TW202202309A - 用於藉由壓縮模製技術製造物件之設備及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於形成物件的設備，包含：擠出裝置，用於供應聚合材料的連續擠出物；至少一個分離元件，用於切割連續擠出物從而自連續擠出物分離聚合材料的一劑量；至少一個模具，包含可在打開位置與關閉位置之間相對於彼此移動的第一模具部件及第二模具部件，在該打開位置，劑量擱置在選自第一模具部件及第二模具部件的接收部件上，並且在該關閉位置，在第一模具部件與第二模具部件之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀。設備進一步包含熱調節裝置，其組配以在劑量定位於至少一個模具中並且在到達關閉位置之前，藉由熱調節劑量的至少一個表面部分而作用於劑量，該至少一個表面部分與劑量的擱置在接收部件上的靜止部分不同。

Description

用於藉由壓縮模製技術製造物件之設備及方法
本揭示涉及一種藉由壓縮模製聚合材料來製造物件，例如容器、蓋、容器預製件或其他物件的設備及方法。
用於藉由壓縮模製聚合材料來製造物件的設備為已知的。已知的設備包含用於供應聚合材料的連續擠出物的擠出機及支撐多個傳送元件的傳送迴轉料架。每一傳送元件具有適用於與擠出機的連續擠出物相互作用的切割邊緣。更具體地，當傳送元件經過擠出機附近時，切割邊緣自連續擠出物分離出處於熔融狀態的聚合材料之一劑量。劑量然後由傳送元件收集並由傳送元件傳送直至劑量到達模具附近。此時，傳送元件將劑量釋放至模具中，使得可以在模具的凸部件與凹部件之間成形以形成期望的物件。
當劑量由傳送元件傳送時，與傳送元件接觸的劑量的部分比劑量的其餘部分冷卻得更多。由於與傳送元件接觸而冷卻得更快的劑量部分起源於模製物件的斑點，在該斑點處模製物件具有與周圍區域不同的美學及光學特性。該斑點清晰可見且不需要，因為該點會使模製物件的外觀變差。
缺陷亦可能出現在模製物件上與切割邊緣相互作用的聚合材料部分，藉由該切割邊緣，劑量與擠出機出來的連續擠出物分離。除了冷卻作用於其上的聚合材料部分之外，切割邊緣亦在其中幾乎不存在聚合材料的劑量的邊緣上產生。當劑量在模具的凸部件與凹部件之間被壓縮時，彼等邊緣迅速冷卻直至幾乎固化並且在聚合材料中造成缺乏均勻性。因此，在模製物件中存在缺乏均質性的區域。
在切割及/或輸送劑量期間過早冷卻的聚合材料部分可能會在模製物件區帶上造成聚合材料由於相對較低的溫度(稱為「冷封區帶」)。在模製物件經受的後續製程期間，或在物件本身的壽命期間，彼等區帶可能構成斷裂觸發點。例如，若模製物件為預製件，則可能在吹塑模製製程中將預模製件轉化為瓶，或者在瓶意外撞擊或掉落的情況下發生斷裂。
本揭示的一個目的為改進藉由壓縮模製聚合材料來製造物件的設備及方法。
另一目的為提供一種允許獲得具有儘可能均質特性的壓縮模製物件的設備及方法。
另一目的為提供一種允許藉由壓縮模製聚合材料來製造高品質的物件，甚至關於物件外觀的設備及方法。
另一目的為提供一種藉由壓縮模製聚合材料來製造物件的設備及方法，其中所形成的物件實質上沒有缺陷，例如可見斑點或冷封區帶，此等缺陷係由於在聚合材料插入模具之前所經受的操作期間聚合材料的非均勻冷卻。
在本揭示的第一態樣，提供一種用於形成物件的設備，包含：擠出裝置，用於供應聚合材料的連續擠出物；至少一個分離元件，用於切割連續擠出物從而自連續擠出物分離出聚合材料的一劑量；至少一個模具，包含可在打開位置與關閉位置之間相對於彼此移動的第一模具部件及第二模具部件，在該打開位置，劑量擱置在選自第一模具部件及第二模具部件的接收部件上，並且在該關閉位置，在第一模具部件與第二模具部件之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀，其中設備進一步包含熱調節裝置，用以在劑量定位於至少一個模具中並且在到達關閉位置之前，藉由熱調節劑量的至少一個表面部分而作用於劑量，該至少一個表面部分與劑量的擱置在接收部件上的靜止部分不同。
熱調節裝置可作用於劑量的表面部分，該表面部分在劑量聚合材料與連續擠出物分離時及/或在劑量向模具傳送時冷卻。劑量的該表面部分的溫度由此可返回接近聚合材料在劑量的剩餘部分中所具有的溫度的值。此舉允許劑量中的溫度分佈變得相對均勻，提高了成形物件的品質。特別地，可防止在切割及/或輸送期間由於劑量的表面部分的過早冷卻而在已形成物件上出現斑點，或者至少使此等斑點比現有技術中的明顯少得多。
亦可防止或至少限制冷封區帶出現在模製物件上，該冷封區帶隨後可能構成斷裂觸發點。
由熱調節裝置傳遞至劑量的表面部分的熱量允許劑量的局部軟化，直至劑量熔化或直至劑量幾乎熔化。以此方式，當劑量與連續擠出物分離及/或向模具傳送時固化的劑量的任何部分可返回至與相鄰部分相似的黏度條件。這允許劑量在用於形成所需物件的成形腔中均勻流動。因此，藉由對劑量進行壓縮模製而形成的物件具有相對均勻的特性。
