temperatur oder höher halten kann, während ein Formmuster, das auf der Designoberfläche gebildet ist, auf das Formmaterial übertragen wird.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formvorrichtung vorzusehen, die geeignet ist, eine Designoberfläche in geeigneter Weise zu erwärmen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren vorzusehen, das geeignet ist, die oben beschriebene Formvorrichtung herzustellen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Formverfahren vorzusehen, das auf ein Formverfahren für das Formen von Material unter Verwendung einer Formvorrichtung anwendbar ist, die mit einem Kühlmittelströmungsdurchlauf ausgestattet ist und imstande ist, Schäden an dem Strömungsdurchlauf zu unterdrücken.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Formvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein erstes Glied; ein zweites Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des ersten Glieds angeordnet ist, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Glieds gebildet ist; und einen Strömungsdurchlauf, dessen Innenwand zusammenwirkend durch eine Oberfläche des ersten Glieds und eine Oberfläche des zweiten Glieds definiert wird, wobei der Strömungsdurchlauf darin ein Wärmemedium für den Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied strömt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Formvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein erstes Glied; ein zweites Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des ersten Glieds angeordnet ist, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Glieds gebildet ist; und wobei es aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als einer Wärmeleitfähigkeit des ersten Glieds hergestellt ist; eine Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht des zweiten Glieds auf einer Seite der Designoberfläche, und zwar von einer Innenseite des zweiten Glieds, und einen Strömungsdurchlauf, der zwischen dem ersten Glied und der Designoberfläche angeordnet ist, und zwar zum Strömen eines Wärmemediums zum Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Formvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein drittes Glied einschließlich einer Designoberfläche, die mit einem Formmuster gebildet ist; und eine Erwärmungsvorrichtung, die auf dem dritten Glied zum Erwärmen der Oberflächenschicht des dritten Glieds auf einer Seite der Designoberfläche angeordnet ist, wobei eine kürzeste Distanz von der Erwärmungsvorrichtung zu der Designoberfläche das Fünf- bis Zehnfache einer maximalen Tiefe konkaver Teile der Designoberfläche entspricht.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: (a) teilweises Ätzen einer ersten Oberfläche eines ersten Glieds, um eine Nut zu formen; und (b) Bonden der ersten Oberfläche und des ersten Glieds an eine zweite Oberfläche eines zweiten Glieds, wobei das zweite Glied eine Designober fläche umfasst, die mit einem Formmuster gegenüberliegend der zweiten Oberfläche gebildet ist, wobei das zweite Glied aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, die höher als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Glieds ist, um einen Strömungsdurchlauf zu bilden, der durch eine Innenwand der Nut und die zweite Oberfläche des zweiten Glieds definiert wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: (g) Laminieren bzw. Beschichten eines Übertragungsteilkörpers, der eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster gebildet ist, und zwar auf eine Oberfläche eines isolierenden Trageglieds, das aus einem Material mit elektrischer Isolation besteht; (h) Bilden einer leitenden Schicht, die aus einem leitenden Material besteht, auf einer Oberfläche des isolierenden Trageglieds auf einer gegenüberliegenden Seite zu einer Seite, die den Übertragungsteilkörper beschichtet; und (i) Strukturieren der leitenden Schicht, um eine Erwärmungsvorrichtung zu bilden.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Formverfahren vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: (j) Pressen eines Formmaterials gegen eine Designoberfläche eines Teilkörpers, der die Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche gebildet ist, sowie einen Strömungsdurchlauf darin zum Strömen eines Wärmemediums zum Wärmeaustausch mit der Designoberfläche; und (k) Verändern von entweder einem Druck, der an das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angelegt wird, und/oder einer Strömungsrate des Wärmemediums, das in dem Strömungsdurchlauf strömt, und zwar synchron mit einer Zeitsteuerung, wenn das Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst wird, um einen Druck zu erhöhen, der auf eine Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch das Wärmemedium angelegt wird.
In der Formvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Innenwand des Strömungsdurchlaufs zusammenwirkend durch die Oberfläche des ersten Glieds und die Oberfläche des zweiten Glieds definiert. Und zwar wird der Strömungsdurchlauf durch Anhaften der Oberfläche des ersten Glieds an der Oberfläche des zweiten Glieds gebildet. Da der Strömungsdurchlauf weder in dem ersten Glied noch in dem zweiten Glied gebildet wird, kann der Strömungsdurchlauf in einfacher Weise gebildet werden, selbst wenn das erste oder das zweite Glied klein hergestellt sind.
In der Formvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Strömungsdurchlauf für den Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied zwischen dem ersten Glied und der Designoberfläche angeordnet. Die Designoberfläche kann daher in effizienter Weise gekühlt werden. Die Erwärmungsvorrichtung erwärmt die Oberflächenschicht des zweiten Glieds auf der Seite der Designoberfläche, und zwar von der Innenseite des zweiten Glieds. Es ist daher einfach, die Designoberfläche auf einer erwünschten Temperatur oder höher zu halten, während das Formmuster, das auf der Designoberfläche gebildet ist, auf das Formmaterial übertragen wird.
In der Formvorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die kürzeste Entfernung von der Erwärmungsvorrichtung zu der Designoberfläche auf das 5- bis 10-fache der maximalen Tiefe der konkaven Teile der Designoberfläche angepasst. Daher kann zum Beispiel die Designoberfläche in einfacher Weise erwärmt werden, während eine Unregelmäßigkeit der Temperaturverteilung unterdrückt wird.
In dem Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Strömungsdurchlauf durch Anhaften der Oberfläche des ersten Glieds, das mit der Nut gebildet ist, an der Oberfläche des zweiten Glieds gebildet. Ein Mikroströmungsdurchlauf kann daher in einfacher Weise gebildet werden.
In dem Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Erwärmungsvorrichtung durch Strukturieren der leitenden Schicht gebildet. Daher kann in einfacher Weise eine Mikroerwärmungsvorrichtung gebildet werden.
In dem Formverfahren gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Druck der an die Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch ein Wärmemedium angelegt wird, synchron mit einer Zeitsteuerung erhöht, wenn das Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst wird. Es ist daher möglich, zu unterdrücken, dass die Innenwand des Strömungsdurchlaufs deformiert und der Strömungsdurchlauf beschädigt wird, was andernfalls dadurch verursacht wird, dass das Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Formvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittansicht eines Plungers bzw. Kolbens 4, und 2B ist eine Draufsicht des Kolbens 4.
3A bis 3F sind Querschnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für einen Teilkörper 4A der Designoberflächenseite darstellen, der Teil des Kolbens ist.
4A bis 4D sind Querschnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für einen Teilkörper 4B der Tragegliedseite darstellen, der Teil des Kolbens 4 ist.
5A ist eine Querschnittansicht eines oberen Kolbenteilkörpers 4C, die ein Verfahren zum Zusammenbonden des Teilkörpers 4A der Designoberflächenseite und des Teilkörpers 4B der Tragegliedseite darstellt, und 5B ist eine Querschnittansicht eines Trageglieds 20, das Teil des Kolbens 4 ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Veränderung während eines Formprozesses in einem Druck darstellt, der an eine Designoberfläche 4a durch das Formmaterial angelegt wird, in einem Druck der durch eine Pumpe 6c an das Kühlwasser angelegt wird, in einer Strömungsrate des Kühlwassers, das durch ein Ventil 6d strömt, und in einem Strom, der durch eine Erwärmungsvorrichtung H fließt.
7A und 7B sind schematische Querschnittansichten einer Formvorrichtung gemäß herkömmlichen Techniken.
8A und 8B sind schematische Diagramme, die eine Formvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
9 ist ein Diagramm, das ein Formverfahren für die Formvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt.
10 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel der Form eines Strömungsdurchlaufs und einer Erwärmungsvorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Formvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Form 1 besteht aus. einer feststehenden Form 1a und einer bewegbaren Form 1b. In einem Zustand, in dem die Form 1 geschlossen ist, ist ein Raum 2 einschließlich eines Eingusses (Runner) 2a und eines Hohlraums 2b zwischen der feststehenden Form 1a und der bewegbaren Form 1b definiert.
Während eine Schnecke bzw. Schraube 30a, die in einem Zylinder 30 angeordnet ist, gedreht wird, wird Formmaterial in einem geschmolzenen Zustand von dem Zylinder 30 abgespritzt. Das Formmaterial ist Harz, wie beispielsweise Polycarbonat. Ein Antriebsmechanismus 30b treibt die Schraube 30a an. Das von dem Zylinder 30 abgespritzte Formmaterial wird in den Raum 2 über eine Düse 3a und einen Einlauf (Spool) 3b, die in der feststehenden Form 1a gebildet ist, eingespritzt. Der Hohlraum 2b wird mit dem in den Raum 2 eingespritzten Formmaterial gefüllt, und zwar über den Einguss 2a.
Ein Kolben 4 ist in der bewegbaren Form 1b zusammengebaut, wobei der Kolben 4 eine Designoberfläche besitzt, die mit einem Formmuster gebildet ist. Die Designoberfläche 4a definiert einen Teil der Innenwand des Hohlraums 2b. Ein Antriebsmechanismus 40 bewegt den Kolben 4, um den Hohlraum 2b zu verengen, während synchron der Hohlraum 2b mit dem Formmaterial gefüllt wird.
Das Formmaterial wird gegen die Designoberfläche 4a durch den Druck gepresst, mit dem die Schraube 30a das Formmaterial in den Hohlraum 2b einspritzt. Der Druck des Pressens des Formmaterials gegen die Designoberfläche 4a nimmt weiter zu während sich der Kolben 4 zu der Seite des Hohlraums 2b hin bewegt. Während das Formmaterial gegen die Designoberfläche 4a gepresst wird, wird das Formmuster auf die Oberfläche des Formmaterials übertragen. Eine Steuervorrichtung 50 steuert den Antriebsmechanismus 30b für die Schraube 30a und den Antriebsmechanismus 40 für den Kolben 4, so dass das Formmaterial gegen die Designoberfläche 4a mit einer erwünschten Zeitsteuerung und einem erwünschten Druck gepresst wird.
Eine Erwärmungsvorrichtung H zum Erzeugen von Wärme bei Erregung ist in dem Kolben 4 zusammengebaut. Die Designoberfläche 4a kann mit der Erwärmungsvorrichtung H erwärmt werden. Eine Leistungsquelle 5a ist mit der Erwärmungsvorrichtung H über Leitungsdrähte 5b und 5c verbunden. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Leistungsquelle 5a der Erwärmungsvorrichtung H.
