專利名稱：利用分區(qū)式壓力模塑制作模制構(gòu)件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液態(tài)模塑。具體地說，本發(fā)明涉及在模具裝料和固化期間液態(tài)模塑過程和壓制機(jī)的有效控制。
背景技術(shù)：
簡短地綜述一下當(dāng)前主宰液態(tài)模塑復(fù)合件的各種技術(shù)將有益于顯示本發(fā)明工藝方法的一些好處。在各種性能方面最為類似于本發(fā)明的一些傳統(tǒng)的工藝方法是復(fù)合板材模塑(Sheet Molding Compound(“SMC”))、樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding(“RTM”))以及結(jié)構(gòu)反作用式噴射模塑(Structural Reaction Injection Molding(“SRIM”))的加壓模塑。
SMC工藝方法一般開始于一塊以多種增稠劑填充和以碎塊玻璃增強(qiáng)的未飽和聚酯樹脂的板片。這些板片被切開和安放在一加熱式器具之中，并在范圍從140-200℃(280-390°下)的溫度下和在范圍從7-14MPa(1000-2000psi)降至小到1.4MPa(200psi)的壓力下加壓而用于新的低壓成形。隨著這些板片被加熱和加壓，粘度下降而材料沿著模具的輪廓流動(dòng)，一般在大約2分鐘后固化。SMC工藝方法不同于其中樹脂和纖維在一單獨(dú)作業(yè)中被預(yù)先摻混的各種液態(tài)模塑技術(shù)。SMC工藝方法的主要優(yōu)點(diǎn)是不必制作一個(gè)塑坯。SMC工藝方法的主要缺點(diǎn)是其相對(duì)較長的循環(huán)時(shí)間和較低的制成工件的強(qiáng)度重量比。
在一種典型的RTM工藝方法中，一纖維塑坯安放在相稱的工具之中，經(jīng)受壓縮，而一些低粘度經(jīng)過靜態(tài)混合的反應(yīng)劑在范圍從真空驅(qū)動(dòng)到1.4MPa(200psi)的壓力下通過單個(gè)或多個(gè)孔口被注入空腔。隨著樹脂前沿的前進(jìn)，它通過安置在相稱的工具上的一個(gè)或多個(gè)通氣口驅(qū)出任何被截留的空氣。在樹脂開始流出各通氣口之后，后者被關(guān)閉而工件被允許固化一般從4到30分鐘，取決于工件尺寸、工件幾何形狀、孔口的數(shù)量和位置以及特定的樹脂物料。RTM工藝方法的簡圖顯示在以下圖1之中。總的說來，RTM工藝方法的工具和耗能成本較低，但其較長的循環(huán)時(shí)間會(huì)降低產(chǎn)量。RTM工藝方法作為大量生產(chǎn)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是其裝料時(shí)間。
圖2表明SRIM工藝方法，其類似于RTM工藝方法，主要的例外在于，樹脂是在很高壓力100MPa(1000巴)下以沖撞方式混合的，而后在范圍從0.5-1.7MPa(70-200psi)的壓力下被注入一加熱工具。用在SRIM工藝方法之中的各種樹脂物料反應(yīng)非常迅速并 可在短至45秒之后固化。為了使模具在樹脂膠凝之前裝滿，塑坯通常不超過30％容積比值。SRIM工藝方法一直得到采用而具有比可提供給RTM工藝方法的質(zhì)量要好的模具、注入設(shè)備和工藝過程控制。這些因素導(dǎo)致兩種工藝方法之間的明顯差別是RTM工藝方法是一種生產(chǎn)很為強(qiáng)固的工件的緩慢而便宜的技術(shù)，而SRIM工藝方法是一種用于快速生產(chǎn)非結(jié)構(gòu)上的零部件的較為精細(xì)和昂貴的方法。實(shí)際上，兩種工藝方法之間的差別是微小的。一般在一較高質(zhì)量的加熱式模具中，SRIM工藝方法簡直就是采用反作用式噴射模塑的RTM工藝方法。
圖3示意性地表明在RTM和SRIM兩種工藝方法中隨著樹脂前沿灌注一工件此前沿所作的進(jìn)展。指出了比如注入具有40％纖維容積比值的塑坯的各典型時(shí)間。如果樹脂被太快地迫使透過工件，可能截留住一些氣泡或者可能移動(dòng)塑坯的一些纖維，從而使工件性質(zhì)惡化。另外，比方說通過從工件中心向外到邊緣灌注樹脂來改變流動(dòng)路徑是很難的，并且可能導(dǎo)致不均勻的性質(zhì)?？偟膩碚f，樹脂流動(dòng)路徑在減少這些技術(shù)的循環(huán)時(shí)間方面是起限制作用的因素。
在發(fā)表于“復(fù)合材料期刊”(Journal of Composite Materials)1995年25卷16號(hào)的“關(guān)于加壓傳遞模塑(CTM)的研究”一文中，Young和Chiu說明CTM目標(biāo)是“經(jīng)由厚度方向的灌注”。在他們的試驗(yàn)裝置中，他們讓兩半模具稍稍打開而把樹脂在多種壓力下和記錄的裝料時(shí)間內(nèi)注入空腔。如果模具未充分打開，纖維塑坯只稍被降壓，仍然防礙樹脂的流動(dòng)。一當(dāng)確定了適當(dāng)?shù)拈_啟間距，模具裝料時(shí)間在同樣注入壓力下下降得超過RTM 37-46％。為此所提出的機(jī)構(gòu)是在塑坯與模具之間的一種通道流動(dòng)。隨后關(guān)閉模具，以最小的纖維擾動(dòng)很快地完成在厚度方向上的灌注。制成的工件的強(qiáng)度和模量證明為與RTM工件一樣。CTM的局限在于，在注入期間塑坯不是硬性地保持就位且不造成一條真正的供樹脂流過的通暢通道，從而限制了注入可能產(chǎn)生的最大速率。降低RTM工藝方法的流動(dòng)阻力仍然是非常有益的，尤其是在灌注像汽車車體板材這樣的很大的平面工件的時(shí)候。還應(yīng)當(dāng)指出，如果追求很高的纖維容積比值，注入模具的樹脂量就不足以分布遍及模具，而加壓時(shí)間必須延長以保證某些樹脂流過平面內(nèi)(in-plane)方向的時(shí)間。Dodge Viper公司為其許多零部件采用一種改型的CTM，稱作注射加壓系統(tǒng)(InjectionCompression System(ICS))，但由于年產(chǎn)量較低，循環(huán)時(shí)間可能長到15分鐘。工件光潔度不完善，但這本來可能是問題在于工藝方法的其他一些方面，諸如樹脂物料、松脫劑，等等。
另一種企圖主要通過厚度方向進(jìn)行灌注的革新性工藝方法是取得專利的司依曼復(fù)合樹脂灌注模塑工藝方法(Seemann Composite Resin InfusionModding Process(“SCRIMP”))。這是一種基于RTM的改型，具有在一撓性器具下面真空輔助裝置，因此只需要一個(gè)堅(jiān)硬的模具表面。樹脂被引導(dǎo)通過置放在器具各表面與塑坯之間的一種高透過性“分布介質(zhì)”。在塑坯上抽成真空而樹脂被引入并很快地通過介質(zhì)被分布開來。樹脂然后通過厚度方向灌注到工件里面，形成一非常均勻、高容積比值的工件。一多孔的表層線網(wǎng)安放在分布介質(zhì)與塑坯之間，以致它可以被撤除和丟棄。此工藝方法已經(jīng)證實(shí)對(duì)于灌注像大型船身和鐵路車廂那樣的巨大平面工件是極受歡迎的。SCRIMP工作良好，但作為一種真空驅(qū)動(dòng)式工藝方法，它太慢了，而且還生成對(duì)于大量生產(chǎn)所必需考慮的過多的廢料。司依曼(Seemann)具有另一專利(美國專利第5601852號(hào))，詳述了用在SCRIMP之中的透過厚度方法的一項(xiàng)改型，在一撓性的模制成的外部器具上采用一些有形的通道。此器具，不像真空袋囊分布介質(zhì)那樣，可以快速清洗和重新使用，但仍將不會(huì)產(chǎn)生為大量生產(chǎn)所需的循環(huán)時(shí)間和廢料量。
另一種由Northrop Corporation的James等人研制的令人感興趣的RTM類系統(tǒng)詳述在美國專利第5204042號(hào)之中。這一工藝方法企圖通過在模具各表面之間夾置一由Dow Silastic的E硅橡膠制成的彈性襯墊來避開RTM的最大纖維容積限制，即取作“按重量計(jì)50-60％”(對(duì)于玻璃估計(jì)可能)。襯墊受熱時(shí)膨脹，在高達(dá)“按重量計(jì)75-80％”情況下壓緊纖維。襯墊是在較低壓力下予以灌注的，然后在受熱固化時(shí)大大地縮緊。這樣在形成一很高質(zhì)量的工件的同時(shí)加速了灌注作業(yè)。像SCRIMP那樣，只需要一個(gè)經(jīng)過切削加工的模具表面，但要求一個(gè)非常剛硬的上部模具部分。
RTM類工藝方法中趨向于透過厚度灌注。CTM、SCRIMP和其他一些變型都達(dá)到了優(yōu)于傳統(tǒng)液態(tài)模塑及其各種改進(jìn)的結(jié)果，但各自都必須為其所得而有所補(bǔ)償。CTM減少了模具裝料時(shí)間，但它仍然對(duì)于塑坯的容積比值敏感。SCRIMP甚至在高容積比值情況下都工作良好，但由于采用真空壓力來驅(qū)動(dòng)灌注而在速度上受到限制。Northrop的工藝方法提供了經(jīng)過改進(jìn)的模具裝料和很高的容積比值，但它仍然受到它的平面內(nèi)灌注路徑的限制。