熱調節裝置配置在接收部件的外側。
這允許主要加熱不擱置在接收部件上的劑量的表面部分，亦即，當劑量擱置在接收部件上時曝露於空氣的劑量的表面部分。該部分通常為在劑量與連續擠出物分離及/或向模具傳送時冷卻最多的部分，因為在劑量釋放至接收部件上之前該部分與設備的機械部件接觸。
在一個實施例中，設備包含用於沿路徑移動模具的移動裝置，關閉位置可由模具沿該路徑在打開位置的下游到達。
模具的路徑可以為閉環，例如圓形。
在替代實施例中，模具的路徑可為線性的，例如直線。
在一個實施例中，熱調節裝置包含容納結構，該容納結構配置在介置於在打開位置與關閉位置之間的模具路徑的區帶中，用於限制熱量向外擴散。
由於容納結構，熱量被限制在模具附近，而模具處於打開位置。這允許避免冷卻已釋放至模具的接收部件上並且很快將在第一模具部件與第二模具部件之間成形的劑量。
在一個實施例中，容納結構僅可由模具部件釋放的熱量及通過容納結構的劑量加熱。沒有提供用於加熱容納結構的特定加熱元件，因此限定了被動熱調節裝置。
在此情況下，熱調節裝置特別簡單，並且能耗非常低。
在一個實施例中，熱調節裝置包含用於加熱容納結構內部的空氣的加熱元件。
加熱元件可為用於發射熱空氣的源，或雷射源，或電漿源，或一或多個紅外燈，或其他源。
若模具部件及穿過內部的劑量釋放的熱量不足，則這允許增加容納結構的熱效率。
在一個實施例中，熱調節裝置為加熱裝置，其組配以發射熱量以加熱劑量的表面部分。
加熱裝置允許有效加熱劑量的預定表面部分。
加熱裝置可組配以將熱能引導至劑量的表面部分的精確位置。
當以良好的精確度瞭解在切割及/或輸送期間劑量冷卻最多的位置並且因此可以將能量引導至該位置時，這種類型的加熱裝置為有用的。
在一個實施例中，加熱裝置可包含雷射源，其組配以發射雷射束，該雷射束可沿表面部分移動以加熱表面部分。
這允許雷射束沿著具有任何所需形狀的表面部分移動，以便考慮劑量的形狀及由劑量在定位在模具的接收部件上之前與其接觸的設備的部件在劑量上產生的印記。
在一個實施例中，第一模具部件可包含凸模部件。
第二模具部件可包含凹模部件。
在本揭示的第二態樣，提供一種形成物件的方法，包含以下步驟： -   供應聚合材料的連續擠出物； -   切割連續擠出物，從而自連續擠出物中分離出聚合材料的一劑量； -   提供包含第一模具部件及第二模具部件的至少一個模具； -   將劑量定位在選自第一模具部件及第二模具部件的接收部件上，同時第一模具部件及第二模具部件彼此相距一定距離；及 -   使第一模具部件及第二模具部件相對於彼此移動，直至到達關閉位置，在該關閉位置，在第一模具部件與第二模具之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀； 其中，在到達關閉位置之前，提供對劑量的至少一個表面部分進行熱調節，該表面部分與劑量的擱置在接收部件上的靜止部分不同。
本揭示的第二態樣提供的方法允許獲得先前參照根據本揭示的第一態樣的設備描述的優點。
在一個實施例中，熱調節的劑量的表面部分為在切割連續擠出物以自連續擠出物分離劑量的步驟期間與分離元件相互作用的部分。
在一個實施例中，熱調節的劑量的表面部分為在切割連續擠出物的步驟之後在朝向模具傳送劑量的步驟期間與傳送元件相互作用的部分。
在本揭示的第三態樣，提供了一種用於形成物件的設備，包含：擠出裝置，用於供應聚合材料的連續擠出物；至少一個分離元件，用於切割連續擠出物以自連續擠出物分離出聚合材料的一劑量；及至少一個模具，包含第一模具部件及第二模具部件，該第一模具部件及該第二模具部件可在打開位置與關閉位置之間相對於彼此移動，在該打開位置，劑量擱置在自第一模具部件及第二模具部件中選擇的接收部件上，並且在該關閉位置，在第一模具部件與第二模具部件之間界定成形室，該成形室具有與該物件相對應的形狀，其中設備進一步包含局部熱源，用於在劑量在第一模具部件與第二模具部件之間變形之前將熱能引導至劑量的選定部分上。
由於本揭示的第三態樣，能夠使劑量內部的溫度分佈更加均勻。
在一個實施例中，設備包含至少一個傳送元件，可沿用於將劑量輸送至模具的軌跡移動。
局部熱源位於該軌跡的點上。
這允許熱量在劑量輸送至模具的同時輸送至劑量。
在一個實施例中，局部熱源以在劑量落到接收部件上時將熱量傳遞至劑量的方式定位。
在本揭示的第四態樣，提供一種形成物件的方法，包含以下步驟： -   供應聚合材料的連續擠出物； -   切割連續擠出物，從而自連續擠出物中分離出聚合材料的一劑量； -   提供包含第一模具部件及第二模具部件的至少一個模具； -   將劑量定位在選自第一模具部件及第二模具部件的接收部件上，同時第一模具部件及第二模具部件彼此相距一定距離；及 -   使第一模具部件及第二模具部件相對於彼此移動，直至到達關閉位置，在該關閉位置，在第一模具部件與第二模具部件之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀； 其中，在到達關閉位置之前，由局部熱源發射的熱能引導至劑量的表面部分上。