Die Erwärmungsvorrichtung H erwärmt die Designoberfläche 4a in einer solchen Art und Weise, dass das Formmaterial, welches in den Hohlraum 2b eingespritzt wird, einen ausreichend geschmolzenen Zustand aufrechterhält, bis die konkaven Teile des Formmusters der Designoberfläche 45 in geeigneter Weise mit dem Formmaterial gefüllt sind. Da die konkaven Teile des Formmaterials in geeigneter Weise mit dem Formmaterial gefüllt werden können, wird die Übertragungspräzision verbessert.
Ein Strömungsdurchlauf C ist ebenfalls in dem Kolben 4 zusammengebaut, wobei Kühlwasser, das imstande ist die Designoberfläche 4a zu kühlen, durch den Strömungsdurchlauf strömt. Der Strömungsdurchlauf C ist mit einem Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a verbunden und einem Wasserabflussströmungsdurchlauf 6b, der in dem Kolben 4 gebildet ist. Eine Pumpe 6c reguliert einen Druck des Kühlwassers, das durch den Strömungsdurchlauf 3 strömt. Ein Ventil 6d reguliert eine Strömungsrate des Kühlwassers, das aus dem Strömungsdurchlauf C abfließt. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Pumpe 6c und das Ventil 6d.
Nachdem das Formmuster auf das Formmaterial übertragen worden ist, wird Kühlwaser durch den Strömungsdurchlauf C geströmt, um die Designoberfläche 4a zu kühlen. Da das Formmaterial gekühlt und schnell ausgehärtet werden kann, kann die Produktivität verbessert werden.
Der Kolben 4 kann von der bewegbaren Form 1b abmontiert werden und kann durch irgendeinen anderen Kolben, der eine Designoberfläche mit einem anderen Formmuster besitzt, ausgetauscht werden.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf die 2A und 2B der Kolben 4 detaillierter beschrieben. 2A ist eine Querschnittansicht, die einen Bereich nahe der Designoberfläche 4a des Kolbens 4 zeigt. Ein Wärmeisolationsglied 14 ist auf einem Trageglied 20 angebracht. Das Trageglied 20 besteht aus einem Metall, wie beispielsweise SUS, und das Wärmeisolationsglied 14 besteht aus beispielsweise Pyrexglas (eingetragenes Warenzeichen). Eine Dicke des wärmeisolierenden Glieds 14 beträgt beispielsweise 1 bis 2 mm. Eine Nut 15 ist in der oberen Oberflächenschicht des Wärmeisolationsglieds 14 gebildet.
Ein Siliciumglied 12, das aus Silicium mit elektrischer Isolierung besteht, ist auf dem Wärmeisolationsglied 14 angebracht. Eine Dicke des Siliciumglieds 12 beträgt beispielsweise 150 μm. Das Siliciumglied 12 besitzt eine Beschichtungsstruktur eines unteren Siliciumglieds 12a und eines oberen Siliciumglieds 12b, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Wärmeisolationsglieds 14 aufgestapelt sind. Eine Wärmeleitfähigkeit der unteren und oberen Siliciumglieder 12a und 12b ist höher als die des Wärmeisolationsglieds 14.
Das untere Siliciumglied 12a ist auf der oberen Oberfläche des Wärmeisolationsglieds 14 angeordnet, um die Öffnung der Nut 15 abzudichten (um die Öffnung abzudecken). Die Nut 15, deren Öffnung mit dem unteren Siliciumglied 12a abgedichtet ist, bildet den Kühlwasserströmungsdurchlauf C. Der Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a und der Wasserablassströmungsdurchlauf 6b, die sich durch das Trageglied 20 und das Wärmeisolationsglied 14 erstrecken, sind mit dem Strömungsdurchlauf C verbunden.
Die Erwärmungsvorrichtung H ist zwischen den unteren und oberen Siliciumgliedern 12a und 12b angeordnet, und in dem Siliciumglied 12 vergraben. Die Erwärmungsvorrichtung H besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung und erzeugt bei Erregung Wärme. Elektroden 13a und 13b sind mit den gegenüberliegenden Enden der Erwärmungsvorrichtung H verbunden. Die Elektroden 13a und 13b erstrecken sich in das untere Siliciumglied 12a und erreichen die unteren Oberflächen der Erwärmungsvorrichtung.
Elektrodenleitungsfelder 13c und 13d, die aus Metall bestehen, sind auf der Seitenwand des Wärmeisolationsglieds 14 gebildet. Die Elektroden 13a und 13b sind mit den Leitungsdrähten 5b und 5c über die Elektrodenleitungsfelder 13c bzw. 13d verbunden.
Ein Übertragungsteilkörper 11, bestehend aus einem Metall, wie beispielsweise Nickel, ist auf dem oberen Siliciumglied 12b gebildet. Der Übertragungsteilkörper 11 besteht aus einer dünnen Filmkeimschicht (Seed-Layer) 11a und einer Vielzahl säulenförmiger Teilkörper 11b, die auf der Keimschicht 11a gebildet sind. Der säulenförmige Teilkörper 11 ist entlang einer Dickenrichtung der Keimschicht 11a langgestreckt. Eine Dicke der Keimschicht 11a beträgt beispielsweise einige Zehn nm, und eine Höhe des säulenförmigen Teilkörpers 11b beträgt beispielsweise einige Zehn μm. Eine Oberfläche des Übertragungsteilkörpers 11, die zu dem Hohlraum 2b hin freigelegt ist, konstituiert die Designoberfläche 4a.
Eine Wärmeleitfähigkeit des Übertragungsteilkörpers 11 ist höher als die des Wärmeisolationsglieds 14. Das Siliciumglied 12 und der Wärmeteilkörper 11 bilden ein Wärmeleitungsglied 10. Eine Wärmeleitfähigkeit der Erwärmungsvorrichtung H, die in dem Siliciumglied 12 vergraben ist, ist ebenfalls höher als die des Wärmeisolationsglieds 14.
2B ist eine Draufsicht des Kolbens 4 und zeigt die Form der Erwärmungsvorrichtung H und des Strömungsdurchlaufs C. Die Erwärmungsvorrichtung H einer Zick-Zack-Linienform ist auf der Oberfläche des unteren Siliciumglieds 12a einer Scheibenform angeordnet. Eine Linienbreite der Erwärmungsvorrichtung H beträgt beispielsweise 100 μm. Aufwärts- und Abwärtsrichtungsteile der Erwärmungsvorrichtung H sind, wie in der Zeichnung gesehen, parallel bei einer Mitteldistanz (Abstand) von z.B. 200 μm angeordnet. Die Elektroden 13a und 13b sind den mit gegenüberliegenden Enden der Erwärmungsvorrichtung H verbunden und mit den Elektrodenleitungsfeldern 13c bzw. 13d. Die Elektrodenleitungsfelder 13c und 13d sind mit den Leitungsdrähten 5b bzw. 5c verbunden.
Es ist aus dem Gesichtspunkt des Erwärmens der Erwärmungsvorrichtung durch Unterdrücken der Unregelmäßigkeit der Temperaturverteilung auf der Designoberfläche bevorzugt, die Linienbreite und den Abstand der Erwärmungsvorrichtung H einzuschränken. Die Linienbreite der Erwärmungsvorrichtung wird beispielsweise auf ungefähr 5 μm bis 100 μm eingestellt. Der Abstand wird auf ungefähr 10 μm bis 200 μm, das Doppelte der Linienbreite, eingestellt. In diesem Ausführungsbeispiel kann eine feine Erwärmungsvorrichtung H mit einer Linienbreite von 10 μm oder enger gebildet sein, so dass eine örtlich begrenzte Erwärmung ausgeführt werden kann.
Ein Durchmesser des unteren Siliciumglieds 12 beträgt beispielsweise 2 bis 3 mm. Die Form des Wärmeisolationsglieds 14 und des Trageglieds 20 ist nach unten betrachtet kreisförmig, was mit der Form des unteren Siliciumglieds 12a übereinstimmt. Ausnehmungen sind jedoch in dem Wärmeisolationsglied 14 in den Bereichen gebildet, wo die Elektrode 13a und das Elektrodenleitungsfeld 13c und die Elektrode 13b und das Elektrodenleitungsfeld 13d gebildet sind. Nuten sind in der Seitenwand des Trageglieds 20 in den Bereichen gebildet, wo die Leitungsdrähte 5b und 5c angeordnet sind.
Die Form des oberen Siliciumglieds 12b und der Keimschicht 11a sind nach unten betrachtet ebenfalls kreisförmig, was mit der Form des unteren Siliciumglieds 12a übereinstimmt. Obwohl der Kolben 4 dieses Ausführungsbeispiels röhrenförmig ist, kann der Kolben wenn notwendig andere Formen besitzen, wie beispielsweise eine Prismaform.
Der Strömungsdurchlauf C ist unter der Erwärmungsvorrichtung H und zwischen dem unteren Siliciumglied 12a und dem Wärmeisolationsglied 14 gebildet. Kühlwasser tritt in den Strömungsdurchlauf C von dem Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a ein. Das Kühlwasser strömt in einem Durchlauf zu dem Strömungsdurchlauf C. Dieser eine Durchlauf wird in sieben Durchläufe verzweigt, die wieder zu einem Durchlauf gesammelt werden, und das Kühlwasser wird von dem Strömungsdurchlauf C zu dem Wasserablassströmungsdurchlauf 6b abgelassen. Eine Breite eines Durchlaufs in dem Strömungsdurchlauf C beträgt beispielsweise 100 μm. In dem Bereich, wo es sieben Strömungsdurchläufe gibt, sind diese sieben Strömungsdurchläufe parallel angeordnet und benachbarte Strömungsdurchläufe sind beispielsweise mit einer Mittelentfernung (Abstand) von 200 μm angeordnet.
Es ist aus dem Gesichtspunkt des Erwärmens der Erwärmungsvorrichtung durch Unterdrücken der Unregelmäßigkeit der Temperaturverteilung auf der Designoberfläche bevorzugt, die Breite und den Abstand des Strömungsdurchlaufs C einzuschränken. Die Breite des Strömungsdurchlaufs C wird beispielsweise auf ungefähr 5 μm bis 100 μm eingestellt. Der Abstand wird auf ungefähr 10 μm bis 200 μm, das Doppelte der Strömungsdurchlaufbreite, eingestellt. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein feiner Strömungsdurchlauf C mit einer Breite von 10 μm oder enger gebildet sein, so dass eine örtlich begrenzte Abkühlung ausgeführt werden kann.