在許多近代工藝處理設(shè)備中的一項(xiàng)重要因素是可以在全工藝過程中實(shí)施的控制量。近代計(jì)算機(jī)技術(shù)的問世已經(jīng)使得研制可通過一條導(dǎo)線聯(lián)絡(luò)并具有非常精密的編程和診斷手段的種種遠(yuǎn)矩輸入/輸出系統(tǒng)成為可能。這些系統(tǒng)已經(jīng)找到它們通向越來越多的工業(yè)應(yīng)用的道路并將在某一天代替所有當(dāng)前以PLC為基礎(chǔ)的各種控制器，以及已經(jīng)在以前從來未有過的地方引入了精密的計(jì)算機(jī)控制。雖然在市場上存在許多不同的協(xié)議，工業(yè)控制市場和個(gè)人計(jì)算機(jī)市場已經(jīng)結(jié)合起來以建立某些軟件和聯(lián)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。即使在目前，也存在著從一部馬達(dá)的基本開通/關(guān)斷控制到運(yùn)行整個(gè)裝置的范圍廣大的硬件和軟件解決辦法。
每一所知的工藝方法都具有一些限制，這阻止它們被用于生產(chǎn)利用了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的全部潛力的構(gòu)件。SMC工藝方法具有很短的循環(huán)時(shí)間，但它局限于具有較小纖維長度的較低纖維容積比值，降低了工件的比強(qiáng)度。RTM工藝方法可以運(yùn)用較高纖維比值的塑坯，但樹脂一般必須流經(jīng)塑坯的平面，而纖維容積比值愈高，透過性愈低，以及樹脂流動(dòng)階段變得愈加困難和愈加耗時(shí)。RTM工藝方法的一些變型一直企圖通過采用多個(gè)分級(jí)式注入孔口來解決樹脂流動(dòng)問題，但工藝過程控制可能很難而每一模具必須刻意地予以優(yōu)化。在SRIM工藝方法中，流動(dòng)速率更高以允許使用較快固化的以沖撞方式混合的樹脂，諸如聚氨酯。所需的較快流動(dòng)速率把最大纖維容積比值的水平限定于遠(yuǎn)低于用于優(yōu)化工件特性的水平。這些已知的方法已經(jīng)達(dá)到生產(chǎn)必備的循環(huán)時(shí)間，但為此的妥協(xié)是一種較低的纖維容積比值，結(jié)果造成的工件帶有多余的樹脂而增加了不必要的重量和成本。
理想的液態(tài)模塑工藝方法是這樣一種，它(1)可以容易地灌注很高纖維容積比值的塑坯，從而使所得工件的物理性質(zhì)最好和使樹脂的成本最低；(2)可以提供很短的循環(huán)時(shí)間，從而使大量生產(chǎn)盡可能地便宜；(3)可以采用非最貴的工具和工藝設(shè)備；以及(4)可以快速地、容易地和成本上合算地適應(yīng)小型的生產(chǎn)運(yùn)營。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)和目的將部分地在以下說明中予以敘述和部分地將從此說明中明顯可見，或者可以通過實(shí)踐本發(fā)明而獲知。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)和符合其目的，如在此所實(shí)施和略述的那樣，在第一方面，分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)和工藝過程包括用于在包含第一模具和第二模具的壓制機(jī)中制作模塑構(gòu)件的方法。第二模具具有許多壓力致動(dòng)器，而每一壓力致動(dòng)器能夠獨(dú)立運(yùn)作。此方法包括的各步驟是定位具有某一厚度的塑坯在第一模具之中；置放選定數(shù)量的樹脂在第一模具之中，從而形成一樹脂儲(chǔ)囊；而后有選擇地致動(dòng)各壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)以迫使至少一部分樹脂儲(chǔ)囊灌注而透過塑坯的厚度。此方法還包括固化樹脂灌注過的塑坯，而后從第一模具上卸除已固化的、樹脂灌注過的塑坯。在定位步驟之后，可以在塑坯上安放一個(gè)頂蓋。此頂蓋可以用一個(gè)或多個(gè)壓力致動(dòng)器密封于第一模具。另外，此頂蓋可以由一機(jī)械式夾緊裝置密封于第一模具。樹脂儲(chǔ)囊可以形成在頂蓋與塑坯之間。有選擇地致動(dòng)各壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)的步驟可以包括用于控制各壓力致動(dòng)器的計(jì)算機(jī)。此外，計(jì)算機(jī)可以響應(yīng)第一傳感器而至少部分地控制各壓力致動(dòng)器。第一傳感器可以是壓力或溫度傳感器。
第二方面，本發(fā)明包括用于在包含第一模具和第二模具的壓制機(jī)中制作模塑構(gòu)件的方法。第二模具具有許多壓力致動(dòng)器，而每一壓力致動(dòng)器能夠獨(dú)立運(yùn)作。此方法包括的各步驟是置放選定數(shù)量的原料到第一模具里面，從而形成一原料儲(chǔ)囊；以及有選擇地致動(dòng)各壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)以迫使至少一部分原料儲(chǔ)囊吻合于第一模具。此方法還包括固化此原料和從第一模具上卸除固化過的工件。在置放步驟之前，具有某一厚度的塑坯可以設(shè)置到第一模具里面，而有選擇地致動(dòng)步驟借以迫使原料灌注而透過塑坯厚度。
第三方面，本發(fā)明包括用于制作由經(jīng)過模塑和固化的原料形成的模塑工件的設(shè)備。此設(shè)備包括第一模具和第二模具。第一模具用于在原料被模型和固化時(shí)容放原料和用于限定模塑工件的第一表面。第二模具用于限定模塑工件的一第二表面。第二模具具有許多壓力致動(dòng)器，每一壓力致動(dòng)器能夠基本上獨(dú)立地在原料被模塑同時(shí)作用在原料上，每一壓力致動(dòng)器能夠基本上獨(dú)立地在原料固化同時(shí)作用在原料上。此外，一控制器可以有效地控制許多壓力致動(dòng)器。再有，一個(gè)或多個(gè)第一模具傳感器可以裝進(jìn)第一模具，從而控制器可以接收來自一個(gè)或多個(gè)第一模具傳感器的反饋。其中，一個(gè)或多個(gè)壓力致動(dòng)器傳感器可以裝進(jìn)一個(gè)或多個(gè)壓力致動(dòng)器，從而控制器可以接收來自一個(gè)或多個(gè)壓力致動(dòng)器傳感器的反饋?？刂破骺梢园挥?jì)算機(jī)。
第四方面，本發(fā)明可以包括一種用于由原料模塑頂蓋的方法。此頂蓋用于模塑工件用的設(shè)備之中。此設(shè)備具有上部和下部模具，上部模具具有許多壓力致動(dòng)器，而每一壓力致動(dòng)器能夠獨(dú)立運(yùn)作。此方法包括的各步驟是定位具有一頂部表面的原型工件在下部模具之中；置放原料到原型工件的頂部表面上；致動(dòng)許多壓力致動(dòng)器之中的至少一個(gè)以接觸原料；以及固化原料。此外，致動(dòng)步驟可以包括至少一個(gè)壓力致動(dòng)器向原料施加一給定壓力。另外，致動(dòng)步驟可以包括至少一個(gè)壓力致動(dòng)器被推移一規(guī)定的距離。再有，在置放步驟之前，許多壓力致動(dòng)器之中的每一個(gè)可以被落下而接觸于原型工件的頂部表面和許多壓力致動(dòng)器可以被抬起以致每一壓力致動(dòng)器相對(duì)于其他各壓力致動(dòng)器保持一不變的位置。更進(jìn)一步，致動(dòng)步驟可以包括落下許多壓力致動(dòng)器以致于每一壓力致動(dòng)器相對(duì)于其他各壓力致動(dòng)器保持一不變的位置。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般說明和以下的詳細(xì)說明二者都是例證性的和解釋性的，而不是對(duì)于本發(fā)明的限制。
各幅附圖，包含在本說明書之中并構(gòu)成其一部分，表明本發(fā)明的幾項(xiàng)實(shí)施例并與敘述文字一起用以解釋本發(fā)明的各個(gè)原理。
圖1是RTM工藝方法的示意圖。
圖2是SRTM工藝方法的示意圖。
圖3是表明隨著樹脂前沿在RTM和SRTM兩種工藝方法中灌注一工件而取得的進(jìn)程的示意圖。
圖4a表明本發(fā)明一實(shí)施例的分解視圖。
圖4b表明壓力致動(dòng)器的范例。
圖5a-9表明本發(fā)明工藝方法的典型進(jìn)程。
圖10表明一就位的臺(tái)階式頂蓋。
