TW201726349A - 模製系統及加熱模製系統內之材料的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種模製系統及一種加熱一模製系統內之一材料的方法。該模製系統可包括一熱絕緣圓筒、一在該圓筒內收納並可相對於該圓筒旋轉的螺桿，及一收納在該圓筒內以用於加熱界定於該圓筒與該螺桿之間的一環形空間的熱源。加熱一模製系統內之一材料的該方法可包括施加感應熱至定位於一絕熱圓筒內的一磁性螺桿以準備用於擠壓之一材料。

Description

模製系統及加熱模製系統內之材料的方法 【相關申請案】

本專利申請案主張名為「Molding System and Method of Heating a Material Inside a Molding System」並在2016年6月8日申請之美國專利申請案第15/177,276號的優先權。該'276申請案為在2015年12月4日申請之名為「Injection Molding System and Method of Fabricating a Component」的美國專利申請案第14/959,921號的部分接續申請案，為在2015年12月4日申請之名為「Injection Molding System and Method of Fabricating a Component」的國際專利申請案第PCT/US2015/064045號的部分接續申請案，為在2015年12月4日申請之名為「Nozzle Shut Off for Injection Molding System」的美國專利申請案第14/960,115號的部分接續申請案，為在2015年12月4日申請之名為「Nozzle Shut Off for Injection Molding System」的國際專利申請案第PCT/US2015/064110號的部分接續申請案，為在2015年12月4日申請之名為「Control System for Injection Molding」的美國專利申請案第14/960,101號的部分接續申請案，且為在2015年12月4日申請之名為「Control System for Injection Molding」的國際專利申請案第PCT/US2015/064073號的部分接續申請案，該等案中之每一者根據35U.S.C.119(e)主張2014年12月4日申請之名為「Extrude-to-Fill Injection Molding and Extrusion Screw」的美國臨時專利申請案第62/087,414號、2014年12月4日申請之名為「Nozzle Shut-off for Extrude-to-Fill Injection Molding System」的美國臨時專利申請案第62/087,449號，及2014年12月4日申請之名為「Control System for Extrude-to-Fill Injection Molding」的美國臨時專利申請案第62/087,480號的權利，該等申請案特此以引用的方式全文併入本文中。

本發明大體係關於模製機。更特定言之，本發明係關於模製系統及加熱模製系統內之材料的方法。

傳統注射模製系統主要藉由由擠壓螺桿之旋轉動態產生的剪切熱熔融諸如塑膠之材料。在傳統注射模製系統中動態產生之剪切熱取決於高純度及稠度位準之石油類塑膠樹脂的使用。圖1為傳統注射模製系統100之示意圖。注射區域112位於擠壓螺桿102前方以在注射之前保存熔融材料。擋環104或止回閥用以在噴射之間的恢復擠壓階段期間允許向前熔融物流動並防止熔融材料回流至擠壓螺桿102。回流可在注射壓力施加至熔融物時發生。可藉由主要使用剪切熱而熔融材料。舉例而言，熔融狀態可藉由約75%剪切熱及由帶加熱器114產生的約25%傳導熱而產生。

傳統擠壓螺桿102經設計成具有大間距132以促進剪切熱產生並混合熱與冷塑膠。如圖1中所示，螺桿102之根直徑134在經由圓筒110之入口饋入原料的漏斗106附近較窄。朝向噴嘴108沿擠壓螺桿之長度，根直徑增加以產生促進剪切熱產生的壓縮區域。螺桿102之螺紋高度136 朝向噴嘴108減少，此減少螺桿102與圓筒110之間的空間。

在恢復擠壓階段期間，藉由使用馬達150旋轉擠壓螺桿而沿螺桿102之長度輸送熔融材料至圓筒110中之注射區域112中。注射區域112係在噴嘴108與在擠壓螺桿102末端處之擋環104之間。熔融材料由冷塊(cold slug)捕獲於注射區域中，冷塊在注射循環之後密封噴嘴108並在恢復擠壓階段期間防止塑膠經由澆口146及流道142流至模具140中。

在注射循環期間，藉助由缸138產生之非常高的注射壓力在不旋轉情況下向前驅動螺桿102。螺桿102及擋環104可一起充當推桿以將熔融材料注射至模具中。恢復擠壓階段可花費整個模製時間之僅僅10%至25%，使得除了在恢復擠壓階段期間，剪切熱亦可在擠壓螺桿不旋轉時損失。

傳統注射模製系統100依賴於在每一噴射之間在噴嘴108中形成冷塊。對於傳統注射模製系統100而言，塑膠之冷塊引起最大的效率欠缺中的一者。冷塊需要非常高壓力才能自噴嘴108移開以允許熔融材料流至模具空腔中。要求高注射壓力將熔融材料經由流道142推送至模具空腔中。通常需要在20,000psi與30,000psi之間的注射壓力以便在模具空腔中獲得500psi至1,500psi的壓力。歸因於高注射壓力，傳統注射模製系統100需要圓筒110之厚壁，該厚壁減少自環繞圓筒110之帶加熱器114至材料的熱傳導。

傳統注射模製系統100可使用液壓系統或電馬達128以為夾鉗系統120提供動力，夾鉗系統120可包括靜止壓板122A至122B、可移動壓板124及連桿126。夾鉗缸130施加足夠壓力以保持模具在注射期間閉合。傳統注射模製系統需要大且昂貴動力源用於噴射系統118及夾鉗系統120 兩者。此等動力源必須由大規模機器結構(其增加設施基礎架構成本，包括電源、厚混凝土基腳或地板)及採購、操作及維護昂貴的過大HVAC系統支援。

由傳統注射模製系統產生的剪切熱限制其模製某些材料(諸如生物類塑膠)的能力。生物類塑膠藉由在傳統注射模製系統中所施加的壓力而降級，與機器產生之用於在注射模製石油類塑膠之過程中產生剪切熱的壓力不利地反應。R.Fitzpatrick之名為「Injection Molding Method and Apparatus」的美國專利第8,163,208號中揭示的最近開發的注射模製系統使用靜態熱傳導而非剪切熱來熔融塑膠。所揭示系統可將生物類塑膠模製成小部件。特定言之，所揭示系統包括定位於管狀螺桿內並延行穿過管狀螺桿之中心的推桿。一般而言，在注射循環期間向前移動整個螺桿將需要大的注射缸。在所揭示系統中，較大直徑之整個螺桿不移動。僅僅推桿前進，此需要小得多的注射缸來將力施加於推桿上。所揭示系統在每一噴射或注射循環之間在推桿的前方恢復並輸送熔融材料，並藉由推桿將熔融材料噴射至模具中。部件大小係由推桿之面積乘以推桿衝程之長度(因其界定注射期間之體積)而判定，但該部件大小限於推桿之小位移體積，通常約3至5公克之塑膠，此為小噴射大小。需要模製具有不受限制噴射大小之部件。

另外，傳統注射模製系統100需要有經驗操作者在啟動時手動沖洗操作。舉例而言，操作者可首先接通圓筒加熱器114並一直等待直至嵌入於塑膠或樹脂中的螺桿102鬆開以允許螺桿馬達150接通為止。要求沖洗過程以產生初始剪切熱。沖洗過程在操作者旋轉螺桿102以向前移動 樹脂時開始，且螺桿102經後向驅動至其注射位置中。接著，操作者啟動注射力以向前驅動螺桿102，從而允許樹脂退出噴嘴108至機器床上。循環過程經重複以產生初始剪切熱直至樹脂自噴嘴108離開為止，此表明材料可足夠熱以使得操作者可開始模製。手動操作係高度主觀的且需要熟練操作者起動機器並調整模製製程。隨後模製操作必須一致而不中斷以滿足剪切熱產生要求。

因為包括各種注射模製系統可與本發明相關的文件包括美國專利第7,906,048號，美國專利第7,172,333號，美國專利第2,734,226號，美國專利第4,154,536號，美國專利第6,059,556號，及美國專利第7,291,297號。然而，此等建議可被改良。

本發明大體提供一種可在本文中稱為擠壓至填充(ETF)模製系統的模製系統，及一種加熱模製系統內之材料的方法。在一些具體實例中，模製系統可包括在熱絕緣圓筒內收納的磁性螺桿，且該螺桿可以感應方式加熱以藉此加熱在螺桿與圓筒之間收納的模製材料。在一些具體實例中，加熱模製系統內之材料的方法可包括以感應方式加熱在熱絕緣圓筒內收納的磁性螺桿以藉此加熱在螺桿與圓筒之間收納的模製材料。

在一些具體實例中，模製系統可包括熱絕緣圓筒、在圓筒內收納並可相對於圓筒旋轉的螺桿，及在圓筒內收納以用於加熱界定於圓筒與螺桿之間的環形空間的熱源。熱源可在螺桿內收納。熱源可為電阻加熱器，其可經由滑環供電。螺桿可由熱傳導材料形成。熱源可為在螺桿內收納的磁性材料。熱源可為形成螺桿之至少部分的磁性材料。螺桿可由銅合 金、黃銅合金或銅鎳合金形成。圓筒可由熱絕緣材料(諸如陶瓷、碳纖維或玻璃纖維)形成。圓筒可包括內部管狀結構及至少部分環繞內部管狀結構的外部套筒。內部管狀結構可由磁性材料形成且套筒可由熱絕緣材料(諸如陶瓷、碳纖維或玻璃纖維)形成。絕熱氣隙界定於內部管狀結構與套筒之間。熱源可包括在螺桿內收納的不同大小之多個磁性插入件。熱源可經組態以沿螺桿之長度將螺桿加熱至不同溫度。