Es sei jetzt berücksichtigt, dass anstelle des Strömungsdurchlaufs C angenommen wird, dass ein Strömungsdurchlauf, bestehend aus einem nicht verzweigten Strömungsdurchlauf (z. B. ein Strömungsdurchlauf mit einer Zick-Zack-Form) in dem Bereich angeordnet ist, wo der Strömungsdurchlauf C angeordnet ist. Eine Entfernung dieses Strömungsdurchlaufs von einem Einlassanschluss zu einem Auslassanschluss ist länger als die längste Entfernung des Strömungsdurchlaufs C von einem Einlassanschluss zu einem Auslassanschluss. Ein Druckverlust des Strömungsdurchlaufs C kann daher verringert werden, während das Kühlwasser von einer Öffnung des Wasserzuführströmungsdurchlaufs 6a zu einer Öffnung des Wasserablassströmungsdurchlauf 6b geströmt wird.
In der oben beschriebenen Formvorrichtung wird, wenn die Erwärmungsvorrichtung H mit Energie versorgt wird, das wärmeleitende Glied 10, das in 2A gezeigt ist, erwärmt. Da das Wärmeisolationsglied 14 unter dem wärmeleitenden Glied 10 gebildet ist, kann die Wärmeübertragung an das Trageglied 20 unterdrückt werden. Ferner ist kein Wärmeisolationsglied zwischen der Erwärmungsvorrichtung H und der Designoberfläche 4a enthalten, so dass die Designoberfläche 4a in effizienter Weise erwärmt werden kann.
Mit dieser Formvorrichtung kann die Oberflächenschicht der Designoberfläche 4a von der Innenseite des wärmeleitenden Glieds 10 erwärmt werden. Es ist daher einfach, die Designoberfläche 4a auf einer erwünschten Temperatur oder höher zu halten, währen der Hohlraum 2b mit dem Formmaterial gefüllt wird.
Kühlwasser, das durch den Strömungsdurchlauf C, der zwischen dem Wärmeisolationsglied 14 und dem wärmeleitenden Glied 10 gebildet ist, kontaktiert das wärmeleitende Glied 10, so dass ein Wärmeaustausch mit dem wärmeleitenden Glied 10 auftritt. Da das Wärmeisolationsglied 14 unter dem wärmeleitenden Glied 10 gebildet ist, kann die Wärmeübertragung von dem Trageglied 20 unterdrückt werden. Kein Wärmeisolationsglied ist zwischen dem Strömungsdurchlauf C und der Designoberfläche 4a enthalten, so dass die Designoberfläche 4a in effizienter Weise gekühlt werden kann.
Selbst wenn der Strömungsdurchlauf C in dem Siliciumglied 12 vergraben wird, kann das Kühlwasser den Wärmeaustausch mit dem wärmeleitenden Glied 10 ausführen. Wenn jedoch das Siliciumglied so dünn wie etwa 200 μm ist, ist es schwierig, den Raum zu vergraben, der dem Strömungsdurchlauf C in dem Siliciumglied 12 entspricht.
In der oben beschriebenen Formvorrichtung ist der Strömungsdurchlauf C zwischen dem Wärmeisolationsglied 14 und dem Siliciumglied 12 gebildet. Die Oberflächen des Wärmeisolationsglieds 14 und des Siliciumglieds 12 definieren übereinstimmend die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C. Da der Strömungsdurchlauf C durch Zusammenbonden des Wärmeisolationsglieds 14 und des Silicium glieds 12 gebildet werden kann, kann der Strömungsdurchlauf in einfacherer Weise gebildet werden als der Strömungsdurchlauf C, der in dem Siliciumglied 12 vergraben ist. Es ist daher möglich, das Siliciumglied 12 zu verdünnen.
Wenn das Siliciumglied 12 dünner ist, kann eine Wärmekapazität des wärmeleitenden Glieds 10 verringert werden, so dass das Erwärmen und Abkühlen des wärmeleitenden Glieds 10 schneller ausgeführt werden kann. Und zwar kann das Erwärmen und Abkühlen der Designoberfläche 4a schneller ausgeführt werden.
Anstelle des Bildens der Nut 15 in der oberen Oberflächenschicht des Wärmeisolationsglieds 14, kann der Strömungsdurchlauf durch Bilden einer Nut in der unteren Oberflächenschicht des unteren Siliciumglieds 12a und Abdecken einer Öffnung der Nut mit der oberen Oberfläche des Wärmeisolationsglieds 14 gebildet werden. Ein Strömungsdurchlauf kann ebenfalls durch Bilden einer Nut auf den oberen und unteren Oberflächenschichten des Wärmeisolationsglieds 14 bzw. des unteren Siliciumglieds 12a gebildet werden. Wenn die Nut jedoch in der unteren Oberflächenschicht des unteren Siliciumglieds 12a gebildet wird, kann eine mechanische Festigkeit des Siliciumglieds 12 leicht verringert werden. Wenn es erwünscht ist, dass das Siliciumglied 12 dünn geformt wird, ist es daher bevorzugt, einen Strömungsdurchlauf durch Bilden der Nut 15 in der oberen Oberflächenschicht des Wärmeisolationsglieds 14 zu bilden, und zwar ohne die Nut in der unteren Oberflächenschicht des unteren Siliciumglieds 12a zu bilden.
Das Wärmeisolationsglied 14 ist so gebildet, dass es eine Dicke besitzt, die eine ausreichende mechanische Festigkeit vorsieht, selbst wenn die Nut 15 in der oberen Oberflächenschicht gebildet ist. Es ist aus dem Gesichtspunkt der Wärmeisolation bevorzugt, dass das Wärmeisolationsglied 14 dick ist.
Selbst wenn die Nut in der unteren Oberflächenschicht des unteren Siliciumglieds 12a gebildet ist, sinkt die mechanische Festigkeit des Siliciumglieds 12 und des wärmeleitenden Glieds 10, wenn das Siliciumglied 12 dünn gemacht wird. Eine kürzeste Entfernung von dem Strömungsdurchlauf C zu der Designoberfläche 4a (in diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Entfernung einer Dicke von der un teren Oberfläche des unteren Siliciumglieds 12a zu der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a) besitzt einen Bereich, in dem die mechanische Festigkeit des wärmeleitenden Glieds 10 gehalten wird und die Designoberfläche 4a schnell gekühlt wird. Es ist bevorzugt, die kürzeste Entfernung zwischen dem Strömungsdurchlauf C und der Designoberfläche 4a in einem Bereich von 100 μm bis 200 μm einzustellen.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf die 3A bis 3F, 4A bis 4D und 5A und 5B eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens für den Kolben 4 erfolgen. Zunächst wird mit Bezugnahme auf 3A bis 3F eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens für einen Teilkörper der Designoberflächenseite erfolgen, der das wärmeleitende Glied 10, die Erwärmungsvorrichtung H und die Elektroden 13a und 13b integriert, wie in 2A gezeigt.
Wie in 3A gezeigt, ist ein leitender Film 13 auf der unteren Oberfläche des oberen Siliciumglieds 12b gebildet. Der leitende Film 13 besteht beispielsweise aus Nickel-Chrom oder Ähnlichem und wird durch physikalisches Dampfabscheiden (PVD = Physical Vapour Deposition), wie beispielsweise Sputtern, gebildet.
Als nächstes wird, wie in 3B gezeigt, der leitende Film 13 strukturiert, um eine Erwärmungsvorrichtung H zu bilden. Dann wird eine Keimschicht 11a auf der oberen Oberfläche des oberen Siliciumglieds 12b gebildet. Die Keimschicht 11a besteht beispielsweise aus einem Metall, wie beispielsweise Nickel, und wird durch das PVD-Verfahren gebildet.
Als nächstes wird, wie in 3C gezeigt, ein unteres Siliciumglied 12a auf die untere Oberfläche des oberen Siliciumglieds 12b gestapelt. Das untere Siliciumglied 12a wird beispielsweise durch Wachsen von Polysilicium durch das CVD-Verfahren (CVD = Chemical Vapour Deposition) gebildet.
Als nächstes wird das untere Siliciumglied 12a strukturiert, um Ausnehmungen zu bilden, die die Erwärmungsvorrichtung H an der Unterseite davon freilegen, und zwar in Bereichen, wo die Elektroden 13a und 13b gebildet werden sollen. Ein Me tallfilm wird auf der unteren Oberfläche des unteren Siliciumglieds 12a gebildet, wodurch die Ausnehmungen vergraben werden. Der Metallfilm besteht beispielsweise aus Aluminium und wird durch das PVD-Verfahren gebildet. Der Metallfilm wird strukturiert, um die Elektroden 13a und 13b zu bilden.
Als nächstes wird, wie in 3D gezeigt, eine Resistschicht 11ba aus Polymethylmethacrylat (PMMA) auf der Keimschicht 11a gebildet.
Als nächstes wird, wie in 3E gezeigt, die in 3D gezeigte Resistschicht 11ba Röntgenstrahlen über eine Röntgenstrahlenmaske 11bc ausgesetzt. Das Resist wird entwickelt, um ein Resistmuster 11bb zu bilden. Die Keimschicht 11a wird an den Unterseiten der konkaven Teile des Resistmusters 11bb freigelegt.
Als nächstes werden, wie in 3F gezeigt, die konkaven Teile des Resistmusters 11bb, das in 3E gezeigt ist, mit Nickel durch Elektroplattierung gefüllt, um einen säulenförmigen Teilkörper 11b zu bilden. Nachdem der säulenförmige Teilkörper 11b gebildet ist, wird das Resistmuster 11bb entfernt. Ein Verfahren zur Verwendung eines Resistmusters als einer Form, die durch Aussetzen gegenüber Röntgenstrahlung gebildet wird, und des Formens eines Metallteilkörpers durch Elektroplattierung wird als Lithographie, Galvanoformung, Abformung (LIGA) bezeichnet.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 4A bis 4D eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens für den Teilkörper 4B der Tragegliedseite erfolgen, der das Wärmeisolationsglied 14 und die Elektrodenleitungsfelder 13c und 13d, die in 2A gezeigt sind, integriert. Wie in 4A gezeigt, wird ein Resistmuster 15a mit einem Öffnungsmuster, das mit dem Strömungsdurchlauf C übereinstimmt, auf der oberen Oberfläche eines Wärmeisolationsglieds 14 gebildet. Das Wärmeisolationsglied 14 besteht beispielsweise aus Glas.