根據本揭示的第四態樣的方法允許獲得先前參考本揭示的第三態樣描述的優點。
圖1示出了藉由壓縮模製聚合材料來製造物件的設備1。設備1允許獲得的物件可為凹形物件，諸如容器、容器蓋、容器預製件、咖啡或其他粉末物質的膠囊，或者其他類型的物件。
設備1包含擠出裝置2，適用於供應聚合材料的連續擠出物。在所示的實例中，聚合材料沿實質上垂直的出料方向自頂部向下自擠出裝置2出來，但其他出料方向亦為可能的。例如，聚合材料可以沿實質上垂直的出料方向、自底部向上或沿相對於豎直方向傾斜的出料方向自擠出裝置2出來。
擠出裝置2可組配以供應具有單層結構的連續擠出物，亦即由單一聚合材料製成，或者替代地用於供應多層擠出物，亦即包含至少兩個不同的聚合材料層。
設備1進一步包含至少一個分離元件，在附圖中不可見，配置成週期性地穿過擠出裝置2的出口附近並且用於切割自擠壓出口出來的連續擠出物。以此方式，分離元件自連續擠出物分離出聚合材料的一劑量6，亦即預定質量的聚合材料，可以藉由壓縮模製技術自聚合材料獲得物件。
在圖1所示的實例中，劑量6可具有近似球形、平行六面體或圓柱形的形狀。然而，對於劑量6，其他形狀亦為可能的。
設備1進一步包含傳送裝置3，該傳送裝置3包括用於輸送劑量6的至少一個傳送元件4。在所示的實例中，提供了多個傳送元件4，圖1中僅示意性地示出了一些傳送元件4。因此，傳送裝置3可包含傳送迴轉料架。
傳送元件4可沿軌跡T移動，在所示的實例中，該軌跡為圓形的。然而，該條件不為必需的，並且軌跡T可為具有至少一個非圓形伸展的閉環形式的通用軌跡。
在所示的實例中，每一傳送元件4具有凹形形狀，例如像「C」或「U」，具有相對於傳送元件4的前進方向F超前的凹面。
每一傳送元件4具有切割邊緣，在所示的實例中，切割邊緣為傳送元件4的上邊緣。當穿過擠出裝置2的出口附近時，切割邊緣將劑量6與連續擠出物分離。因此，在此情況下，傳送元件4的切割邊緣充當用於將劑量6與連續擠出物分離的分離元件。然後劑量6接收在傳送元件4的凹面中。該凹面的內部由傳送表面界定，仍處於熔融狀態的劑量6由於黏性而可以黏附至該傳送表面。
設備1進一步包含至少一個模具5，用於對劑量6進行壓縮模製，藉由壓縮模製技術由劑量6製造所需的物件。在所示的實例中，提供了安裝在模製迴轉料架7的外圍區域中的多個模具5，即使該條件不為必需的。圖1僅示意性地示出了模製迴轉料架7的一部分。
每一模具5包含第一模具部件或凸模部件9及第二模具部件或凹模部件8，該等部件沿著在所示實例中為垂直的模製方向彼此對齊。凹部件8具有空腔10，而凸部件9設有沖頭。
由於未示出的致動器裝置，凹部件8及凸部件9可相對於彼此在打開位置P1及關閉位置P2之間移動。在打開位置P1，凹部件8及凸部件9彼此相距一定距離，從而可將劑量6插入模具5中，例如由傳送元件4傳送。在關閉位置P2，凹部件8及凸部件9彼此靠近，從而在凹部件8與凸部件9之間界定成形室，該成形室具有與待獲得的物件對應的形狀。
在圖1所示的實例中，凹部件8位於凸部件9下方。當傳送元件4與模具5垂直對齊時，劑量6由傳送元件4釋放。因此，劑量6落入凹部分8的底層的空腔中10。
在該實例中，凹部件8因此為接收部件，亦即，模具的接收待成形的劑量6的部分。然而，該條件不為必需的，因為如下文將更詳細地描述，接收部件可為凸部件9。
當模具5處於打開位置P1時，劑量6插入模具5中。然後，凹部件8及凸部件9開始朝向彼此移動，並且劑量6在凹部件8與凸部件9之間成形，直至到達關閉位置P2，在該關閉位置P2，劑量6已成形為所需的形狀。模具5在關閉位置P2保持預定時間段，以冷卻成形的物件直至成形的物件達到可處理而不會損壞成形的物件的溫度。此時，凹部件8及凸部件9彼此遠離移動，直至再次到達打開位置P1。在打開位置P1，可以自模具5中取出成形的物件並將新的劑量6插入模具5中，以便重複模製週期。
設備1進一步包含用於沿路徑P移動模具5的移動裝置，該路徑P在所示實例中為圓形的，即使該條件不為必需的。每一模具5在路徑P的預定點處到達打開位置P1。此外，每一模具5在路徑P的另一預定點處到達關閉位置P2，該預定點相對於模具5沿路徑P的移動方向M配置在到達打開位置P1的點的下游。
設備1進一步包含熱調節裝置11，其組配以在劑量6已插入模具5之後並且更準確地當劑量6擱置在模具5的接收部件上時對劑量6進行熱調節，亦即，在圖1及圖2所示的實例中，劑量6位於凹部件8上。
熱調節裝置11係特別地組配以在插入有劑量6的模具5位於到達打開位置P1的路徑P的點與到達關閉位置P2的路徑P的另一點之間的同時作用於劑量6。換言之，熱調節裝置11係組配以在模具5到達關閉位置P2之前對劑量6進行熱調節。
在所考慮的實例中，如圖2中更詳細地示出，熱調節裝置11包含容納結構12，該容納結構12至少部分地包圍輸送劑量6的模具5的至少接收部件，亦即，至少為在其中製造空腔10的凹部件8。