在一些具體實例中，加熱模製系統內之材料的方法可包括施加感應熱至定位於絕熱圓筒內的磁性螺桿以準備用於擠壓之材料。方法可包括在絕熱圓筒內將磁性螺桿維持在靜止位置中。施加感應熱至磁性螺桿可包括沿螺桿之長度以感應方式將磁性螺桿加熱至不同溫度。方法可包括在準備用於擠壓之材料之後旋轉磁性螺桿。方法可包括在旋轉磁性螺桿期間繼續施加感應熱至磁性螺桿。

在如下說明中部分闡述另外具體實例及特徵，且在審查本說明書之後對於熟習此項技術者將變得顯而易見或可藉由所揭示標的物之實務習得。本發明之性質及優點的進一步理解可參考說明書之剩餘部分及圖式而實現，圖式形成本發明之一部分。

提供本發明以輔助理解，且熟習此項技術者應理解，本發明的各種態樣及特徵中之每一者在一些情況下可有利地單獨使用，或在其他情況下與本發明的其他態樣及特徵結合。因此，雖然本發明依據具體實例而呈現，但應瞭解任一具體實例之個別態樣可單獨地或結合該具體實例或任何其他具體實例之態樣及特徵來主張。

參考以下圖及資料圖表將更全面理解本說明書，以下圖及資料圖表呈現為本發明之各種具體實例且不應視為本發明之範圍的完整敍述，其中：圖1為傳統注射模製系統之示意圖。

圖2A為根據本發明之具體實例的具有擠壓螺桿之模製系統。

圖2B為根據本發明之具體實例的圖2A之模製系統的截面圖。

圖2C為根據本發明之具體實例的在裝配之前圖2A的模製系統之透視圖。

圖3A為根據本發明之具體實例的包括感應加熱之模製系統的截面圖。

圖3B為根據本發明之具體實例的包括熱絕緣套筒的圖3A之模製系統的截面圖。

圖3C為根據本發明之具體實例的包括在套筒與圓筒之內管狀結構之間的絕熱氣隙的圖3B之模製系統的截面圖。

圖4A為根據本發明之具體實例的具有階梯式擠壓螺桿之模製系統。

圖4B為根據本發明之具體實例的圖4A之模製系統的截面圖。

圖5為根據本發明之具體實例的在裝配之前圖4A的模製系統之透視圖。

圖6A說明根據本發明之具體實例的具有尖銳幾何結構之擠壓螺桿。

圖6B說明根據本發明之具體實例的具有不太尖銳幾何結構之擠壓螺桿。

圖7為說明根據本發明之具體實例的用於模製部件的步驟之流程圖。

圖8A為根據本發明之具體實例的具有在第一位置中之梭台的模製系 統之透視圖。

圖8B為根據本發明之具體實例的具有在第二位置中之梭台的模製系統之透視圖。

圖9為說明根據本發明之具體實例的包括多個模製系統之模製機的簡圖。

圖10為根據本發明之具體實例的包括多個模製系統之模製機的透視圖。

圖11為根據本發明之具體實例的沿圖10中之線11-11獲得的圖10的模製機之截面圖並說明自漏斗至多個模製系統的流動路徑。

圖12為根據本發明之具體實例的與界定多個模具空腔之半模耦接的圖10的多個模製系統之透視圖。

圖13為根據本發明之具體實例的與界定單個模具空腔之半模耦接的圖10的多個模製系統之透視圖。

結合如下所述之圖式，參照以下實施方式可理解本發明。應注意，出於清晰說明之目的，可未按比例繪製各種圖式中之某些元件。

本發明大體提供一種模製機，其可包括模製系統及夾鉗系統。模製系統可包括擠壓螺桿，該擠壓螺桿按需求擠壓以使用不受限制的或不同的噴射大小或移置體積將熔融材料轉移或泵送至模具中，而不需在空閒時間段之後的沖洗過程。在傳統注射模製系統中，噴射大小為固定的且為可在注射循環期間經移置或轉移至模具中的足以填滿單一模具空腔或複數個模具空腔的材料體積。ETF模製系統之變化的噴射大小不同於傳統 注射模製系統之固定噴射大小，在傳統注射模製系統中該噴射大小係藉由螺桿直徑及注射衝程之長度預定，注射衝程長度為在注射循環期間傳統螺桿102(參見圖1)行進的軸向距離。傳統注射模製系統100(參見圖1)執行固定順序過程，在固定順序過程中噴射大小變化需要對控制設定之變化。ETF模製系統可擠壓塑膠持續特定時間，直至達成特定模具空腔壓力，直至達成特定螺桿背壓，直至達成特定螺桿力矩負載，或持續用以模製具有各種尺寸之部件的經預先選擇之螺桿旋轉數目以提供任一所要噴射大小。

ETF模製系統可使用熱傳導以產生均質熔融物(例如，熔融的樹脂材料)，剪切熱產生實質上減少。熔融物可經加熱以獲得所要黏度。藉由在靜態中達成所要黏度，擠壓需要較小壓力以填充模具空腔。另外，可需要較低夾鉗力來閉合及固持模具。

ETF模製系統可包括螺桿，其經設計以充當用於在充分高足以填充模具空腔之壓力下擠壓熔融材料的輸送泵。螺桿可在兩個相反方向中旋轉。反向旋轉螺桿的益處中之一者為有助於攪拌及混合樹脂。當擠壓螺桿在一個方向中旋轉以泵送樹脂材料至模具空腔中時，可建立流型及壓力。螺桿之反向旋轉可擾亂流型並擾亂樹脂材料之滯後，此可在模製之部件噴射之間對圓筒解壓縮並可允許對模製系統之較準確控制。螺桿可促進熱傳導至圓筒內的材料。舉例而言，螺桿之反轉可混合樹脂材料以增強熱傳導以達成更一致熔融物黏度並確保更均勻擠壓物。螺桿可包括用以輔助熱傳導至圓筒內之材料的內熱源，諸如置放在螺桿內的加熱器。螺桿可由用以將熱自內熱源有效傳導至材料的熱傳導材料(諸如黃銅)形成。在一 些具體實例中，螺桿可沿軸向方向往復運動以打開或閉合噴嘴以分別允許或防止樹脂材料流至模具空腔中。

模製系統可在沒有在傳統注射模製系統100中發現的高壓(通常20,000至30,000psi)的情況下擠壓材料。傳統注射模製系統100使用經設計以產生及含有高壓並移動高壓系統100內之材料的厚壁圓筒及重螺桿。藉由在較低壓力(其可低至高於相關聯模具空腔中之壓力的5%至10%)下操作，ETF模製系統可由經受住顯著較低壓力的非傳統材料及組態而建構。模製系統之較低壓力要求可促進非傳統材料之使用，該等非傳統材料與傳統材料相比可較軟且重量較輕。舉例而言，模製系統中之螺桿可歸因於較低壓力環境而以顯著較小質量建置，且因此可在利用外部熱源時在系統之中心中產生較小散熱器。非傳統材料可改良熱傳導性或熱絕緣，改良表面摩擦係數或其他此等性質，其可改良材料的熔融及經由模製系統的泵送。舉例而言，螺桿及/或圓筒可由由於強度的缺乏而不用於傳統注射模製系統的熱傳導材料(諸如黃銅合金、銅合金及銅鎳合金)製成。

圖2A說明根據本發明之具體實例的模製系統200。圖2B為圖2A中所說明之模製系統200的截面圖。圖2C為在裝配之前的圖2A中所說明之模製系統200的組件之透視圖。

大體參看圖2A至圖2C，模製系統200可包括定位於圓筒210內的擠壓螺桿202(參見圖2B)。漏斗區塊開口216可與圓筒入口226相關聯以用於自漏斗區塊206轉移通常呈球粒形式之材料至圓筒210，且噴嘴208可與圓筒210之末端相關聯以用於自圓筒210轉移熔融材料至模具。一或多個加熱器214可將圓筒210內的材料加熱至熔融狀態，且擠壓螺桿 202可在圓筒210內旋轉以沿圓筒210之長度泵送材料並將其泵送至模具中。馬達或其他驅動系統可用於旋轉擠壓螺桿202。缸可耦接至擠壓螺桿202或圓筒210以相對於螺桿202或圓筒210中之另一者在軸向方向中移動螺桿202或圓筒210中之一者以打開或閉合噴嘴208。

模製系統200可與夾鉗系統相關聯，該夾鉗系統可包括用於向夾鉗系統提供動力的缸或電馬達。夾鉗系統可包括一或多個靜止壓板、可移動壓板及一或多個連桿。夾鉗缸可施加壓力至可移動壓板以在將熔融材料自模製系統200之噴嘴208擠壓至模具中期間保持模具閉合。模製系統200可主要使用靜態熱傳導而非剪切熱產生來熔融圓筒210內的材料。藉由主要使用靜態熱傳導達成所要黏度，可需要較低壓力來擠壓材料至模具中且因此較低夾鉗力可將模具保持在閉合位置中。因而，與傳統注射模製系統100相比，模製系統200及夾鉗系統(包括用於向夾鉗系統提供動力的缸或電馬達)的大小可為較小且需要較小操作功率，傳統注射模製系統100大體需要大且昂貴動力源用於噴射系統118及夾鉗系統120兩者(參見圖1)。用於傳統注射模製系統100之動力源通常必須由大規模機器結構(此增加設施基礎架構成本，包括電源、厚混凝土基腳或地板)，及採購、操作及維護昂貴的過大HVAC系統支援。

