TW201417985A

TW201417985A - 用於薄壁部件之實質上恒壓射出成型之方法及裝置

Info

Publication number: TW201417985A
Application number: TW101142741A
Authority: TW
Inventors: Gene Michael Altonen; Michael Thomas Dodd; Martinez Natalia Maria Ramon; Kimberly Nichole Mcconnell; Danny David Lumpkin; Vicent Sean Breidenbach; John Russell Lawson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-16
Also published as: TWI520836B

Abstract

本發明揭示一種藉由在一實質上恒壓下將熔融熱塑性材料射出至一模穴中來形成經成型部件之實質上恒壓射出成型方法及機器。因此，藉由使一連續熱塑性材料流動前緣自一澆口前進至該模穴之一端而用熔融熱塑性材料填充該模穴。

Description

用於薄壁部件之實質上恒壓射出成型之方法及裝置

本發明係關於用於射出成型之裝置及方法，且更特定而言，係關於用於在一實質上恆定射出壓力下生產薄壁經射出成型部件之裝置及方法。

射出成型係一種通常用於大量製造由可熔材料製成之部件(最常見係由熱塑性聚合物製成之部件)之技術。在一重複射出成型程序期間，將一塑膠樹脂(最通常呈小珠粒或小膠粒之形式)引入至在熱、壓力及剪切力下使該等樹脂珠粒熔化之一射出成型機器。將現已熔融之樹脂強有力地射出至具有一特定模穴形狀之一模穴中。經射出塑膠在壓力下保持於該模穴中，經冷卻且然後經脫模成為一經凝固部件，該經凝固部件具有基本上複製模具之模穴形狀之一形狀。該模具自身可具有一單個模穴或多個模穴。可藉由一澆口將每一模穴連接至一流動通道，該澆口將熔融樹脂之流動引導至該模穴中。一經成型部件可具有一或多個澆口。大的部件通常具有兩個、三個或三個以上澆口以減少聚合物必須行進以填充經成型部件之流動距離。每模穴一或多個澆口可位於部件幾何形狀上之任何地方，且擁有任何剖面形狀，諸如，該剖面形狀係基本上圓形或經塑形具有1.1或更大之一縱橫比。因此，一典型射出成型程序包括四個基本操作：(1)加熱射出成型機器中之塑膠以使其在壓力下流動；(2)將熔化之塑膠射出至界定於已閉合之兩個模具半體之間的一或若干模穴中；(3)當在壓力下時，使塑膠在該或該等模穴中冷卻且硬化；及(4)打開該等模具半體以致使自該模具頂出該部件。

在射出成型程序期間，將熔融塑膠樹脂射出至模穴中且藉由射出成型機器將塑膠樹脂強力地射出至該模穴中直至該塑膠樹脂到達模穴中距澆口最遠之位置。此後，塑膠樹脂自該端向後朝向澆口填充該模穴。部件之所得長度及壁厚度係模穴之形狀之一結果。

在某些情形中，可期望減小經射出成型部件之壁厚度以減小塑膠含量且因此減小最終部件之成本。使用一習用高可變壓力射出成型程序減小壁厚度可係一昂貴且一重大任務。事實上，習用高可變壓力射出成型機器(例如，射出介於約8,000 psi與約20,000 psi之間的熔融塑膠樹脂之機器)關於可將一部件之壁成型為多薄具有一實際限制。一般而言，習用高可變壓力射出成型機器無法成型具有大於約200之一薄壁比率(如由下文所陳述之一L/T比率定義)之部件。此外，成型具有大於100之薄壁比率之薄壁部件需要在當前能力之上限處之壓力且因此需要能夠處置此等高壓之壓機。

當填充一薄壁部件時，當前工業慣例係以成型機器可達成之最高可能速率填充模穴。此方法確保在聚合物在模具中「固結」之前填充模穴，且由於儘可能快地將聚合物曝露於經冷卻模穴而提供最低可能循環時間。此方法具有兩個缺陷。第一個缺陷係達成極高填充速度需要極高功率負載，且此需要極昂貴成型設備。此外，多數電壓機不能提供充分功率來達成此等高填充速率，或需要實質上增加成型設備之成本之極複雜且昂貴之驅動系統從而使其在經濟上不可行。

第二個缺陷係高填充速率產生極高壓力。此等高壓導致需要極高鎖模力來在填充期間使模具保持閉合，且此等高鎖模力導致極昂貴成型設備。該等高壓亦需要通常由經硬化工具鋼製成之極高強度射出模具。此等高強度模具亦係極昂貴的，且對於諸多經成型組件而言可能在經濟上不可行。甚至在具有此等實質缺陷之情況下，對薄壁經射出成型組件之需要仍較高，此乃因此等組件使用較少聚合物材料來構造經成型部件從而產生不只是抵消較高設備成本之節省。此外，某些經成型組件需要極薄設計元件恰當地運行，諸如需要撓曲之設計元件，或必須與極小特徵配合之設計元件。

當在一習用高可變壓力射出成型程序中將一液體塑膠樹脂引入至一射出模具中時，毗鄰於模穴之壁之材料立即開始「冷固」或凝固或固化，且在結晶聚合物之情形中，塑膠樹脂開始結晶，此乃因該液體塑膠樹脂冷卻至低於該材料之不流動溫度之一溫度且該液體塑膠之部分變為靜止。毗鄰於模具之壁之此冷固材料使熱塑性材料在其前進至模穴之端時行進之流動路徑變窄。毗鄰於模具之壁之冷固材料層之厚度隨著模穴之填充之進展而增加，此引起聚合物必須流動通過以繼續填充模穴之剖面面積之一漸進減小。隨著材料冷固，其亦收縮，從而脫離模穴壁，此減少模穴壁對材料之有效冷卻。因此，習用高可變壓力射出成型機器用塑膠極快地填充模穴且然後維持一堆填壓力以迫使材料向外抵靠模穴之側以增強經成型部件之冷卻且維持其正確形狀。習用高可變壓力射出成型機器通常具有由約10%射出時間、約50%堆填時間及約40%冷卻時間構成之循環時間。

隨著塑膠在模穴中冷固，習用高可變壓力射出成型機器增加射出壓力(以維持一實質上恆定體積流率，由於較小之剖面流動面積)。然而，增加壓力具有成本及效能負面兩者。由於成型組件所需之壓力增加，成型設備必須足夠強以耐受額外壓力，此通常相當於更昂貴。一製造者可能必須購買新的設備來適應此等增加之壓力。因此，一給定部件之壁厚度之一減小可能導致顯著資本花費來經由習用射出成型技術完成製造。

為力圖避免上文所提及之缺陷中之某些缺陷，諸多習用射出成型操作使用剪切稀化塑膠材料來改良塑膠材料至模穴中之流動特性。在將剪切稀化塑膠材料射出至模穴中時，在塑膠材料與模穴壁之間產生之剪切力趨向於減小塑膠材料之黏度，藉此使塑膠材料更自由且更容易地流動至模穴中。因此，可足夠快速地填充薄壁部件以避免材料在完全填充模具之前完全固結。

