本發(fā)明總體上涉及具有共形的加熱和冷卻管路的工具及制備該工具的方法。

背景技術(shù)：
模具型芯的制備經(jīng)常是為了鑄造在成型操作中使用的成型工具。傳統(tǒng)的用于制備成型工具的方法根據(jù)應(yīng)用和形成的產(chǎn)品的需求而變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于形成成型工具的模具型芯包(moldcorepackage)包括具有粘結(jié)劑的多個(gè)堆疊的微粒層。多個(gè)堆疊的微粒層形成犧牲壁。細(xì)長(zhǎng)犧牲替換管路鄰接模具型芯包的成形表面延伸穿過(guò)模具型芯包。模具型腔由堆疊的微粒層限定。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，利用犧牲模具型芯包制備成型工具的方法包含提供薄層微粒。提供砂印裝置。用砂印裝置將粘合劑印刷在薄層微粒上，呈現(xiàn)犧牲模具型芯包的橫截面層。堆疊多個(gè)薄層微粒，以形成完整的犧牲模具型芯包。熔融材料被施加到模具型芯包。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，制備注射成型工具的方法包含：(a)沉積薄層微粒；及(b)將粘結(jié)劑選擇性地施加到薄層微粒，以限定模具型芯包的橫截面。重復(fù)步驟(a)和(b)生成模具型芯包。將熔融材料施加到模具型芯包。移除模具型芯包的薄層微粒和粘結(jié)劑，以形成注射成型工具。本發(fā)明的再一方面包括適于在多個(gè)砂層上印刷多層粘合劑以形成模具型芯的砂印裝置。模具型芯用于構(gòu)建嵌入模、底模，或者構(gòu)建用于制造成型件的成型工具。嵌入?；虺尚凸ぞ甙ㄟm于容納加熱流體和冷卻流體以輔助嵌入模或成型工具內(nèi)部成型件的形成的共形管路和共形貯液器。共形管路緊密遵循與嵌入?；虺尚凸ぞ叩哪＞咝颓唤咏某尚伪砻?。本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀下述的說(shuō)明、權(quán)利要求和附圖后會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和其它方面、目的及特征。附圖說(shuō)明附圖中：圖1是在通過(guò)砂印裝置形成模具型芯包之前的剛性容納箱或工作箱的俯視透視圖；圖2是在剛性容納箱中散布第一層細(xì)微粒的過(guò)程中的圖1的剛性容納箱俯視透視圖；圖3是經(jīng)過(guò)若干次砂印裝置處理后的圖1的剛性容納箱的俯視透視圖；圖4是新的細(xì)微粒層即將覆蓋剛性容納箱的印刷表面之前的圖1的剛性容納箱的俯視透視圖；圖5是新的細(xì)微粒層正覆蓋剛性容納箱的印刷表面的圖1的剛性容納箱的俯視透視圖；圖6是剛性容納箱中完整的模具型芯已經(jīng)印刷之后的圖1的剛性容納箱的俯視透視圖；圖6A是包含正移除多余的未粘合的砂的模具型芯的圖1的剛性容納箱的側(cè)視透視圖；圖7是未組裝的模具組件從剛性容納箱中移除之后的俯視透視圖；圖7A是組裝的圖7的模具型芯的俯視透視圖；圖8是圖7A的模具型芯包的俯視圖；圖9是沿圖8的線IX-IX的俯視透視橫截面圖；圖10是沿線X-X的圖8的模具型芯包的側(cè)視正橫截面圖；圖11是在將熔融金屬填入由模具型芯包限定的澆鑄區(qū)中的過(guò)程中模具型芯包的俯視透視橫截面圖；圖12是熔融金屬引入模具型芯包之后模具型芯包的形成的俯視透視橫截面圖；圖12A是圖12的模具型芯包的側(cè)視正橫截面圖；圖13是因此產(chǎn)生的由模具型芯包形成的成型工具的俯視透視圖；圖14A是貫穿成型工具的共形管路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14B是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14C是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14D是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14E是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14F是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14G是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14H是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖14I是貫穿成型工具的共形管路的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖15A是貫穿成型工具的共形貯液器的一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖15B是圖15A的共形貯液器和成型工具的俯視透視圖；圖15C是貫穿成型工具的共形貯液器的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視橫截面圖；圖15D是圖15C的共形貯液器和成型工具的俯視透視圖；圖15E是貫穿成型工具的共形貯液器的另一個(gè)實(shí)施例的俯視