仍參看圖2A至圖2C，模製系統200之圓筒210可圍封擠壓螺桿202。圖2C中展示關於擠壓螺桿之更多細節。擠壓螺桿202與圓筒210之間的空隙可經設定大小以避免剪切熱產生並允許擠壓螺桿202在圓筒210內旋轉。圓筒210可允許擠壓螺桿202在圓筒210內軸向移動。

與傳統注射模製系統100相比，模製系統200可在較低壓力 下操作。較低操作壓力可允許圓筒210具有薄壁，與傳統圓筒110(參見圖1)之厚壁相比，此可提供較好熱傳導至圓筒210(參見圖2A至圖2C)內的材料。舉例而言，相較於傳統注射模製系統100(參見圖1)上的圓筒110之0.750英吋至2.00英吋的壁厚，圓筒210之壁厚可為0.125英吋至0.250英吋厚。相較於傳統注射模製系統100，靜態熱傳導以及下文論述的關閉噴嘴及螺桿尖端可減少內圓筒壓力。

由於低擠壓或注射壓力，用於形成圓筒210之材料的選擇可與基於壓力容留相比更加基於熱傳導。舉例而言，圓筒210可包括用於感應加熱的磁性材料或高度導電材料，諸如黃銅、銅、鋁或其合金。在一些具體實例中，圓筒210可由鋼形成。

圖2A至圖2C的模製系統200之漏斗區塊206可包括耦接至圓筒210之入口226的開口216。漏斗區塊206可包括經組態以滑動至圓筒210上的中空部分217。漏斗區塊206及圓筒210可經裝配以使得漏斗區塊206中之材料可經由漏斗區塊開口216及圓筒入口226而被抽取或被饋入至圓筒210中。漏斗區塊206可包括用於循環冷卻流體(諸如水、基於水的化合物或其他冷卻化合物)之一或多個冷卻通道218，以使得在漏斗區塊206附近之擠壓螺桿202及圓筒210可保持冷卻(例如在室溫下)。

模製系統200可加熱圓筒210內之材料以準備擠壓至模具中的材料。舉例而言，如圖2A至圖2C中所說明，模製系統200可包括用於加熱圓筒210內之材料的許多外部加熱器，諸如帶加熱器214A至214C。帶加熱器214A至214C可定位於圓筒210外部且可經由圓筒210傳導熱至定位於圓筒210內的材料。藉由加熱圓筒210，帶加熱器214A至214C可將足 夠的熱轉移至定位於圓筒210內之材料以熔融用於擠壓至模具中的材料。來自帶加熱器214A至214C之熱可經由圓筒210傳導並輻射至界定於圓筒210與螺桿202之間的接納材料的環形空間中。來自經加熱環形空間之熱可轉移至螺桿202，螺桿202又可沿螺桿202與材料之間的界面加熱材料。螺桿202可包括鄰近圓筒210之內徑安置的螺紋，且因此來自圓筒210之熱可經由螺桿202之螺紋傳導以加熱圓筒210內之材料。螺桿螺紋之高度可界定螺桿202與圓筒210之間的環形空間之深度。如圖2A及圖2B中所說明，當模製系統200經裝配以轉移熱至圓筒210內之材料時，帶加熱器214A至214C可圍封圓筒210。帶加熱器214A至214C可為電加熱器。

參見圖2A及圖2B，帶加熱器214A至214C可沿圓筒210之長度隔開。最接近漏斗區塊206之帶加熱器214C可置放在距圓筒套環220一距離處，圓筒套環220可包括在漏斗區塊206之前端處的兩個部分220A及220B。參看圖2B，帶加熱器214C可置放在距漏斗區塊206一距離處，以使得圓筒210中之溫度過渡區222可存在於漏斗區塊206與經加熱區224之間，加熱器214A至214C定位於經加熱區224中。在溫度過渡區222中，材料可保持相對較冷且可充當螺桿202之外徑與圓筒210之內徑之間的密封件以朝向模具驅動經加熱區224中之熔融材料，以連續輸送流入模具中之材料。溫度過渡區222可經設計以使得過渡區222中之材料具有足夠體積以充當密封件以驅動經加熱區224中之熔融材料至模具中。舉例而言，溫度過渡區222可包括可取決於模製系統200之應用而變化且可逐個情況地判定的長度。藉由維持自漏斗區塊206進入圓筒210的冷材料與經加熱區224中之熔融材料之間的充足溫度過渡區222，冷材料及過渡材料可與螺旋鑽202 一起工作以提供泵送經加熱區224中之熔融材料的擠壓力。當熔融材料太接近於漏斗206時，擠壓力可損失。溫度過渡區或區域222中充足數量冷材料的存在可確保冷材料沿著螺桿幾何結構滑動以沿經加熱區224朝向模具移動熔融材料。若冷材料不沿螺桿在過渡區域222中滑動，則熔融材料可在經加熱區224中黏附至螺桿202並可與螺桿202一起在圓筒210內原地轉圈。

模製系統200可包括用於加熱定位於圓筒210內之材料的內熱源。參看圖2B，一或多個電阻加熱器225(諸如管型加熱器)可接納在螺桿202內。電阻加熱器225可內加熱螺桿202，且螺桿202可轉移熱至位於螺桿202與圓筒210之間的模製材料。模製系統200可包括沿螺桿202之長度軸向配置的多個電阻加熱器225，且電阻加熱器225可被獨立地控制以沿著螺桿之長度提供變化之溫度。模製系統200可包括用以遞送電力至電阻加熱器225的滑環。滑環可包括用於電力連接之固定端及與螺桿202一起旋轉的旋轉端，以用於在螺桿202旋轉的同時提供電連接性至電阻加熱器225。熱電偶可經添加以提供用以控制電阻加熱器225的反饋，且滑環可提供熱電偶之引線的連接以提供熱電偶讀數，以更高效傳導熱至螺桿202與圓筒210之間的材料。

在一些具體實例中，模製系統200可經由感應加熱加熱螺桿202與圓筒210之間的模製材料以促進模製材料的快速加熱。在以下描述中，類似於圖2A至圖2C之具體實例中的彼等元件或組件的元件或組件以同一參考編號增加100而指定且省去冗餘描述。參見圖3A至圖3C，模製系統300可包括磁性螺桿302及/或圓筒310。螺桿302及/或圓筒310可藉由 由感應加熱器產生之交變磁場所引起的電磁感應加熱。感應加熱器可包括電磁體(諸如感應加熱線圈340)，且電子振盪器可經由電磁體傳遞交流電以產生穿透並加熱螺桿302及/或圓筒310從而加熱位於螺桿302與圓筒310之間的原料的交變磁場。如圖3A至圖3C中所說明，感應加熱線圈340可環繞圓筒310以用於產生加熱螺桿302及/或圓筒310的磁場。螺桿302及/或圓筒310可由磁性材料(諸如碳鋼)形成以用於與磁場相互作用，藉此加熱螺桿302及/或圓筒310。在一些具體實例中，螺桿302及/或圓筒310可至少部分由鐵磁性材料形成，鐵磁性材料可導致螺桿302及/或圓筒310的至少一部分為磁性的。與電加熱器相比，感應加熱可用於促進較快回應時間，且感應加熱可即刻或快速地加熱螺桿302及/或圓筒310。在一些具體實例中，螺桿302及/或圓筒310可包括至少一磁性部分或區段以促進較快回應時間。在一些具體實例中，圓筒310可由磁性材料建構以促進感應加熱且可與螺桿302(諸如置放於螺桿302內之磁性材料)合作工作。熱源可為與由電磁體(諸如感應加熱線圈340)產生的磁場一起工作以產生感應加熱的螺桿302、圓筒310，及/或圓筒310的覆蓋物之材料。

在一些具體實例中，螺桿302可由磁性材料形成以用於與電磁體(諸如感應加熱線圈340)之磁場相互作用，且圓筒310可由陶瓷、碳纖維、玻璃纖維或其他熱絕緣材料形成。舉例而言，如圖3A中所說明，電磁體(諸如感應加熱線圈340)可以感應方式加熱螺桿302，螺桿302又可加熱安置於螺桿302與圓筒310之間的模製材料。圓筒310可熱絕緣模製材料及螺桿302以保持界定於螺桿302與圓筒310之間的空間內之熱。

參見圖3B及圖3C，圓筒310可包括環繞內管狀結構343的 絕熱套筒342。套筒342可由陶瓷、碳纖維、玻璃纖維或其他熱絕緣材料形成以隔離並控制圓筒310內之環境。套筒342可周向性接觸內管狀結構343，如圖3B中所說明，或套筒342可藉由絕熱氣隙344與內管狀結構343徑向隔開以進一步保持圓筒310內之熱。在圖3B及圖3C之說明性具體實例中，內管狀結構343可由熱絕緣材料形成以隔絕圓筒310內之環境。替代地，內管狀結構343可由磁性材料(諸如碳鋼)形成以與電磁體(諸如感應加熱線圈340)之磁場相互作用，並可與螺桿302合作加熱模製材料，且套筒342可保持圓筒310內之熱。

繼續參看圖3A至圖3C，螺桿302可界定至少部分中空芯以用於接納單一熱源或複數個熱源以獲得螺桿302內之特定熱分佈。舉例而言，螺桿302可至少部分由磁性材料形成及/或包括在螺桿302內的磁性材料(諸如一或多個磁性插入件)。如圖3A至圖3C中所說明，一或多個磁性插入件325可接納在螺桿302內。一或多個插入件325可與感應加熱線圈340之磁場相互作用以在內加熱螺桿302。插入件325A至325C可具有不同大小或質量以沿螺桿302之長度提供不同熱產生。