黏度之減小與在塑膠材料與進料系統之間及在塑膠材料與模穴壁之間產生之剪切力之量值直接相關。因此，此等剪切稀化材料之製造者及射出成型系統之操作者一直在將射出成型壓力驅動至更高以力圖增加剪切力，因此減小黏度。通常，高輸出射出成型系統(例如，101及30類系統)在通常為15,000 psi或更大之熔體壓力下將塑膠材料射出至模穴中。剪切稀化塑膠材料之製造者教示射出成型操作者以高於一最低熔體壓力將塑膠材料射出至模穴中。舉例而言，通常以大於6,000 psi之壓力處理聚丙烯樹脂(來自聚丙烯樹脂製造者之所推薦範圍通常自大於6,000 psi至約15,000 psi)。壓機制造者及處理工程師通常推薦在該範圍之上限或顯著更高壓力下處理剪切稀化聚合物以達成最大潛在剪切稀化(其通常大於15,000 psi)以自塑膠材料提取最大稀化及更好流動性質。通常在超過6,000 psi至約30,000 psi之範圍內處理剪切稀化熱塑性聚合物。甚至在使用剪切稀化塑膠之情況下，亦存在對薄壁部件之高可變壓力射出成型之一實際限制。當前，此限制在具有200或更大之一薄壁比率之薄壁部件之範圍內。此外，甚至具有介於100與200之間的一薄壁比率之部件亦可變得成本高昂，此乃因此等部件通常需要介於約15,000 psi與約20,000 psi之間的射出壓力。

生產薄壁消費型產品之高產射出成型機器(亦即，101類及30類成型機器)專門使用具有由高硬度材料製成之大部分模具之模具。高產射出成型機器通常每年生產500,000次循環或更多。工業品質生產模具必須經設計以耐受每年至少500,000次循環、較佳地每年多於1,000,000次循環、更佳地每年多於5,000,000次循環且甚至更佳地每年多於10,000,000次循環。此等機器具有多模穴模腔及複雜冷卻系統以增加生產率。高硬度材料壁較低硬度材料更能夠耐受重複高壓鎖模操作。然而，高硬度材料(諸如大多數工具鋼)具有相對低的導熱率，通常小於20 BTU/HR FT ℉，此由於透過該高硬度材料自熔融塑膠材料轉移熱而導致長的冷卻時間。

甚至在現有高可變壓力射出成型機器之射出壓力範圍不斷增加之情況下，對於在習用高(例如，20,000 psi)可變壓力射出成型機器中成型薄壁部件而言，一實際限制仍為約200(L/T比率)，且具有介於約100與約200之間的一薄壁比率之薄壁部件對於諸多製造者而言可係成本高昂的。

圖式中所陳述之實施例本質上係說明性及例示性的且不意欲限制由申請專利範圍界定之標的物。當結合以下圖式閱讀時可理解說明性實施例之以下詳細說明，在圖式中相同結構以相同參考編號表示。

本發明之實施例一般而言係關於藉由射出成型生產產品之系統、機器、產品及方法，且更具體而言係關於藉由實質上恒壓射出成型生產產品之系統、產品及方法。

如本文中關於一熱塑性材料之熔體壓力所使用之術語「低壓力」意指在一射出成型機器之一噴嘴之附近為6,000 psi及更低之熔體壓力。

如本文中關於一熱塑性材料之一熔體壓力所使用之術語「實質上恒壓」意指與一基線熔體壓力之偏差並不產生熱塑性材料之物理性質之有意義改變。舉例而言，「實質上恒壓」包含(但不限於)針對其熔化之熱塑性材料之黏度並不有意義地改變之壓力變化。在這一點上，術語「實質上恆定」包含與一基線熔體壓力之大約30%之偏差。舉例而言，術語「大約4,600 psi之一實質上恒壓」包含在約6,000 psi(比4,600 psi高30%)至約3,200 psi(比4,600 psi低30%)之範圍內之壓力波動。只要一熔體壓力自所述壓力波動不大於30%，即可將該熔體壓力視為實質上恆定的。

如本文中所使用，術語「熔體貯器」係指與機器噴嘴流體連通地容納熔融塑膠的一射出成型機器之部分。加熱熔體貯器以使得可準備一聚合物且使其保持處於一所要之溫度。熔體貯器連接至與一中央控制單元通信且可經控制以使一隔膜前進以迫使熔融塑膠通過機器噴嘴之一動力源，舉例而言，一液壓缸或電動伺服馬達。熔融材料然後流動通過澆道系統進入至模穴中。熔體貯器可係圓柱形剖面或具有將准許一隔膜迫使聚合物在可介於低至100 psi至壓力40,000 psi或更高之範圍內之壓力下通過機器噴嘴之替代剖面之範圍內。該隔膜可視情況整體地連接至具有經設計以使聚合物材料在射出之前塑化之螺線之一往復式螺桿。

術語「高L/T比率」通常係指100或更大之L/T比率，且更具體而言係指200或更大之L/T比率。下文定義L/T比率之計算。

術語「峰值流率」通常係指在機器噴嘴處量測之最大體積流率。

術語「峰值射出速率」通常係指射出衝柱在迫使聚合物進入至進料系統中之程序中行進之最大線性速度。衝柱可係諸如一單級射出系統之情形中之一往復式螺桿或諸如一兩級射出系統之情形中之一液壓衝柱。

術語「衝柱速率」通常係指射出衝柱在迫使聚合物進入至進料系統中之程序中行進之線性速度。

術語「流率」通常係指在機器噴嘴處量測之聚合物體積流率。可基於衝柱速率及衝柱剖面面積而計算或藉助位於機器噴嘴中之一適合感測器量測此流率。

術語「模穴填充百分比」通常係指在一體積基礎上填充之模穴之百分比。舉例而言，若一模穴被填充95%，則經填充之模穴之總體積係模穴之總體積容量之95%。

術語「熔體溫度」通常係指在熔體貯器中及在使用一熱澆道系統時在材料進料系統中維持之聚合物之溫度，其使該聚合物保持處於一熔融狀態。然而，熔體溫度因材料而變化，通常將一所要之熔體溫度理解為歸屬於材料製造者所推薦之範圍。

術語「澆口大小」通常係指由澆道與模穴之相交點形成之一澆口之剖面面積。對於熱澆道系統，澆口可係為其中澆口處不存在對材料流動之強制切斷之一開口設計，或其中使用一閥銷機械地切斷通過澆口至模穴中之材料流動之一閉合設計(通常稱為一閥澆口)。澆口大小係指剖面面積，舉例而言，一1 mm澆口直徑係指澆口之一剖面面積在澆口與模穴交會之點處係1 mm。澆口之剖面可係為任何所要之形狀。