透視圖；圖15F是貫穿成型工具的共形貯液器的又一個(gè)實(shí)施例的俯視透視圖；圖15G是貫穿成型工具的共形貯液器的又一個(gè)實(shí)施例的俯視透視圖；圖16是成型工具的俯視透視圖，表示在與互補(bǔ)的第二半模具連接之前的第一半模具；圖16A是圖16的第一半模具和第二半模具連接之后的俯視透視圖；圖17是從第一半模具和第二半模具中移除的成型件的俯視透視圖；圖18是模具型芯包中嵌入模工具的形成的俯視透視橫截面圖；圖19是圖18的嵌入模工具的側(cè)視正橫截面圖；圖20是從模具型芯包中移除之后的嵌入模工具的俯視透視橫截面圖；圖21是安裝到第一和第二底模之前的第一和第二嵌入模工具的俯視透視圖；圖21A是圖21的成型總成的俯視透視橫截面圖；圖22是在零件成型過(guò)程中圖21的成型總成的俯視透視圖；圖23是在移除成型件的過(guò)程中圖21的成型總成的俯視透視圖；圖24是與成型總成有關(guān)并將加熱流體引入成型總成的溫度控制站的示意圖；圖25是與成型總成關(guān)聯(lián)并將冷卻流體引入成型總成的溫度控制站的示意圖；圖26是與成型總成一起使用的加熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖27是與本發(fā)明的成型工具一起使用的冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖28是包含上型模(copemold)、下型模(dragmold)和型芯的砂模包的俯視透視分解圖；圖29是型芯嵌入下型模的圖28的砂模包的俯視透視圖；圖30是上型和下型模相互鄰近設(shè)置準(zhǔn)備鑄造熔融材料的圖28的砂模包的俯視透視圖；圖31是在圖28的砂模包已經(jīng)脫離的情況下由圖28的砂模包產(chǎn)生的鑄造件的透視圖；以及圖32是由圖28的砂模包制成的鑄造成型工具的透視圖。具體實(shí)施方式為了進(jìn)行說(shuō)明，此處的術(shù)語(yǔ)“上”(“upper”)，“下”(“l(fā)ower”)，“右”(“right”)，“左”(“l(fā)eft”)，“后”(“rear”)，“前”(“front”)，“垂直”(“vertical”)，“水平”(“horizontal”)及其派生詞將總體涉及圖1所示的發(fā)明。但是，應(yīng)理解到的是，本發(fā)明可以采用各種可供選擇的方位和步驟順序，除非有相反的明確說(shuō)明。還應(yīng)理解到的是，附圖所示及說(shuō)明書(shū)所說(shuō)明的具體裝置和程序僅是權(quán)利要求限定的發(fā)明概念的示例性實(shí)施方式。因此，關(guān)于此處公開(kāi)的實(shí)施方式的具體的尺寸和其它物理特征不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的，除非權(quán)利要求中另有明確聲明。參照?qǐng)D1-27，圖中表示了模具型芯包(moldcorepackage)10。模具型芯包10用于形成成型工具(moldingtool)12。模具型芯包10包括具有粘結(jié)劑(bindingagent)16的多個(gè)堆疊的微粒層(stackedparticulatelayer)14。多個(gè)堆疊的微粒層形成犧牲壁(sacrificialwall)18。細(xì)長(zhǎng)的犧牲微粒管路20貫穿模具型芯包10并在成型工具12中限定共形管路(conformalline)22。模具型腔(moldcavity)26由多個(gè)堆疊的微粒層14限定?？梢灶A(yù)期的是，成型工具12可以用于任何種類(lèi)的成型操作中。這樣的成型操作可以包括注射成型、泡沫成型、吹塑、熱成型、傳遞成型、反應(yīng)注射成型、壓縮成型、擠出等等。如以下說(shuō)明所描述的那樣，成型工具12用于注射成型應(yīng)用。然而，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，通過(guò)利用模具型芯包10制造的成型工具12可以用于前述任何成型應(yīng)用?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1-6，由包括木材、金屬等的任意材料制成的模箱(patternbox)或工作箱(jobbox)40放置在印刷裝置42的下方。工作箱40限定印刷區(qū)44，在印刷區(qū)44中，多個(gè)堆疊的微粒層14將構(gòu)建模具型芯包10(圖8)。印刷裝置42包括漏斗46和沉積槽48，沉積槽48在印刷區(qū)44內(nèi)部鋪設(shè)例如二氧化硅、砂、陶瓷與砂的混合物等這樣的活化的細(xì)微粒50的薄層90。微粒50可以是包括直徑為0.002mm至2mm的任何尺寸。印刷裝置42還包括粘合劑(binder)沉積裝置或粘合劑分配器52。如以下詳細(xì)公開(kāi)的那樣，粘合劑分配器52以期望的模具型芯包10的單層的形狀噴出薄層粘合劑或粘結(jié)劑16。砂的分層以及在細(xì)微粒50上通過(guò)粘合劑分配器52噴出粘結(jié)劑16的重復(fù)導(dǎo)致產(chǎn)生三維(3D)模具型芯模(moldcorepattern)10。3D模具型芯模10經(jīng)過(guò)足以在細(xì)微粒50的每一薄層90上都印刷的一段時(shí)間而生成。