如圖3A至圖3C中所說明，插入件325A至325C可沿螺桿302之長度定位以使得最大插入件325A在螺桿302之尖端附近定位，最小插入件325C在漏斗區塊306附近定位，且中間插入件325B在其他插入件325A、325B中間定位。在螺桿302之尖端附近定位的插入件325A與其他磁性插入件325B、325C相比可具有較大大小，從而導致更多熱被施加至螺桿302之尖端區域以確保圓筒310內之材料在流經附接至圓筒310的噴嘴至模具空腔中之前被充分熔融。插入件325C與其他磁性插入件325A、325B相 比可具有較小大小，從而導致較少熱被施加至在漏斗區塊306附近之螺桿302。插入件325A、325B、325C可與電磁體(諸如感應加熱線圈340)之磁場相互作用以沿螺桿302之長度產生不同熱量，藉此施加不同熱量至位於螺桿302與圓筒310之間的原料。

螺桿302可由磁性材料形成，且因此可與磁場相互作用以產生基準熱量用於加熱原料，且插入件325A至325C可補充由螺桿302產生的熱以沿螺桿302之長度逐漸地加熱材料。插入件325A至325C可根據特定模製應用之熱要求而改變大小。在一些具體實例中，插入件325A直徑可大致為3/8"，插入件325B直徑可大致為¼"，且插入件325C直徑可大致為3/16"。藉由使用不同大小插入件325A、325B、325C，單一電磁體(諸如感應加熱線圈340)可環繞螺桿302及圓筒310而定位。插入件325A至325C可至少部分由磁性材料(諸如碳鋼)形成。

參見圖2A至圖3C，模製系統200、300可包括在圓筒210、310之末端處的關閉噴嘴208、308。模製系統200、300可包括與噴嘴208、308匹配的螺桿尖端212、312以在噴射之間密封噴嘴208、308。螺桿尖端212、312可自噴嘴208、308移置實質上所有熔融材料以使得無冷塊可在噴嘴208、308內形成。舉例而言，如圖2B及圖3A至圖3C中所說明，螺桿尖端212、312可包括用於自噴嘴208、308之開口或孔內移置材料的實質上圓柱形尖端部分，且可進一步包括用於自噴嘴208、308之自孔徑向朝外延伸的內表面移置材料的傾斜部分。螺桿尖端212、312之傾斜部分可包括用於與噴嘴208、308之對應內表面嚙合的前圓錐形或截頭錐表面。傾斜部分可自尖端部分朝外及向後延伸。螺桿尖端212、312之螺桿尖端部分與傾斜 部分的組合可自噴嘴208、308移置實質上所有材料。噴嘴208、308可延伸至模具並嚙合模具，且因此可經由與模具之嚙合而損失熱。藉由自噴嘴208、308移置實質上所有材料(其可由模具冷卻)，螺桿尖端212、312可限制冷塊在噴嘴208、308中形成。螺桿尖端212、312之傾斜部分可將熔融材料移置遠離噴嘴孔足夠距離以確保當螺桿202、302開始旋轉並擠壓材料至模具中時在螺桿208、308之前面附近的模製材料在所要熔融溫度下。缸可在螺桿202、302之背部處使用以確保螺桿尖端212、312安放在噴嘴208、308中以自噴嘴區域移置所有熔融材料。由於無冷塊形成，關閉噴嘴208、308可允許低壓擠壓，且因此，不同於傳統注射模製系統100(參見圖1)，在注射材料至模具中之前不需要使冷塊自噴嘴移開。螺桿尖端212、312可抵靠著噴嘴208、308置放以密封或閉合噴嘴208、308，噴嘴208、308可連接至圓筒210、310之末端。擠壓螺桿202、302可包括中空部分，以使得電阻加熱器或其他加熱裝置及熱電偶可置放在擠壓螺桿202、302內。螺桿尖端設計之細節係揭示於名為「Nozzle Shut-off for Extrude-to-Fill Injection Molding System」的相關美國臨時專利申請案62/087,449(代理人案號P249081.US.01)中，及2015年12月4日申請之名為「Nozzle Shut Off for Injection Molding System」的相關美國專利申請案第14/960,115號，及2015年12月4日申請之名為「Nozzle Shut Off for Injection Molding System」的相關國際專利申請案第PCT/US2015/064110號中，該等申請案以引用的方式全文併入本文中。

模製系統200、300可包括用於旋轉擠壓螺桿202、302之驅動系統。舉例而言，模製系統200、300可包括旋轉螺桿202、302且可藉由 電流控制以用於驅動螺桿旋轉的擠壓馬達。馬達可使用驅動皮帶或鏈來驅動螺桿202、302。模製系統200、300可包括與擠壓螺桿202、302軸向地對準的作為直接驅動器之擠壓馬達，從而使得模製系統200、300成為促進在單一機器(例如，參見圖8)上使用多個模製系統200、300(其可被稱為擠壓機)的精密單元。模製系統200、300可包括移動螺桿尖端212、312至與噴嘴208、308或模具澆口之內部接觸的缸。缸可相對於圓筒210、310向前移動擠壓螺桿202、302以將螺桿尖端212、312帶至與噴嘴208、308接觸以閉合或關閉噴嘴208、308或可相對於螺桿202、302向後移動圓筒210、310以將噴嘴208、308帶至與螺桿尖端212、312接觸以閉合或關閉噴嘴208、308。

如圖2C中所示，擠壓螺桿202可具有不同於傳統擠壓螺桿102(參見圖1)之變化根直徑的恆定根直徑230。擠壓螺桿202可使用相對小間距234而非如圖1中所展示的傳統擠壓螺桿102之大間距132。小間距234可經設計以有助於泵送材料至模具中而傳統擠壓螺桿102之大間距132更適合於促進剪切熱產生。

仍參看圖2C，螺桿尺寸(包括螺桿長度、螺桿根直徑及螺桿螺紋高度232)可影響噴射大小或部件大小或準確度。舉例而言，可藉由使用包括(例如)長螺桿長度、大根直徑或高螺桿螺紋高度232的螺桿擠壓而模製大部件。當擠壓螺桿之直徑變小時，經有效擠壓的塑膠之體積可減少，但所擠壓體積之控制可更準確，此有助於控制噴射大小以在每一模製循環中一致。

擠壓螺桿202、302可由黃銅或黃銅台金製成，黃銅或黃銅 合金與傳統注射模製系統中通常使用的鋼相比具有較高熱傳導能力。與鋼螺桿相比，黃銅螺桿可更好地傳導熱至材料，且諸如塑膠之材料可沿其表面更自由地移動，從而促進混合。黃銅具有低摩擦係數，此可有助於升高泵送效率，尤其對於模製黏性材料(諸如混合/被污染的再循環樹脂，或澱粉類樹脂)。泵送效率為每單位時間泵送至模具中的材料之體積的度量。

繼續參看圖2C，圓筒210可包括在主要區段210A與入口區段210C之間的過渡區段210B。過渡區段210B可具有經組態以適配包括兩個部分220A至220B之圓筒套環220的較小外徑。入口區段210C可包括耦接至漏斗區塊206之開口216的入口226。參看圖2A、圖2B及圖2C，當模製系統200經裝配時，加熱器214A至214C可環繞圓筒210之主要區段210A，且套環220可安放在圓筒210之過渡區段210B中。套環220之部分220A至220B可定位於圓筒210之過渡區段210B上且可(例如)藉由旋擰至形成於套環部分220A至220B中之孔228A至228B中的緊固件而彼此附接。當緊固在一起時，套環部分220A至220B可抵抗套環220相對於圓筒210的旋轉，且圓筒210之凹陷的過渡區段210B可抑制套環220沿圓筒210之長度的軸向移動。套環220可附接至漏斗區塊206以將漏斗區塊206軸向地及可旋轉地固定至圓筒210。圓筒套環220可(例如)藉由使用經由形成於套環部分220A至220B中之孔227A至227B插入並旋擰至形成於如圖2C中所示之漏斗區塊206中之孔219中的緊固件而附接至漏斗區塊206。漏斗區塊206可包括經組態以滑動至圓筒區段210C上的中空部分217。漏斗區塊206可安裝至圓筒210之入口區段210C上以使得漏斗區塊206之開口216與圓筒210之入口區段210C的入口226對準以提供一供材料自漏斗區塊206 進入圓筒210的路徑。螺桿202可置放於圓筒210內且螺桿螺紋可自圓筒210之入口區段210C延伸至圓筒210之主要區段210A以促進將材料自圓筒210之入口226朝向噴嘴208泵送。

靜態熱傳導可促進模製系統200、300的自動機器起動。傳統注射模製機100需要在啟動時的沖洗過程以產生足以在模製之前達成塑膠黏度的剪切熱。更多細節揭示於名為「Control System for Extrude-to-Fill Injection Molding」的相關美國專利申請案第62/087,480號(代理人案號P249082.US.01)中，2015年12月4日申請之名為「Control System for Injection Molding」的相關美國專利申請案第14/960,101號中，及2015年12月4日申請之名為「Control System for Injection Molding」的相關國際專利申請案第PCT/US2015/064073號中，該等申請案以引用的方式全文併入本文中。