容納結構12包含多個壁，該等多個壁界定熱調節空間13，凹部件8藉由沿路徑P移動而在該熱調節空間13內移動劑量6。例如，在圖2所示的實施例中，容納結構12包含位於空腔10下方的下壁14、位於凹部件8上方的上壁15及介置於下壁14與上壁15之間的兩個側壁16。因此，容納結構12可具有管狀形狀，該容納結構12包圍模具5的路徑P的至少一部分。在所示的實例中，路徑P為圓形的，在平面圖中，容納結構12具有圓弧形狀。
容納結構12具有入口開口，經由該入口開口，模具的凹部件8可在每一凹部件8接收劑量6的點附近進入容納結構12。此外，容納結構12具有出口開口，經由該出口開口，凹部件8可以在到達關閉位置P2的路徑P的點附近自容納結構12出來。
如圖2所示，容納結構12具有通道18，支撐模具5的凹部件8的桿19可以穿過該通道18。
容納結構12具有沿路徑P的伸展維持相對高溫度的功能，其中劑量6已釋放至模具5中並且尚未完全成形。發生此情況係由於容納結構12防止或在任何情況下限制容納結構12自身外部的熱擴散。存在於容納結構12中的空氣藉由自擱置在穿過容納結構12內部的相應凹部件8上的劑量6傳遞的熱量而保持相對熱。
在一個實施例中，模具5的凹部件8以使得該等凹部件8具有相對高的溫度的方式進行熱調節。在此情況下，存在於容納結構12中的空氣亦由模具5的凹部件8連續加熱，該等凹部件8沿路徑P的伸展穿過容納結構12內部。
在替代實施例中，模具5的凹部件8可以使得該等凹部件8具有相對低的溫度的方式進行熱調節。在此情況下，模具5的凹部件8對加熱容納結構12中的空氣的貢獻可以忽略不計。
在未示出的替代實施例中，容納結構12可包含比圖2所示實例中更少數量的壁。容納結構12可以例如沒有上壁15，在此情況下，容納結構12的構造非常簡單，但限制了向外散熱。
在圖1及圖2所示的實例中，熱調節裝置11為被動型的，亦即，利用劑量6及設備1的一些部件(若有)，諸如凹部件8，釋放的熱量來保持容納結構12中的溫度相對較高。亦可提供加熱元件以主動加熱容納結構12內的空氣。主動加熱元件可包含例如熱空氣源，或雷射源，或電漿型加熱元件等。主動加熱元件可包含位於容納結構12內部的一或多個紅外線燈。一或多個反射鏡可設置在容納結構12的壁上，以將紅外線引導至劑量6。
在操作期間，擠出裝置2供應聚合材料的連續擠出物。每一傳送元件4穿過擠出裝置2的出口附近並切割連續擠出物，從而分離劑量6與連續擠出物。傳送元件4沿軌跡T移動劑量6，直至到達傳送元件4介置於模具5的凹部件8與凸部件9之間的位置。此時，劑量6由傳送元件4釋放並且落入凹部件8的底層的空腔10中。以此方式，劑量6在劑量6的靜止部分17處擱置在凹部件8上。相應的模具5處於打開位置P1。
凹部件8沿路徑P移動，劑量6沈積在該凹部件8的空腔10中，從而穿過容納結構12。容納結構12中存在的空氣使劑量6保持相對熱，從而防止劑量6冷卻或提高劑量6的表面溫度。特別地，容納結構12中存在的空氣作用於劑量6的表面部分20上(亦即，在曝露於空氣的劑量6的表面部分20上)，該表面部分20不同於擱置在凹部件8上的劑量6的靜止部分17。
例如由於劑量6與分離劑量6及擠出機2的傳送元件4的切割邊緣之間或劑量6與傳送元件4的傳送表面之間的相互作用，這加熱在劑量6沈積在模具5中之前冷卻的劑量6表面的任何部分，在劑量6被帶向模具5時，劑量6與傳送元件4接觸。
因此，當模具5進入關閉位置P2並且劑量6擠壓在凹部件8與凸部件9之間時，劑量6具有相對均勻的溫度。這允許構成劑量6的聚合材料容易在凹部件8與凸部件9之間流動，從而產生高品質的模製物件。
特別地，此舉避免了在模製物件的表面上形成斑點或斷裂觸發點，這係由與切割邊緣及/或傳送元件4的傳送表面接觸的劑量6的部分的過早冷卻引起的。實際上，在劑量6穿過容納結構12時，劑量6的在切割及/或輸送劑量6期間過早冷卻的部分再次加熱，這允許獲得在劑量6的表面上以及在劑量6的表面與劑量6的核心之間相對均勻的溫度分佈，該劑量6的核心自然比表面更熱。
圖3及圖4示意性地示出了根據替代實施例的用於藉由壓縮模製技術製造物件的設備的模具105。
圖3及圖4所示的模具105與圖1及圖2所示的模具5不同，主要因為模具105包含位於凹部件108下方的凸部件109。凸部件109沿模製方向與凹部件108對齊，在所示的實例中，模製方向為垂直的。因此，在該實施例中，凸部件109用作沈積有劑量106的接收部件。
更具體地，凸部件109在其上部區域由接收表面21界定，劑量106擱置在該接收表面21上。更詳細地，劑量106擱置在劑量106的靜止部分117處的凸部件109上。在所示的實例中，接收表面21實質上為平坦的，但其他幾何形狀對於接收表面21亦為可能的。
包括模具105的設備包含，如參照圖1及圖2中所示的設備1所描述，用於供應連續結構的擠出機，該連續結構可由單一材料或多層製成。擠出機具有矩形出口，使得連續結構具有薄片形狀，可以自該薄片分離實質上平行六面體或立方體的劑量106。如圖3及圖4中可見，劑量106由一對較大的面界定，每一面可為矩形或正方形。兩個較大面中的一者擱置在接收表面21上，而與擱置在接收表面21上的面相反的另一較大面配置為與傳送元件104接觸，該傳送元件104具有將劑量106自擠出機輸送至模具105的功能。