圖11是一混合式氣/液致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
圖12表明Interbus(聯(lián)絡(luò)總線)控制插板和輸出模塊如何連接于閥門系統(tǒng)以允許兩種規(guī)定壓力之間的計(jì)算機(jī)控制切換。
圖13是一分區(qū)式壓力模塑加壓設(shè)備。
圖14是由總線和加壓部件各類別所形成的不同層次以及各類別之間使用關(guān)系的簡圖。
圖15是用戶接口處一壓制機(jī)控制面板的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參照示于附圖之中的本發(fā)明的各示范性優(yōu)選實(shí)施例。在凡是可能的場合下，相同的附圖標(biāo)記將遍及所有各圖用于指明相同或類似的各零部件。
當(dāng)前的此發(fā)明尤其是通過提供在模型裝料時(shí)尺寸減少的順序，以及通過保證嚴(yán)格得多的工藝控制水平，而改進(jìn)了液態(tài)模塑技術(shù)狀態(tài)。
工藝方法概述本發(fā)明可避免其他各種液態(tài)模型工藝方法的諸多缺點(diǎn)并采取不同的方法，灌注纖維塑坯而加壓。不像RTM和SRIM兩種工藝方法之中那樣沿共面方向注入樹脂，本發(fā)明的工藝方法和壓制機(jī)10在有效控制下把樹脂分布在工件的表面上，然后沿厚度方向予以施力。這樣就大大地減少了裝料次數(shù)而不致擾亂纖維取向，從而在相同的工藝方法中允許采用高體積百分率塑坯(60％+)以及快速固化樹脂體系，諸如熱固法。本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑技術(shù)可形成對(duì)于樹脂流動(dòng)的全面控制。
如圖5a-9所示，本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑工藝方法采用一下部模具20，模塑用的原料22置放其中。一般，原料22包括纖維塑坯24和樹脂34，雖然原料22可以只包括樹脂34。此外，樹脂34不必是一種單一組分，而可以包括多種材料中任何材料所制成的各種的填充劑和/或粘合劑。一上部模具總成26用于在原料22表面上施加壓力。上部模具總成26包括一組壓力致動(dòng)器28。這些壓力致動(dòng)器28的每一件可向下部模具20之中原料12的一特定部分或區(qū)域30施加壓力。一頂蓋32可以安放在原料22上面。通過控制由各個(gè)壓力致動(dòng)器28施加在每一區(qū)域30上的壓力，可以既在模具裝料過程期間，也在固化期間，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原料22上壓力分布的完全控制。
圖5a-9表明本發(fā)明分區(qū)式壓力模塑工藝方法的一典型進(jìn)程。在圖5a中，塑坯24裝放到模具20里面，頂蓋32密封起來，并在此部分上抽成真空。各壓力致動(dòng)器28然后被起動(dòng)以便在塑坯24上造成附加壓力。在圖5b中，一個(gè)或多個(gè)中心區(qū)域30a留下來不受各壓力致動(dòng)器28壓縮，而一些樹脂34，優(yōu)選地是，是經(jīng)過仔細(xì)計(jì)量的一些樹脂，通過頂蓋32被注入這些未經(jīng)壓縮的區(qū)域。形成在塑坯24與頂蓋32之間的樹脂34的鼓泡隨后用作一灌注塑坯24的貯囊36。各中心區(qū)域30a上的壓力是逐步加大的，迫使樹脂34穿過此范圍內(nèi)的塑坯24厚度。一般，各中心區(qū)域30a上的壓力是在相鄰各區(qū)域30b上的壓力保持在較高水平的同時(shí)予以加大的。這就使迫樹脂34在各中心區(qū)域30a內(nèi)行經(jīng)塑坯24的厚度，并阻止樹脂34進(jìn)入相鄰各區(qū)域30b。當(dāng)中心區(qū)域30a已經(jīng)灌入而透過該厚度時(shí)，相鄰各區(qū)域30b上的壓力予以減小而各中心區(qū)域30a上的壓力予以加大到頭，迫使貯囊36如圖6之中所示流進(jìn)相鄰各區(qū)域30b。結(jié)果是，樹脂34相對(duì)來說很快地從一個(gè)區(qū)域流向另一區(qū)域。另外，相比于現(xiàn)有技術(shù)的各種液態(tài)模塑工藝方法，隨著樹脂34流進(jìn)塑坯24，它是在大得多的范圍內(nèi)并主要是在穿過厚度的方向上如此行事的。這種工作循環(huán)一直重復(fù)到樹脂34已經(jīng)到達(dá)頂蓋22的周邊為止(圖7)。一當(dāng)塑坯24被完全灌注(圖8)，使工件38固化并從模具20取出成品38(圖9)。這樣，本發(fā)明的工藝方法可能允許理論上減少模塑裝料時(shí)間至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑工藝方法和壓制機(jī)10還提供了一些在控制工件質(zhì)量方面有用的附加特性。在灌注期間，會(huì)聚的樹脂34各流動(dòng)前沿可以在一工件中導(dǎo)致一些熔接跡線或造成一些空穴。本發(fā)明的工藝方法可以通過循環(huán)操作各壓力致動(dòng)器28，即控制各個(gè)壓力致動(dòng)器或各組壓力致動(dòng)器以致改變施加于特定各區(qū)域30的壓力而消除或減少這些熔接跡線和空穴。通過循環(huán)操作各壓力致動(dòng)器28，這些區(qū)域之內(nèi)的樹脂34可以徹底地予以混拌。從而，在最初灌注樹脂34之后，各壓力致動(dòng)器28可能形成一種遍及塑坯24在樹脂34之中造成多個(gè)微細(xì)流動(dòng)的攪混循環(huán)，確保纖維完全浸濕。另外，比方說，具有廣泛多樣厚度和/或孔隙度的塑坯都可以勿需關(guān)注樹脂前沿的不規(guī)則形狀而予以灌注。用于任一特別給定的工件的某一壓力致動(dòng)器控制算法可以制定出來以適應(yīng)任何必需或優(yōu)選的流動(dòng)狀況。頂蓋頂蓋32，可以形成上部模具表面40，把由各壓力致動(dòng)器28施加的力量傳遞給裝進(jìn)下部模具20的塑坯24。頂蓋32一般需要足夠的撓性以適應(yīng)各壓力致動(dòng)器28分區(qū)作用，但仍需要足夠的剛性以適應(yīng)各區(qū)域30之間的過渡范圍。頂蓋32的下部表面42優(yōu)選地是模制為塑坯24的形狀。在使用時(shí)，頂蓋32安放在塑坯24上面，并優(yōu)選地是密封在下部模具20上。由于頂蓋32是撓性的，所以它可以變形以適應(yīng)當(dāng)各壓力致動(dòng)器28解除或部分解除時(shí)樹脂34在塑坯24上面而不是穿之而過的流動(dòng)。
頂蓋32可以做得以致頂蓋32的上部表面44是臺(tái)階式的，即上部表面44可以配置多個(gè)壓力致動(dòng)器接觸區(qū)域或臺(tái)階46，每一臺(tái)階垂直于各壓力致動(dòng)器28的致動(dòng)軸線(見圖10)。頂蓋32的下面表面42構(gòu)成上部模具表面40，并因而，頂蓋32的下部表面一般使其輪廓符合于所需成品38的形狀。每一壓力致動(dòng)器28可以配置一基本上平底的墊板48，用于施力于頂蓋32上部表面上各臺(tái)階46之一，而不論下部表面42的形狀如何。頂蓋32的這種制作方法，即為頂蓋32配置一似通用的臺(tái)階式上部表面44，會(huì)使壓制機(jī)10的設(shè)計(jì)或裝設(shè)基本上不依賴于有待模塑的各工件的形狀，從而提供了在同一壓制機(jī)上陸續(xù)進(jìn)行不同模具的靈活性。
實(shí)際制作這樣一種頂蓋32的一項(xiàng)可能的方案開始會(huì)嵌入一樣品工件50到下部模具20之中，使頂蓋32的下部表面42得以限定。各壓力致動(dòng)器28然后可以落下到樣品的上部表面，鎖定就位，而上部臺(tái)板的連同鎖定的各壓力致動(dòng)器28可以抬起以形成樣品工件50與各壓力致動(dòng)器28之間的一個(gè)間隙。所選定的頂蓋材料隨后可以傾倒、注入、鋪設(shè)、或以其他方式直接或間接安放到下部模具20之中的樣品工件50上面。上部臺(tái)板60，在各壓力致動(dòng)器28仍然鎖定就位的情況下，然后可以落下到一個(gè)其初始位置減去所需頂蓋厚度的位置上，并使頂蓋材料固化。
制作一臺(tái)階式頂蓋32的另一可能方案可開始于模具設(shè)計(jì)階段。比方說，可能用來設(shè)計(jì)模具本身的軟件，諸如CAD/CAM軟件，會(huì)具有當(dāng)模具備好以便作機(jī)加工或裝配時(shí)所選定的性能，它會(huì)自動(dòng)地設(shè)計(jì)一單獨(dú)的塊，具有頂蓋32上部表面44的適當(dāng)?shù)膲毫χ聞?dòng)器臺(tái)階輪廓。這一輪廓然后可以從便宜的加工材料中切削出來，并用作頂蓋32上部表面44的模具。