原料(諸如塑膠)可以球粒形式提供。球粒直徑及長度可為大致1/8"至3/16"，且形狀及大小之不規則係常見的。為容納球粒，傳統注射模製系統具有一具有某一大小之用以接納球粒的喉部的漏斗，且擠壓螺桿直徑及螺桿間距兩者可經設定大小以接納來自漏斗之喉部的球粒並將球粒有效拉動至擠壓圓筒中。對於接納球粒的需要可判定傳統注射模製系統100的螺桿及圓筒之最小大小，其可判定在整個傳統注射模製系統100中的恆定螺桿及圓筒大小。

模製系統200、300可允許模具空腔中之所要壓力的動態填充及保持。一般而言，當模具中之熔融材料開始冷卻時，其可收縮，從而導致具有減少之質量及/或不一致或不均勻密度的部件。模製系統200、300可經由(例如)與模具、模製系統及/或夾鉗系統相關聯的一或多個感測器 監視指示模具空腔中之壓力的參數。舉例而言，模製系統200、300可接收來自一或多個感測器(諸如模具空腔壓力感測器、螺桿背壓感測器、框架應變計或其他感測器)的實時反饋且可基於一或多個感測器的輸出判定模具空腔中之即時壓力。若模製系統200、300偵測到模具空腔中之壓力下降，則模製系統200、300可泵送額外熔融材料至模具空腔中以維持模具空腔中之所要壓力，藉此抵消模製部件之收縮及/或質量減少以確保在整個模製部件中的更一致及/或均勻部件密度。

模製系統200、300可在重新填充過程期間將噴嘴208、308維持處於打開組態，或模製系統200、300可在重新填充過程期間選擇性地打開及閉合噴嘴208、308以分別准許或限制熔融材料流至模具空腔中。舉例而言，模製系統200、300可反轉螺桿202、302之旋轉方向以在軸向方向中相對於噴嘴208、308移動螺桿202、302以藉由螺桿尖端212、312選擇性地打開及閉合噴嘴208、308。當噴嘴208、308在打開組態中時，螺桿202、302可經選擇性地旋轉以維持模具空腔中之實質上恆定壓力。螺桿202、302可經旋轉以泵送額外熔融材料至模具空腔中直至達到模具空腔中之所要壓力為止。模具空腔中之所要壓力可由模具或部件設計者判定，且可基於模製部件的所要材料密度。

至少部分歸因於冷塊的除去，模製系統200、300可將模具選擇性地填充至所要部件密度，且接著在模具空腔內之材料冷卻期間維持該部件密度，藉此允許按需求擠壓的材料之自由流動。對比而言，傳統注射模製系統100為以單一注射推進終止的固定順序過程，需要恢復級來準備另一注射循環。傳統注射模製系統100之注射循環的終止導致噴嘴開口 中之冷塊的形成，藉此防止重新填充。傳統注射模製系統100的噴射大小修改需要在注射循環之前改變控制設定。藉由將模具填充至所要部件密度，且接著在模具空腔內之材料冷卻期間維持部件密度，模製部件之密度可一致地重複，藉此提供模製部件之較高位準的尺寸穩定性及強度。另外或替代地，相對於行業建議之模製壁厚度，可達成比模製部件之幾何結構中的所建議壁區段更厚的壁區段，從而導致增加之模製部件強度。

階梯式擠壓螺桿可經設計以當需要較快填充速度時加速材料流至模具中。圖4A說明根據本發明之具體實例的系統400。圖4B為圖4A中所說明之模製系統400的截面圖。圖5為在裝配之前的圖4A中所說明之模製系統400的組件之透視圖。

參見圖4A至圖5，模製系統400可包括階梯式擠壓螺桿402。階梯式擠壓螺桿402之入口端可具有足夠大小以接納來自漏斗406之球粒，且螺桿402之外徑可沿螺桿402之長度朝向螺桿402之出口端階梯式降低，從而導致圓筒410之內徑及外徑的對應減少。階梯式擠壓螺桿402及圓筒410可使得設備400之出口或熱端能夠適配更緊密或更小區域，此可促進將澆口定位於某些經模製部件之內，以使得部件之外表面可經完全裝飾，其中澆口在部件之內表面而看不見。換言之，藉由階梯式降低螺桿402之外徑及圓筒410之內徑及外徑，當圓筒410中之材料溫度升高以熔融材料時，螺桿402及圓筒410的減少之直徑提供模製系統400的出口端之大小的減少，此使得能夠在過分小區域中使用模製系統400。

繼續參看圖4A至圖5，階梯式擠壓螺桿402及圓筒410可使得熔融材料加速離開模製系統400之出口或熱端，此係由於材料經強迫 至加速材料流率之較小截面區域中。材料之加速流率可輔助填充小且錯綜複雜的模具組態而不需顯著減少之噴嘴開口或模具澆口幾何結構，且可減少材料上誘發的應力並減少部件變形。

繼續參看圖4A至圖5，階梯式擠壓螺桿402可置放於圓筒410內。圓筒410可包括第一區段410A及具有比第一區段410A大的直徑之第二區段410B。噴嘴408可耦接至第一區段410A之末端以用於遞送熔融材料至模具中。圓筒410可包括具有用以接納來自漏斗區塊406之原料的開口426之末端區段410C。圓筒410可包括當漏斗區塊406與圓筒410裝配時充當阻止器的圓筒套環410D。

漏斗區塊406可耦接至圓筒410之末端區段410C。漏斗區塊406可包括具有傾斜側壁的頂部開口416以供材料經由界定於末端區段410C中的入口426饋入至圓筒410中。漏斗區塊406可包括中空圓柱形部分420以滑動至末端圓筒區段410C上，且漏斗區塊406可抵靠著圓筒套環410D置放，圓筒套環410D可(例如)使用插入至形成於漏斗區塊406中的孔419中之緊固件附接至漏斗區塊406。可藉由經由通道418循環冷卻流體(例如循環水或其他冷卻化合物)而冷卻漏斗區塊406。

如圖5中所示，階梯式擠壓螺桿502可具有恆定根直徑506，且可包括具有第一螺紋高度502A之第一區段508A，及具有第二螺紋高度502B之第二區段508B。舉例而言，階梯式擠壓螺桿502可包括沿螺桿502之長度的較小螺紋高度502A之第一螺桿區段508A，原料在第一螺桿區段508A中被加熱且熔融。自較大螺紋高度至較小螺紋高度的變化可增加至模具中的材料流量，以使得泵送效率增加。階梯式擠壓螺桿502可包括在漏 斗附近的較大螺紋高度502B之第二區段508B，原料在第二區段508B中被抽取至圓筒中。螺桿之較大螺紋高度502B可在自漏斗饋入材料至圓筒中時高效，以使得材料更容易地被饋入至圓筒中。

泵送效率可隨螺桿形狀或幾何結構變化。舉例而言，螺桿600A可包括具有實質上垂直側壁的螺紋或螺紋齒，且螺桿600A可被稱為尖銳螺桿。螺桿600A之螺紋的側壁可以如圖6A中所示之相對較小角度602自螺桿600A之根延伸。相對較小角度602可使得較容易自漏斗饋入材料至圓筒中，諸如片型樣本。參看圖6B，螺桿600B可包括具有與圖6A中之螺桿600A的螺紋相比不太垂直側壁的螺紋或螺紋齒，且螺桿600B可被稱為不太尖銳螺桿。螺桿600B之螺紋的側壁可以大於螺桿600A之角度602的相對大角度604自螺桿600B之根延伸。螺桿600B的相對大角度604可提供材料(包括冷及熱材料)之良好混合。螺桿可包括在噴嘴附近的如圖6B中所示的不大尖銳幾何結構之第一部分及在漏斗(未圖示)附近的如圖6A中所示尖銳幾何結構的第二部分。在一些具體實例中，在漏斗附近定位的螺桿螺紋可比在噴嘴附近定位的螺桿螺紋更垂直(例如，相對於根直徑更垂直)。舉例而言，擠壓螺桿可具有用以接納來自漏斗之粒化材料並有效拉動球粒至擠壓圓筒中的在漏斗附近之更垂直螺紋幾何結構、用以將冷與熱材料混合在一起的在溫度過渡區中之傾斜較淺的螺紋幾何結構，及用以沿螺桿之最終長度朝向噴嘴混合並泵送材料的另一螺紋幾何結構變化。

螺桿可包括沿其長度的變化間距(例如，多個不同間距)以提供沿其長度的不同泵送及混合特性。舉例而言，取決於模製應用，螺桿可設計成具有相對較小間距、相對較大間距，或間距之組合。間距沿螺桿 長度的變化可為逐漸的或漸進式，或急劇的。舉例而言，螺桿螺紋之間距可沿螺桿之長度自漏斗至噴嘴逐漸變化(例如，增加)。另外或替代地，螺桿可包括沿其長度界定的多個區段，且該等區段可具有相對於彼此的不同間距。舉例而言，擠壓螺桿可具有用以接納來自漏斗之粒化材料並有效拉動球粒至擠壓圓筒中的較大螺桿間距、用以將冷與熱材料混合在一起的較小螺桿間距，及用以沿螺桿之長度朝向噴嘴泵送熔融材料的甚至更小螺桿間距。參看圖5，螺桿502之第一區段508A可包括在相鄰螺桿螺紋之間的第一間距，且螺桿502之第二區段508B可包括在相鄰螺桿螺紋之間的不同於第一間距的第二間距。在一些具體實例中，第二區段508B之第二間距可大於第一區段508A之第一間距，此係由於第二區段508B可朝向噴嘴泵送來自漏斗之粒化材料且第一區段508A可朝向噴嘴泵送熔融材料。