劑量106的較大面之間的距離限定劑量106的厚度。在所示的實例中，劑量106的厚度小於兩個較大面的線性尺寸。
圖3及圖4所示設備的傳送元件104具有不同於圖1及圖2所示設備1的傳送元件4的結構。每一傳送元件104由平坦的傳送表面22界定，劑量106的與接收表面21接觸的面相對的較大面黏附至平坦的傳送表面22。
如先前參考圖1所描述，除了可沿軌跡T移動之外，每一傳送元件104亦可圍繞傳送元件104所連接的臂23的軸線R旋轉。以此方式，除了將劑量106自擠出機朝向模具105傳送之外，傳送元件104亦可將劑量106自初始組態旋轉至最終組態，該初始組態在擠出機出口處具有劑量106並且可為實質上垂直的，或者相對於垂直方向傾斜，該最終組態為實質上水平的，其中劑量106釋放至模具105的凸部件109上。
傳送元件104具有切割邊緣24，當傳送元件104通過出口附近時，藉由該切割邊緣可以切割擠出機的連續擠出物，以分離連續擠出物與劑量106。因此，切割邊緣24具有分離元件的功能，該分離元件用於分離劑量106與擠出機的聚合材料。
當模具105處於打開位置時，傳送元件104配置用於將劑量106沈積在模具105的接收部件上，亦即，在凸部件109上。為簡單起見，圖3中未示出凹部件108。
在劑量106釋放至凸部件109之後，傳送元件104藉由沿軌跡T移動而遠離模具105。凸部件109及凹部件108相對於彼此移動，直至凸部件109及凹部件108處於關閉位置，在該關閉位置，所需物件形成在凸部件109與凹部件108之間。
凸部件109及凹部件108由支撐結構25支撐，在所示的實例中，該支撐結構25為模製迴轉料架7的主體。
設備進一步包含熱調節裝置111，用於在劑量106已經擱置在接收部件上，即凸部件109上之後並且在模具105到達關閉位置之前對劑量106進行熱調節。
熱調節裝置111包含加熱元件，在所示的實例中，加熱元件包括適用於發射具有適當波長的雷射束27的雷射源26。
此外，提供了一種反射鏡系統28，用於使雷射束27轉向以便將雷射束27引導至劑量106上。在所示的實例中，反射鏡系統28描述為定位在雷射源26的外部，但此情況不為必需的。反射鏡系統28也亦可包括在雷射源26中。
雷射束27配置成被引導至劑量106的表面部分120上，表面部分120與劑量106擱置在模具105的凸部件109上的靜止部分117不同。
在所示的實例中，表面部分120靠近劑量106的邊緣，在該邊緣上，傳送元件104的切割邊緣24用於分離劑量106與連續擠出物。由於與切割邊緣24接觸，形成劑量106的聚合材料冷卻。在一些情況下，構成劑量106的聚合材料在切割邊緣24作用的邊緣附近非常薄，甚至可能已硬化至局部固化點。
雷射束27允許加熱聚合材料，聚合材料構成的劑量106位於切割邊緣24作用的邊緣附近或處。以此方式，可以軟化先前硬化的聚合材料，以避免材料在模具105中結晶或在任何情況下過早固化，這可能導致成形物件上的缺陷。
替代地或除上述之外，雷射束27允許加熱的表面部分120可位於劑量106的面上，該面與接觸凸部件109的接收表面21的面，亦即，在輸送期間與傳送元件104的傳送表面22接觸的劑量106的面相反。實際上，劑量106的此面亦可能由於與傳送元件104接觸而冷卻。
在圖3及圖4所示的設備中，可以精確地識別與傳送元件104及/或切割邊緣24相互作用的劑量106的表面部分。
因此，雷射束27可精確地引導至劑量106的表面部分上，該等表面部分在劑量106的切割及/或輸送期間實際上冷卻，以便有效地加熱彼等部分。
亦即，雷射束27可局部地並且有針對性地將熱量傳遞至劑量的表面部分，該等表面部分先前冷卻得最多並且因此可以在模具105的填充期間以非均勻方式流動，或者造成成形物件的表面缺陷。
在所示的實例中，在劑量106已擱置在模具105的接收部件上之後，劑量106沿路徑P移動。亦可能發生的是，為了將模具105自打開位置帶到關閉位置，擱置有劑量106的接收部件(即，在所示的實例中，凸部件109)朝向模具105的另一部分(即，在所示的實例中，凹部件108)移動。
在所示的實例中，雷射源26安裝在支撐模具105的支撐結構25上。支撐結構25係組配以亦沿路徑P移動雷射源26。
反射鏡系統28係組配以使得當劑量106由凸部件109朝向凹部件108時，雷射束27跟隨劑量106移動的方式移動雷射束27。此外，反射鏡系統28係組配以沿劑量106的表面部分120位移雷射束27，使得雷射束27加熱不為點狀但具有預定表面範圍的表面部分120。因此，使雷射束27能夠「刷」劑量106的表面部分120，該表面部分120與切割邊緣24及/或傳送表面22接觸。