另外，由于多種原因，可以優(yōu)先采用一不具有臺(tái)階式上部表面的頂蓋32。比方說，各臺(tái)階46厚度的變化會(huì)導(dǎo)致頂蓋32的局部剛度的變化量大得不可接受。這種剛度變化可能會(huì)阻止頂蓋32的均勻撓曲，后者通常允許樹脂貯囊36從一個(gè)區(qū)域到一個(gè)區(qū)域地被移動(dòng)。在此情況下，各壓力致動(dòng)器28的墊板48可以設(shè)計(jì)得更為接近地吻合工件38所需的形狀。頂蓋32的制作和成形可以類似于以上所述，但既不需要把各壓力致動(dòng)器28鎖定就位，也不需要壓力致動(dòng)器臺(tái)階輪廓塊被用以模制頂蓋32的上部表面44。相反，由于各壓力致動(dòng)器28的墊板48幾乎會(huì)吻合工件38的頂部表面，所以頂蓋32會(huì)具有基本上不變的厚度，而頂蓋材料只需要鋪放在樣品工件上而達(dá)到一所需的厚度。確實(shí)，在某些應(yīng)用場合下，頂蓋32會(huì)只需要是一薄平板片以有助于密封模具，并在這種情況下，一種諸如薄而又平的彈性板片可以用于制成頂蓋32。更進(jìn)一步，這樣一種彈性材料可以以一部分經(jīng)過固化的狀態(tài)予以提供，而后它吻合于塑坯24用于最終固化。相反，如果一模具，如上所述，希望有助于制成頂蓋32的上部表面，它可以直接由CAD/CAM軟件予以設(shè)計(jì)/加工。
同樣如上所述，各壓力致動(dòng)器28的墊板48可以制作得吻合或近似地吻合于成品38的頂部表面。這一點(diǎn)可以通過把墊板材料澆鑄和固化在模具之中的一樣品工件上去，然后把墊板材料切割成為適當(dāng)數(shù)量的各片，而予以實(shí)現(xiàn)。
在又一種可能的制作方法中，各壓力致動(dòng)器28的墊板48和頂蓋32可以制成為一整體組件。這一結(jié)構(gòu)可能是特別適用的，如果在成品38的曲率方面沒有急劇的變化；各壓力致動(dòng)器28的活動(dòng)范圍在樹脂各灌注工序期間很小，而且各墊板48對(duì)各壓力致動(dòng)器28的裝接方式允許一定程度的傾斜或游動(dòng)。與上述各吻合式墊板的制作情況一樣，整體式墊板48/頂蓋32可以澆鑄到模具中的樣品工件上去并就地固化。在整體式墊板48/頂蓋32裝接于各壓力致動(dòng)器28的情況下，各壓力致動(dòng)器28會(huì)被局限于很小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
頂蓋材料選定的要點(diǎn)是要確保足夠的撓性以形成一充足的樹脂貯囊36，同時(shí)具有足夠的剛性以保證在相鄰各區(qū)域30之間連續(xù)的壓力分布。剛性也必須高到當(dāng)被模制的工件曲率很大時(shí)足以防止頂蓋32的不合需要的變形或抹平。其次，生產(chǎn)所需的大量工作循環(huán)要求一種抗疲勞和抗磨損的頂蓋材料。另外，液態(tài)模塑工藝方法本身自然要求很高的最大溫度和處理重復(fù)的熱力循環(huán)的能力。選定頂蓋材料時(shí)還必須考慮到與用于液態(tài)模塑工藝方法之中的許多不同樹脂族系的兼容性。最后，只是以板片形式可供使用的各種待選材料必須柔軟到足以吻合大曲率的各個(gè)區(qū)域，以及足以在以下所述的任何一些嵌件附近適當(dāng)?shù)刈冃?。柔軟的頂蓋32，構(gòu)成上部模具表面40，可以用一種纖維增強(qiáng)合成橡膠或橡膠變性乙烯酯來制作。
大多數(shù)情況下，可能希望把頂蓋32密封于下部模具表面62。可以提出用于設(shè)置這樣一種密封的兩種可供代換的方法。第一方案可以先使一機(jī)構(gòu)把頂蓋32圍繞下部模具20各邊緣壓緊于此模具。這樣一種機(jī)構(gòu)，比如，可以是氣動(dòng)的，類似于各壓力致動(dòng)器。另一方案可以是一簡單的機(jī)械式卡具。一方面，頂蓋32可以剛性地連接于上部臺(tái)板60，把上部模具總成26隨著臺(tái)板60落下就位而密封于下部模具20。實(shí)際的密封件64可以由頂蓋材料本身或由另外的板片、墊片、O形圈、nubbios等制成。其次，用來把頂蓋32密封于下部模具20的方法也可以供模塑網(wǎng)狀工件，亦即，模塑那種不需要修整的成品38之用。
大多數(shù)情況下，將同樣要求頂蓋32包含或?qū)佣喾N附件66(見圖13)，包括(但不限于)噴嘴、抽空或其他嵌件、傳感器、工件解脫嵌件，以及均壓蓋板。
最后，可能希望把溫度控制裝置裝進(jìn)頂蓋32。除其他各種方式之外，可以通過選擇材料來實(shí)現(xiàn)溫度控制。比方說，頂蓋材料可以包含諸如剁碎的纖維這樣的添加劑。另外，頂蓋32可以由多層一或多種材料組成，比方說，包含一可能的金屬層。溫度控制還可以通過具有一基本上透熱(比如很薄)的頂蓋32來予以實(shí)現(xiàn)。在某些情況下，電加熱頂蓋32可能是最佳方案。壓力致動(dòng)器一組壓力致動(dòng)器28設(shè)置得可選擇地向塑坯24或被模制工件的各特定部分或區(qū)域30施加壓力。這些壓力致動(dòng)器28可以包括各氣動(dòng)、液壓、電力或電磁致動(dòng)系統(tǒng)，各自向塑坯24的一特定部分或區(qū)域30施加壓力，一般經(jīng)由一傳壓板70。優(yōu)選地是，這組壓力致動(dòng)器28是計(jì)算機(jī)控制的。
這組壓力致動(dòng)器28一般會(huì)裝接于一臺(tái)板60，而升起或落下臺(tái)板60會(huì)升起或落下這組壓力致動(dòng)器28。因而，比方說，可以通過鎖定每一個(gè)別壓力致動(dòng)器28的任何活動(dòng)并然后簡單地落下臺(tái)板60而向塑坯24施加壓力。另外，可以通過鎖定臺(tái)板60的任何活動(dòng)，而后致動(dòng)一個(gè)或多個(gè)各別壓力致動(dòng)器28來向塑坯24施加壓力。
在每一壓力致動(dòng)器28的下端處一般設(shè)置一傳壓板70。傳壓板70可以剛性地裝接于壓力致動(dòng)器28，或者裝接方式可以提供一個(gè)或多個(gè)自由度。比方說，在某些應(yīng)用場合下可能希望把各傳壓板70經(jīng)由一些球鉸裝接于各壓力致動(dòng)器。其次，如果在裝接方式上保證了一個(gè)或多個(gè)自由度，則可能希望于允許的各種活動(dòng)中的一或多種存在阻力。比方說，各球鉸可以是予加載荷的。
各傳壓板70的大小、形狀和材料，除其他因素之外，要由成品38上部表面的幾何狀況、對(duì)于相鄰各板70邊緣互補(bǔ)性對(duì)正的可能要求比如說包括各邊緣可能互相鎖定、傳熱和/或熱脹方面的考慮，以及有待施加于塑坯24的所需壓力這些因素所支配。如果頂蓋32是臺(tái)階式的，如上所述，各壓力致動(dòng)器28的傳壓板70可以只需要是可能用鋁或鋼材加工出來的一些簡單的塊體。不過，如果頂蓋32不是臺(tái)階式的，則各傳壓板70優(yōu)選地是吻合或近乎吻合于頂蓋32的上部表面44。
另外，近乎吻合于或是頂蓋32上部表面44或是塑坯24頂部表面的各墊板48，如果不需要頂蓋，可以裝接于基本上各平整的傳壓板70。比方說，各墊板48可以是粘接于或以其他方式固緊于各傳壓板70的彈性墊板。一種臺(tái)階式墊板板片可以以類似于以上針對(duì)臺(tái)階式頂蓋32所述制作方法的方式予以模制。這種壓力致動(dòng)器臺(tái)階式墊板板片然后可以切割成為各個(gè)壓力致動(dòng)器墊板48，各自粘接于一平整的傳壓板70。
墊板材料的剛性應(yīng)當(dāng)是，向塑坯24或被模制工件38施加壓力期間墊板48的變形不致造成區(qū)域間的干涉。疲勞、磨損和傳熱特性總是材料選擇過程中所需考慮的事項(xiàng)。其次，如果在壓力循環(huán)期間，各墊板48隨著各致動(dòng)器28升起和落下而彼此蹭靠，則各墊板之間的滑動(dòng)摩擦必須減至最小。最后，各區(qū)域30間的公差或允差受工藝要求以及頂蓋剛性考慮的影響。比方說，高溫工藝方法可能要求附加的間隙以將各墊板48的熱脹考慮在內(nèi)。
在一些應(yīng)用場合下，可能希望在各壓力致動(dòng)器28之間形成一種機(jī)械性鎖定面接。這種鎖定面接會(huì)保持各壓力致動(dòng)器28適當(dāng)?shù)亻g隔開來和排列均勻，并且可允許各壓力致動(dòng)器如下所述分擔(dān)由模具曲率所造成的側(cè)面載荷，以及此外對(duì)各壓力致動(dòng)器預(yù)加載荷。
在一些應(yīng)用場合下還可能希望提供各壓力致動(dòng)器28的溫度控制，包括可能的各壓力致動(dòng)器傳壓板70和墊板48的溫度控制。各傳壓板和墊板的主動(dòng)和被動(dòng)溫度控制可以補(bǔ)充或代替為頂蓋32所設(shè)置的任何溫度控制而予以設(shè)置。各壓力致動(dòng)器28的溫度控制可以考慮分區(qū)式的溫度控制，對(duì)于較大的控制程度，可能希望在全部灌注和固化過程中作到這一點(diǎn)。此外，比起較薄的頂蓋32來，在各壓力致動(dòng)器28中實(shí)際附裝溫度控制裝置顯著地要容易一些。一透熱的頂蓋32會(huì)提高施加于各壓力致動(dòng)器28的任何溫度控制的作用。