術語「加強比率」通常係指射出動力源關於迫使熔融聚合物通過機械噴嘴之射出衝柱所具有的機械利益。對於液壓動力源，液壓活塞通常將具有勝過射出衝柱之一10：1機械利益。然而，機械利益可介於自低得多的機械利益比率(諸如2：1)至高得多的機械利益比率(諸如50：1)之比率範圍內。

術語「峰值功率」通常係指在填充一模穴時產生之最大功率。峰值功率可在填充循環中之任何點處發生。峰值功率由在機器噴嘴處量測之塑膠壓力乘以在機器噴嘴處量測之流率之乘積判定。藉由公式P=p*Q來計算功率，其中p係壓力且Q係體積流率。

術語「體積流率」通常係指在機器噴嘴處量測之流率。可基於衝柱速率及衝柱剖面面積而計算或藉助位於機器噴嘴中之一適合感測器量測此流率。

當關於包含熱塑性材料之一模穴使用時，術語「填充」及「充滿」係可互換的且兩個術語皆意指熱塑性材料已停止流動至模穴中。

術語「射料量」通常係指待自熔體貯器射出以完全填充一或若干模穴之聚合物體積。基於熔體貯器中之聚合物恰在射出之前的溫度及壓力而判定射料量體積。換言之，射料量係在一給定溫度及壓力下在一射出成型衝柱之一衝程中射出之熔融塑膠材料之一總體積。射料量可包含透過一或多個澆口將熔融塑膠材料射出至一或多個射出模穴中。亦可準備並藉由一或多個熔體貯器射出該射出量之熔融塑膠材料。

術語「遲滯」通常係指流動前緣之速度經充分最小化以允許聚合物之一部分降低至低於其不流動溫度且開始固結之點。

當在本文中使用時，術語「電動馬達」或「電壓機」包含電動伺服馬達及電動線性馬達兩者。

術語「峰值功率流動因子」係指在一單個射出成型循環期間一射出成型系統所需之峰值功率之一正規化度量，且峰值功率流動因子可用於直接比較不同射出成型系統之功率要求。藉由首先判定對應於填充循環(如本文中所定義)期間之成型壓力乘以流率之最大乘積之峰值功率且然後判定待填充之模穴之射料量來計算峰值功率流動因子。然後藉由將峰值功率除以射料量來計算峰值功率流動因子。

術語「模穴填充百分比」係定義為在一體積基礎上填充之模穴之%。因此，若一模穴被填充95%，則經填充之模穴之總體積係模穴之總體積容量之95%。

詳細參考各圖，圖1圖解說明用於大量生產薄壁部件、尤其係具有100或更大之一L/T比率之薄壁部件之一例示性實質上恒壓射出成型裝置10(例如，一101或30類射出模具或一「超高生產率模具」)。實質上恒壓射出成型裝置10通常包含一射出系統12及一鎖模系統14。可將一熱塑性材料以熱塑性膠粒16之形式引入至射出系統12。可將熱塑性膠粒16放置到一料斗18中，料斗18將熱塑性膠粒16進給至射出系統12之一經加熱圓筒20中。在經進給至經加熱圓筒20中之後，熱塑性膠粒16可由一往復式螺桿22驅動至經加熱圓筒20之端。經加熱圓筒20之加熱及往復式螺桿22對熱塑性膠粒16之壓縮致使熱塑性膠粒16熔化，形成一熔融熱塑性材料24。通常以約130℃至約410℃之一溫度來處理熔融熱塑性材料。

往復式螺桿22迫使熔融熱塑性材料24朝向一噴嘴26以形成熱塑性材料之一注射體，將經由一或多個澆口將該熱塑性材料射出至一模具28之一模穴32中。可透過一澆口30射出熔融熱塑性材料24，澆口30將熔融熱塑性材料24之流動引導至模穴32。在其他實施例中，噴嘴26可藉由一進料系統(未展示)與一或多個澆口30分離。模穴32形成於模具28之第一模具側25與第二模具側27之間，且第一模具側25與第二模具側27藉由一壓機或鎖模單元34在壓力下保持在一起。壓機或鎖模單元34在成型程序期間施加大於由射出壓力施加之起作用以分離兩個模具半體25、27之力的一鎖模力，藉此在將熔融熱塑性材料24射出至模穴32中時使第一模具側25與第二模具側27保持在一起。在一典型高可變壓力射出成型機器中，壓機通常施加30,000 psi或更大，此乃因鎖模力與射出壓力直接相關。為支援此等鎖模力，鎖模系統14可包含一模具框架及一模具底座。

一旦將熔融熱塑性材料24之射料射出至模穴32中，往復式螺桿22便停止向前行進。熔融熱塑性材料24採取模穴32 之外形，且熔融熱塑性材料24在模具28內部冷卻直至熱塑性材料24凝固為止。一旦熱塑性材料24已凝固，壓機34便釋放第一模具側25及第二模具側27，第一模具側25與第二模具側27彼此分離，且可自模具28頂出所完成之部件。模具28可包含複數個模穴32以增加總體生產率。該複數個模穴中之模穴之形狀可彼此相同、類似或不同。(可將後者視為一族系模穴)。

一控制器50與位於噴嘴26附近之一感測器52及一螺桿控制件36通信地連接。控制器50可包含一微處理器、一記憶體及一或多個通信鏈路。控制器50亦可視情況連接至位於接近模穴32之一端處之一感測器53。此感測器32可提供熱塑性材料何時接近模穴32中之填充端之一指示。感測器32可藉由光學地、氣動地、機械地或以其他方式感測熱塑性材料之壓力及/或溫度來感測熱塑性材料之存在。當感測器52量測熱塑性材料之壓力或溫度時，此感測器52可發送指示該壓力或該溫度之一信號至控制器50以為控制器50提供在完成填充時在模穴32中(或在噴嘴26中)維持之一目標壓力。此信號通常可用於控制成型程序，以使得材料黏度、模具溫度、熔體溫度之變化及影響填充速率之其他變化由控制器50調整。可在成型循環期間立即進行此等調整，或可在後續循環中進行校正。此外，可在若干個循環內對數個信號求平均且然後由控制器50使用其來對成型程序進行調整。控制器50可分別經由有線連接54、56連接至感測器52及/或感測器53及螺桿控制件36。在其他實施例中，控制器50可經由一無線連接、一機械連接、一液壓連接、一氣動連接或熟習此項技術者已知的將允許控制器50與感測器52、53及螺桿控制件36兩者通信之任何其他類型之通信連接連接至感測器52、53及螺桿控制件36。