生成的模具型芯包10最終將用于制造用來(lái)生產(chǎn)成型件(moldedpart)的成型工具12。參照?qǐng)D1，最初，在與印刷裝置42聯(lián)接的計(jì)算機(jī)60中運(yùn)行的包括成品的期望形狀的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)程序被輸入印刷裝置42的CAD程序。可以預(yù)期的是，CAD或任何其它形式的3D建模軟件都可以用于為3D印刷裝置42提供足夠的信息以形成期望的模具型芯包10(圖8)。在開(kāi)啟3D印刷裝置42之前，通過(guò)微粒噴口62將預(yù)定數(shù)量的細(xì)微粒50連同由活化劑噴口72提供的活化涂層或活化劑70傾倒入漏斗46中。盡管所示的實(shí)施例使用細(xì)砂作為細(xì)微粒50，但如上提到的那樣，細(xì)微粒50可以包括任何種類(lèi)的材料或它們的結(jié)合。細(xì)微粒50在漏斗46中與活化劑70混合?？梢酝ㄟ^(guò)攪拌器74或其他這樣的攪拌裝置混合細(xì)微粒50和活化劑70的混合物從而活化細(xì)微粒50。細(xì)微粒50和活化劑70完全混合之后，將細(xì)微粒50移至沉積槽48。現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，細(xì)微粒50移至沉積槽48之后，通過(guò)沉積槽48以細(xì)且均勻的層的方式橫跨印刷區(qū)44散布細(xì)微粒50。在工作箱40中的印刷區(qū)44上散布薄層90之后，將粘結(jié)劑16噴在活化的細(xì)微粒50上。粘結(jié)劑16來(lái)自粘合劑分配器52，粘合劑分配器52在表示期望的模具型芯包10(圖8)的第一薄橫截面層的樣式80中噴出一薄層粘結(jié)劑16。在噴出粘結(jié)劑16之后，準(zhǔn)備細(xì)微粒50和活化劑70的另一混合物，并將混合物傾倒入沉積槽48。然后沉積槽48在工作箱40中在之前散布的細(xì)微粒50層之上分配另一層活化的細(xì)微粒50。粘合劑分配器52再次越過(guò)印刷區(qū)44，在表示鄰近第一薄橫截面層的期望的模具型芯包10的第二薄橫截面層的樣式80中噴出薄層粘結(jié)劑16。重復(fù)這些步驟多次，直到已經(jīng)印出模具型芯包10的每一橫截面層(圖6)。利用該模具型芯構(gòu)建技術(shù)，實(shí)際上可以形成任何形狀的模具型芯包10。而且，模具型芯包10可以具有通過(guò)其它公知的方法無(wú)法產(chǎn)生的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。具體地，模具型芯包10可以構(gòu)建為包括在模具型芯包10中延伸并且圍繞模具型芯包10延伸的多條犧牲微粒管路(sacrificialparticulateline)20(圖6A)。多條犧牲微粒管路20由粘結(jié)劑16和細(xì)微粒50通過(guò)與形成模具型芯包10相同的方式產(chǎn)生。正如這里將進(jìn)一步詳細(xì)公開(kāi)的那樣，多個(gè)犧牲微粒管路20用于限定共形通道或共形管路22(圖13)，共形通道或共形管路22在零件注射成型的過(guò)程中允許快速加熱和冷卻成型工具12(圖13)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7和圖7A，還可以預(yù)期的是，可以使用用于連接模具型芯包的組件的任何聯(lián)鎖特征(interlockingfeature)。在所示實(shí)施例中，具有模具型芯包93A、93B、93C和93D的多個(gè)組件的組合模具型芯92適合于插入工作箱中。在特定的例子中，當(dāng)形成大的成型工具12(圖13)時(shí)，會(huì)需要將模具型芯包的若干個(gè)組件裝配在一起以形成成型工具12。如圖所示，利用犧牲連接器94結(jié)合模具型芯包93A、93B、93C和93D的組件，該犧牲連接器94適于在模具型芯包93A、93B、93C和93D的每一個(gè)組件中接合接收槽95。模具型芯包93A、93B、93C和93D的組件的功能與本發(fā)明討論的模具型芯包10的功能類(lèi)似。如圖8-11所示，3D模具型芯包10包括總體上表示將要最終成型的零件的形狀的成形表面(formingsurface)100。模具型芯包10還包括在成型工具12中限定共形管路22(圖13)的多個(gè)犧牲微粒管路20。模具型芯包10還具有包括共形管路22的尺寸和布置的形狀，其中，共形管路22是細(xì)長(zhǎng)的通道，在成型工具12中形成成型件的過(guò)程中，通過(guò)該細(xì)長(zhǎng)的通道傳送加熱和冷卻流體。同時(shí)，共形管路22設(shè)置在最終將成為成型件表面的成型表面(moldingsurface)160(圖13)附近。在成型工藝過(guò)程中共形管路22幫助成型件的加熱和冷卻。如圖9和圖10所示，模具型芯包10為引入熔融材料110做準(zhǔn)備。熔融材料110可以是包括鑄鐵或合金的任何種類(lèi)的金屬。間斷間隔的型芯支承件111可以設(shè)置在模具型芯包10中。型芯支承件111將犧牲微粒管路20保持在成形表面100之上的適當(dāng)位置。模具型芯包10和多個(gè)犧牲微粒管路20都使用一次以制成一個(gè)成型工具12。