在操作期間，在模具105的打開位置，劑量106已釋放至模具105的凸部件109之後，激活雷射源26，以使該雷射源26發射雷射束27。雷射束27與在模具105到達關閉位置之前擱置在模具105的接收部件上的劑量106相互作用。特別地，雷射束27引導至劑量106的邊緣上，在該邊緣上，劑量106與連續擠出物分離，及/或引導至劑量106的與靜止表面117相對的面上，以加熱表面劑量106的在切割及/或輸送期間冷卻最多的部分120。
模具105的形狀使得特別容易使用雷射束27來加熱劑量106的表面部分。實際上，由於劑量106擱置在凸部件109上，接收部件的任何部分都不會阻礙雷射束27，相反，若劑量106接收在凹部件的孔腔中，則可能會阻礙雷射束27。
圖5部分地示出了根據替代實施例的模具205，該模具205與圖3及圖4所示的實施例不同，因為該模具205與熱調節裝置211相關聯，該熱調節裝置211包含相對於模具205的凸部件209配置在固定位置的雷射源226。
特別地，提供了支撐元件29，該支撐元件29相對於凸部件209固定並且支撐雷射源226，並且若需要，亦支撐用於將由雷射源226發射的雷射束227轉向劑量106的反射鏡系統228。
若凸部件209可沿成形方向移動以遠離或朝向相應的凹部件移動，則雷射源226與凸部件209一起移動。因此，僅需要移動雷射束227以便到達劑量106的表面部分120的期望點，熱量將被傳遞至該等點。換言之，在圖5的實施例中，雷射束227僅執行移動掃描劑量106的表面部分120的待加熱點。相反，當凸部件209朝向相應的凹部件移動時，不需要提供跟隨凸部件209的移動。
圖6部分地示出了根據替代實施例的模具305，該模具305與圖3及圖4所示的模具不同，因為該模具305與熱調節裝置311相關聯，該熱調節裝置311包含雷射源326，該雷射源326配置在設備上的固定位置中，模具306屬於該設備。
雷射源326係組配以使雷射束327按照三種運動位移，亦即： -   跟隨劑量106的運動，同時劑量106沿模具305行進的路徑P輸送； -   跟隨劑量106的進一步運動，同時劑量106藉由凸部件309移向凹部件；及 -   用於將熱量傳遞至劑量106的表面部分120的所有待加熱點的掃描運動。
圖5及圖6中分別示出的熱調節裝置211、311以先前參照圖3及圖4描述的相同方式操作，並且特別地允許熱量傳遞至劑量106的邊緣，劑量106在該邊緣與用於與連續擠出物分離的分離元件相互作用，或允許熱量傳遞至與傳送元件接觸的劑量106的表面。
圖3、圖4及圖5中所示的解決方案對每一模具使用雷射源，而圖6中所示的解決方案對所有模具或一組模具使用單個雷射源。因此，與圖3至圖5所示的解決方案相比，圖6所示的解決方案需要更少的組件及更少的雷射源。然而，在圖3至圖5所示的解決方案中，更容易控制雷射束的運動。
圖7部分地示出了根據替代實施例的模具405。模具405類似於圖1及圖2中所示的模具5，並且包含位於凸部件下方的凹部件508，凹部件508設有朝上的空腔10。
劑量6在空腔10中，該劑量6例如藉由圖1所示類型的傳送元件沈積。劑量6在劑量的靜止部分17處擱置在凹部件508上。
此外，提供熱調節裝置411，包含配置用於對劑量6的表面部分20進行熱調節的熱空氣源30。表面部分20不同於配置成與凹部件508接觸的靜止部分17。當模具405處於打開位置時，表面部分20曝露於空氣。
熱空氣源30沿模具405的路徑P定位在該路徑的區域中，在該區域中，劑量6已沈積在空腔10中，但模具405尚未到達關閉位置。
熱空氣源30發出允許加熱劑量6的表面部分20的熱空氣，特別是在劑量6與分離元件及/或傳送元件相互作用的點處。這使得整個劑量中的溫度分佈，特別是劑量的表面上的溫度分佈變得更加均勻，從而提高了成形物件的品質。
代替熱空氣源30，可以提供火焰處理單元、一或多個紅外線燈、電漿裝置或其他熱源。
以上參照圖1至圖7描述的實施例的特徵亦可與明確提到的特徵不同地組合。例如，參照圖1及圖2描述的容納結構12或參照圖7描述的熱空氣源30亦可用於其中凸模部件位於凹模部件下方的設備中。類似地，圖4至圖6中所示的雷射源亦可與模具結合使用，在該模具中，凹部件定位在凸部件下方。
熱調節裝置可為靜態類型的，如圖1及圖7中的實例，其中熱調節裝置配置在固定位置並且加熱模具路徑的預定區帶。或者，熱調節裝置可為動態類型的，如圖4至圖6中的實例，其中熱調節裝置允許依次加熱劑量的不同點。
在以上描述中，參考了一種設備，該設備包含安裝在模製迴轉料架的外圍區域中的多個模具，模製迴轉料架可圍繞其軸線旋轉。
然而，以上關於熱調節裝置及模具中劑量的加熱所描述的亦可適用於僅包含一個模具而非多個模具的設備。
此外，一或多個模具可沿著不一定為圓形的路徑移動，例如封閉在環中的通用路徑或線性路徑。
包含傳送元件的傳送裝置並非必不可少的，該等傳送元件將劑量自擠出機帶到模具，但若採用不同於上述的擠出機及模具的配置，則可能是不必要的。
不僅可藉由安裝在傳送元件上的分離元件，而且亦可藉由與任何傳送元件不同的分離元件，例如介置在擠出機與傳送裝置之間的葉片或雷射束，將劑量與連續擠出物分離。