在圖1之實施例中，感測器52係在噴嘴26附近量測(直接或間接)熔融熱塑性材料24之熔體壓力之一壓力感測器。感測器52產生傳輸至控制器50之一電信號。控制器50然後命令螺桿控制件36使螺桿22以在噴嘴26中維持熔融熱塑性材料24之一實質上恆定熔體壓力之一速率前進。儘管感測器52可直接量測熔體壓力，但感測器52可量測指示熔體壓力的熔融熱塑性材料24之其他特性，諸如溫度、黏度、流率等。同樣地，感測器52不需要直接位於噴嘴26中，而是感測器52可位於與噴嘴26流體連接的射出系統12或模具28內之任何位置處。若感測器52不位於噴嘴26內，則可對所量測特性應用適當校正因子以計算噴嘴26中之熔體壓力之一估計。感測器52不需要與所射出流體直接接觸，且另一選擇係，可與流體動力連通並能夠感測流體之壓力及/或其他流體特性。若感測器52不位於噴嘴26內，則可對所量測特性應用適當校正因子以計算噴嘴26中之熔體壓力。在又一些實施例中，感測器52不需要安置於與噴嘴流體連接之一位置處。而是，該感測器可量測由鎖模系統14在第一模具部分25與第二模具部分27之間的一模具分模線處產生之鎖模力。在一項態樣中，控制器50可根據來自感測器52之輸入維持壓力。另一選擇係，該感測器可量測一電壓機之一電力需求，可使用該電力需求來計算噴嘴中之壓力之一估計。

雖然圖1中圖解說明一主動閉環控制器50，但可使用其他壓力調節器件來代替閉環控制器50。舉例而言，一壓力調節閥(未展示)或一壓力釋放閥(未展示)可替換控制器50來調節熔融熱塑性材料24之熔體壓力。更具體而言，壓力調節閥及壓力釋放閥可防止模具28之超壓。用於防止模具28之超壓之另一替代機構係在偵測到一超壓條件時啟動之一警報器。

現在轉至圖2，其圖解說明一實例性經成型部件100。經成型部件100係一薄壁部件。當一流動通道之一長度L除以該流動通道之一厚度T大於100(亦即，L/T>100)時，通常將經成型部件視為係薄壁的。對於具有一較複雜幾何形狀之模穴，可藉由在自一澆口30至模穴32之端的模穴32之長度上對T尺寸求積分並判定自澆口30至模穴32之端之最長流動長度來計算L/T比率。然後可藉由將最長流動長度除以平均部件厚度來判定L/T比率。在其中一模穴32具有一個以上澆口30之情形中，藉由針對由每一個別澆口填充的模穴32之部分對L及T求積分來判定L/T比率，且一給定模穴之總體L/T比率係針對該等澆口中之任一者計算之最高L/T比率。在某些射出成型工業中，可將薄壁部件定義為具有一L/T>100或具有一L/T>200之部件。流動通道之長度L係自澆口30至模穴之端104量測之最長流動長度。在消費型產品工業中，薄壁部件尤其盛行。

高L/T比率部件通常以具有小於約10 mm之平均厚度之經成型部件存在。在消費型產品中，具有高L/T比率之產品通常具有小於約5 mm之一平均厚度。舉例而言，儘管具有一高L/T比率之汽車防撞器面板通常具有10 mm或更小之一平均厚度，但具有一高L/T比率之高腳飲杯通常具有約5 mm或更小之一平均厚度，具有一高L/T比率之容器(諸如桶或藥水瓶)通常具有約3 mm或更小之一平均厚度，具有一高L/T比率之瓶蓋外殼通常具有約2 mm或更小之一平均厚度，且具有一高L/T比率之個別牙刷毛通常具有約1 mm或更小之一平均厚度。本文中所揭示之實質上恒壓程序及器件特別有利於具有5 mm或更小之一厚度之部件，且所揭示之程序及器件更有利於較薄部件。

具有高L/T比率之薄壁部件在射出成型中會呈現某些障礙。舉例而言，流動通道之薄度趨向於在熔融熱塑性材料到達流動通道端104之前就冷卻該材料。當此發生時，該熱塑性材料固結且不再流動，此導致一不完整部件。為克服此問題，傳統射出成型機器以極高壓力(通常大於15,000 psi)射出熔融熱塑性材料，以使得熔融熱塑性材料在有機會冷卻及固結之前迅速地填充模穴。此係熱塑性材料之製造者教示以極高壓力進行射出之一個原因。傳統射出成型機器以高壓進行射出之另一原因係增加之剪切力，其增加流動特性，如上文所論述。此等極高射出壓力需要使用極硬材料來形成模具28及進料系統以及其他。

當在恒壓下填充時，通常認為將需要相對於習用填充方法減小填充速率。此意指在模具將完全填滿之前聚合物將與冷卻成型表面接觸達較長時期。因此，在填滿之前將需要移除更多熱，且預期此將導致材料在模具填滿之前固結。已出乎意料地發現，熱塑性材料將在經受實質上恒壓條件時流動，儘管模穴之一部分低於熱塑性材料之不流動溫度。熟習此項技術者通常將預期，此等條件將致使熱塑性材料冷固且堵塞模穴而非繼續流動並填充整個模穴。在不意欲受理論約束之情形下，據信所揭示方法及器件之實施例之實質上恒壓條件允許在填充期間整個模穴中之動態流動條件(亦即，不斷移動之熔體前緣)。熔融熱塑性材料在其流動以填充模穴時之流動不存在遲滯，且因此，不存在流動之固結，儘管模穴之至少一部分低於熱塑性材料之不流動溫度。

另外，據信由於動態流動條件，熔融熱塑性材料由於剪切加熱而能夠維持高於不流動溫度之一溫度，儘管在模穴中經受此等溫度。進一步據信，動態流動條件在熱塑性材料開始冷固程序時妨礙在該熱塑性材料中形成結晶結構。結晶結構形成增加熱塑性材料之黏度，此可阻止填充模穴之適合流動。結晶結構形成及/或結晶結構大小之減小可允許在熱塑性材料流動至模穴中且經受低於該材料之不流動溫度的模具之低溫度時熱塑性材料黏度之一降低。

所揭示之實質上恒壓射出成型方法及系統可使用位於接近流動位置之一端(亦即，接近模穴之一端)處之一感測器(諸如上文圖1中之感測器53)來監測材料黏度之改變、材料溫度之改變及其他材料性質之改變。可將來自此感測器之量測傳遞至控制器以允許該控制器即時校正程序以確保在熔體前緣到達模穴之端之前釋放熔體前緣壓力(其可導致模具之披鋒以及另一壓力及功率峰值)。此外，控制器可使用感測器量測來調整程序中之峰值功率及峰值流率點以便達成一致處理條件。除使用感測器量測在當前射出循環期間即時地精細調諧程序之外，控制器亦可隨時間(例如，在複數個射出循環內)調整該程序。以此方式，可基於在一或多個循環期間在一較早時間點處發生之量測而校正當前射出循環。在一項實施例中，可在諸多循環內對感測器讀數求平均以便達成程序一致性。