任何一種廣為多樣的傳感器72，最為具體地說，旨在控制和監(jiān)測(cè)灌注和固化過程的那些壓力和溫度傳感器，可以裝接于各壓力致動(dòng)器傳壓板70，或者可能比較容易地，模制到各壓力致動(dòng)器墊板48里面。
各壓力致動(dòng)器28必須具有充分的行程以使頂蓋32能夠撓曲得足以讓樹脂貯囊36填滿。除其他因素之外，所需行程的大小取決于頂蓋32的剛性、施加于塑坯24的壓力、壓力致動(dòng)器28的尺寸和形狀，以及工件的尺寸和幾何狀況。比方說，一較為剛硬的頂蓋32比起一較為柔軟的頂蓋32來，會(huì)要求較小的壓力致動(dòng)器28行程。在一較大工件上可能希望一較大的儲(chǔ)囊36以使樹脂34四處往來，因而可以要求一較為柔軟的頂蓋32和較大的致動(dòng)器行程。其次，壓力致動(dòng)器28必須具有充分的行程以適當(dāng)?shù)匕阉芘?4壓縮到其最終所需的纖維容積比值。
各壓力致動(dòng)器28一般將安裝于一上部臺(tái)板60。整個(gè)上部模具總成26(包括上部臺(tái)板、各壓力致動(dòng)器、各傳壓板、各墊板和頂蓋，以及要有的等等)必須在每一固化循環(huán)的末尾向上移動(dòng)以允許工件38撤出。上部模具總成26的這種升起和落下可以采用電致動(dòng)的球狀螺旋或類似的裝置予以實(shí)現(xiàn)。
體現(xiàn)本發(fā)明的工藝方法的一條生產(chǎn)線可以包括幾件下部模具20，它們?cè)趬褐茩C(jī)10之外備好和裝放、轉(zhuǎn)進(jìn)壓制機(jī)10以便灌注和固化，然后轉(zhuǎn)出以便工件撤出。在此情況下，傳送系統(tǒng)需要建立起來以挪動(dòng)下部模具20和塑坯24各總成，包括自動(dòng)連接任何一些加熱/冷卻管線，以及自動(dòng)對(duì)正下部模具和塑坯總成與上部模具總成26。
在大量生產(chǎn)情況下，一快速脫解系統(tǒng)74-可使任何一些控制線路、一些加熱/冷卻管線、導(dǎo)線或其他這類線路與各壓力致動(dòng)器28解除連接，從而促使各致動(dòng)器28自臺(tái)板60脫解開來-會(huì)使各壓力致動(dòng)器28的修理和維護(hù)容易一些。其次，對(duì)于有待用于廣為多樣模具的一部壓制機(jī)10來說，迅速和簡易地更換各壓力致動(dòng)器28，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的行程和/或裝載能力的功能是很具吸引力的。另外，也可能希望設(shè)置能夠被單獨(dú)就地調(diào)節(jié)的一些壓力致動(dòng)器28。比方說，一種摩擦和/或基于槽溝的系統(tǒng)，其在操作上類似于用于載運(yùn)鋼錠的大鉗，可以有效地用于調(diào)節(jié)各個(gè)壓力致動(dòng)器28的高度。這種調(diào)節(jié)可以在安裝壓力致動(dòng)器28于臺(tái)板60時(shí)，或是在壓力致動(dòng)器缸體與傳壓板70之間的連桿內(nèi)，予以實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于一大生產(chǎn)量壓制機(jī)來說，各傳壓板70一般會(huì)是剛性地裝接于各壓力致動(dòng)器28，而頂蓋32一般會(huì)是臺(tái)階式的。對(duì)于一小生產(chǎn)量壓制機(jī)來說，由于設(shè)計(jì)得要與多種多樣的模具和頂蓋32一道使用，各傳壓板70可以以樞轉(zhuǎn)方式裝接于各壓力致動(dòng)器28。這樣一種可樞轉(zhuǎn)的裝接可以包括一偏壓元件。在一些情況下，可能希望有一種快速脫解裝接裝置，以便把各傳壓板70聯(lián)接于各壓力致動(dòng)器28。
本發(fā)明工藝方法的各種好處，即使當(dāng)相當(dāng)大的區(qū)域30用以協(xié)助透過塑坯24灌注樹脂34時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)對(duì)于較大的工件38、帶有中等曲率的工件38，或帶有較低纖維容積比值的工件38，可能是特別真實(shí)的。在這些情況下，可以確定各組區(qū)域，其中每組區(qū)域包括多個(gè)區(qū)域30、連續(xù)的頂蓋部分，以及多個(gè)間隔開來的壓力致動(dòng)器28。在每組區(qū)域之內(nèi)，在靠近一壓力致動(dòng)器28的各處會(huì)是局部剛性的，但在不靠近各壓力致動(dòng)器28的各處會(huì)是稍微比較柔軟的。在遍及任何一組區(qū)域具有幾只致動(dòng)器的情況下，此組區(qū)域可以一次全部落下，或者各壓力致動(dòng)器28可以陸續(xù)地予以致動(dòng)而遍及被模制工件38的表面上向下推動(dòng)。由于在一組區(qū)域之內(nèi)的各壓力致動(dòng)器28可以被間隔開來，所以這一技術(shù)會(huì)減小所需致動(dòng)器的數(shù)目，但仍然沿著一條以上的軸線作出對(duì)樹脂34的動(dòng)態(tài)控制。這一技術(shù)可以更進(jìn)一步地采用于各致動(dòng)器28可以直接地裝接在頂蓋32里面的場合。如上所述，頂蓋32一般柔軟得足以供樹脂儲(chǔ)囊在頂蓋2與塑坯24之間移動(dòng)之間，但也剛硬得足以傳遞需要用以透過一大纖維容積比值的塑坯灌注樹脂34的壓力。
操作期間，各壓力致動(dòng)器28必須提供足夠的壓力以緊壓塑坯24而達(dá)到其最終的纖維容積比值，但此壓力不是大到以致于它損壞了塑坯24。區(qū)域尺寸(面積)和斜度確定任一給定致動(dòng)器28的軸向輸出載荷。對(duì)于一給定的軸向輸出載荷，傾斜的各區(qū)域30，亦即表面的法線與壓力致動(dòng)器28中心軸線成一角度的各區(qū)域，經(jīng)受比平整各區(qū)域30要低的壓力。因此，相對(duì)于平整各區(qū)域，傾斜的各區(qū)域?qū)⒁髞碜詨毫χ聞?dòng)器的較高軸向輸出載荷以達(dá)到所希望的最終纖維容積比值。這樣，可能需要具有不同輸出載荷功能的各致動(dòng)器以便遍及成品38通體獲得均勻的纖維容積比值。另外，采用本發(fā)明的工藝方法可以專門設(shè)計(jì)和容易制作具有各不相同的纖維容積比值的成品。
其次，施加壓力于傾斜的各區(qū)域30將造成各側(cè)面載荷產(chǎn)生在各壓力致動(dòng)器28之中。這些側(cè)面載荷的大小一般是所加各軸向載荷、頂蓋32或塑坯24或被模制工件38的上部表面44的斜度，以及用以把各壓力致動(dòng)器28的頂部聯(lián)接于臺(tái)板60和把各壓力致動(dòng)器28的底部聯(lián)接于頂蓋32或彼此聯(lián)接的各種機(jī)構(gòu)的函數(shù)。各壓力致動(dòng)器28必須定好尺寸和設(shè)計(jì)得適當(dāng)?shù)爻惺苓@些側(cè)面載荷。
不同的裝置可以用來向工件38施加壓力。此前概述的方法主要處理或是直接地或是通過頂蓋32向塑坯24施加壓力的壓力致動(dòng)器28。不過，在本發(fā)明的范疇之內(nèi)，也可以采用任何別的適當(dāng)裝置。比方說，也可以采用尺寸和形狀適當(dāng)定出的一些可充氣袋囊來施加壓力，一當(dāng)充氣，這些袋囊即可施加壓力。
雖然本發(fā)明的工藝方法可以用于許多形狀的一個(gè)被致動(dòng)的上部模具表面，但優(yōu)先的致動(dòng)系統(tǒng)包含一種氣動(dòng)解決辦法。與傳統(tǒng)的各種工藝方法相比，本發(fā)明的工藝方法是一種低壓模制操作。總的說，氣動(dòng)裝置一般比液壓裝置便宜而又干凈。采用氣動(dòng)的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生充分的氣動(dòng)壓力以在所需的灌注和模塑壓力下操縱各壓力致動(dòng)器、在系統(tǒng)中經(jīng)受較大的壓力瞬變，以及在急劇增長的、既能應(yīng)付較高壓力也能應(yīng)付流率的各種閥門的成本方面有所犧牲。比方說，為了達(dá)到經(jīng)由壓力致動(dòng)器傳壓板施加于塑坯的一個(gè)典型的400psi壓力的設(shè)計(jì)約束條件，在致動(dòng)缸體中需要顯著較高的氣動(dòng)壓力。能夠適應(yīng)如此高的氣動(dòng)壓力的各種閥門，諸如2路3孔定向電磁閥門或比例伺服閥門，都是很貴的。