圖7為說明根據本發明之具體實例的用於模製部件的步驟之流程圖。方法700以在操作702處接通一或多個加熱器以熔融圓筒內的材料而開始。在操作706處，可藉由施加壓力而夾鉗模具。

方法700可包括自螺桿後面移除支撐件。擠壓可以可使得螺桿相對於圓筒軸向移動的擠壓螺桿之初始旋轉或用以打開噴嘴的圓筒相對於螺桿之初始軸向移動而開始。擠壓可在操作710處繼續螺桿旋轉以泵送熔融材料至模具中直至模具被填滿為止。在泵送材料至模具中期間，擠壓螺桿可不具有軸向移動。在填滿模具空腔之後，可存在保持時間以保持對模具中之材料的擠壓壓力。舉例而言，模製系統200、300可旋轉擠壓螺桿202、302以施加動態負載於模具中之材料上以維持所要部件密度。螺桿202、302可相對於圓筒210、310軸向移動以選擇性地打開及閉合噴嘴208、 308以分別准許或防止材料流至模具空腔中。當模具中之材料開始冷卻時，模製系統200、300可打開噴嘴208、308並旋轉螺桿202、302以重新填充模具，藉此當模具中之材料冷卻時補償部件收縮。可(例如)歸因於防止冷塊產生的螺桿尖端212、312與噴嘴208、308的匹配之幾何結構及模製系統200、300之按需求擠壓能力而達成動態重新填充模具之能力。藉由維持模具中材料上的所要壓力，模製系統200、300可確保一致部件密度並可消除使用傳統注射模製系統100時經歷的常見缺陷，諸如部件收縮及表面縮痕。

方法700可進一步包括在操作714處反向旋轉擠壓螺桿以解壓縮圓筒並破壞材料之非牛頓作用。反向解壓縮循環可破壞圓筒中之壓力累積。解壓縮循環可消除任何滯後，且可將模製系統重設成擠壓起動時的低馬達力矩要求。解壓縮循環可減輕機器框架之任一者組件中之應變。材料之非牛頓作用可使得材料吸收直接力並抵靠圓筒壁向外推送，此可增加在材料的意欲路徑中移動材料所需要的力。非牛頓作用可藉由反向旋轉擠壓螺桿而破壞，此可允許藉助低注射壓力連續擠壓材料，低注射壓力可為約500psi至約1,500psi。

方法700亦可包括在操作718處藉由釋放壓力鬆開模具。接著，可自模具移除經模製部件。對於每一模製循環，擠壓螺桿可旋轉以相對於圓筒向後移動或圓筒可相對於螺桿向前移動以打開噴嘴並向前移動塑膠以填充模具。接著，螺桿可反向旋轉以相對於圓筒向前移動或圓筒可相對於螺桿向後移動以閉合噴嘴。

上文所描述的模製操作不同於傳統注射模製系統100(參見 圖1)之操作。本模製系統不包括類似於傳統注射模製系統100的恢復擠壓階段及注射循環。再次參看圖1，傳統模製過程以在轉移塑膠至螺桿102之前端的同時旋轉擠壓螺桿102以攪動塑膠以產生剪切熱而開始。在恢復擠壓階段期間，塑膠向前移動且擠壓螺桿102經允許向後移動經預先選擇距離，除螺桿直徑以外該經預先選擇距離亦影響噴射大小。在恢復擠壓階段之後注射循環開始。藉由注射缸138施加大的力至擠壓螺桿102之背部以推進擠壓螺桿102，其移走冷塊並排空注射區域112中之塑膠。

低壓模製操作

模製系統200、300、400可以比傳統注射模製系統100低得多的注射力而操作。舉例而言，模製系統200、300、400可產生與模具空腔中之壓力相同的壓力或稍微高的注射壓力，諸如比模具空腔中之壓力(其可在例如500psi至1,500psi範圍內)高5%至10%的注射壓力。對比而言，傳統注射模製系統100可需要20,000psi至30,000psi之注射壓力以提供500至1,500psi之相同壓力至模具空腔。由於較低注射壓力，模製系統之總功率要求可為(例如)0.5至3千瓦小時的110伏特或208伏特單相電源。對比而言，傳統注射模製系統100需要6至12個千瓦小時的220伏特或440伏特三相電源。

低注射壓力可減少模具的所需要夾鉗壓力。舉例而言，夾鉗壓力可比模具空腔中所需要的壓力高約10%。由於低夾鉗壓力，模具可由較低成本材料(諸如鋁，而不是用於傳統模具的鋼)形成。低注射及夾鉗壓力可減少機器大小，此可減少機器成本及操作成本。模製系統可比傳統注射模製系統100小得多。另外，藉助較低壓力的擠壓可導致具有一致密 度之更均勻模製部件，其可減少部件翹曲並改良產品品質。模製系統可包括用於模具之低壓夾鉗系統，其可減少歸因於來自傳統注射模製系統之高夾鉗壓力的對工具之損害。

在一些具體實例中，模製機可包括一包括前近接或梭台(為方便起見而不意欲限制，下文中稱為「梭台」)的夾鉗系統。梭台可結合垂直夾鉗結構使用，並可促進操作者近接模具之底半部。梭台可促進操作者近接夾鉗區域外部的模具，此可在插入模製及包覆模製時提供優點。與傳統注射模製系統之梭台的橫向移動對比，梭台可沿模製機之軸向方向移動。梭台可向操作者提供一開放式時間量以檢查模製部件，使用多個插入件重新裝載模具，移除部件，或進行其他功能。

梭台可提供優於通常用於傳統注射模製系統上之邊至邊梭台的一或多個優點。用於傳統注射模製系統上的邊至邊梭台需要製造兩個獨立底部半模。在循環完成且第一底部半模經填充後，夾鉗按壓打開且邊至邊梭台在側向方向中移動以自按壓區域移除第一底部半模，並自相反側向方向拉動第二底部半模至共同梭床上之夾鉗區域中。梭台之此邊至邊運動需要操作者(或自動抓放裝備)圍繞機器邊至邊移動以卸載完成的部件，並重新裝載各別第一或第二底部半模以為下一注射循環作準備。歸因於傳統注射模製系統之在固定序列循環上連續操作以使用摩擦壓力準備材料的需求，需要此橫向移動。

前近接梭台可允許操作者以更大簡易性、靈活性、安全性及/或可見性近接模具。參見圖8A及圖8B，模製機800可包括模製系統801(諸如圖2A至圖4B中所說明之模製系統200、300、400)及垂直夾鉗系統 802。夾鉗系統802可包括可自垂直夾鉗系統802之夾鉗區域804取出並可再回插入至夾鉗區域804中(由(例如)被模製(諸如，插入模製或包覆模製)的部件之需要及步調指示，且不由模製機800之材料處理(熔融)要求指示)的梭台803。操作者工作台及操作者活動可佔據較小空間並以較安全方式進行，此係由於(例如)操作者可保持在一個台處並在機器保持在空閒狀態中的同時與模具介接。梭台803可支撐單一底部半模，且因此可適應工具成本的減少之資金費用及自動抓放裝備。

仍參看圖8A及圖8B，梭台803可在模製系統800之軸向末端處可近接並可沿模製機800之軸向方向滑動。梭台803可在其中梭台803實質上定位於夾鉗區域804中的收縮位置(參見圖8A)與其中梭台803實質上自夾鉗區域804移除的延伸位置(參見圖8B)之間可滑動。當在收縮位置中時，梭台803可將下部半模808定位於夾鉗區域804中以用於與上部半模810配對以界定用於接納來自噴嘴822(諸如圖2A至圖4B中的噴嘴208、308、408)之熔融材料的模具空腔。如圖8A中所說明，當在收縮位置中時，梭台803可將下部半模808定位以與模製系統801之噴嘴822嚙合。當在延伸位置中時，梭台803可自夾鉗區域804移除下部半模808以向操作者提供對下部半模808的近接。如圖8B中所說明，當在延伸位置中時，梭台803可將下部半模808與模製系統801之噴嘴822隔開。如圖8A及圖8B中所說明，噴嘴822可耦接至模製系統801之圓筒824(諸如圖2A至圖4B中的圓筒210、310、410)。

繼續參看圖8A及圖8B，梭台803可沿模製系統801(諸如圓筒824)之縱軸815可移動。梭台803可以可滑動方式耦接至模製機800 之實質上水平壓板812以用於沿縱軸815移動。梭台803可以可滑動方式安裝至梭基底814上，梭基底814可固定地附接至壓板812。梭基底814可限制梭台803相對於壓板812側向地移動，且可充當沿縱軸815導引梭台803的導軌。梭台803之移動可由模製機800之操作者控制。舉例而言，模製機800可包括控制梭台803之移動的控制介面(諸如按鈕)。控制介面可允許操作者將梭台803滑動至夾鉗區域804中以用於模製部件，或將梭台803滑出夾鉗區域804以用於近接下部半模808及/或經收納於其中的部件。

梭台803可包括用於支撐下部半模808之實質上平坦上表面816。上表面816可經設定大小以支撐不同大小之半模，且可定位於模製機800之垂直連接桿818之間。上部半模810可附接至模製機800之實質上水平壓板820。上部壓板820可係沿著連接桿818朝向及遠離下部壓板818在垂直方向中可移動以分別配對及分開上部半模808與下部半模810。