Als nächstes wird, wie in 4B gezeigt, eine Oberflächenschicht des Wärmeisolationsglieds 14, das bei der Öffnung des Resistmusters 15a freigelegt wird, geätzt, um eine Nut 15 zu bilden. Das Resistmuster 15a wird danach entfernt.
Als nächstes werden, wie in 4C gezeigt, ein Wasserzuführströmungdurchlauf 6a und ein Wasserablassströmungsdurchlauf 6b gebildet. Dann wird eine Ausnehmung 14a in dem Bereich gebildet, wo die Elektrode 13a und das Elektrodenleitungsfeld 13c gebildet sind, und eine weitere Ausnehmung 14b wird in dem Bereich gebildet, wo die Elektrode 13b und das Elektrodenleitungsfeld 13d gebildet sind. Die Strömungsdurchläufe 6a und 6b und die Ausnehmungen 14a und 14b werden beispielsweise durch Laserbohren unter Verwendung eines CO₂-Lasers oder YAG-Lasers gebildet.
Als nächstes werden, wie in 4D gezeigt, die Ausnehmungen 14a und 14b mit Metall, wie beispielsweise Aluminium, Blei und Zinn gefüllt, um die Elektrodenleitungsfelder 13c und 13d zu bilden.
Als nächstes werden, wie in 5A gezeigt, der Teilkörper 4A der Designoberflächenseite und der Teilkörper 4B der Tragegliedseite zusammengebondet, um einen oberen Kolbenteilkörper 4C zu bilden. Wenn das Wärmeisolationsglied 14 aus Glas hergestellt wird, können der Teilkörper 4A der Designoberflächenseite und der Teilkörper 4B der Tragegliedseite, wie folgt, durch Anodenbonden gebondet werden.
Der Teilkörper 4A der Designoberflächenseite und der Teilkörper 4B der Tragegliedseite sind in Position ausgerichtet, so dass die Elektroden 13a und 13b des Teilkörpers 4A der Designoberflächenseite geeignete Positionen relativ zu den Elektrodenleitungsfeldern 13c und 13d des Teilkörpers 4B der Elektrodentragegliedseite einnehmen, um zu bewirken, dass die untere Oberfläche des unteren Siliciumglieds 12a in engen Kontakt mit der oberen Oberfläche des Wärmeisolationsglieds 14 kommt.
Der Teilkörper 4A der Designoberflächenseite und der Teilkörper 4B der Tragegliedseite werden beispielsweise auf ungefähr 450°C erwärmt und gleichzeitig wird eine Spannung an eine Zwischenfläche zwischen dem unteren Siliciumglied 12a und dem Wärmeisolationsglied 14 angelegt, wobei ein positives Potential an das untere Siliciumglied 12a angelegt wird. Auf diese Weise kann das untere Siliciumglied 12a, das aus Silicium besteht, an das Wärmeisolationsglied 14, das aus Glas besteht, gebondet werden. Dieses Bondeverfahren zwischen einem Siliciumglied und einem Glasglied wird als Anordenbonden bezeichnet.
Als nächstes wird ein oberer Kolbenteilkörper 4C an ein Trageglied 20 gebondet. Wie in 5B gezeigt, wird das Trageglied 20 angefertigt, welches mit dem Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a und dem Wasserablassströmungsdurchlauf 6b und den Nuten 20a und 20b gebildet, in denen die Leitungsdrähte 5b und 5c angeordnet sind. Der Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a und der Wasserablassströmungsdurchlauf 6b und die Nuten 20a und 20b können beispielsweise durch mechanisches Bohren gebildet werden.
Das Wasserglas 14c wird auf die obere Oberfläche des Trageglieds 20 beispielsweise durch Verwendung einer Bürste beschichtet. Das Wasserglas 14c wird beschichtet, um nicht die Öffnungen des Wasserzuführströmungsdurchlaufs 6a und des Wasserablassströmungsdurchlaufs 6b zu schließen. Eine Dicke des Wasserglases 14c beträgt beispielsweise ungefähr 1 μm. Durch Verwenden des Wasserglases 14c als Klebstoff, wird die untere Oberfläche des Wärmeisolationsglieds 14 an die obere Oberfläche des Trageglieds 20 gebondet.
Die Positionsausrichtung zwischen dem oberen Kolbenteilkörper 4C und dem Trageglied 20 wird beispielsweise in der folgenden Art und Weise ausgeführt. Eine Positionsausrichtung konkaver oder konvexer Teile wird auf der unteren Oberfläche des Wärmeisolationsglieds 14 gebildet, und ein korrespondierender konvexer oder konkaver Teil wird auf der oberen Oberfläche des Trageglieds 20 gebildet. Durch Ineinandergreifen der konkaven und konvexen Teile, die auf dem Wärmeisolationsglied 14 und dem Trageglied 20 gebildet sind, kann die Positionsausrichtung zwischen den beiden Gliedern erreicht werden. Die Positionen der konkaven und konvexen Teile, die miteinander zur Positionsausrichtung in Eingriff stehen, werden so bestimmt, dass der Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a und der Wasserablassströmungsdurchlauf 6b, die in dem oberen Kolbenströmungsdurchlauf 6c gebildet sind, mit dem Wasserzuführströmungsdurchlauf 6a und dem Wasserablassströmungsdurchlauf 6b verbunden sind, die in dem Trageglied 20 gebildet sind.
Nachdem der obere Kolbenteilkörper 4C und das Trageglied 20 zusammengebondet wurden, werden die Leitungsdrähte 5b und 5c mit den Elektrodenleitungsfeldern 13c und 13d verbunden. Der Kolben 4 kann in der oben beschriebenen Art und Weise gebildet sein.
Wenn irgendein leerer Raum in dem Strömungsdurchlauf C existiert, während das Formmaterial gegen die Designoberfläche 4a gedrückt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Innenwand des Strömungsdurchlaufs deformiert wird und es ist wahrscheinlich, dass der Strömungsdurchlauf C beschädigt wird. Selbst wenn kein leerer Raum existiert, kann der Strömungsdurchlauf C zerdrückt und beschädigt werden, da das Innere des Strömungsdurchlaufs C mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 6 eine Beschreibung des Verfahrens der Unterdrückung von Schäden an dem Strömungsdurchlauf C der Formvorrichtung des Ausführungsbeispiels beschrieben. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Veränderung eines Drucks P1 während eines Formprozesses zeigt, der auf die Designoberfläche 4a durch ein Formmaterial angewendet wird, einen Druck P2, der auf das Kühlwasser durch die Pumpe 6c, wie in 1 gezeigt, angewendet wird, eine Strömungsrate F des Kühlwassers, das durch das Ventil 6d hindurchgeht und einen Strom I, der durch die Erwärmungsvorrichtung H fließt.
Die Druckanwendung auf die Designoberfläche 4a beginnt zum Zeitpunkt t1 und endet zum Zeitpunkt t4. Ein Druck, der auf die Designoberfläche 4a angewendet wird, ist während einer Anfangsdruckanwendungsperiode vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2 am höchsten. Der Druck während dieser Periode wird durch P11 dargestellt. Danach wird während einer Zeitdauer von Zeitpunkt t2 bis Zeitpunkt t3 ein Druck P12 angewendet, der niedriger als der Druck P11 ist. Danach wird während einer Zeitdauer von Zeitpunkt t3 bis Zeitpunkt t4 ein Druck P13 angewendet, der niedriger als der Druck P12 ist. Der Zeitpunkt t3 ist ein Zeitpunkt, wenn die konka ven Teile des Formmusters auf der Designoberfläche 4a vollständig mit dem Formmaterial gefüllt sind. Der Druck P13 wird auf die Designoberfläche 4a während der Zeitdauer von Zeitpunkt t3 bis Zeitpunkt t4 angewendet wird, ist ein Rückhaltungsdruck, der verwendet wird, um die Struktur nicht zu zerbrechen, die auf das Formmaterial übertragen wird.
Das Erregen der Erwärmungsvorrichtung H beginnt zum Zeitpunkt 0 kurz vor dem Zeitpunkt t1, um die Designoberfläche 4a zu erwärmen. Das Erregen der Erwärmungsvorrichtung H wird bis zum Zeitpunkt t3 fortgesetzt.
Während einer Zeitperiode vor dem Zeitpunkt t1 wird Kühlwasser ohne irgendeinen Raum in den Strömungsdurchlauf C gefüllt. Während dieser Zeitperiode wendet die Pumpe 6c einen konstanten Druck P20 auf das Kühlwasser an. Ebenfalls während dieser Zeitdauer wird das Ventil 6d geschlossen, so dass das Kühlwasser nicht aus dem Strömungsdurchlauf C strömt. Wenn der Druck P20 zu hoch ist, drückt das Kühlwasser das untere Siliciumglied 12a, das in 2A gezeigt ist, aufwärts und die Bondungsstruktur zwischen dem unteren Siliciumglied 12a und dem Isolierglied 14 wird gebrochen. Der Druck P20 besitzt eine Stärke nahe einer Stärke, die die Bondungsstruktur nicht zerbricht.
Während der Zeitdauer vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4, während ein Druck auf die Designoberfläche 4a angewendet wird, wendet die Pumpe 6c einen Druck, der höher als der Druck P20 ist, auf das Kühlwasser an, um einen Druck zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C durch das Kühlwasser angewendet wird, der höher als der Druck während der Zeitdauer vor dem Zeitpunkt t1 ist. Ein Druck, der auf das Kühlwasser durch die Pumpe 6c angewendet wird, wird auf einen Wert eingestellt, der imstande ist, den Strömungsdurchlauf C davor zu schützen, zerdrückt zu werden.
Die Pumpe 6c wendet auf das Kühlwasser einen Druck P21 an, der dem Druck P11 entspricht, der auf die Designoberfläche 4a während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t2 angewendet wird, und einen Druck P22, der dem Druck P12 entspricht, der auf die Designoberfläche 4a während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t2 zu dem Zeitpunkt t3 angewendet wird. In Übereinstimmung mit dem Druck P11, der höher als der Druck P12 ist, ist der Druck P22 höher als der Druck P21. Während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t3 wird das Ventil 6d geschlossen gehalten.