在各項實施例中，模具可包含使整個模穴維持處於低於不流動溫度之一溫度之一冷卻系統。舉例而言，甚至接觸包括熔融熱塑性材料之射料的模穴之表面亦可經冷卻以維持一較低溫度。可使用任何適合冷卻溫度。舉例而言，可使模具維持實質上處於室溫。併入此等冷卻系統可有利地增強所形成之經射出成型部件經冷卻且準備好自模具頂出之速率。

熱塑性材料：可在本發明之實質上恒壓射出成型方法及器件中使用多種熱塑性材料。在一項實施例中，熔融熱塑性材料具有由約0.1 g/10分鐘至約500 g/10分鐘之熔體流動指數(由在約230C之一溫度下以一2.16 kg重量執行之ASTM D1238量測)界定之一黏度。舉例而言，對於聚丙烯，熔體流動指數可在約0.5 g/10分鐘至約200 g/10分鐘之一範圍內。其他適合熔體流動指數包含約1 g/10分鐘至約400 g/10分鐘、約10 g/10分鐘至約300 g/10分鐘、約20 g/10分鐘至約200 g/10分鐘、約30 g/10分鐘至約100 g/10分鐘、約50 g/10分鐘至約75 g/10分鐘、約0.1 g/10分鐘至約1 g/10分鐘或約1 g/10分鐘至約25 g/10分鐘。基於經成型物品之應用及使用而選擇材料之MFI。舉例而言，具有0.1 g/10分鐘至約5 g/10分鐘之一MFI之熱塑性材料可適合用作用於射出拉伸吹塑成型(ISBM)應用之預成形件。具有5 g/10分鐘至約50 g/10分鐘之一MFI之熱塑性材料可適合用作用於包裝物品之蓋及外殼。具有50 g/10分鐘至約150 g/10分鐘之一MFI之熱塑性材料可適合在水桶或桶之製造中使用。具有150 g/10分鐘至約500 g/10分鐘之一MFI之熱塑性材料可適合於具有極高L/T比率之經成型物品，諸如一薄板。此等熱塑性材料之製造者通常教示應使用超過6,000 psi且通常大大超過6,000 psi之熔體壓力來射出成型該等材料。相比於關於此等熱塑性材料之射出成型之習用教示，本發明之恆定射出成型方法及器件之實施例有利地允許在低於6,000 psi且可能充分低於6,000 psi之熔體壓力下使用此等熱塑性材料及處理形成優質經射出成型部件。

舉例而言，該熱塑性材料可係一聚烯烴。例示性聚烯烴包含(但不限於)聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊及聚丁烯-1。前述聚烯烴中之任一者可源自於生物基原料，諸如甘蔗或用以產生一生物聚丙烯或生物聚乙烯之其他農業產品。聚烯烴在處於一熔融狀態中時有利地展現剪切稀化。剪切稀化係當將流體置於壓縮應力下時黏度之一減小。剪切稀化可有益地允許在整個射出成型程序中維持熱塑性材料之流動。在不意欲受理論約束之情形下，據信一熱塑性材料且特定而言聚烯烴之剪切稀化性質在以恒壓處理該材料時導致材料黏度之較少變化。因此，本發明之方法及器件之實施例可對(舉例而言)由著色劑及其他添加劑以及處理條件產生的熱塑性材料之變化較不敏感。對熱塑性材料之性質之批次間變化之此減小之敏感性亦可有利地允許使用本發明之方法及器件之實施例來處理工業後及消費後再循環塑膠。工業後、消費後再循環塑膠來源於已作為一消費型商品完成其使用壽命循環且原本將作為一固體廢品處置之最終產品。此再循環塑膠及熱塑性材料之摻和物固有地具有其材料性質之顯著批次間變化。

舉例而言，該熱塑性材料亦可係一聚酯。例示性聚酯包含(但不限於)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。PET聚合物可源自於生物基原料，諸如甘蔗或用以產生一部分或完全生物PET聚合物之其他農業產品。其他適合熱塑性材料包含聚丙烯與聚乙烯之共聚物以及以下各項之聚合物及共聚物：熱塑性彈性體、聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚(乳酸)、生物基聚酯(諸如聚(呋喃酸乙二酯)、聚羥基烷酸酯、聚(呋喃酸乙二酯)(視為對PET之一替代或滴入式替換))、聚羥基烷酸酯、聚醯胺、聚縮醛、乙烯-α-烯烴橡膠及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。該熱塑性材料亦可係多種聚合與非聚合材料之一摻和物。舉例而言，該熱塑性材料可係高、中及低分子聚合物之一摻和物，其產生一多模態或雙模態摻和物。可以產生具有優越流動性質而具有令人滿意的化學/物理性質之一熱塑性材料之一方式來設計多模態材料。該熱塑性材料亦可係一聚合物與一或多種小分子添加劑之一摻和物。舉例而言，小分子可係一矽氧烷或在添加至熱塑性材料時改良聚合材料之流動性之其他潤滑分子。

其他添加劑可包含：無機填料，諸如碳酸鈣、硫酸鈣、滑石粉、黏土(例如，奈米黏土)、氫氧化鋁、CaSiO₃、形成為纖維或微球之玻璃、結晶矽土(例如，石英、微晶氧化矽(novacite)、微晶)、氫氧化鎂、雲母、硫酸鈉、鋅鋇白、碳酸鎂、氧化鐵；或有機填料，諸如稻殼、秸稈、大麻纖維、木粉或木材、竹子或甘蔗纖維。

其他適合熱塑性材料包含：可再生聚合物，諸如直接自有機體產生之聚合物之非限制性實例，諸如聚羥基烷酸酯(例如，聚(β-羥基烷酸酯)、聚(3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯、NODAX(註冊商標))及細菌纖維素；自植物、農作物及林作物及生物質提取之聚合物，諸如多糖及其衍生物(例如，膠、纖維素、纖維素酯、甲殼質、殼聚糖、澱粉、經化學改質澱粉、乙酸纖維素粒子)、蛋白質(例如，玉米醇溶蛋白、乳清蛋白、穀蛋白、膠原)、脂質、木質素及天然橡膠；自澱粉或化學澱粉產生之熱塑性澱粉以及衍生自天然來源之單體及衍生物之通用聚合物，諸如生物聚乙烯、生物聚丙烯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚乳酸、NYLON 11、醇酸樹脂、基於琥珀酸之聚酯及生物聚對苯二甲酸乙二酯。

適合熱塑性材料可包含諸如上文所引用之實例中之不同熱塑性材料之一或若干摻和物。該等不同材料亦可係衍生自原始生物衍生或石油衍生材料之材料或者生物衍生或石油衍生材料之再循環材料之一組合。一摻和物中之熱塑性材料中之一或多者可係生物可降解的。且對於非摻和熱塑性材料，該材料可係生物可降解的。