采用這種高氣動(dòng)壓力的另一可供代換的方案是一種多缸氣缸設(shè)計(jì)，在此，幾只活塞在一缸體內(nèi)裝接于一共同的軸件，從而用缸體高度的增大換取輸出力量的增大。比方說，一個(gè)以150psi空氣運(yùn)行的四活塞缸體可以具有一個(gè)以550psi空氣運(yùn)行的缸體的輸出力量。一項(xiàng)缺點(diǎn)是，難以把一多缸氣壓缸體結(jié)構(gòu)裝進(jìn)一生產(chǎn)壓制機(jī)之中，由于高大的各缸體會(huì)占用太多的空間并在壓制機(jī)10本身上造成較大的彎曲載荷。氣壓致動(dòng)器的另一項(xiàng)缺點(diǎn)是，當(dāng)致動(dòng)器必須移行一定距離而后接觸于頂蓋或塑坯并施加所需壓力時(shí)，必須充滿以形成接觸的缸體容積卻充滿不在作任何功的高壓空氣。這種無效現(xiàn)象會(huì)大大地增加此工藝方法的空氣耗量。
實(shí)施全氣動(dòng)解決辦法的一種可供替代的方案是，轉(zhuǎn)向采用液動(dòng)。在液動(dòng)的情況下，可供利用的壓力增大意味著并不需要力量倍增，而且可以簡化致動(dòng)器的配裝。一項(xiàng)實(shí)施例可以包括把承壓表面和各液壓缸集成在各致動(dòng)器之中。各內(nèi)缸的外徑可以起到一平常軸承的作用，滑動(dòng)在一裝接于活動(dòng)的致動(dòng)器表面的、研磨過的缸體內(nèi)部。這一實(shí)施例會(huì)造成顯著大小的承載面積和最小彎矩，解決了在采用很高、強(qiáng)力的各氣壓致動(dòng)器方面所遇到的各主要問題之一。
全液壓解決辦法所附帶的問題是，需要在遍及致動(dòng)器行程范圍內(nèi)控制其中的壓力。這一點(diǎn)用氣動(dòng)方式是容易達(dá)到的，由于空氣是一種可壓縮的介質(zhì)，而且行程上的微小變化只導(dǎo)致壓力上的微小變化。在液缸的情況下，活塞位置的微小變化可導(dǎo)致缸內(nèi)壓力下降到零(由于液壓液體不膨脹)，如果所需的致動(dòng)器壓力不同于供液壓力，則使得難以遍及整個(gè)沖程保持受控的壓力。這一問題傳統(tǒng)以采用一液壓蓄壓器來加以解決，后者簡單地由一作用于一液壓流體儲(chǔ)槽的氣動(dòng)壓力源組成。
一種混合式氣動(dòng)/液壓系統(tǒng)80，如圖11之中所示，設(shè)計(jì)得可在正確壓力下提供有效的液壓動(dòng)力。由于供向壓力致動(dòng)器28的一致動(dòng)液缸82的大部分液壓液體只用以推動(dòng)致動(dòng)器傳壓板70與頂蓋32或塑坯24接觸，所以可以采用雙重壓力系統(tǒng)。低壓泵84可以用以推動(dòng)致動(dòng)器傳壓板70與頂蓋32或塑坯24接觸。這種情況出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)80可切換到高壓液源。高壓液體(達(dá)2000psi)可來自一氣動(dòng)增壓裝置。兩個(gè)缸體可以聯(lián)接在一起，第一個(gè)是一氣缸86，可致動(dòng)第二個(gè)，即液缸88。因而，比方說，如果面積比是20∶1，則一增壓的100psi的工作空氣可造成2000psi的液壓，此兩級(jí)液壓系統(tǒng)也可以保證效率提高，是因?yàn)楦邏阂后w不會(huì)在推動(dòng)各致動(dòng)器與頂蓋32或塑坯24接觸時(shí)被浪費(fèi)。下部模具關(guān)于用于本發(fā)明工藝方法之中的下部模具的設(shè)計(jì)和制造的一些考慮類似于對(duì)于用于SMC工藝方法之中的各種模具的那些考慮。模具的剛性是影響模具幾何狀況和材料選擇的關(guān)鍵問題。模具材料的硬度是在大批生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的另一關(guān)鍵。通過模具表面的傳熱能力是很重要的，因?yàn)橄虏磕＞?0一般地將用于工藝過程的熱力控制。模具材料與樹脂物料的相容性也是一項(xiàng)要考慮的問題，而且雖然典型的鋼制模具一般相容于大多數(shù)樹脂，但其他一些模具材料則會(huì)產(chǎn)生一些問題。最后，對(duì)所有模具來說，材料的成本、制造的難易，以及可供應(yīng)性，也都是重要的考慮事項(xiàng)。
一般，溫度控制系統(tǒng)都逕直地設(shè)計(jì)和制造在傳統(tǒng)的模具中，而本發(fā)明的下部模具也不例外，由于下部模具乃是在灌注和/或固化過程期間最為可能的添加和/或去除熱量的通路。多種多樣的技術(shù)方法可以用以為下部模具20配置溫度控制。比方說，鋼制、金屬制或其他可作機(jī)加工的模具都可以配置一些機(jī)加工成的內(nèi)部冷卻線路。另外，溫度控制可以通過交叉鉆切蜂窩狀背襯材料而形成。夾芯結(jié)構(gòu)，一般是鋁制蜂窩板，相對(duì)于一具有同樣重量的實(shí)心板件會(huì)增添剛性，而冷卻或加熱空氣可以穿過交叉鉆切出來的各通路以促進(jìn)傳熱。本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍公知的其他一些溫度控制方案也是可以適用的。
模具的曲率會(huì)影響壓制機(jī)10的許多其他方面。一般，希望一種具有較少陡峭斜度或曲率的模具。隨著曲率的增大，區(qū)域30的有效面積增大，以致由壓力致動(dòng)器28中一給定力量施加于塑坯24的壓力減小了。此外，較陡的斜度會(huì)在致動(dòng)器上以及周圍各區(qū)域上產(chǎn)生較大的側(cè)面載荷。較大的曲率也會(huì)如上所述增加由各壓力致動(dòng)器28滑蹭或抹平頂蓋32的機(jī)會(huì)。
在上述頂蓋32的情況下，下部模具20可以配置各種各樣的傳感器。溫度、壓力、濕度和其他傳感器都可以用以監(jiān)測(cè)和控制灌注和固化過程。許多這樣的傳感器可以裝進(jìn)下部模具20表面上機(jī)加工而成的各部分上。其他傳感器可以模制到頂蓋32里面，或者甚至模制在各個(gè)壓力致動(dòng)器28上面。另外，這些傳感器可以逕直地模制到一復(fù)合模具的表面上面。塑坯本發(fā)明的工藝方法原先曾設(shè)想解決在液態(tài)復(fù)合模塑中灌注纖維質(zhì)塑坯的情況下的各種問題。不過，本發(fā)明在所有液態(tài)模塑作業(yè)中都具有同等價(jià)值，并且不要求采用塑坯24以利用其樹脂迅速分布能力。塑坯一般包括用于復(fù)合工件的纖維質(zhì)加強(qiáng)部分，以及一種粘合劑或其他制劑以幫助纖維在操作期間保持其形狀和取向。塑坯還可以包含表面面紗、鑲嵌物、芯件、肋板，或者在成品中所需的任何其他一些東西。
本發(fā)明的工藝方法關(guān)于塑坯24的材料或組裝過程不作任何假設(shè)。塑坯的范圍可以從多孔固體到真空和其間的任何物體，它們都需要用一種液體予以灌注。注入樹脂物料注入樹脂34到形成在塑坯24與頂蓋32之間的儲(chǔ)囊36里去優(yōu)選地是可以借助具有可變比例功能的注入機(jī)予以實(shí)現(xiàn)?？勺儽壤δ芙o予此注入機(jī)以注入許多不同樹脂物料的靈活性。一般，對(duì)這樣一種設(shè)備的唯一限制是其注入各種聚氨酯的能力，它們比起大多數(shù)其他樹脂來要求不同的設(shè)置。不過，在生產(chǎn)環(huán)境中采用聚氨酯的可能性不大，而對(duì)注入機(jī)的限制并非是對(duì)本發(fā)明通常作法的限制。
一般，注入樹脂34可以屬于反應(yīng)注入模塑類型或是屬于樹脂傳輸模塑類型，取決于樹脂物料的一些要求。一種具體樹脂物料的選定一般基于各種工藝處理參數(shù)、最終用途應(yīng)用特征、成本，以及可供應(yīng)性。本發(fā)明的工藝方法可以適應(yīng)幾乎所有已知的樹脂物料快速和緩慢固化物料、高和低粘度樹脂物料、吸熱或放熱固化樹脂物料，以及其間的一切樹脂物料。
在一些情況下，固化某一具體樹脂期間的熱力特性可能支配著模具的所需溫度功能。
其次，本發(fā)明的工藝方法基本上對(duì)于包含在樹脂物料中添加劑或填充劑不設(shè)置任何限制，雖然優(yōu)選地是，此工藝方法將用于一種具有適宜的模具脫解特性(relese characteristics)的樹脂物料。某些樹脂物料具有優(yōu)越的固有的模具脫解特性，而其他一些則需要添加劑來改進(jìn)其模具脫解特性。填充劑可以降低樹脂的成本，而其他一些添加劑可以大大地提高表面光潔度。
優(yōu)選地是，設(shè)置一真空泵以抽空模具內(nèi)腔。抽空孔口的位置和數(shù)量是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定的一些設(shè)計(jì)變量。采用真空泵要求模具內(nèi)腔被密封起來。如上所述，存在著幾種用于把頂蓋32密封于下部模具20的方案。