Selbst nach dem Zeitpunkt t3 wird der Druck, der auf das Kühlwasser durch die Pumpe 6c angewendet wird, auf P22 gehalten. Das Ventil 6d wird zum Zeitpunkt t3 geöffnet. Nach dem Zeitpunkt t3 strömt das Kühlwasser durch den Strömungsdurchlauf C, um die Designoberfläche 4a zu kühlen. Ein Druck, der auf das Kühlwasser durch die Pumpe 6c nach dem Zeitpunkt t3 angewendet wird, kann unterschiedlich von dem Druck P22 sein, der während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t2 zu dem Zeitpunkt t3 angewendet wird.
Wie oben beschrieben, kann durch Verwendung der Formvorrichtung des Ausführungsbeispiels, unterdrückt werden, dass der Strömungsdurchlauf C durch das Formmaterial beschädigt wird, das gegen die Designoberfläche 4a gedrückt wird.
In der obigen Beschreibung wurde während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t3 das Ventil 6d geschlossen, damit kein Kühlwasser durch den Strömungsdurchlauf C strömt. Wenn der Druck, der durch die Pumpe 6c auf das Kühlwasser angewendet wird, in dem Zustand erhöht wird, in dem das Ventil geschlossen ist, ist es dahingehend vorteilhaft, dass ein Druck, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C durch das Kühlwasser angewendet werden kann, einfacher erhöht werden kann, als wenn der Druck, der auf das Kühlwasser durch die Pumpe 6c in einem Zustand erhöht wird, in dem das Ventil 6d geöffnet ist.
Wenn Schäden des Strömungsdurchlaufs C in ausreichender Weise unterdrückt werden können, kann das Kühlwasser zu einem gewissen Grad durch den Strömungsdurchlauf C während der Zeitdauer vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t3 strömen. Eine Strömungsrate des Kühlwassers wird jedoch in einer solchen Art und Weise unterdrückt, dass die Erwärmung durch die Erwärmungsvorrichtung H in zufriedenstellender Weise ausgeführt werden kann.
Der Druck, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C durch das Kühlwasser angewendet wird, kann erhöht werden, und zwar durch Anpassen der Strömungsrate mit dem Ventil 6d.
Ein Ventil zum Anpassen einer Strömungsrate des Kühlwassers, das in den Strömungsdurchlauf C strömt, kann vorgesehen sein, um den Druck zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C durch das Kühlwasser angewendet wird, und zwar durch die Strömungsratenanpassung durch dieses Ventil.
Obwohl die Erwärmungsvorrichtung H nahe dem Strömungsdurchlauf C angeordnet ist, durch den das Kühlwasser strömt, ist es möglich, einen Siedegrad des Kühlwassers am Ansteigen zu hindern und das Sieden zu verhindern, da ein geeigneter Druck auf das Kühlwasser angewendet wird.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können, obwohl Wasser als ein Wärmemedium verwendet wird, das durch den Strömungsdurchlauf C strömt, andere Wärmemedien ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Fluorinert (ein Produkt der Sumitomo 3M Limited).
Als nächstes wird eine Formvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. 8A ist ein schematisches Diagramm, das eine Formvorrichtung (elektrisch betriebene Spritzgussvorrichtung) zeigt. Eine Spritzgussvorrichtung 340 besteht aus einer Einspritzvorrichtung 350 und einer Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung 370.
Die Einspritzvorrichtung 350 besitzt einen Erwärmungszylinder 351 und eine Zuführvorrichtung 352 zum Liefern von Harz zu dem Erwärmungszylinder 351. Eine Schnecke bzw. Schraube 353 ist in dem Erwärmungszylinder 351 angeordnet, die sich frei vorwärts und rückwärts bewegen und frei drehen kann. Das hintere Ende der Schraube 353 wird drehbar durch ein Trageglied 354 getragen. Ein Dosierungsmotor 355, wie beispielsweise ein Servomotor, ist drehbar auf dem Trageglied 354 als ein Antriebsteil getragen. Die Drehung des Dosierungsmotors 355 wird auf die angetriebene Schraube 353 über einen Zeitsteuerungs- bzw. Zahnriemen 356 übertragen, der an einer Abtriebswelle 361 des Dosierungsmotors 355 angebracht ist. Ein Detektor 362 ist direkt mit dem hinteren Ende der Abtriebswelle 361 des Dosierungsmotors 355 gekoppelt. Der Detektor 362 detektiert eine Drehzahl oder eine Menge des Dosierungsmotors 355. Gemäß der Drehzahl oder der Menge, die mit dem Detektor 362 detektiert wird, wird eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Schraube 353 erhalten.
Die Einspritzvorrichtung 350 besitzt eine Gewindewelle 357, die drehbar parallel zu der Schraube 353 getragen ist. Das hintere Ende der Gewindewelle 357 ist mit einem Einspritzmotor 359, beispielsweise einem Servomotor, über einen Zahnriemen 358 gekoppelt, der an einer Abtriebswelle 363 des Einspritzmotors 359 angebracht ist, so dass die Gewindewelle 357 durch den Einspritzmotor 359 gedreht werden kann. Das vordere Ende der Gewindewelle 357 steht in Eingriff mit einer Mutter 360, die an dem Trageglied 354 befestigt ist. Das Trageglied 354 bewegt sich vorwärts und rückwärts, während der Einspritzmotor 359, als der Antriebsteil, angetrieben wird, um die Gewindewelle 357, als den Antriebsübertragungsteil, über den Zahnriemen 358 zu drehen.
Eine Kraftmesszelle 365, als ein Lastdetektor, ist auf dem Trageglied 354 angebracht. Längsbewegungen des Trageglieds 354 werden auf die Schraube 353 über die Kraftmesszelle 365 übertragen, so dass sich die Schraube 353 vorwärts und rückwärts bewegt. Daten, die einer Kraft entsprechen die mit der Kraftmesszelle 365 detektiert wird, werden an eine Steuervorrichtung 310 gesendet. Ein Detektor 364 ist direkt mit dem hinteren Ende der Abtriebswelle 363 des Einspritzmotors 359 gekoppelt. Der Detektor 364 detektiert eine Drehanzahl oder einen Betrag des Einspritzmotors 359. Gemäß der Drehanzahl oder dem Betrag, der mit dem Detektor 364 detektiert wird, wird eine Bewegungsgeschwindigkeit entlang einer Längsbewegungsrichtung oder eine Position entlang der Längsbewegungsrichtung der Schraube 353 erhalten.
Die Formschließvorrichtung besitzt eine bewegbare Platte 372, die eine Form 371 der bewegbaren Seite anbringt und eine feststehende Platte 374, die eine Form 373 der feststehenden Seite anbringt. Die bewegbare Platte 372 und die feststehende Platte 374 sind durch Führungssäulen 375 gekoppelt. Die bewegbare Platte 372 kann entlang der Führungssäulen 375 gleiten. Die Formschließvorrichtung 370 besitzt einen Umschaltermechanismus 377. Der Umschaltermechanismus 377 ist an einem Ende mit der bewegbaren Platte 372 gekoppelt und an dem anderen Ende mit einer Umschalterhalterung 376. Eine Kugelumlaufspindelwelle 379 wird drehbar an der Mitte der Umschalterhalterung 376 getragen. Eine Mutter 381, die an einem Kreuzkopf 380 befestigt ist, der auf dem Umschaltermechanismus 377 angebracht ist, steht in Eingriff mit der Kugelumlaufspindelwelle 379. Eine Riemenscheibe 382 ist an dem hinteren Ende der Kugelumlaufspindelwelle 379 angebracht und ein Zahnriemen 384 erstreckt sich zwischen einer Abtriebswelle 383 eines Formschließmotors 378, wie beispielsweise einem Servomotor, und der Riemenscheibe 382.
Während der Formschließmotor 378 als ein Antriebsteil der Formschließvorrichtung 370 angetrieben wird, wird eine Drehung des Formschließmotors 378 auf die Kugelumlaufspindelwelle 379 als einem Antriebsübertragungsteil über den Zahnriemen 384 übertragen. Die Kugelumlaufspindelwelle 379 und die Mutter 381 wandeln eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung um, um den Umschaltermechanismus 377 anzutreiben. Während der Umschaltermechanismus 377 angetrieben wird, gleitet die bewegbare Platte 372 entlang der Führungssäulen 375, um das Formschließen, das Formklemmen und das Formöffnen auszuführen.
Ein Detektor 385 ist direkt mit dem hinteren Ende einer Abtriebswelle 383 des Formschließmotors 378 gekoppelt. Der Detektor 385 detektiert eine Drehanzahl oder einen Drehbetrag des Formschließmotors 378. Gemäß der Drehanzahl oder dem Drehbetrag, die mit dem Detektor 385 detektiert wird, wird eine Position des Kreuzkopfes 380, der sich ansprechend auf die Drehung der Kugelumlaufspindelwelle 379 vorwärts oder rückwärts bewegt, oder eine Position der bewegbaren Platte 372, als einem angetriebenen Teil, die durch den Umschaltermechanismus 377 mit dem Kreuzkopf 380 gekoppelt ist, erhalten. Die Steuervorrichtung 310 steuert den Dosierungsmotor 355, den Einspritzmotor 359 und den Formschließmotor 378.
Ein Hohlraum cav ist zwischen der Form 371 der bewegbaren Seite und der Form 373 der feststehenden Seite gebildet. Der Hohlraum cav steht in Verbindung mit der Innenseite des Erwärmungszylinders 351. Ein Teilkörper 300 ähnlich dem oberen Kolbenteilkörper 4C, der in 5A gezeigt ist, ist in einem Bereich der Form 371 der bewegbaren Seite angeordnet, der zu dem Hohlraum cav weist. Die Designoberfläche des Teilkörpers 300 kann größer als die Größe von 2 bis 3 mm sein, die illustrativ mit Bezugnahme auf 2B gezeigt sind.
Wie in 8B gezeigt, besitzt der Teilkörper 300 eine Erwärmungsvorrichtung H und einen Strömungsdurchlauf C, durch welchen Kühlwasser strömt. Die Erwärmungsvorrichtung H ist mit einer Leistungsquelle 301c über Leitungsdrähte 301a und 301b verbunden. Der Strömungsdurchlauf C ist mit einem Wasserzuführströmungsdurchlauf 302a und einem Wasserablassströmungsdurchlauf 302b verbunden. Eine Pumpe 302c reguliert einen Druck des Kühlwassers, das in den Strömungsdurchlauf C strömt. Die Steuervorrichtung 310 steuert die Pumpe 302c.