在下表中提供例示性熱塑性樹脂連同其所推薦操作壓力範圍：

儘管該等實施例中之一者以上涉及用包括熔融熱塑性材料之射料實質上填充整個模穴同時使包括熔融熱塑性材料之射料之熔體壓力維持處於一實質上恒壓，但特定熱塑性材料在不同恒壓下皆自本發明獲益。具體而言：處於小於10,000 psi之一實質上恒壓之PP、尼龍、PC、PS、SAN、PE、TPE、PVDF、PTI、PBT及PLA；處於小於8,000 psi之一實質上恒壓之ABS；處於小於5,800 psi之一實質上恒壓之PET；處於小於7,000 psi之一實質上恒壓之縮醛共聚物；加上處於小於10,000 psi或8,000 psi或7,000 psi或6,000 psi或5,800 psi之實質上恒壓之聚(呋喃酸乙二酯)聚羥基烷酸酯、呋喃酸聚乙烯(又名PEF)。

如上文詳細闡述，所揭示之實質上恒壓方法及器件之實施例可達成勝過習用高可變壓力射出成型程序之一或多個優點。舉例而言，實施例包含消除平衡對模穴及熱塑性材料之射出前壓力之需要之一更具成本效益且更高效之程序、允許使用模穴大氣壓力之一程序及因此消除加壓構件之必需性之簡化模具結構、使用更具成本效益且更容易機加工之較低硬度高導熱率模穴材料之能力、對熱塑性材料之溫度、黏度及氣體材料性質之變化較不敏感之一較穩健處理方法以及在實質上恒壓下生產優質經射出成型部件而不使熱塑性材料在模穴中過早硬化且不需要在模穴中加熱或維持恒溫的能力。

在一項實例中，使用低於6,000 PSI之射出壓力之一實質上恒壓程序成型樣品部件。

使用一常見實驗室顯微切片機將樣品與經射出成型部件隔離。自每一經射出成型部件取得至少四個樣品。然後準備樣品之剖面以曝露每一樣品之組成層(外皮、芯等)。

以具有MAXIM偵測器系綜之DORIS III在德國電子同步加速器(DESY)束線G3下取得同步加速器量測，亦即，藉由點平均閃爍計數器件取得第一量測以獲得樣品繞射之概況。然後藉由MAXIM之位置敏感相機(一2D偵測器Hamamatsu 4880，在其CCD感測器前方具有多通道板[MCP])取得空間解析之繞射影像。

同步加速器量測揭露了使用一實質上恒壓程序成型之具有一特定厚度之經射出成型部件展示在部件之芯中之一不同且可辨別之額外定向聚丙烯微晶帶或區。可在使用鋼或鋁模具成型之部件中看到此額外定向材料區。使用一習用較高可變壓力程序成型之部件在與使用一實質上恒壓程序成型之一部件相比時通常具有減少數目之定向帶。

使用一實質上恒壓程序成型之部件可具有較小成型中應力。在一習用高可變壓力程序中，速度受控填充程序與至壓力控制之一較高轉移或轉換組合可導致具有高位準之不期望成型中應力之一部件。若在一習用程序中將堆填壓力設定為太高，則部件通常將具有一過度堆填之澆口區。可藉由將部件放置於一交叉偏振測光台上而在視覺上評估成型中應力。在經成型部件中觀測之雙折射可用於觀測成型中應力之差異。通常，此觀測為部件中之應力線圖案。應力線之線數目及/或不均勻度較大通常係不期望的。

現在轉至圖3，由虛線200圖解說明針對一習用高可變壓力射出成型程序之一典型壓力-時間曲線。相比之下，由實線210圖解說明針對所揭示之恒壓射出成型機器之一壓力-時間曲線。

在習用情形中，熔體壓力迅速增加至充分超過15,000 psi且然後在一第一時間段220內保持處於一相對高壓力(大於15,000 psi)。第一時間段220係其中熔融塑膠材料流動至模穴中之填充時間。此後，熔體壓力減小且在一第二時間段230內保持處於一較低但仍相對高之壓力(通常10,000 psi或更大)。第二時間段230係其中維持熔體壓力以確保回填模穴中之所有間隙之一堆填時間。在堆填完成之後，在一第三時間段232(其係冷卻時間)內壓力可視情況再次降低。自流動通道之端往回朝向澆口堆填一習用高壓射出成型系統中之模穴。模具中之材料通常在接近模穴之端處固結，然後完全固結之材料區漸進朝向一或若干澆口位置移動。因此，與較靠近於一或若干澆口位置之塑膠材料相比，接近模穴之端之塑膠係在一較短時間段內且以減小之壓力堆填的。澆口與模穴之端之間的部件幾何形狀(諸如極薄剖面面積)亦可影響模穴之區中之堆填壓力之位準。不一致堆填壓力可導致完成之產品中之不一致性，如上文所論述。此外，在各個凝固階段中塑膠之習用堆填導致某些不理想材料性質，舉例而言，成型中應力、沉陷及非最佳光學性質。

另一方面，實質上恒壓射出成型系統在一填充時間段240內在一實質上恒壓下將熔融塑膠材料射出至模穴中。圖3之實例中之射出壓力小於6,000 psi。然而，其他實施例可使用更高壓力，只要該壓力在成型程序期間係實質上恆定的即可。在模穴經填充之後，實質上恒壓射出成型系統隨著經成型部件冷卻而在一第二時間段242內逐漸減小壓力。藉由使用一實質上恒壓，熔融熱塑性材料維持自澆口朝向流動通道之端前進通過流動通道之一連續熔體流動前緣。換言之，熔融熱塑性材料保持在整個模穴中移動，此防止過早固結。因此，塑膠材料在沿著流動通道之任何點處保持相對均勻，此產生一較均勻且一致的所完成產品。藉由以一相對均勻壓力填充模具，所完成之經成型部件形成可具有比慣例上成型之部件更好之機械及光學性質之結晶結構。此外，在恒壓下成型之部件展現不同於慣例上成型之部件之外皮層之特性。因此，在恒壓下成型之部件可具有比慣例上成型之部件之部件更好之光學性質。

現在轉至圖4A，將各個填充階段分解為總體填充時間之百分比。舉例而言，在一習用高可變壓力射出成型程序中，填充時期220構成總填充時間之約10%，堆填時期230構成總填充時間之約50%，且冷卻時期232構成總填充時間之約40%。另一方面，在實質上恒壓射出成型程序中，填充時期240構成總填充時間之約90%，而冷卻時期242僅構成總填充時間之約10%。實質上恒壓射出成型程序需要較少冷卻時間，此乃因熔融塑膠材料在其正流動至模穴中時便在冷卻。因此，到模穴填滿時，熔融塑膠材料已顯著冷卻但並不完全足以在模穴之中心剖面中固結，且存在為完成冷固程序而移除之較少總熱。另外，由於熔融塑膠材料在整個填充中保持為液體且透過此熔融中心剖面轉移堆填壓力，因此熔融塑膠材料保持與模穴壁接觸(與固結及縮回形成對照)。因此，本文中所闡述之實質上恒壓射出成型程序能夠在比一習用高可變壓力射出成型程序中少之總時間內填充及冷卻一經成型部件。