另外，一般說來，頂蓋32將形成各壓力致動(dòng)器28之間的一種密封。不過，由于本發(fā)明工藝方法的某些實(shí)施可能不使用頂蓋32，在各個(gè)壓力致動(dòng)器28之間可能需要與頂蓋32分離和與之不同的一些密封以防止樹脂34漏出。拽出(pultrusion)本發(fā)明的工藝方法容易地適用于拽出過程。在本發(fā)明工藝方法的這樣一種拽出實(shí)現(xiàn)過程之中，一拽出?？梢詣澐殖蔀閹捉M區(qū)域，每組區(qū)域分段成為由各個(gè)致動(dòng)器控制的各區(qū)域。不像第一實(shí)施例的工藝方法之中那樣使儲(chǔ)囊36移動(dòng)而越過塑坯24，而在拽出過程中塑坯24會(huì)被拉拽而經(jīng)過儲(chǔ)囊36。每組區(qū)域中的各壓力致動(dòng)器28像結(jié)合第一實(shí)施例所述的工藝方法之中那樣會(huì)作出類似的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)夾緊以防止樹脂流動(dòng)；灌注；儲(chǔ)囊轉(zhuǎn)移；以及壓緊到一最終的纖維容積比值。
本發(fā)明的工藝方法在應(yīng)用于拽出過程時(shí)可以通過或是減小模中的夾緊載荷或是與工件一起移動(dòng)各區(qū)域而減小為從模中拉拽最終產(chǎn)品所需的載荷。較小的拉拽力量會(huì)允許拽出具有較大表面面積的較大截面。
拉拽載荷在傳統(tǒng)的拽出作業(yè)中不是定常的。當(dāng)一卷加強(qiáng)材料用完時(shí)，下一卷必須拼接到前一卷的端部。為確保最終工件的連續(xù)性和強(qiáng)度，兩卷的拼接端部必須是疊合的。由于疊合而造成的厚度暫時(shí)增大會(huì)增大通過固定寬度的拽出模的阻抗載荷。本發(fā)明的工藝方法在應(yīng)用于拽出過程時(shí)是壓力受控而不是體積受控的并在工件上保持不變的夾緊和阻抗載荷。穩(wěn)定的阻抗載荷可使工件拉拽得更為均勻、更為前后一致，以及更為可以預(yù)知。工藝變量的重要意義本發(fā)明的工藝方法對(duì)各種競爭性生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于其在較為密集和較為復(fù)雜的加強(qiáng)部分的情況下較快地生產(chǎn)較為復(fù)雜形狀的較為均勻工件的能力。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，實(shí)施了對(duì)于樹脂34和塑坯24二者的主動(dòng)控制。這種控制的具體來源是向塑坯24不同分段施加不同壓力的能力。
級(jí)差式施加壓力于塑坯24是控制樹脂34的流動(dòng)的關(guān)鍵。主動(dòng)控制此流動(dòng)是保證各復(fù)雜模具和塑坯迅速裝料的唯一途徑。此外，主動(dòng)控制可促使實(shí)現(xiàn)裝料過程中的均勻性。最后，主動(dòng)控制可使此過程與裝料過程仿真相一致地得以優(yōu)化，是因?yàn)樗贡绢I(lǐng)域技術(shù)人員僅以各種容易預(yù)測(cè)的方式而迫使樹脂流動(dòng)。
按照達(dá)西(Darcy)定律，確定樹脂流動(dòng)方向和速度的一些因素是，樹脂中的壓力梯度、樹脂流動(dòng)所在的介質(zhì)的滲透性，以及樹脂的粘度。對(duì)于施加于塑坯24頂部的壓力的主動(dòng)控制使得可能在很大程度上控制這些參數(shù)的前兩個(gè)，而在較小程度上控制第三個(gè)。
當(dāng)區(qū)域30并未完全被灌注但具有從上方灌注到它里面的樹脂34時(shí)，增大施加于該區(qū)域30的壓力會(huì)造成壓力梯度，其很快地推動(dòng)樹脂34通過塑坯24的厚度。向完全灌注的兩個(gè)相鄰區(qū)域施加壓力將導(dǎo)致樹脂34穿過塑坯24平面而流動(dòng)在兩個(gè)區(qū)域之間；快速循環(huán)面內(nèi)壓力梯度的方向?qū)⒃诟鲄^(qū)域邊界處攪混樹脂34并可以予以實(shí)施以防止各熔接跡線和其他一些缺陷，如上述。同樣存在一種在樹脂34與真空之間的自然壓力梯度。
塑坯24分段的滲透性也可以由施加于該分段的壓力予以操縱。這樣就允許一個(gè)區(qū)域一個(gè)區(qū)域地控制塑坯24對(duì)樹脂流動(dòng)所呈現(xiàn)的阻力，并因而可形成另一個(gè)同等重要的用于控制樹脂何時(shí)走向何處的機(jī)制。樹脂34可以通過高壓緊固在區(qū)域30上而被阻止進(jìn)入干燥區(qū)域。
這兩種機(jī)制，即利用壓力梯度以快速推動(dòng)樹脂34通過塑坯24的厚度，以及緊固干燥塑坯以控制各流動(dòng)路徑，都能夠使本發(fā)明的工藝方法既實(shí)現(xiàn)其低循環(huán)時(shí)間也實(shí)現(xiàn)其質(zhì)量控制，即使對(duì)于復(fù)雜的工件也是如此。由于本發(fā)明的工藝方法可以以很高的纖維容積比值來灌注工件，所以結(jié)果得到較好的結(jié)構(gòu)特性。由于各區(qū)域30是通過塑坯24的厚度而被灌注的，所以灌注開始于一個(gè)當(dāng)時(shí)未處在高壓下的區(qū)域而因而具有很高的滲透性，各區(qū)域30灌注得很快。此外，區(qū)域30在正被灌注時(shí)可以被壓緊到很高的容積比值。
幾個(gè)與壓力相關(guān)的問題必須予以考慮。壓力必須高到足以快速地把樹脂34灌注到塑坯24里面。在各干燥塑坯區(qū)域30上的特定壓力必須足以使各區(qū)域相對(duì)來說是不可滲透的而不損害塑坯。施加于不同區(qū)域的壓力必須不是差別很大以致使得所得到的最終經(jīng)過灌注的塑坯厚度改變過多。各區(qū)域之間壓力的變異可以導(dǎo)致以下事實(shí)，即一個(gè)區(qū)域的投影面積(壓力致動(dòng)器28向其施加力量)將有時(shí)不同于其真實(shí)面積。
了解各樹脂物料的粘度是重要的，以便把物理特性數(shù)據(jù)供給流動(dòng)仿真。粘度取決于溫度、剪切速率(這依賴于樹脂流動(dòng)多快)，這本身又受由各致動(dòng)器造成的壓力梯度的影響，以及固化狀態(tài)。工藝變量范圍本發(fā)明的工藝方法可以在模塑期間支持范圍很廣的條件。下面是各種變量和本工藝方法可以運(yùn)作在其中的一些典型運(yùn)作范圍的表格。此表格并不意味著限定本發(fā)明的工藝方法可在其中工作的各種變量的范圍，而只是提供對(duì)于各典型運(yùn)作范圍的了解。
本工藝方法可能有一種高溫類型，如果頂蓋代之以各壓力致動(dòng)器之間的密封的話。比方說，在一陶瓷模具和各陶瓷壓力致動(dòng)器的情況下，融熔的金屬可以在高達(dá)2600°F的溫度下予以加工處理。
對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場合，較高壓力是可能的，但本發(fā)明的工藝方法的低成本優(yōu)點(diǎn)在大約450psi以上開始消失，是因?yàn)橹聞?dòng)系統(tǒng)、模具和壓制機(jī)的復(fù)雜程度增加了。控制系統(tǒng)硬件對(duì)于本發(fā)明的工藝方法來說，任何可以分別地控制壓力致動(dòng)器陣列中各壓力致動(dòng)器28的系統(tǒng)就足夠了。
在一實(shí)施例中，在本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)10上實(shí)施了一種基于PC的控制總線。如所實(shí)施的那樣，此基于PC的控制總線建立在德國公司Phoenix ContacT的Interbus(內(nèi)部總線)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上。雖然控制軟件已經(jīng)概括到控制硬件可以在任何一處都容易更換的程度，但I(xiàn)nterbus系統(tǒng)此時(shí)可能是最為符合本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑的工控網(wǎng)絡(luò)。Interbus還使得可能對(duì)于本發(fā)明的各種應(yīng)用作出任何一些今后修正的、廣為多樣的工業(yè)I/O模塊、PLC接口、馬達(dá)起動(dòng)器等等實(shí)施起來容易得多。如圖12之中所示，分區(qū)的壓力模塑壓制機(jī)控制系統(tǒng)硬件可以包括控制器卡90和連接并控制各閥門，諸如各壓力選擇閥門90和各區(qū)域開通/關(guān)斷閥門96的輸入/輸出模塊，這些閥門本身又控制各壓力致動(dòng)器28。
如當(dāng)前所實(shí)施的那樣，控制系統(tǒng)硬件只包括帶有Interbus控制器卡(IBSPC ISA SC/I-T)的標(biāo)準(zhǔn)WINTELPC，以電纜將其連接于具有16個(gè)數(shù)字輸出端(IB STME 24 DO 16/3)的模塊。該模塊基本上是一工作臺(tái)，帶有按照控制器卡的指令而供能的24VDC繼電器。區(qū)域致動(dòng)是在各電磁閥接線于輸出模塊時(shí)實(shí)現(xiàn)的。在此具體應(yīng)用場合下，用的是由SMC制造的24VDC電磁閥。