Als nächstes wird eine Beschreibung eines Formverfahrens unter Verwendung der Formvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgen. Zunächst wird der Dosierungsmotor 355 angetrieben, um die Schraube 353 zu drehen, so dass Harz, das auf einen hinteren Endteil der Schraube 353 von der Zuführvorrichtung 352 getropft wird, zu dem vorderen Endteil des Erwärmungszylinders 351 befördert wird, während das Harz geschmolzen wird. Während das Harz an dem vorderen Ende des Erwärmungszylinders 351 ansässig wird, wird die Schraube 353 zurückgezogen.
Als nächstes wird der Einspritzmotor 359 betätigt, um die Schraube 353 vorwärts zu bewegen, um den Hohlraum cav mit dem Harz zu füllen. Nachdem der Hohlraum cav mit dem Harz gefüllt worden ist, wird die Schraube 353 betätigt, um einen Rückhaltedruck auf das Harz anzuwenden. Der Rückhaltedruck wird angewendet, damit die Übertragungspräzision nicht verringert wird, die durch die Kontraktion des abgekühlten Harzes verursacht werden kann. Auf diese Weise wird das Harz gegen die Designoberfläche gepresst, so dass das Formmuster der De signoberfläche auf das Harz übertragen wird. Als nächstes wird, nachdem das Harz in dem Hohlraum cav in ausreichender Weise abgekühlt worden ist, die Form geöffnet und das Formprodukt wird aufgenommen.
Eine Zeitdauer von dem Beginn des Befüllens des Hohlraums cav mit Harz zu dem Beginn des Anlegens des Rückhaltedrucks wird als eine Füllperiode bezeichnet. Eine Zeitdauer von dem Beginn zu dem Ende des Rückhaltedrucks wird als eine Rückhaltedruckperiode bezeichnet. Um Schäden an dem Strömungsdurchlauf C während der Füllperiode und der Rückhaltedruckperiode zu unterdrücken, wird ein Druck, der an das Wärmemedium angelegt wird, das durch den Strömungsdurchlauf C strömt, durch die Pumpe 302c erhöht.
Als nächstes wird durch Bezugnahme auf 9 eine Beschreibung einer Veränderung eines Drucks mit der Zeit (dieser Druck wird als ein Übertragungsanwendungsdruck bezeichnet) erfolgen, der auf ein Harz durch die Schraube 353 während der Füllperiode und der Rückhaltedruckperiode angewendet wird. Der Übertragungsanwendungsdruck wird aus einer Kraft erhalten, die mit der Kraftmesszelle 365, die in 8A gezeigt ist, detektiert wird. Ein Diagramm der obersten Reihe in 9 zeigt eine Veränderung in dem Übertragungsanwendungsdruck mit der Zeit an. Die Beginn- und Endzeiten der Füllperiode sind der Zeitpunkt t10 bzw. der Zeitpunkt t14. Die Beginn- und Endzeiten der Rückhaltedruckperiode sind der Zeitpunkt t14 bzw. der Zeitpunkt t15.
Während des Beginns der Füllperiode nimmt der Übertragungsanwendungsdruck zu und wird zum Zeitpunkt t12 maximal. Nach dem Erreichen des Maximums zum Zeitpunkt t12 nimmt der Übertragungsanwendungsdruck ab und erreicht einen Einstellwert Pk des Rückhaltedrucks zum Endzeitpunkt t14 der Füllperiode. Der Übertragungsanwendungsdruck wird auf dem Einstellwert Pk während der Rückhaltedruckperiode vom Zeitpunkt t14 zum Zeitpunkt t15 gehalten. Während die Rückhaltedruckanwendung nach dem Zeitpunkt t15 abklingt, wird der Übertragungsanwendungsdruck von dem Einstellwert Pk gesenkt.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Steuerung des Einspritzmotors 359, um den Übertragungsanwendungsdruck in der oben beschriebenen Art und Weise zu verändern. Dieses Steuerungsverfahren für den Einspritzmotor 359 ist in der JP-A-2001-277322 offenbart. Der Einspritzmotor 359 wird in einem Drehzahlsteuermodus während der Füllperiode gesteuert und in einem Drucksteuermodus während der Rückhaltedruckperiode. Ein Diagramm in der zweitobersten Reihe in 9 zeigt eine Zieldrehzahl der Schraube 353 in dem Drehzahlsteuermodus. Ein Diagramm in der drittobersten Reihe in 9 zeigt einen Zieldruck, der auf das Harz durch die Schraube 353 in dem Drucksteuermodus angewendet wird.
Zunächst wird der Drehzahlsteuermodus beschrieben. Nach dem Beginn der Füllperiode wird die Schraube 353 zu einer ersten Einstellposition vorwärts bewegt. Ein Zeitpunkt zu dem die Schraube 353 die erste Einstellposition erreicht ist t13. Während der Zeitdauer (Zeitpunkt t10 bis Zeitpunkt t13) bis die Schraube 353 die erste Einstellposition erreicht, wird der Einspritzmotor 359 so gesteuert, dass eine Drehzahl der Schraube 353 eine Zieldrehzahl V1 beibehält.
Nachdem die Schraube 353 die erste Einstellposition erreicht, wird die Schraube 353 zu einer zweiten Einstellposition rückwärts bewegt. Ein Zeitpunkt, zu dem die Schraube 353 die zweite Einstellposition erreicht, ist der Zeitpunkt t14. Während der Zeitdauer (Zeitpunkt t13 bis Zeitpunkt t14) während die Schraube 353 bei der ersten Einstellposition startet und die zweite Einstellposition erreicht, wird der Einspritzmotor 359 so gesteuert, dass eine Drehzahl der Schraube 353 eine Zieldrehzahl V2 beibehält.
Während sich die Schraube 353 vorwärts bewegt, steigt der Übertragungsanwendungsdruck an. Während der Zeitdauer, während der sich die Schraube 353 vorwärts bewegt, erreicht der Übertragungsanwendungsdruck einen maximalen Wert. Nachdem die Schraube 353 zu der ersten Einstellposition bewegt worden ist, wird die Schraube 353 rückwärts bewegt, so dass der Übertragungsanwendungsdruck schnell auf einen Rückhaltedruckeinstellwert Pk gesenkt werden kann.
Als nächstes wird der Drucksteuermodus beschrieben. Bis zu einem Startzeitpunkt t14 der Rückhaltedruckperiode ist der Übertragungsanwendungsdruck auf einen Rückhaltedruckeinstellwert Pk abgesunken. Der Einspritzmotor 359 wird so gesteuert, dass der Übertragungsanwendungsdruck auf dem Rückhaltedruckeinstellwert Pk während der Rückhaltedruckperiode vom Zeitpunkt t14 zum Zeitpunkt t15 gehalten wird.
Als nächstes wird ebenfalls mit Bezugnahme auf 9 eine Beschreibung der zeitlichen Veränderung im Druck (es wird angenommen, dass dieser Druck als ein Strömungsdurchlaufanwendungsdruck bezeichnet wird), der auf ein Wärmemedium, das in dem Strömungsdurchlauf C strömt, durch die Pumpe 302c während der Füll- und Rückhaltedruckperioden angewendet wird, erfolgen. Ein Diagramm in der untersten Reihe der 9 zeigt die zeitliche Veränderung in dem Strömungsdurchlaufanwendungsdruck. Wie in dem Diagramm des Übertragungsanwendungsdrucks wird ein Schwellenwert Pc für den Übertragungsanwendungsdruck eingestellt. Der Schwellenwert Pc ist niedriger als der Rückhaltedruckeinstellwert Pk.
Vor dem Beginn der Füllperiode wird ein konstanter Strömungsdurchlaufanwendungsdruck P30 angewendet. Wenn die Füllperiode beginnt, steigt der Übertragungsanwendungsdruck an und erreicht zum Zeitpunkt t11 den Schwellenwert Pc. Nachdem der Übertragungsanwendungsdruck den Schwellenwert Pc annimmt, wird der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck ebenfalls von P30 erhöht. Während der Zeitdauer, während der der Übertragungsanwendungsdruck ansteigt, steigt der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck ebenfalls an. Wenn der Übertragungsanwendungsdruck den maximalen Wert zum Zeitpunkt t12 annimmt, nimmt simultan der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck einen maximalen Wert P31 zum Zeitpunkt t12 an. Nachdem der Übertragungsanwendungsdruck den maximalen Wert angenommen hat, sinkt er und nimmt den konstanten Wert Pk an. Nachdem der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck den maximalen Wert angenommen hat, sinkt dieser auf einen Wert P32, der dem Rückhaltdruckeinstellwert PI entspricht. Nach der Rückhaltedruckperiode sinkt der Übertragungsanwendungsdruck von Pk ab und erreicht den Schwellenwert Pc zum Zeitpunkt t16. Nachdem der Übertragungsanwendungsdruck den Schwellenwert Pc annimmt, wird der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck auf P30 gesenkt.
Die Steuervorrichtung 310 steuert die Pumpe 302c basierend auf dem Übertragungsanwendungsdruck, so dass sich der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck in der oben beschriebenen Art und Weise verändert. Der Strömungsdurchlaufanwendungsdruck kann durch Anpassen der Strömungsrate durch das Ventil gesteuert werden.
Eine Kraft, die durch die Kraftmesszelle 365 detektiert wird, befindet sich in Übereinstimmung mit dem Übertragungsanwendungsdruck. Daher kann ein Schwellenwert, der dem Schwellenwert Pc des Übertragungsanwendungsdrucks entspricht, für eine Kraft eingestellt werden, die mit der Kraftmesszelle 365 detektiert wird, um den Strömungsdurchlaufanwendungsdruck gemäß einer zeitlichen Veränderung in der Kraft, die durch die Kraftmesszelle 365 detektiert wird, zu steuern.
Wie oben beschrieben, wird in der Formvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels, ein Druck, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs C durch ein Wärmemedium angewendet wird, in Übereinstimmung mit (synchron mit) der Zeitsteuerung erhöht, wenn Formmaterial gegen die Designoberfläche durch die Schraube 353 gepresst wird, um Schäden an dem Strömungsdurchlauf C zu unterdrücken.
Die Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung besitzt einen Bereich der für eine gute Erwärmung geeignet ist. Wenn die Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung zu lang ist, kann die Designoberfläche nicht in ausreichender Weise erwärmt werden, währenddessen wenn die Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung zu kurz ist, ist es schwierig, die Designoberfläche gleichmäßig zu erwärmen. Die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung wird vorzugsweise so eingestellt, dass sie das Fünf- bis Zehnfache der maximalen Tiefe der konkaven Teile der Designoberfläche beträgt, und zwar aus dem Gesichts- Punkt der Erwärmung der Designoberfläche in ausreichendem Maße, während eine ungleichmäßige Temperaturverteilung vermieden wird.