若待獲得的物件不具有凹形形狀，則凹模部件及凸模部件可由通用的第一模具部件及通用的第二模具部件代替，亦即，由不具有沖頭及/或空腔的模具部件代替。
在以上描述中，參考沿模具路徑定位的熱調節裝置。
除了以上描述的內容之外或替代地，可以提供位於模具上游的熱調節裝置，在劑量擱置在模具的接收部件上之前作用於劑量。
在此情況下，熱調節裝置可包含局部熱源，適於將熱能引導至劑量的選定表面部分上。
局部熱源可為雷射源，或紅外線燈，或火焰處理單元，或電漿裝置等。
例如，如圖1所示，可以提供包含雷射源511的局部熱源，該雷射源511定位在沿傳送元件4的軌跡T的預定點處。
雷射源511定位成將雷射束引導至劑量6的曝露於空氣的表面部分上，亦即，不黏附至相應傳送元件4上。雷射束可隨著掃描運動而移動，以加熱劑量的表面部分的預定區域。
以此方式，可以對劑量進行加熱，該加熱在熱上更均勻並且允許獲得高品質的物件。
局部熱源亦可與不同於圖1所示的傳送元件，例如圖3所示類型的傳送元件，或與圖1所示不同的凹模部件及凸模的相互配置結合使用，例如其中凸模部件位於凹模部件下方。
亦可將局部熱源定位在劑量路徑的不同點處，例如在劑量釋放至模具的接收部件上的區域中。例如，局部熱源可組配以將熱能引導至劑量上，同時劑量下降至模具的接收部件。
更一般地，熱調節裝置因此可定位在劑量遵循的路徑的任何點處，自劑量自連續擠出物切割的時刻開始，直至劑量已插入模具到達關閉位置的時刻。
綜上所述，一種形成物件的方法，包含以下步驟： -   供應聚合材料的連續擠出物； -   切割連續擠出物，從而自連續擠出物中分離出聚合材料的一劑量(6；106)； -   提供包含第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)的至少一個模具(5；105；205；305；405)； -   將劑量(6；106)定位在選自第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)的接收部件上，同時第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)彼此相距一定距離；及 -   使第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)相對於彼此移動，直至到達關閉位置，在該關閉位置，在第一模具部件(9；109；209；309)與第二模具部件(8；108；508)之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀； 其中，在到達關閉位置之前，由局部熱源(511)發射的熱能引導至劑量(6；106)的表面部分上。
在一個實施例中，在切割連續擠出物以自連續擠出物分離劑量(6；106)的步驟期間，劑量(6；106)的經熱調節的表面部分(20；120)與分離元件相互作用。
一種用於形成物件的設備，包含：擠出裝置(2)，用於供應聚合材料的連續擠出物；至少一個分離元件，用於切割連續擠出物從而自連續擠出物分離出聚合材料的一劑量(6；106)；至少一個模具(5；105；205；305；405)，包含可在打開位置與關閉位置之間相對於彼此移動的第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)，在該打開位置，劑量(6；106)擱置在選自第一模具部件(9；109；209；309)及第二模具部件(8；108；508)的接收部件上，並且在該關閉位置，在第一模具部件(9；109；209；309)與第二模具部件(8；108；508)之間界定成形室，該成形室具有與物件相對應的形狀，其中設備進一步包含局部熱源(511)，用於在劑量(6；106)在第一模具部件(9；109；209；309)與第二模具部件(8；108；508)之間變形之前將熱能引導至劑量(6；106)的選定部分。
在一個實施例中，設備進一步包含至少一個傳送元件(4；104)，可沿軌跡(T)移動以將劑量(6；106)朝向至少一個模具(5；105；205；305；405)輸送，局部熱源(511)定位在軌跡(T)的點處，以便將熱量引導至劑量(6；106)的不與傳送元件(4；104)接觸的部分上，同時劑量(6；106)與傳送元件(4；104)相關聯。
在一個實施例中，局部熱源(511)以在劑量(6；106)下降至接收部件上時將熱量傳遞至劑量(6；106)的方式定位。
在一個實施例中，局部熱源(511)選自雷射源、火焰處理單元、紅外線燈、電漿裝置。