即，在熔融材料110已經(jīng)在模具型芯包10中固化之后形成成型工具12的過(guò)程中，模具型芯包10和多個(gè)犧牲微粒管路20總體上被破壞?？梢詫⒗缟暾?qǐng)?zhí)枮?1/268,369、名稱(chēng)為“生產(chǎn)鑄造表皮或凝塑模具的方法(MethodofProducingaCastSkinorSlushMold)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)以及國(guó)際公布號(hào)為WO2010/144786、名稱(chēng)為“具有織紋表面的低CTE凝塑模具以及制造和利用該模具的方法(LowCTESlushMoldswithTexturedSurface，andMethodofMakingandUsingtheSame)”的PCT申請(qǐng)中所示并說(shuō)明的合金注入模具型芯包10，上述兩篇專(zhuān)利文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式合并于此?，F(xiàn)在參照?qǐng)D11-13，通過(guò)將熔融材料110倒入模具型芯包10中制成成型工具12。熔融材料110填滿(mǎn)模具型芯包10、犧牲壁18和犧牲微粒管路20之中及其周?chē)乃锌瞻卓臻g。熔融材料110可以焚化薄微粒層14中的部分或全部粘結(jié)劑16。熔融材料110嵌入模具型芯包10中之后，將模具型芯包10放置在熱使模具型芯包10中的粘結(jié)劑16揮發(fā)的爐中。然后通過(guò)打碎犧牲壁18將鑄造成型工具12從模具型芯包10中脫離，并且可以沖刷或清洗掉成型工具12上的任何剩余的砂。類(lèi)似地，也使?fàn)奚⒘９苈?0中的粘結(jié)劑16揮發(fā)，使得可以用刷子或從共形管路22洗掉細(xì)微粒50的動(dòng)力噴霧器清除共形管路22。此外，可以預(yù)期的是，可以圍繞模具型芯包，例如圖11所示的模具型芯包10，印刷薄容納壁(containmentwall)?？梢灶A(yù)期的是，薄容納壁可以很大程度上反映圖11所示的工作箱40的構(gòu)造。當(dāng)還在印刷模具型芯10包時(shí)可以利用上述砂印工藝印刷薄容納壁?？梢栽谠谀＞咝托景?0周?chē)∷⒌谋∪菁{壁中鑄造例如上述熔融材料110這樣的熔融材料。為了使薄容納壁能夠經(jīng)受住鑄造工藝，具有圍繞模具型芯包印刷的薄容納壁的模具型芯包嵌套在鑄造用砂中增加支承。這樣，當(dāng)由鑄造用砂支承時(shí)，可以利用附加制造工藝提供用于容納并形成鑄件的容納壁。此外，可以利用類(lèi)似印刷保護(hù)性薄容納壁的技術(shù)完全包圍非常精細(xì)且錯(cuò)綜復(fù)雜的模具型芯包。這樣，可以預(yù)期的是，可以印刷保護(hù)性薄壁容納結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)完全包圍精細(xì)的模具型芯包以保護(hù)模具型芯包直到需要進(jìn)行鑄造工藝。然后可以打碎保護(hù)性薄壁結(jié)構(gòu)以允許鑄造操作員取出模具型芯包。如圖12-13所示，然后允許熔融材料110硬化。熔融材料110硬化以形成成型工具12。硬化之后，破壞模具型芯包10并且清除內(nèi)部空隙。在擦洗和適當(dāng)處理成型工具12之后，留下的成品成型工具12能夠在注射成型或其它成型工藝中形成成型件。成型工具12包括用于將成型材料122(圖15B)注射到在相對(duì)的成型工具12之間限定的模具型腔26(圖16A)中的注射口120。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，在成型工具12中提供共形管路22。成型工具12僅表示成型總成130(圖16A)的一半，成型總成130包括作為用于形成成型件140的第一半模具132和第二半模具134(圖16A)操作的兩個(gè)成型工具12?，F(xiàn)在參照?qǐng)D14A-14H，犧牲微粒管路20(圖12)可以形成有在對(duì)模具型芯包10施加熔融材料之后限定共形管路22中不規(guī)則形狀的各種突起。因此，共形管路22可以包括各種構(gòu)造和特征，例如湍流誘導(dǎo)部件(turbulenceinducingmember)。如圖14A所示，共形管路22包括限定成型工具12中的凹槽(recess)143的多個(gè)鰭片(fin)141。凹槽143可以提供在成型工藝之前將熱有效地傳遞至成型材料110或者從已經(jīng)成型的零件中消退熱的期望的熱力學(xué)特征。在另一實(shí)施例中，如圖14B所示，鰭片141和凹槽143構(gòu)建為螺旋樣式(spiralpattern)，其可以在加熱或冷卻成型工具12時(shí)在共形管路22中產(chǎn)生附加的湍流。例如圖14C-14F所示的類(lèi)似的實(shí)施例包括菱形構(gòu)造(圖14C)、呈現(xiàn)螺旋構(gòu)造的菱形構(gòu)造(圖14D)、長(zhǎng)圓構(gòu)造(ovularconstruction)(圖14E)以及呈現(xiàn)螺旋構(gòu)造的長(zhǎng)圓構(gòu)造(圖14F)。此外，共形管路22的直徑還可以改變，使得當(dāng)暖/冷流體通過(guò)共形管路22時(shí)通過(guò)成型工具12的流動(dòng)增加或減少(圖14G)。