圖4B之圖表中針對習用高可變壓力程序及實質上恒壓程序兩者圖解說明峰值功率及峰值流率對模穴填充百分比。

在實質上恒壓程序中，峰值功率負載在大約等於峰值流率發生之時間之一時間處發生，然後在填充循環中平穩地下降。更具體而言，峰值功率及峰值流率在填充之前30%中發生，且較佳地在填充之前20%中發生，且甚至更佳地在填充之前10%中發生。藉由配置峰值功率及峰值流率以在填充之開始期間發生，熱塑性材料在其較接近於冷固時不經受極端條件。據信，此產生經成型部件之優越物理性質。

在峰值功率負載之後，功率位準通常在填充循環中緩慢地下降。另外，在峰值流率之後，流率通常在填充循環中緩慢地下降，此乃因填充壓力維持實質上恆定。如上文所圖解說明，峰值功率位準低於一習用程序之峰值功率位準(通常低30%至50%)，且峰值流率低於一習用程序之峰值流率(通常低30%至50%)。

類似地，一習用高可變壓力程序之峰值功率負載在大約等於峰值流率發生之時間之一時間處發生。然而，不同於實質上恆定程序，習用高可變壓力程序之峰值功率及流率在填充之最後10%至30%中發生，此使熱塑性材料在其處於冷固程序中時經受極端條件。亦不同於實質上恒壓程序，在峰值功率負載之後，習用高可變壓力程序中之功率位準在填充循環中通常迅速地下降。類似地，在峰值流率之後，一習用高可變壓力程序中之流率在填充循環中通常迅速地下降。

在用於成型一高L/T部件之所揭示方法及器件中，藉由以下操作來成型該部件：以一增加之流率將一熔融熱塑性聚合物射出至一模穴中以達成一所要之射出壓力且然後隨時間減小流率以維持一實質上恆定射出壓力。實質上恆定射出壓力方法及器件在成型薄壁部件(例如，具有一L/T比率>100之部件)時及在使用大的射料量(例如，多於50 cc且特定而言多於100 cc)時特別有利。最大流率在模穴填充之前30%內、較佳地在模穴填充之前20%內且甚至更佳地在模穴填充之前10%內係尤其有利的。藉由調整填充壓力量變曲線，最大流率在模穴填充之此等較佳範圍內發生，經成型部件將具有上文所闡述之物理優點中之至少某些優點(例如，較好強度、較好光學性質等)，此乃因經成型部件之結晶結構不同於一慣例上成型之部件。此外，由於高L/T產品較薄，因此此等產品需要較少顏料來將一所要之色彩賦予所得產品。此外，在無顏料部件中，該等部件將由於較一致的成型條件而具有較少可見畸形。使用較少或不使用顏料節省成本。

另一選擇係，可調整峰值功率以維持一實質上恆定射出壓力。更具體而言，可調整填充壓力量變曲線以致使峰值功率在模穴填充之前30%中、較佳地在模穴填充之前20%中且甚至更佳地在模穴填充之前10%中發生。調整程序以致使峰值功率在較佳範圍內發生且然後在模穴填充之整個剩餘部分中具有一減小之功率產生上文關於調整峰值流率所闡述之經成型部件之相同益處。此外，以上文所闡述之方式調整程序特別有利於薄壁部件(例如，L/T比率>100)且有利於大的射料量(例如，多於50 cc，特定而言多於100 cc)。

本文中所揭示之實質上恆定射出壓力方法及器件針對給定L/T亦需要比習用高可變壓力射出成型系統少之功率，如圖4C之圖表中所圖解說明。

如上文(由虛線)所圖解說明，本文中所揭示之所揭示實質上恆定射出壓力方法及器件針對介於100與250之間的任何L/T比率需要比習用高可變壓力射出成型程序少之功率(亦即，具有一較低峰值功率流動因子)來填充一給定模穴，且此關係擴展至300之L/T及400之L/T以及更大。事實上，所揭示實質上恆定射出壓力方法及器件需要比藉由以下公式計算之功率少之功率：Y=0.7218x+129.74其中Y=峰值功率流動因子；且X-L/T比率

在所有情形中，習用高可變壓力射出成型系統需要比藉由上文之公式計算之功率少之功率。

現在轉至圖5A至圖5D及圖6A至圖6D，其圖解說明在一模穴正由一習用高可變壓力射出成型機器(圖5A至圖5D)填充時及在該模穴正由一實質上恒壓射出成型機器(圖5A至圖5D)填充時該模穴之一部分。

如圖5A至圖5D中所圖解說明，在習用高可變壓力射出成型機器開始透過澆口30將熔融熱塑性材料24射出至一模穴32中時，高射出壓力趨向於以一高速率將熔融熱塑性材料24射出至模穴32中，此致使熔融熱塑性材料24以疊層31(最常稱為層流)流動(圖5A)。在模穴32完全充滿之前，此等最外疊層31黏附至模穴之壁且隨後冷卻並冷固，形成一冷固邊界層33(圖5B)。然而，隨著熱塑性材料冷固，其亦自模穴32之壁縮回，留下模穴壁與邊界層33之間的一間隙35。此間隙35減小模具之冷卻效率。熔融熱塑性材料24亦開始冷卻且在澆口30附近冷固，此減小澆口30之有效剖面面積。為了維持一恆定體積流率，習用高可變壓力射出成型機器必須增加壓力以迫使熔融熱塑性材料通過變窄之澆口30。隨著熱塑性材料24繼續流動至模穴32中，邊界層33變得更厚(圖5C)。最終，整個模穴32由冷固之熱塑性材料實質上填滿(圖5D)。此時，習用高壓射出成型機器必須維持一堆填壓力來往回推動縮退之邊界層33抵靠模穴32壁以增加冷卻。

另一方面，一實質上恒壓射出成型機器使熔融熱塑性材料以一不斷移動之流動前緣37流動至一模穴32中(圖6A至圖6D)。在流動前緣37後面之熱塑性材料24保持熔融直至模穴37實質上填滿(亦即，99%或填充更多)之後才冷固。因此，不存在澆口30之。此外，由於在流動前緣37後面熱塑性材料24係熔融的，因此熱塑性材料24保持與模穴32之壁接觸。因此，熱塑性材料24在成型程序之填充部分期間進行冷卻(而不冷固)。因此，射出成型程序之冷卻部分不需要像一習用程序那麼長。