進一步參看圖8A及圖8B，為模製部件，可移動壓板820可沿著垂直連接桿818移動直至上部半模810嚙合下部半模808。足夠夾鉗壓力可施加至半模808、810以密封半模808、810之間的界面。在半模808、810彼此充分嚙合後，模製系統801可擠壓熔融材料至由半模808、810界定的模具空腔中直至模具空腔填滿為止。模製機800可監視指示模具空腔中之壓力的參數(諸如藉由置放於模具空腔內之壓力傳感器、置放於模製系統801之圓筒內的壓力傳感器、量測模製系統801之螺桿力矩的扭矩感測器、量測模製機800之框架之應變的應變計，或其他壓力指示參數)，且若偵測到壓力損失則可擠壓額外材料至模具空腔中以維持空腔中的所要壓力並獲得所要部件密度。所要壓力可基於各種模製特性(諸如由部件設計者 建議的部件密度)而判定，且所要壓力可包括可接受壓力之範圍。在所要壓力已在模具空腔中維持預定時間以允許模具空腔中之熔融材料充分冷卻之後，噴嘴(例如圖2A至圖4B中之噴嘴208、308、408)可閉合(例如藉由圖2A至圖3C中之螺桿尖端212、312)且上部壓板820可沿著連接桿818在垂直方向中移動以分開上部半模808與下部半模810。在半模808、810分開期間或之後，梭台803可沿著模製系統801之軸向方向815滑動以將下部半模808移動遠離夾鉗區域804以向操作者提供檢查下部半模808之模具空腔中剩餘的經模製部件的通路。梭台803可沿實質上水平軸815自鄰近圓筒824(例如圖2A至圖4B中之圓筒210、310、410)之末端的模製位置滑動至與圓筒824之末端軸向隔開的近接位置。

較高程度的注射力控制、模具設計靈活性及機器設計靈活性允許精密塑膠部件及插入模製部件之注射模製的生產的較寬可能性範圍，在插入模製部件中精密組件或總成經置放於注射模具中以在模製過程中被添加塑膠。

在一些具體實例中，單一模製機可包括多個ETF模製系統(諸如圖2A至圖4B中之模製系統200、300、400)，其可自多個澆口填充具有多個空腔(例如，多個類似或相異的空腔)或大模具空腔之模具。可包括於單一模製組態或機器中的模製系統之數目可不受限制。模製系統之定位不限於共同平面或傳統位置，且每一模製系統可經安裝、懸掛、懸置等以適應部件或模具的特定澆注要求。模製系統可具有類似或相異的大小及螺桿設計以適應用於其各別輸出之模具或材料需求。模製系統可連接至共同材料來源、材料來源之子群組，或獨立材料源以適應用於其各別輸出 之模具需求。模製系統可作為共同群組、子群組或獨立地被控制以執行其各別功能並適應用於其各別輸出之模具需求。模製系統可作為群組、子群組或獨立地被協調以使藉由中心或主要微處理器控制的機器功能同步。模製系統可具有類似或相異的加熱及絕熱組態以適應用於其各別輸出的模具或材料需求。模製系統可具有類似或相異的輸出反饋方法及來源以適應用於其各別輸出之模具需求。

圖9為說明根據本發明之具體實例的包括多個模製系統902之模製機900的簡圖。模製系統900可包括四個單獨模製系統902(為方便起見而不意欲限制，下文中稱為「擠壓機」)，其中之每一者可包括子總成904(其中之每一者可包括用於各別擠壓機902之控制器)及連接至一或多個漏斗以接納來自漏斗之材料的對應入口906。擠壓機902可藉由重力、真空、螺鑽或其他構件饋料至個別饋入管子或入口906。在一些具體實例中，入口906可連接至單一共同漏斗。舉例而言，單一漏斗可接納諸如塑膠球粒之材料，且可使用用以輸送塑膠球粒至個別擠壓機902的一系列饋入管子或入口以允許擠壓機902在機器900內獨立發揮功能。在一些具體實例中，入口906可連接至一系列獨立漏斗，且共同性質但不同色彩之材料或不同性質之材料可在共同機器循環中被模製。不同大小及材料類型的部件可歸因於擠壓機902各自獨立於彼此起作用及經控制而容納於共同循環中。每一擠壓機902可獨立地操作但經協調以確保作為協調系統而高效模製。

參看圖9，單一模製機900可包括用以填充具有複數個空腔(例如，參見圖12)或單一空腔(例如，參見圖13)之模具的多個擠壓機 902。擠壓機902可擠壓相同或不同材料。個別擠壓機902可耦接至具有多個澆口(例如，參見圖13)之單一模具以填充模具的一部分。組合可為合乎需要的，此係由於(例如)擠壓機902中之樹脂材料可經準備以使用在靜止狀態中之擠壓機902來模製。每一擠壓機902可經獨立地控制。每一擠壓機902可提供個別反饋至其各別控制器。每一擠壓機902可包括自直接壓力感測器感測的壓力、耦接至各別注射系統的馬達上之力矩負載、由各別馬達消耗的電量、模製系統之框架上的應變量測，或其他壓力感測參數。每一擠壓機902可經配置成閉合迴路系統且可經個別地控制。中心或主要微處理器可處理自擠壓機902接收的資料，並控制每一擠壓機902以在達成目標壓力後個別地或共同地停止材料流動。中心或主要微處理器可處理自個別擠壓機902接收的資料以依序、同時或以其他方式啟動個別擠壓機902以提供漸進式功能。擠壓模製系統900可為提供允許使用擠壓機902之任何組合的感測器界定、基於輸出之過程的閉合迴路系統。組合系統可允許模製具有一致部件密度之大部件，一致部件密度可導致經模製部件的準確且一致尺寸，並可減少翹曲塑膠部件。模製系統900可比傳統注射模製系統100更高效，傳統注射模製系統100自單一噴嘴經由多個流道分支遞送塑膠，每一分支引起壓力損失，從而需要高得多的初始注射力。傳統注射模製系統100之高注射力在提供不均勻塑膠溫度及黏度的同時需要更多功率及具有較高操作成本之更大規模機器。

參看圖9，單一模製機900可利用個別地對準至模具內之每一獨立空腔的兩個或大於兩個獨立操作之擠壓機902自兩個或大於兩個模具空腔產生類似或相異幾何結構、材料類型或色彩的個別模製部件。每一 擠壓機902可經獨立地控制。當用於共同幾何結構及材料類型之部件時，每一擠壓機902可提供個別反體至其各別控制器以確保模具的每一空腔中之均勻性並提供準確部件密度及產品品質。當用於相異幾何結構及材料類型之部件時，每一擠壓機902可提供個別反饋至其各別控制器以確保達成每一獨立模具空腔之不同要求。每一擠壓機902可具有自直接壓力感測器感測之壓力、耦接至各別注射系統之馬達上的力矩負載、由各別馬達消耗的電量，或其他壓力感測參數。每一擠壓機902可經配置成用於每一各別模具空腔之閉合迴路系統(收集來自個別模具空腔及與個別模具空腔相關的資料)，且可經個別地控制。中心或主要微處理器可處理自注射系統902接收之資料，且可基於自個別注射系統902接收的資料個別地停止材料流動並共同地打開及閉合模具。

模製機900可為適合小佔據面積的允許個別擠壓機902非常接近於彼此使用的高效緊湊型且自含式總成。模製機900可為提供允許使用擠壓機902之任何組合的感測器界定、基於輸出之過程的閉合迴路系統。組合擠壓機902可允許模製具有一致部件密度及均勻重量之個別部件，一致部件密度及均勻重量可導致個別但共同模製部件的準確且一致尺寸，且可當用於高度自動裝配操作中時改良效能。擠壓機902可允許模製具有不同材料、密度及重量要求之不同部件，其可為離散物品或可用於共同總成中以改良裝配操作之效率或藉由跨多個相異部件攤銷工具成本而減少部件成本。模製機900可比傳統注射模製系統100更高效，傳統注射模製系統100自單一噴嘴經由多個流道分支遞送塑膠，每一分支引起壓力損失，從而需要高得多的初始注射力。傳統注射模製系統100之高注射力在提供導致 不一致個別部件均勻性的不均勻材料溫度及黏度的同時需要更多功率及具有較高操作成本之更大規模機器。

模製機900可包括框架，其包括垂直壓板908A至908C及在每一壓板908A至908C的四個拐角處之水平桿910A至910D。壓板908A至908C可藉由通過壓板908A至908C中之孔的水平桿910A至910D連接。垂直壓板908A至908C可實質上彼此平行且可沿水平桿910A至910D隔開，水平桿910A至910D可實質上彼此平行。模具可置放於壓板908A與908B之間。壓板908B之位置可沿著桿910A至910D調整，以適應特定大小之模具。可藉由在桿910A至910D之兩個相對端上抵靠壓板908A及908C緊固桿910A至910D而裝配框架。

參看圖10，模製機1000可包括耦接至歧管1004之多個擠壓機902。歧管1004可將擠壓機902相對彼此支撐且可耦接至漏斗1008。漏斗1008可置放於歧管1004之頂部上以促進分配模製材料(諸如冷球粒)至個別擠壓機902。每一擠壓機902可包括獨立驅動系統(諸如馬達)及獨立控制器以操作各別擠壓機902。每一擠壓機902可包括以可旋轉方式定位於圓筒1012(諸如圖2A至圖5中之圓筒210、310、410)內的螺桿(諸如圖2A至圖5中的螺桿202、302、402、502)。每一擠壓機902可包括一或多個加熱器，加熱器可包括外部加熱器1016(諸如圖2A至圖2C中之帶加熱器214及/或圖3A至圖3C中之感應加熱線圈340)及/或內加熱器(諸如圖2B中之電阻加熱器225及/或圖3A至圖3C中之插入件325)。每一擠壓機902可經由歧管1004中容納的止推軸承耦接至歧管1004。每一擠壓機902可包括用於控制樹脂材料(諸如塑膠)流至與噴嘴1020相關聯之模具空腔中的 獨立閥門澆口噴嘴1020(諸如圖2A至圖4B中之噴嘴208、308、408)。