1:設備 2:擠出裝置 3:傳送裝置 4,104:傳送元件 5,105,205,305,405:模具 6,106:劑量 7:模製迴轉料架 8:凹模部件 9:凸模部件 10:空腔 11,111,211,311,411:熱調節裝置 12:容納結構 13:熱調節空間 14:下壁 15:上壁 16:側壁 17,117:靜止部分 18:通道 19:桿 20,120:表面部分 21:接收表面 22:傳送表面 23:臂 24:切割邊緣 25:支撐結構 26,226,326,511:雷射源 27,227,327:雷射束 28,228:反射鏡系統 29:支撐元件 30:熱源 108,508:凹部件 109,209,309:凸部件 F:前進方向 M:移動方向 P:路徑 P1:打開位置 P2:關閉位置 R:軸線 T:軌跡
參考附圖可以更好地理解及實施本揭示，附圖示出了本揭示的若干例示性、非限制性實施例，其中： 圖1為示意性頂視圖，示出了藉由壓縮模製技術製造物件的設備的一部分； 圖2為示意性橫剖面，示出了圖1的設備的在容納結構內的凹模部件； 圖3為示意圖，示出了在圖1的設備的替代實施例中的凸模部件，傳送元件正在凸模部件上釋放出聚合材料的一劑量； 圖4為類似於圖3的示意圖，示出了用於加熱劑量的加熱元件； 圖5為類似於圖4的示意圖，示出了根據替代實施例的加熱元件； 圖6為類似於圖5的示意圖，示出了根據另一替代實施例的加熱元件；及 圖7為示意圖，示出了圖1的設備的替代實施例的凹模部件，其中提供了加熱元件。
1:設備
2:擠出裝置
3:傳送裝置
4:傳送元件
5:模具
6:劑量
7:模製迴轉料架
8:凹模部件
9:凸模部件
10:空腔
11:熱調節裝置
511:雷射源
F:前進方向
M:移動方向
P:路徑
P1:打開位置
P2:關閉位置
T:軌跡

Claims (13)

  1. 一種用於形成物件的設備，包含：一擠出裝置，用於供應聚合材料的一連續擠出物；至少一個分離元件，用於切割該連續擠出物從而自該連續擠出物分離出聚合材料之一劑量；至少一個模具，包含可在一打開位置與一關閉位置之間相對於彼此移動的一第一模具部件及一第二模具部件，在該打開位置，該劑量擱置在選自該第一模具部件及該第二模具部件的一接收部件上，並且在該關閉位置，在該第一模具部件與該第二模具部件之間界定一成形室，該成形室具有與該物件相對應的一形狀，其中該設備進一步包含一熱調節裝置，其係組配以在該劑量定位於該至少一個模具中並且在到達該關閉位置之前，藉由熱調節該劑量的至少一個表面部分而作用於該劑量，該至少一個表面部分與該劑量的擱置在該接收部件上的一靜止部分不同。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該熱調節裝置位於該接收部件的外部。
  3. 如請求項1或2所述之設備，其中該熱調節裝置包含用於發射一雷射束的一雷射源，該雷射束旨在引導至該劑量的該表面部分上。
  4. 如請求項3所述之設備，其中該雷射源係組配以移動該雷射束，使得該雷射束掃描該劑量的該表面部分的多個點。
  5. 如請求項3或4所述之設備，其中該雷射源位於一固定位置，該至少一個模具可相對於該雷射源移動。
  6. 如請求項1或2所述之設備，其中該熱調節裝置包含沿一路徑定位的一熱源，該模具沿該路徑移動，該熱源介置於該路徑的可到達該打開位置的一點與該路徑的可到達該關閉位置的另一點之間。
  7. 如請求項6所述之設備，其中該熱源選自一熱風源、一火焰處理單元、一紅外線燈、一電漿裝置。
  8. 如請求項1或2所述之設備，進一步包含一移動裝置，用於沿一路徑移動該模具，該熱調節裝置包含位於該路徑的一區帶中的一容納結構，該區帶介置於該路徑的可到達該打開位置的一點與該路徑的可到達該關閉位置的另一點之間，用於限制熱量向外擴散。
  9. 如請求項8所述之設備，進一步包含一加熱元件，以供加熱該容納結構內的空氣。
  10. 如請求項9所述之設備，其中該加熱元件包含位於該容納結構內的至少一個紅外線燈及與該容納結構的一壁相關聯的至少一個反射鏡，以供將該等紅外線導向該劑量該表面部分。
  11. 一種形成一物件的方法，包含以下步驟： 供應聚合材料的一連續擠出物； 切割該連續擠出物，從而自該連續擠出物中分離出聚合材料的一劑量； 提供包含一第一模具部件及一第二模具部件的至少一個模具； 將該劑量定位在選自該第一模具部件及該第二模具部件的一接收部件上，同時該第一模具部件及該第二模具部件彼此相距一定距離；及 使該第一模具部件及該第二模具部件相對於彼此移動，直至到達一關閉位置，在該關閉位置，在該第一模具部件與該第二模具部件之間界定一成形室，該成形室具有與該物件相對應的一形狀； 其中，在到達該關閉位置之前，提供對該劑量的至少一個表面部分進行熱調節，該表面部分與該劑量中擱置在該接收部件上的一靜止部分不同。
  12. 如請求項11所述之方法，其中在切割該連續擠出物以自該連續擠出物分離該劑量的步驟期間，該劑量的經熱調節的該表面部分與一分離元件相互作用。
  13. 如請求項11或12所述之方法，其中在切割該連續擠出物的步驟之後，該劑量的經熱調節的該表面部分與將該劑量輸送至該模具的一傳送元件相互作用。
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