由于利用通過(guò)這里詳細(xì)說(shuō)明的3D印刷工藝制成的模具型芯包制造成型工具12，因此共形管路22可以有這些和其它變體。傳統(tǒng)用于成型工具的冷卻管路被頻繁鉆孔，因此排除了不規(guī)則形狀的共形管路22的可能性。此外，如圖14H所示，可以預(yù)期的是，共形管路22的縱向長(zhǎng)度可以是線形、弓形、有角度的等等。而且，共形管路22可以是波形的并且包括非?？拷尚捅砻?60(圖15A)的部分以及不靠近成型表面160的其它部分，使得共形管路22的不同區(qū)域?qū)Τ尚凸ぞ?2以及最終將要成型的零件具有不同的熱影響。如這里提到的，通過(guò)這里詳細(xì)說(shuō)明的3D印刷工藝可以制成這些構(gòu)造。現(xiàn)在參照?qǐng)D15A-15D，可以預(yù)期的是，共形管路22可以與一個(gè)或多個(gè)共形貯液器(conformalreservoir)145連通或成為一個(gè)或多個(gè)共形貯液器145的一部分。每個(gè)共形貯液器145由在構(gòu)建模具型芯包10的過(guò)程中與模具型芯包10一起形成的犧牲替換體(sacrificialdisplacementbody)形成。犧牲替換體可以包括在對(duì)模具型芯包10施加熔融材料之后限定共形貯液器145中不規(guī)則形狀的多個(gè)凹槽。共形貯液器145適于提供通過(guò)成型工具12、鄰近成型工具12中限定的成型表面160的熱/冷流體的均勻流動(dòng)。成型工具12可以包括遍布成型工具12延伸的多個(gè)共形貯液器145。如圖15C和15D所示，提供設(shè)計(jì)為承受與注射成型壓力有關(guān)的成型工具12的負(fù)載的周期欄柱(periodiccolumn)146。周期欄柱146確保注射成型工具12在任何共形貯液器145附近不會(huì)破損或斷裂。此外，成型工具12包括防止注射到模具型腔26(圖16A)中的成型材料進(jìn)入共形貯液器145或共形管路22的分隔壁(separationwall)139。根據(jù)共形管路22具有的對(duì)成型工具12以及最終將要成型的零件的期望的熱影響，共形貯液器145可以呈現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)并且可以位于距成型表面160的各種距離的位置。此外，可以預(yù)期的是，共形貯液器145可以貫穿整個(gè)成型工具12呈波浪形。更具體地，共形貯液器145的某些部分可以比共形貯液器145的其它部分更靠近成型工具12的成型表面160，因此提供與距成型表面160較遠(yuǎn)的共形貯液器145的那些區(qū)域相比具有對(duì)成型表面160的較高熱影響的區(qū)域。現(xiàn)在參照?qǐng)D15E-15G，可以在共形貯液器145內(nèi)部設(shè)置各種湍流誘導(dǎo)部件以限制在注射成型工藝過(guò)程中流過(guò)零件的熱/冷流體的停滯并改善湍流。如圖15E所示，設(shè)置多個(gè)鰭片147，它們以相對(duì)于彼此角度設(shè)置并且促進(jìn)流入鰭片147并圍繞鰭片147流動(dòng)。作為選擇，如圖15F所示，在共形貯液器145內(nèi)部的間歇位置設(shè)置多個(gè)擋板148，其用于影響流過(guò)共形貯液器145的熱/冷流體的流動(dòng)，并且還使在擋板148的位置的熱/冷流體的熱影響降至最低。在又一實(shí)施例中，如圖15G所示，多個(gè)間歇突起149延伸到共形貯液器145中，由此影響共形貯液器145中熱/冷流體的流動(dòng)和停滯。盡管所示的突起149包括圓柱形結(jié)構(gòu)，但可以理解的是，突起149也可以采用許多不同的形狀。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解的是，作為由這里公開(kāi)的3D印刷工藝構(gòu)建的直接結(jié)果，可以在成型工具12中形成任何各種不同的架構(gòu)(architecture)。在成型工藝過(guò)程中，湍流部件由模具型芯中的凹槽限定，該凹槽在制造成型工具12的過(guò)程中隨后被熔融材料填充?，F(xiàn)在參照?qǐng)D16和圖16A，第一半模具132與事先形成的并且在形狀上互補(bǔ)的第二半模具134連接。第一半模具132和第二半模具134代表利用參照?qǐng)D1-14詳細(xì)描述的印刷技術(shù)形成的成型工具12。第一半模具132和第二半模具134之間的模具型腔26表示將要形成的成型件140(圖17)的形狀。第一半模具132和第二半模具134通過(guò)設(shè)置在第一和第二半模具132、134中的每一個(gè)的角落周?chē)M向(X和Y方向)固定第一半模具132和第二半模具134的銷(xiāo)(pin)144連接。同時(shí)，壓力機(jī)(press)150在垂直方向固定第一半模具132和第二半模具134。第一半模具132和第二半模具134已經(jīng)固定在一起之后，以高壓的方式通過(guò)注射口120注入成型材料122。因此，在第一半模具132和第二半模具134之間限定的模具型腔26被成型材料122填滿(mǎn)。同時(shí)，通過(guò)鄰近第一半模具132和第二半模具134的成型表面160設(shè)置的共形管路22將加熱流體152(圖24和圖25)用泵送入進(jìn)口153，并且加熱流體通過(guò)出口155流出。