Jetzt wird eine Erwärmungsvorrichtung betrachtet, die den Aufbau besitzt, dass lineare Wärmeerzeugungsteile mit einem konstanten Abstand entlang einer Richtung nebeneinander gestellt sind, die die Längsrichtung des linearen Wärmeerzeugungsteils kreuzt (beispielsweise die Erwärmungsvorrichtung H, die in 2B gezeigt ist). In der Erwärmungsvorrichtung dieser Struktur, wird der Abstand, mit dem die linearen Wärmeerzeugungsteile angeordnet werden (eine Mittelentfernung zwischen zwei benachbarten, linearen Wärmeerzeugungsteilen) auf 1/5 bis 1/4 Mal der kürzesten Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung eingestellt. In diesem Fall kann insbesondere eine ungleichmäßige Erwärmung der Designoberfläche in einfacher Weise unterdrückt werden.
Wieder mit Bezugnahme auf die 2A und 2B wird eine Beschreibung von Beispielen der Position und der Größe der Erwärmungsvorrichtung H erfolgen, die besonders für eine gute Erwärmung geeignet sind. Zunächst wird ein erstes Beispiel beschrieben. In dem Übertragungsteilkörper 11, beträgt eine Dicke der Keimschicht 11a einige Zehn nm und eine Höhe des säulenförmigen Teilkörpers 11b beträgt 20 μm. In diesem Beispiel ist die Höhe von 20 μm des säulenförmigen Teilkörpers 11b die maximale Tiefe der konkaven Teile der Designoberfläche 4a. Eine Tiefe von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtung H beträgt 120 μm. In diesem Beispiel ist die Tiefe von 120 μm von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtung H die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche 4a zu der Erwärmungsvorrichtung H.
Eine Tiefe von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche des Strömungsdurchlaufs C (die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche 4a zu dem Strömungsdurchlauf C) beträgt 150 μm. Eine Dicke des Siliciumglieds 12 beträgt ungefähr 150 μm (eine Dicke von 150 μm verringert um die Dicke der Keimschicht 11a). Eine Linienbreite der Erwärmungsvorrichtung H beträgt 15 μm und ein Abstand mit dem die linearen Teile der Erwärmungsvorrichtung H angeordnet sind (eine Mittelentfernung zwischen einem Abwärtsteil und einem Aufwärtsteil der Erwärmungsvorrichtung H mit einer Zick-Zack-Form), beträgt 30 μm.
Ein zweites Beispiel wird beschrieben. In dem Übertragungsteilkörper 11 beträgt eine Dicke der Keimschicht 11a einige Zehn nm und eine Höhe des säulenförmigen Teilkörpers 11b beträgt 80 μm. in diesem Beispiel ist die Hohe von 80 μm des säulenförmigen Teilkörpers 11b die maximale Tiefe der konkaven Teile der Designoberfläche 4a. Eine Tiefe von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtung H beträgt 400 μm. In diesem Beispiel ist die Tiefe von 400 μm von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtung H die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche 4a zu der Erwärmungsvorrichtung H.
Eine Tiefe von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche des Strömungsdurchlaufs C (die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche 4a zu dem Strömungsdurchlauf C) beträgt 500 μm. Eine Dicke des Siliciumglieds 12 beträgt ungefähr 500 μm (eine Dicke von 500 μm verringert um die Dicke der Keimschicht 11a). Eine Linienbreite der Erwärmungsvorrichtung H beträgt 45 μm und ein Abstand, mit dem die linearen Teile der Erwärmungsvorrichtung H angeordnet sind (eine mittlere Entfernung zwischen einem Abwärtsteil und einem Aufwärtsteil der Erwärmungsvorrichtung H mit einer Zick-Zack-Form), beträgt 90 μm.
Ein Merkmal der Formvorrichtung des Ausführungsbeispiels ist, dass die Dicke von der oberen Oberfläche der Keimschicht 11a zu der oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtung H in einfacher Weise dünn gemacht werden kann. Die kürzeste Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung beträgt 1 mm oder kürzer. Je kürzer die Entfernung von der Designoberfläche zu der Erwärmungsvorrichtung, desto einfacher ist es, die Erwärmung schnell auszuführen.
Eine Dicke der Erwärmungsvorrichtung H liegt in einem Bereich von z.B. 0,1 μm bis 1 μm. Eine Wärmemenge, die für die Erwärmung notwendig ist, wird durch einen Formzyklus und ein Formprodukt bestimmt. Eine Dicke der Erwärmungsvorrichtung wird durch den Formzyklus und das Formprodukt bestimmt.
Die Formen des Strömungsdurchlaufs und der Erwärmungsvorrichtung bei Draufsicht können unterschiedlich zu denen sein, die illustrativ in 2B gezeigt sind. Beispielsweise können, wie in 10 gezeigt, ein Strömungsdurchlauf Cv und eine Erwärmungsvorrichtung Hv eine Spiralform besitzen. In 10 ist der Strömungsdurchlauf schraffiert. Die Erwärmungsvorrichtung Hv ist zwischen benachbarten Teilen des spiralförmigen Strömungsdurchlaufs Cv angeordnet (oder der Strömungsdurchlauf Cv kann zwischen benachbarten Teilen der spiralförmigen Erwärmungsvorrichtung Hv angeordnet sein). Ein Strudel- bzw. Wirbelmittelteil ist für sowohl den Strömungsdurchlauf Cv als auch die Erwärmungsvorrichtung Hv gemein. Der Strömungsdurchlauf Cv und die Erwärmungsvorrichtung Hv kreuzen sich nicht, wie in der Draufsicht gezeigt. Ein Wasserzuführströmungsdurchlauf ist mit einem Ende des Strömungsdurchlaufs Cv verbunden und ein Wasserablassströmungsdurchlauf ist mit dem anderen Ende verbunden.
In Formtechniken wird im Allgemeinen ein vorstehender Mechanismus zum Abstoßen eines geformten Produkts von der Designoberflächenseite verwendet, um das geformte Produkt von der Designoberfläche zu entfernen. Es wird angenommen, dass eine zu übertragende Struktur nicht nahe der Mitte der Designoberfläche, wie in der Draufsicht gesehen, gebildet ist. In diesem Fall kann beispielsweise ein vorstehendes Glied in dem Bereich nahe der Mitte der Designoberfläche angeordnet werden, wo die zu übertragende Struktur nicht gebildet ist.
Da der Strömungsdurchlauf Cv und die Erwärmungsvorrichtung Hv, die die in 10 gezeigte Form besitzen, verwendet werden, ist es einfach, dass ein Bereich 400, wo der Strömungsdurchlauf C und die Erwärmungsvorrichtung H nicht gebildet sind, nahe der Wirbelmitte angeordnet werden (nahe der Mitte der Designoberfläche). Wenn dieser Bereich 400 vorgesehen ist, wird es einfach, in diesem Bereich 400 ein Durchgangsloch 401 zu bilden, das sich von der Seite des Wär meisolationsglieds zu der Seite der Designoberfläche erstreckt und ein vorstehendes Glied 402 in dem Durchgangsloch 401. anzuordnen.
Der spiralförmige Kühlströmungsdurchlauf, der in 10 gezeigt ist, kann in eine Vielzahl von Strömungsdurchläufen entlang der Längsrichtung unterteilt werden und ein Wasserzuführströmungsdurchlauf und ein Wasserabassströmungsdurchlauf sind mit jedem Strömungsdurchlauf verbunden. In diesem Fall kann ein Druckverlust des Kühlwassers unterdrückt werden, während das Kühlwasser in dem Kühlströmungsdurchlauf von dem Wasserzuführströmungsdurchlauf zu dem Wasserablassströmungsdurchlauf strömt. Es ist daher möglich, ein Ansprechen der Drucksteuerung in dem Strömungsdurchlauf zu verbessern und den Formzyklus zu verkürzen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, nachdem der Hohlraum cav durch die Form 371 der bewegbaren Seite und die Form 373 der feststehenden Seite gebildet worden ist, Harz gegen die Designoberfläche gepresst, während sich die Schraube 353 vorwärts bewegt. Harz kann jedoch um einen vorbestimmten Betrag in einem Zustand eingefüllt werden, in dem die Form 371 der bewegbaren Seite und die Form 373 der feststehenden Seite leicht beabstandet sind, d.h. bevor der Hohlraum cav in perfekter Weise gebildet ist. In diesem Fall wird das Harz nach dem Befüllen gegen die Designoberfläche gepresst, während sich die Form 371 der bewegbaren Seite durch eine Antriebskraft des Formschließmotors 378 vorwärts bewegt. Eine Last auf den Einspritzmotor 359, die Gewindewelle 357 und Ähnliches, die die Einspritzvorrichtung 350 bilden, kann verringert und die Lebensdauer der Komponenten verlängert werden, was zu einer Verbesserung der Produktivität der Formprodukte führt.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Übertragungsteilkörper (der Teilkörper, der die Designoberfläche definiert), auf dem Siliciumglied durch LIGA gebildet. Eine Designoberfläche, die den Teilkörper definiert, und die im voraus hergestellt wird, kann auf dem Siliciumglied angebracht werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Erwärmungsvorrichtung in dem Siliciumglied vergraben. Das Material, in dem die Erwärmungsvorrichtung vergraben wird, ist nicht auf Silicium beschränkt. Das Material des Glieds, in dem die Erwärmungsvorrichtung vergraben wird, kann aus anderen Materialien bestehen, die elektrisch isolierend und hervorragend in der Wärmeübertragung sind, wie beispielsweise Aluminiumnitrid und diamantähnlicher Kohlenstoff.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es wird Fachleuten des Gebiets offensichtlich sein, dass weitere verschiedene Modifikationen, Verbesserungen, Kombinationen und Ähnliches vorgenommen werden können.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Formvorrichtung umfasst Folgendes: ein Wärmeisolationsglied; ein wärmeleitendes Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des Wärmeisolationsglieds angeordnet ist, wobei das wärmeleitende Glied aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit besteht, die höher als die des Wärmeisolationsglieds ist und eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem Wärmeisolationsglied gebildet ist; eine Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht des wärmeleitenden Glieds auf der Seite der Designoberfläche, und zwar von der Innenseite des wärmeleitenden Glieds; sowie einen Strömungsdurchlauf, der zwischen dem Wärmeisolationsglied und der Designplatte angeordnet ist und wobei ein Wärmemedium zum Wärmeaustausch mit dem wärmeleitenden Glied strömt.