由於熱塑性材料保持熔融且保持移動至模穴32中，因此需要比在習用模具中少之射出壓力。在一項實施例中，射出壓力可係6,000 psi或更小。因此，射出系統及鎖模系統不需要那麼強有力。舉例而言，所揭示實質上恆定射出壓力器件可使用需要較低鎖模力及一對應較低鎖模動力源之鎖模器。此外，由於較低功率要求，所揭示射出成型機器可採用通常不足夠強有力而不不能在以高可變壓力成型薄壁部件之習用101及102類射出成型機器中使用之電壓機。甚至當電壓機足以用於具有極少模穴之某些簡單模具時，亦可藉助所揭示實質上恆定射出壓力方法及器件改良程序，此乃因可使用較小、較不昂貴之電動馬達。所揭示恒壓射出成型機器可包括具有200 HP或更小之一功率額定值之以下類型之電壓機中之一或多者：一直接伺服驅動馬達壓機、一雙馬達皮帶驅動壓機、一雙馬達行星齒輪壓機及一雙馬達球驅動壓機。

測試資料

針對一測試模具完成一模具黏度測試，該測試用於產生上文力對L/T圖表中之資料。此測試判定最佳射出速率係每秒6"。運行每秒8"之一額外速率以圖解說明射出速率與成型壓力之間的關係。如上文所提及，當前工業慣例係以成型壓機能夠達成之最大速率進行射出。以下資料圖解說明增加之射出速率導致成型壓力之實質增加，諸如每秒8"之資料運行所指示。以甚至更快之速率(諸如每秒10"、每秒20"或更快)將導致壓力之實質增加。以下表中概述測試資料。

當比較成型一經射出成型部件所需之峰值流率及峰值功率位準時，熔體溫度及模具溫度應在針對習用程序及恒壓程序兩者運行之條件之間一致。此外，此等溫度設定應通常基於來自樹脂製造者之所推薦溫度或在適合範圍內以確保樹脂係如製造者所預期予以處理。

所揭示實質上恒壓射出成型機器有利地減少用於成型程序之總循環時間同時增加部件品質。此外，在某些實施例中，所揭示實質上恒壓射出成型機器可採用通常比水壓機電壓機更節能且需要更少維護。另外，所揭示實質上恒壓射出成型機器能夠採用更靈活支援結構及更可調適遞送結構，諸如更寬壓板寬度、增加之繋桿間距、繋桿之消除、更輕量之構造以促進更快移動及非自然平衡之進料系統。因此，所揭示實質上恒壓射出成型機器可經修改以適合遞送需要且更容易針對特定經成型部件定製。

另外，所揭示實質上恒壓射出成型機器及方法允許由可具有較高導熱率(例如，大於20 BTU/HR FT ℉之導熱率)之較軟材料(例如，具有小於30之一Rc之材料)製成模具，此產生具有經改良冷卻能力及較均勻冷卻之模具。

應注意，除非另有指定，否則術語「實質上」、「約」及「大約」可在本文中用於表示可歸因於任何定量比較、值、量測或其他表示之固有不確定程度。此等術語亦在本文中用於表示定量表示可不同於一所陳述參考但不會導致所討論標的物之基本功能之一改變之程度。除非本文中另有定義，否則術語「實質上」、「約」及「大約」意指定量比較、值、量測或其他表示可歸屬於所陳述參考之20%內。

現在應明瞭，可由一低且實質上恒壓成型程序生產本文中所圖解說明及所闡述之產品之各種實施例。儘管本文中已特別參考用於容納消費型商品之產品或消費型商品產品自身，但應明瞭本文中所論述之成型方法可適合結合供在消費型商品工業、餐飲服務行業、交通運輸工業、醫療工業、玩具工業及類似工業中使用之產品使用。此外，熟習此項技術者將認識到，本文中所揭示之教示可組合模內裝飾、嵌件成型、模內組裝及類似物用於構造疊模、多材料模具(包含旋轉及模芯回位模具)。

本發明之詳細說明中所引述之所有文件之相關部分以引用方式併入本文中；不應將任一文件之引述解釋為承認該文件係關於本發明之先前技術。此外，若一術語在此書面文件中之任何意義或定義與該術語在以引用方併入之一文件中之任何意義或定義矛盾，則以此書面文件中指派給該術語之意義或定義為準。

儘管本文中已圖解說明及闡述特定實施例，但應理解可在不背離所主張標的物之精神及範疇之情況下做出各種其他改變及修改。此外，雖然本文中已闡述所主張標的物之各種態樣，但不需要組合地利用此等態樣。因此，隨附申請專利範圍意欲涵蓋在所主張標的物之範疇內之所有此等改變及修改。

10‧‧‧實質上恒壓射出成型裝置

12‧‧‧射出系統

14‧‧‧鎖模系統

16‧‧‧熱塑性膠粒

18‧‧‧料斗

20‧‧‧經加熱圓筒

22‧‧‧往復式螺桿

24‧‧‧熔融熱塑性材料

25‧‧‧模具半體/第一模具側/第一模具部分

26‧‧‧噴嘴

27‧‧‧模具半體/第二模具側/第二模具部分

28‧‧‧模具

30‧‧‧澆口

31‧‧‧疊層

32‧‧‧模穴

33‧‧‧冷固邊界層

34‧‧‧壓機或鎖模單元

35‧‧‧間隙

36‧‧‧螺桿控制件

37‧‧‧流動前緣

50‧‧‧控制器/主動閉環控制器

52‧‧‧感測器

53‧‧‧感測器

54‧‧‧有線連接

56‧‧‧有線連接

100‧‧‧經成型部件

104‧‧‧流動通道端/模穴之端

圖1圖解說明根據本發明構造之一實質上恒壓射出成型機器之一示意圖；圖2圖解說明在圖1之實質上恒壓射出成型機器中形成之一薄壁部件之一項實施例；圖3係疊加於針對一習用高可變壓力射出成型機器之一模穴壓力對時間曲線圖上的針對圖1之實質上恒壓射出成型機器之一模穴壓力對時間曲線圖；圖4A係疊加於針對一習用高可變壓力射出成型機器之一模穴壓力對時間曲線圖上的針對圖1之實質上恒壓射出成型機器之另一模穴壓力對時間曲線圖，該等曲線圖圖解說明專用於某些填充步驟之填充時間百分比；圖4B係圖解說明峰值功率及峰值流率對模穴填充百分比之一圖表；圖4C係圖解說明本文中所揭示之實質上恆定射出壓力方法及器件針對給定L/T比率亦需要比習用高可變壓力射出成型系統少之功率之一圖表；圖5A至圖5D係在一習用高可變壓力射出成型機器之各個填充階段中一薄壁模穴之一部分之側視剖面圖；且圖6A至圖6D係在圖1之實質上恒壓射出成型機器之各個填充階段中一薄壁模穴之一部分之側視剖面圖。