加熱流體152加熱第一半模具132和第二半模具134的成型表面160，引起成型材料122完全地流入模具型腔26。在成型材料122已經(jīng)完全填滿(mǎn)模具型腔26之后，共形管路22排出加熱流體152。然后用冷卻流體154填充共形管路22以快速冷卻位于模具型腔26中的成型材料122?？梢灶A(yù)期的是，冷卻流體154和加熱流體152可以是相同的流體。作為選擇，冷卻流體154可以是在冷卻條件下使用良好的第一流體，加熱流體152可以是在加熱條件下使用良好的第二流體。經(jīng)過(guò)預(yù)先確定的一段時(shí)間之后，第一半模具132和第二半模具134分離，并移除成型件140(圖17)。第一半模具132和第二半模具134現(xiàn)在準(zhǔn)備重新連接并引入另外的成型材料122以形成更多的成型件140。本發(fā)明的再一實(shí)施例包括嵌入成型總成(insertmoldingassembly)168(圖21)，該總成具有適于分別接合第一和第二底模174、176的第一和第二嵌入模170、172，第一和第二嵌入模170、172也稱(chēng)為型腔工具(cavitytool)170和型芯工具172。如圖18-20所示，第一和第二嵌入模170、172通過(guò)根據(jù)以上圖1-14概述的類(lèi)似的工藝形成。利用相同的3D印刷工藝，但3D印刷工藝用于形成第一和第二嵌入模170、172而不是用于形成成品成型工具12。第一和第二嵌入模170、172為快速連接第一和第二底模174、176作準(zhǔn)備，由此允許使用者從第一和第二底模174、176中快速換出第一和第二嵌入模170、172，由此提高在成型設(shè)備中制成不同成型件140的速度。共形管路22和共形貯液器145可以在嵌入模170、172中的任一個(gè)中形成或在它們兩個(gè)中都形成。還可以預(yù)期的是，共形管路22可以與第一和第二底模174、176中的共形管路22流體連通，或者與第一和第二底模174、176中的傳送管路(relayline)流體連通。通過(guò)在向模具型芯包10中引入熔融材料之前，在模具型芯包10中形成諸如犧牲替換管路和犧牲替換體這樣的犧牲型芯部分，制造共形管路22、共形貯液器145和任何傳送管路。如圖21-23的實(shí)施例所示，第一和第二嵌入模170、172設(shè)計(jì)為分別嵌入第一和第二底模174、176中。第一和第二嵌入模170、172與設(shè)置在第一和第二底模174、176的角落周?chē)匿N(xiāo)180對(duì)齊。盡管圖21-23所示的實(shí)施例中銷(xiāo)180適于接合第一和第二嵌入模170、172，但本發(fā)明并不因此限定為該實(shí)施例。銷(xiāo)180充當(dāng)可以引導(dǎo)嵌入物、底模、嵌入物和底模的向?qū)卣?，或者可以完全移除銷(xiāo)180。然后第一底模174、第一嵌入模170、第二嵌入模172和第二底模176牢固地連接，并且成型材料122通過(guò)入口179嵌入第一底模174中并穿過(guò)第一嵌入模170。成型材料122占據(jù)第一嵌入模170和第二嵌入模172之間限定的模具型腔26。然后通過(guò)共形管路22加熱成型材料122，共形管路22包括通過(guò)共形管路22用泵送入入口182并從第一和第二嵌入模170、172的成型表面188的出口184流出的加熱流體152。在已經(jīng)對(duì)模具型腔26內(nèi)部的成型材料122完全增壓之后，將冷卻流體154插入共形管路22中以快速冷卻或制冷成型材料122，由此形成硬化的成型件140。然后從模具型腔26(圖23)中移除成型件140，然后第一底模174、第一嵌入模170、第二嵌入模172和第二底模176重新連接并再次填充成型材料122以形成另外的成型件140?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖24和圖25，總體上可以預(yù)期的是，延伸通過(guò)成型工具12或嵌入成型總成168(共同地稱(chēng)為“成型總成200”)的加熱流體152和冷卻流體154傳送自溫度控制系統(tǒng)202。溫度控制系統(tǒng)202包括與成型工具12或嵌入成型總成168連通的加熱流體152和冷卻流體154。要加熱成型總成200時(shí)，典型地在成型材料122最初嵌入成型總成200中的過(guò)程中，閥門(mén)站(valvestation)204開(kāi)啟允許加熱流體152從加熱的流體貯液器208流向成型總成200的加熱側(cè)閥門(mén)206。同時(shí)，控制冷卻流體154從冷卻的流體貯液器212流向成型總成200的冷卻側(cè)閥門(mén)210關(guān)閉，使得冷卻流體154無(wú)法到達(dá)成型總成200。成型總成200已經(jīng)達(dá)到期望的溫度并經(jīng)過(guò)期望的一段時(shí)間之后，加熱流體152然后返回加熱的流體貯液器208，允許加熱流體152流體連通至成型總成200的加熱側(cè)閥門(mén)206關(guān)閉。同時(shí)如圖25所示，冷卻的流體貯液器212和成型總成200之間關(guān)閉的冷卻側(cè)閥門(mén)210打開(kāi)，使得冷卻流體154可以流向成型總成200，因此冷卻成型材料122并形成硬化的成型件140。