Claims

Eine Formvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein erstes Glied; ein zweites Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des ersten Glieds angeordnet ist, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Glieds gebildet ist; und einen Strömungsdurchlauf, dessen Innenwand zusammenwirkend durch eine Oberfläche des ersten Glieds und einer Oberfläche des zweiten Glieds definiert wird, wobei der Strömungsdurchlauf darin ein Wärmemedium für den Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied leitet.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Glied ein Wärmeisolationsglied ist, und wobei das zweite Glied aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Glieds besteht.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine kürzeste Entfernung von dem Strömungsdurchlauf zu der Designoberfläche 100 μm bis 200 μm beträgt.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: einen Drück- bzw. Schubmechanismus zum Pressen des Formmaterials gegen die Designoberfläche; einen Anpassungsmechanismus zum Verändern von entweder einem Druck, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird, und/oder einer Strömungsrate des Wärmemediums, das in dem Strömungsdurchlauf strömt, und zwar gemäß einem Steuersignal, das von außen eingegeben wird; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Anpassungsmechanismus, um einen Druck zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch das Wärmemedium angewendet wird, und zwar gemäß einer Zeitsteu erung, wenn das Formmaterial gegen die Designoberfläche durch den Schubmechanismus gepresst wird.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei: der Anpassungsmechanismus eine Pumpe zum Verändern eines Drucks umfasst, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird, sowie ein Ventil zum Schalten zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf strömt und einem Zustand, in dem das Wärmemedium nicht in dem Strömungsdurchlauf strömt; und die Steuervorrichtung das Ventil steuert, um den Zustand einzugeben, in dem das Wärmemedium nicht in dem Strömungsdurchlauf strömt, und die Pumpe steuert, um einen Druck zu erhöhen, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei: der Schubmechanismus ein Schubglied zum Pressen des Formmaterials gegen die Designoberfläche umfasst; die Formvorrichtung ferner einen Detektor zum Detektieren einer Press- bzw. Schubkraft des Formmaterials durch das Schubglied aufweist; und die Steuervorrichtung den Anpassungsmechanismus steuert, um einen Druck des Wärmemediums zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs angewendet wird, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zeitsteuerung, wenn die Kraft, die mit dem Detektor detektiert wird, einen Schwellenwert oder höher annimmt.
Eine Formvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein erstes Glied; ein zweites Glied, das in einem Teiloberflächenbereich des ersten Glieds angeordnet ist, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Glieds gebildet ist; und aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als einer Wärmeleitfähigkeit des ersten Glieds besteht; eine Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht des zweiten Glieds auf einer Seite der Designoberfläche, und zwar von einer Innenseite des zweiten Glieds her; und einen Strömungsdurchlauf, der zwischen dem ersten Glied und der Designoberfläche angeordnet ist; und zwar zum Strömen eines Wärmemediums für den Wärmeaustausch mit dem zweiten Glied.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Strömungsdurchlauf zwischen dem ersten Glied und dem zweiten Glied angeordnet ist.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei eine Innenwand des Strömungsdurchlaufs zusammenwirkend durch eine Oberfläche des ersten Glieds und eine Oberfläche des zweiten Glieds definiert wird.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei eine kürzeste Entfernung von dem Strömungsdurchlauf zu der Designoberfläche 100 μm bis 200 μm beträgt.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das zweite Glied ein isolierendes Glied umfasst, das aus einem Material mit elektrischer Isolierung besteht, und wobei die Erwärmungsvorrichtung ein leitendes Glied umfasst, das in dem isolierenden Glied vergraben ist.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 7, die ferner Folgendes aufweist: einen Schubmechanismus zum Pressen des Formmaterials gegen die Designoberfläche; einen Anpassungsmechanismus zum Verändern von zumindest einem Druck, der an das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angelegt wird, und/oder einer Strömungsrate des Wärmemediums, das in dem Strömungsdurchlauf strömt, und zwar in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, das von außen eingegeben wird; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Anpassungsmechanismus, um einen Druck zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch das Wärmemedium angewendet wird, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zeitsteuerung, wenn das Formmaterial gegen die Designoberfläche durch den Schubmechanismus gepresst wird.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei: der Anpassungsmechanismus eine Pumpe zur Veränderung eines Drucks umfasst, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird, sowie ein Ventil zum Schalten zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf strömt und einem Zustand in dem das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf nicht strömt; und eine Steuervorrichtung das Ventil steuert, um in den Zustand einzutreten, in dem das Wärmemedium nicht in dem Strömungsdurchlauf strömt, und die Pumpe steuert, um einen Druck zu erhöhen, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei: der Schubmechanismus ein Schubglied zum Pressen des Formmaterials gegen die Designoberfläche umfasst; die Formvorrichtung ferner einen Detektor zum Detektieren einer Schubkraft des Formmaterials durch das Schubglied aufweist; und die Steuervorrichtung den Anpassungsmechanismus steuert, um einen Druck des Wärmemediums zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs angewendet wird, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zeitsteuerung, wenn die Kraft, die durch den Detektor detektiert wird, einen Schwellenwert oder höher annimmt.
Eine Formvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein drittes Glied, das eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster gebildet ist; und eine Erwärmungsvorrichtung auf dem dritten Glied zur Erwärmung einer Oberflächenschicht des dritten Glieds auf einer Seite der Designoberfläche angeordnet ist, wobei eine kürzeste Entfernung von der Erwärmungsvorrichtung zu der Designoberfläche das Fünf- bis Zehnfache einer maximalen Tiefe der konkaven Teile der Designoberfläche beträgt.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Erwärmungsvorrichtung einen Teil gleicher Abstände mit linearen Wärmeerzeugungsteilen aufweist, die mit einem konstanten Abstand entlang einer Richtung angeordnet sind, die eine Längsrichtung der linearen Wärmeerzeugungsteile kreuzt, wobei der konstante Abstand 1/5 bis 1/4 Mal einer kürzesten Entfernung von der Erwärmungsvorrichtung zu der Designoberfläche entspricht.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das dritte Glied ein Isolationsglied umfasst, das aus einem Material mit elektrischer Isolierung besteht, und wobei die Erwärmungsvorrichtung ein leitendes Glied umfasst, das in dem Isolationsglied vergraben ist.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 15, die ferner ein viertes Glied aufweist, wobei das dritte Glied auf einer Oberfläche des vierten Glieds angeordnet ist, aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit besteht, die höher als eine Wärmeleitfähigkeit des vierten Glieds ist, und die Designoberfläche auf einer Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des vierten Glieds umfasst.
Formvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei eine kürzeste Entfernung von der Erwärmungsvorrichtung zu der Designoberfläche 1 mm oder kürzer ist.
Ein Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung, das die folgenden Schritte aufweist: (a) Teilweises Ätzen einer ersten Oberfläche eines ersten Glieds, um eine Nut zu bilden; und (b) Bonden der ersten Oberfläche des ersten Glieds an eine zweite Oberfläche eines zweiten Glieds, wobei das zweite Glied eine Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster gegenüberliegend der zweiten Oberfläche gebildet ist, wobei das zweite Glied aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, die höher als eine Wärmeleitfähigkeit des ersten Glieds ist, um einen Strömungsdurchlauf zu bilden, der durch eine Innenwand der Nut und die zweite Oberfläche des zweiten Glieds gebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung gemäß Anspruch 20, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (c) Bilden einer leitenden Schicht, die aus einem leitenden Material besteht, auf einer Oberfläche eines isolierenden Trageglieds, das aus einem Material mit elektrischer Isolierung besteht; (d) Strukturieren der leitenden Schicht, um eine Erwärmungsvorrichtung zu bilden; (e) Bedecken der Erwärmungsvorrichtung mit einem Material mit elektrischer Isolierung, um ein Isolationsglied zu bilden; und (f) Laminieren eines Übertragungsteilkörpers, der die Designoberfläche umfasst, auf das Isolationsglied, um das zweite Glied zu bilden.
Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei der Übertragungsteilkörper auf dem isolierenden Trageglied durch LIGA gebildet wird.
Ein Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung, das die folgenden Schritte aufweist: (g) Laminieren eines Übertragungsteilkörpers, der eine Designoberfläche aufweist, die mit einem Formmuster gebildet ist, auf einer Oberfläche eines isolierenden Trageglieds, das aus einem Material mit elektrischer Isolierung besteht; (h) Bilden einer leitenden Schicht, die aus einem leitenden Material besteht, auf einer Oberfläche des isolierenden Trageglieds auf einer gegenüberliegenden Seite zu einer Seite, die auf den Übertragungsteilkörper aufgetragen ist; und (i) Strukturieren der leitenden Schicht, um eine Erwärmungsvorrichtung zu bilden.
Herstellungsverfahren für eine Formvorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei der Übertragungsteilkörper auf dem isolierenden Trageglied durch LIGA gebildet wird.
Ein Formverfahren, das die folgenden Schritte aufweist: (j) Pressen des Formmaterials gegen eine Designoberfläche eines Teilkörpers, der die Designoberfläche umfasst, die mit einem Formmuster auf einer Oberfläche und einem Strömungsdurchlauf darin zum Strömen eines Wärmemediums zum Wärmeaustausch mit der Designoberfläche gebildet ist; und (k) Verändern von zumindest einem Druck, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird, und/oder einer Strömungsrate des Wärmemediums, das in dem Strömungsdurchlauf strömt, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zeitsteuerung, wenn das Formmaterial gegen die Designoberfläche gepresst wird, um einen Druck zu erhöhen, der auf eine Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch das Wärmemedium angewendet wird.
Herstellungsverfahren einer Formvorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei: ein Schubglied das Formmaterial gegen die Designoberfläche in dem Schritt (j) presst; das Herstellungsverfahren ferner einen Schritt (I) des Detektierens einer Schubkraft des Formmaterials gegen die Designoberfläche durch das Schubglied aufweist; der Schritt (k) zumindest den Druck, der auf das Wärmemedium in dem Strömungsdurchlauf angewendet wird, und/oder die Strömungsrate des Wärmemediums verändert, das in dem Strömungsdurchlauf strömt, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zeitsteuerung, wenn die Kraft, die in dem Schritt (I) detektiert wird, einen Schwellenwert oder höher annimmt, um einen Druck zu erhöhen, der auf die Innenwand des Strömungsdurchlaufs durch das Wärmemedium angewendet wird.