參看圖11，原料(諸如冷塑膠球粒)可裝載至漏斗1008中。原料可流經界定於歧管1004中自漏斗1008至個別擠壓機902的流動路徑1024。原料可經由入口(諸如圖2B及圖2C中所說明之圓筒入口226)進入擠壓機902。原料可自漏斗1008重力饋入，經由歧管1004，並至每一擠壓機902中。流動路徑1024可包括自漏斗1008朝下延伸至歧管1004之上部部分中的單一通道或喉部1028。喉部1028可分裂成一或多個分支1032，其中流動路徑1024之每一分支1032與個別擠壓機902之各別入口流體連通。流動路徑1024可包括取決於擠壓機902相對於歧管1004之配置及定向的不同配置。擠壓機902可如圖10及圖11中所說明實質上平行於彼此及實質上垂直於歧管1004而定向，或擠壓機902可取決於相關聯模具之組態而非平行於彼此及/或非垂直於歧管1004定向。擠壓機902可經配置成其中擠壓機902形成擠壓機之垂直行及水平列的矩陣，或擠壓機902可取決於相關聯模具之組態而配置成非矩陣配置。

擠壓機902可擠壓材料至半模之同一空腔或半模之不同模具空腔中。參看圖12，模製機1000包括界定多個模具空腔1040之半模1036。每一擠壓機902經由模具澆口1044與半模1036之不同模具空腔1040流體連通。每一擠壓機902可接納來自漏斗1008之原料，熔融原料，且接著擠壓材料至各別模具空腔1040中，其可在如圖12中所說明之幾何結構方面彼此類似或可在幾何結構方面相異。每一擠壓機902可包括監視各別模具空腔1040中之壓力的獨立控制器，且控制器可在在各別模具空腔1040中達到所要壓力後停止自各別擠壓機902的擠壓。在半模1036中之所有空腔1040 達到其所要壓力之後，主要控制器可釋放施加至各別半模的夾鉗壓力且可分開半模以釋放經模製部件。

參看圖13，模製機1000包括界定單一模具空腔1056之半模1052。每一擠壓機902經由單獨模具澆口1060與半模1052之同一模具空腔1056流體連通。每一擠壓機902可接納來自漏斗1008之原料，熔融原料，且接著擠壓材料至同一模具空腔1056中。每一擠壓機902可包括監視環繞各別擠壓機902之模具澆口1060的區域中之壓力的獨立控制器，且控制器可在在模具空腔1056之各別部分中達到所要壓力後停止自各別擠壓機902擠壓。在所有擠壓機902達到其所要壓力之後，主要控制器可釋放施加至各別半模的夾鉗壓力且可分開半模以釋放經模製部件。在一些具體實例中，主要控制器可基於與模具空腔1056相關聯的一或多個壓力而控制獨立擠壓機902。擠壓機902可一起工作以填充模具空腔1056且可達到更一致部件密度，提供更大尺寸穩定性。

模製材料

用於模製系統中之靜態熱產生及傳導可對樹脂材料或性質(包括(但不限於)樹脂等級、純度、均勻性及熔融流動指數)不敏感。舉例而言，模製系統可能能夠模製任一熱塑性材料，諸如共混/混合的後消費者再循環塑膠、具有不同熔融流動指數、來自不同塑膠分類或化學家族的樹脂之混合物、其中之每一者難以使用傳統注射模製系統模製的生物類材料。在另一實例中，包括兩個或大於兩個不同樹脂球粒之混合物可經混合以模製部件。多種塑膠可具有不同處理特性，諸如熔融流動指數、熔融溫度或玻璃轉移溫度，但此等材料之共混可不對模製系統造成任何問題。 再循環塑膠可包括(但不限於)聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、耐綸(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚乳酸(PLA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碸(PS)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)、聚醚醯亞胺(PEI)、丙烯酸(PMMA)。

模製系統可能能夠模製具有比傳統注射模製機器可處理的高得多的纖維內含物或礦物填料的加強型塑膠。一般而言，難以藉由傳統注射模製系統100模製用50體積%或更多玻璃纖維加強的塑膠，此係由於其依賴於產生剪切熱(基於70體積%或更多為石油類化合物之樹脂)。藉由在本模製系統中使用靜態熱產生，熔融可不依賴於任一石油類樹脂內含物。舉例而言，加強型塑膠可含有大於50體積%的玻璃光纖、纖維素纖維、礦物骨材或碳纖維。

不同於傳統注射模製系統，本模製系統可對剪切降級不太敏感，此係由於靜態熱傳導。靜態熱產生可提供準確溫度控制，其可幫助避免使材料過熱。擠壓螺桿可藉由改變螺桿長度及螺桿根直徑而設定大小以控制停留時間以避免或減少熱降級。

本模製注射系統可用於模製對剪切降級敏感的溫度及壓力敏感生物類樹脂或塑膠。生物類樹脂包括纖維素材料、植物澱粉樹脂及糖類樹脂，其可以用於諸如醫療植入物(包括(但不限於)骨骼螺桿、骨骼替代物、血管內支架)之產品。本模製系統亦可用於溫度及壓力/剪切敏感金屬注射模製(MIM)。類似於生物類樹脂，MIM進料可對溫度、停留時間及剪切壓力敏感。本模製系統可模製具有高達80體積%的不鏽鋼或其他金屬負載的聚合物。本模製系統可以用於注射食品糊狀物，其可經擠壓至經 加熱至烘烤溫度的模具中以形成所要形狀之食品產品。模製材料可包括(但不限於)非晶形熱塑性塑膠、結晶及半結晶熱塑性塑膠、原生樹脂、纖維加強型塑膠、再循環熱塑性塑膠、後工業再循環樹脂、後消費者再循環樹脂、混合及共混熱塑性樹脂、有機樹脂、有機食品化合物、碳水化合物類樹脂、糖類化合物、明膠/丙二醇化合物、澱粉類化合物及金屬注射模製(MIM)進料。

在描述若干具體實例之後，熟習此項技術者將認識到，在不背離本發明之精神的情況下可使用各種修改、替代性構造及等效物。另外，為避免不必要地混淆本發明，尚未描述多個熟知過程及元件。因此，不應將上文之描述視為限制本發明之範圍。所揭示的所有特徵可單獨地或以彼此各種組合而使用。

熟習此項技術者將瞭解，目前所揭示之具體實例藉助於實例而非藉由限制進行教示。因此，應將上述描述中所含或隨附圖式中所示之物解釋為說明性而非限制性意義。如下之申請專利範圍意欲涵蓋本文中所描述之所有一般及特定特徵，以及在語言上可稱為屬於範圍內的本方法及系統之範圍的所有陳述。

Claims (20)

1. 一種模製系統，其包含：一熱絕緣圓筒；一螺桿，其收納在該圓筒內並可相對於該圓筒旋轉，其中一環形空間係界定於該圓筒與該螺桿之間；及一熱源，其收納在該圓筒內以用於加熱該環形空間。
2. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該熱源係收納在該螺桿內。
3. 如申請專利範圍第2項之模製系統，其中該熱源包含一電阻加熱器。
4. 如申請專利範圍第3項之模製系統，其中該電阻加熱器係經由一滑環供電。
5. 如申請專利範圍第2項之模製系統，其中該螺桿包含一熱傳導材料。
6. 如申請專利範圍第2項之模製系統，其中該熱源包含一收納在該螺桿內的磁性材料。
7. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該熱源包含形成該螺桿之至少部分的一磁性材料。
8. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該螺桿包含一銅合金、一黃銅合金或一銅鎳合金。
9. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該圓筒包含一熱絕緣材料。
10. 如申請專利範圍第9項之模製系統，其中該圓筒包含陶瓷、碳纖維或玻璃纖維。
11. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該圓筒包含一內部管狀結構及至少部分環繞該內部管狀結構之一外部的套筒。
12. 如申請專利範圍第11項之模製系統，其中該內部管狀結構包含一磁性材料且該套筒包含一熱絕緣材料。
13. 如申請專利範圍第11項之模製系統，其中該套筒包含一陶瓷材料、一碳纖維材料或一玻璃纖維材料。
14. 如申請專利範圍第11項之模製系統，其中一絕熱氣隙界定於該內部管狀結構與該套筒之間。
15. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該熱源包含收納在該螺桿內的不同大小之多個磁性插入件。
16. 如申請專利範圍第1項之模製系統，其中該熱源經組態以沿該螺桿之長度將該螺桿加熱至不同溫度。
17. 一種加熱在一模製系統內之一材料的方法，該方法包含：在一絕緣圓筒內將一磁性螺桿維持在一靜止位置中；及施加感應熱至定位於該絕緣圓筒內之該磁性螺桿以準備用於擠壓之該材料。
18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中施加感應熱至該磁性螺桿包含沿該螺桿之長度以感應方式將該磁性螺桿加熱至不同溫度。
19. 如申請專利範圍第17項之方法，其進一步包含在準備用於擠壓之該材料之後旋轉該磁性螺桿。
20. 如申請專利範圍第19項之方法，其進一步包含在旋轉該磁性螺桿期間繼續施加感應熱至該磁性螺桿。