圖26表示與如上所述的成型總成200一起使用的加熱系統(tǒng)300的一個(gè)實(shí)施例。加熱系統(tǒng)300包括經(jīng)過(guò)集渣器304的加熱流體管路302，其中集渣器304除去加熱流體152中可能存在的任何污垢或碎屑。然后加熱流體152經(jīng)過(guò)溫度傳感器311以確認(rèn)加熱流體152的溫度，并且然后到達(dá)脫氣罐306。脫氣罐306在加熱流體152被泵308移至加熱器310之前除去不需要的氣體和其它雜質(zhì)。脫氣罐連接至液位監(jiān)控箱307，液位監(jiān)控箱307允許用戶(hù)監(jiān)控脫氣罐306中的情況。加熱流體152總體上比期望的涼一些，因?yàn)榧訜崃黧w152從發(fā)生熱傳遞的成型總成200返回。因此，需要在加熱器310中重新加熱加熱流體152。加熱器310在加熱流體152經(jīng)過(guò)輔助調(diào)節(jié)加熱流體152的熱量的熱交換器312之前將加熱流體152的溫度提高至期望溫度。熱交換器312與冷卻水出口314和防止熱交換器312達(dá)到過(guò)高溫度的冷卻水供應(yīng)316聯(lián)接。然后在加熱流體152經(jīng)過(guò)流量計(jì)320之前，加熱流體152經(jīng)過(guò)確認(rèn)加熱流體152的溫度的第一和第二溫度傳感器317、318，其中流量計(jì)320提供流向成型總成200的加熱流體152的體積流量。現(xiàn)在參照?qǐng)D27，所示為適于與成型總成200連接的冷卻系統(tǒng)400。冷卻流體154通過(guò)集渣器402并流入冷卻箱404，在冷卻箱404中，冷卻流體154被冷卻至期望溫度。冷卻流體154總體上比期望的熱一些，因?yàn)槔鋮s流體154從將成型總成200和成型件140的熱量傳遞到冷卻流體154的成型總成200返回。因此，需要在冷卻箱404中重新冷卻冷卻流體154。溫度傳感器406監(jiān)測(cè)冷卻箱404中的溫度。冷卻箱404通過(guò)設(shè)置在冷卻箱404中的浸入式蒸發(fā)器(submergedevaporator)408冷卻。浸入式蒸發(fā)器408與流經(jīng)設(shè)置在高壓斷流器412和低壓斷流器414之間的壓縮機(jī)410的制冷劑連接。在移動(dòng)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)410之后，制冷劑在冷凝器416中冷卻。離開(kāi)冷凝器416之后，在移動(dòng)經(jīng)過(guò)可以檢查制冷劑的顏色、稠度、雜質(zhì)等的觀察鏡424之前，制冷劑經(jīng)過(guò)收集器418和止回閥420，以及過(guò)濾干燥器422。然后制冷劑通過(guò)膨脹閥426，在這里，制冷劑在進(jìn)入冷卻箱404之前可以快速冷卻。由于制冷劑通過(guò)冷卻箱404，制冷劑冷卻冷卻箱404和冷卻箱404的內(nèi)容物，使得冷卻箱404中的冷卻流體154被冷卻至期望溫度。冷卻流體154的溫度由溫度傳感器406監(jiān)測(cè)。然后用泵403將冷卻流體154從冷卻箱404中抽出并推向成型總成200，更具體地，推向成型總成200中的共形管路22。盡管圖26和圖27是可以與模具一起使用的加熱和冷卻系統(tǒng)的示例性實(shí)施例，但可以預(yù)期的是，其它加熱和冷卻系統(tǒng)也可以與模具一起使用，具體地，如前所述，其它加熱和冷卻系統(tǒng)可以與成型工具、嵌入模和底模一起使用。現(xiàn)在參照?qǐng)D28，表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中砂模包(sandmoldpackage)530包括上模或上型模(copemold)532、下模或下型模(dragmold)534和型芯522。砂模包530全部由模具和型芯組件組成，模具和型芯組件由砂印器印制，隨后從工作箱中移除。所示的砂模包530用于以上述類(lèi)似的方式鑄造熔融材料作準(zhǔn)備?，F(xiàn)在參照?qǐng)D29和圖30，所示為型芯522嵌入設(shè)置在下型模534的頂面上的下型模型腔539中，其中，下型模型腔539形成由具有上型模型腔537的上型模532和下型模534聯(lián)合限定的成型型腔。如圖30所示，砂模包532由彼此堆疊的上型模532和下型模534完全組裝。如圖28所示，模具型腔由分別都設(shè)置在上型模532和下型模534中的上型模型腔537、下型模型腔539聯(lián)合產(chǎn)生。如圖28-30所示，所示孔536和538設(shè)置在上型模532的上表面?？?36表示用于將熔融材料倒入如圖30中組裝的砂模包530中的接入點(diǎn)。如圖28所示，接入點(diǎn)還與一系列流道(runner)連接，允許熔融材料通過(guò)接入點(diǎn)從上型模532經(jīng)過(guò)下型模534。這樣，流道541自下而上填充分別由上型模532和下型模534的型腔539、537聯(lián)合產(chǎn)生的模具型腔。由于熔融材料填充模具型腔，多余的熔融材料開(kāi)始填充設(shè)置在上型模532的頂面上的冒口(riser)538。冒口538幫助鑄造操作員了解砂模包530的模具型腔何時(shí)已經(jīng)填滿(mǎn)，并且還允許熔融材料下沉?xí)r熔融材料可用于填充模具型腔的任何區(qū)域。一俟熔融材料在砂模包530中固化，就打碎砂模包530，如圖31所示，從而展現(xiàn)鑄造件540。如圖32所示，所示鑄造件540具有用于填充圖28-30所示的在成型工具542上硬化和固化的砂模包530的接入點(diǎn)、流道系統(tǒng)541和冒口538的鑄造材料。示為536a、538a和541a的這些鑄造結(jié)構(gòu)從成型工具542上用機(jī)器切削或以其它方式從成型工具542上移除從而展現(xiàn)準(zhǔn)備用于成型工藝中的工具。模具型芯包和這里所包括的組件，以及這里公開(kāi)的由模具型芯包制成工具的方法提供改進(jìn)的均勻冷卻成型工具的所有區(qū)域的能力，由此降低了翹曲、斷裂等的可能性。此外，與由印刷工藝制成的模具工具相關(guān)的準(zhǔn)確度提供更好的零件品質(zhì)、精確度和設(shè)計(jì)靈活性。共形管路允許熱性能提高。去掉用于加熱和冷卻的多條管路有利于能夠設(shè)置為與提高工具品質(zhì)以及工具和零件品質(zhì)所需要的期望的熱負(fù)荷匹配的整合的加熱和冷卻共形管路。此外，模具型芯包組件和由模具型芯包組件制成的工具可以設(shè)計(jì)為改善循環(huán)時(shí)間，由此增強(qiáng)零件制造能力?？梢栽诓恍枰獙?duì)成品件進(jìn)行額外涂色或上釉的情況下形成提供平滑光澤成品(即鋼琴黑)的A級(jí)曲面(ClassAsurface)，此外，可以通過(guò)在成型工具的模具表面上蝕刻樣式來(lái)形成具有蝕刻樣式的A級(jí)曲面，由此得到具有浮雕于成品件之上的樣式的成品件。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和其它組件不限于任何具體的材料。這里公開(kāi)的本發(fā)明的其它示例性實(shí)施例可以由任何種材料制成，除非這里另有說(shuō)明。為了說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“連接”(各種形式的連接)總體上指兩個(gè)(電的或機(jī)械的)組件彼此直接或間接的接合。這樣的接合可以是實(shí)質(zhì)上固定的或?qū)嵸|(zhì)上移動(dòng)的。這樣的接合可以通過(guò)兩個(gè)(電的或機(jī)械的)組件與彼此或兩個(gè)組件一體成型為一個(gè)單獨(dú)的整體的任何附加的中間組件實(shí)現(xiàn)。如無(wú)相反的說(shuō)明，這樣的接合可以是實(shí)質(zhì)上永久的或可以是實(shí)質(zhì)上可移除的或可拆離的。同樣重要的是，需注意示例性實(shí)施例中示出的本發(fā)明的元件的構(gòu)造和設(shè)置僅是示例性的。盡管本發(fā)明的很少一些實(shí)施例在說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，閱讀本發(fā)明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地理解到，多種變化也是可能的(例如各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例，參數(shù)值，安裝布置，材料的應(yīng)用，顏色，方位等)而實(shí)質(zhì)上并不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)勢(shì)。例如，示出的一體成型的元件可以由多個(gè)示為可以一體成型的多個(gè)零件的部件或元件構(gòu)成，界面的操作可以倒過(guò)來(lái)或做其他變化，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和/或部件或連接器或其它元件的長(zhǎng)度或?qū)挾瓤梢愿淖儯g提供的調(diào)節(jié)位置的類(lèi)型或數(shù)目可以改變。應(yīng)注意的是，系統(tǒng)的元件和/或總成可以由提供足夠強(qiáng)度或耐用性，具有多種色彩、紋理或其組合的任一的多種類(lèi)型材料中的任一種形成。因此，所有這些變化均包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。可以對(duì)上述的實(shí)施例和其它示例性實(shí)施例的設(shè)計(jì)、操作條件和設(shè)置進(jìn)行其它的替代、修正、改變和省略而不脫離本發(fā)明的精神。應(yīng)理解到的是，任何所述的過(guò)程或所述過(guò)程中的步驟可以與其它公開(kāi)的過(guò)程或步驟組合以形成本發(fā)明的保護(hù)范圍的結(jié)構(gòu)。此處公開(kāi)的示例性的結(jié)構(gòu)和過(guò)程僅用于說(shuō)明而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。還應(yīng)理解到的是，對(duì)前述的結(jié)構(gòu)和方法所做的改變和修正并不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍，進(jìn)一步地應(yīng)理解到的是，這些概念涵蓋于權(quán)利要求中，除非這些權(quán)利要求的文字表述有相反的表示。