需要多個(gè)施加壓力以適當(dāng)?shù)刈R(shí)別那些影響工件質(zhì)量的參數(shù)。在NVS3114均衡式卷筒的情況下，各供壓口98和各排放口100都可以予以加壓并用以選定兩個(gè)預(yù)設(shè)壓力之中的一個(gè)。這兩個(gè)壓力是由壓力調(diào)節(jié)器設(shè)定，一個(gè)低壓調(diào)節(jié)器102和一個(gè)高壓調(diào)節(jié)器104，并且由一管匯106分配給各選定器閥門94。這些選定器閥門然后把加壓空氣傳送給各NVS 3115閥門，后者又開通和關(guān)斷各個(gè)壓制機(jī)區(qū)域閥門，向各致動(dòng)器加載。總之，此氣動(dòng)系統(tǒng)允許對(duì)于一個(gè)分區(qū)式壓力模塑致動(dòng)器的三種狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制(低、高或脫離)。如所實(shí)施的那樣，各致動(dòng)器應(yīng)當(dāng)施加的最大設(shè)計(jì)壓力是500psi。由于壓制機(jī)上所有的氣動(dòng)系統(tǒng)部件只額定為150psi，所以連接一對(duì)3英寸孔徑、1英寸沖程的Bimba氣缸以施加500psi于一個(gè)區(qū)域。
Interbus也被期望完成除了區(qū)域致動(dòng)功能之外的其他一些功能。比方說，如所實(shí)施的那樣，通過下部模具20上的一孔口110向塑坯24提供真空的真空截止閥108也可以接線到壓制機(jī)10的輸出模塊92里面。如果希望或需要一種較為自動(dòng)的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)10，除了其他方面之外，Interbus系統(tǒng)也能夠控制真空泵、壓制機(jī)臺(tái)板運(yùn)動(dòng)、模具裝放和卸除，以及與設(shè)備人式的塑坯裝放和工件卸除工作站的聯(lián)系。
圖12表明Interbus控制器卡和輸出模塊如何連接于閥門系統(tǒng)以允許在兩個(gè)調(diào)節(jié)的壓力之間進(jìn)行的計(jì)算機(jī)控制切換。圖13表明分區(qū)式壓力模塑試驗(yàn)壓制機(jī)中的目前實(shí)現(xiàn)情況。
這一Interbus系統(tǒng)采用雙氣動(dòng)閥門，這使得Interbus系統(tǒng)可能成為用于大數(shù)量數(shù)字輸出的最快的可供使用的系統(tǒng)。此Interbus也被考慮，是因?yàn)樗嫒萦谌我婚y門制造廠家，并因而不像某些其他場總線(fieldbus)系統(tǒng)那樣縮小閥門的選定余地。Interbus以及任一其他場總線系統(tǒng)的已知主要缺點(diǎn)是，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換發(fā)生在總線之外并隨后沿著公共通信線路被傳輸給中心處理器。這意味著模擬信號(hào)被限制于可能限制某些反饋系統(tǒng)的響應(yīng)的一些低取樣率。為克服這一缺點(diǎn)，可以裝有一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而模擬信號(hào)可以沿著一專用信號(hào)線路被傳輸給處理器。
可以實(shí)施本發(fā)明工藝方法的壓制機(jī)10將裝設(shè)多種傳感器，包括比方說那些測(cè)量模具中或致動(dòng)系統(tǒng)中的壓力；溫度；樹脂流動(dòng)前部位置；以及固化狀況的那些傳感器。這些傳感器可以用于診斷目的，并且也可以用于模塑和固化作業(yè)期間主動(dòng)反饋?？刂栖浖⒖刂粕a(chǎn)壓制機(jī)以便實(shí)施本發(fā)明的工藝方法的功能性控制程序軟件可以包含以下各個(gè)邏輯組成部分第一，可以有一總線控制模塊，即，控制經(jīng)由通信總線向壓制機(jī)硬件通信的特性。比方說，用于控制INTERBUS總線的模塊可以設(shè)置在壓制機(jī)控制程序之中。
第二，可以有一些模塊，把所需用以控制任一具體壓制機(jī)硬件的一些特定的總線運(yùn)算隱蔽在較多的邏輯運(yùn)算后面。比如，在壓制機(jī)控制程序中，可以有一個(gè)用于各閥門的邏輯結(jié)構(gòu)，它可以用于開通或關(guān)斷各閥門而不必?fù)?dān)心為了這樣作必須通過總線送出的一些確切指令，或甚至什么總線系統(tǒng)處在使用之中。
第三，可以有一類似的模塊以進(jìn)一步從實(shí)現(xiàn)所需區(qū)域各動(dòng)作所必需的底層各硬件工作中消除壓制機(jī)區(qū)域的邏輯工作。
第四，可以有一模塊，其處理把來自各傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)的細(xì)節(jié)。比方說，用于控制各數(shù)據(jù)采集板的模塊可以設(shè)置在壓制機(jī)控制程序之中。
第五，可以有進(jìn)一步抽象層以代表多樣的傳感器而無論底層的DAQ系統(tǒng)如何。
第六，可以有一模塊，為被生產(chǎn)的每個(gè)工件處理致動(dòng)序列和傳感數(shù)據(jù)的記錄。
第七，可以有一模塊，利用傳感器輸入來確定是否壓制機(jī)處于工作狀況之中或者在運(yùn)作期間它是否失效。
第八，可以有豐富的語言(rich language)，用于相對(duì)于時(shí)間控制各區(qū)域狀態(tài)和各傳感器。這樣一種語言允許對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行控制并也具有各較高層次指令用于裝填多區(qū)的各區(qū)域。此語言可根據(jù)傳感器輸入體現(xiàn)轉(zhuǎn)移，以及動(dòng)作序列的重復(fù)。
最后，可以有另一軟件，開發(fā)出來用于對(duì)接于灌注和/或固化仿真，生成致動(dòng)程序，等等。
如目前所實(shí)施的那樣，此壓制機(jī)控制軟件，用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)，可使用戶得以以手動(dòng)方式或采用一書寫文件由分區(qū)式各壓力致動(dòng)器來控制施加于工件的壓力；以手動(dòng)方式或采用腳本文件來觸發(fā)抽空孔口和真空泵；記入所有的區(qū)域動(dòng)作，或是通過手動(dòng)控制或是通過腳本文件控制予以實(shí)現(xiàn)；以及緊急情況下把所有壓制機(jī)區(qū)域設(shè)定為它們的脫開狀態(tài)。
同樣，如當(dāng)前所實(shí)施的那樣，壓制機(jī)控制軟件是以微軟VB(MicrosoltVisual Basic)寫成的，即一種具有各種與目標(biāo)有關(guān)的特性的計(jì)算機(jī)程序語言。它包含滿足以下各項(xiàng)目的的各類總線抽象化；壓制機(jī)部件抽象化；Script編譯和執(zhí)行；區(qū)域記入；以及用戶界面。
此外，如目前在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)上所實(shí)施的那樣，此軟件包含抽象地代表Interbus控制器和壓制機(jī)硬件所裝接的各Interbus裝置的類。各個(gè)總線控制類處理所有與總線系統(tǒng)的通信，采用Interbus驅(qū)動(dòng)器以送出各指令給Interbus控制器卡。這些類作出正確的各種調(diào)用以便在起動(dòng)程序時(shí)為連接起來的各Interbus裝置建立結(jié)構(gòu)框架。它們還把工藝過程數(shù)據(jù)在壓制機(jī)運(yùn)作期間輸出給各裝置，這本身又導(dǎo)致壓制機(jī)硬件作出響應(yīng)。此實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)采用兩部Interbus裝置，即Interbus測(cè)試驅(qū)動(dòng)組件(Test Drive Kit)控制器和數(shù)字輸出模塊以及一傳統(tǒng)的Interbus數(shù)字輸出模塊。向和從Interbus控制壓制機(jī)的添加或減去結(jié)構(gòu)并在軟件中反映這些改變，是很容易的。各總線類，雖然以VB實(shí)施，但也可以容易地以多種語言予以實(shí)施。
另外，如當(dāng)前在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)上所實(shí)施的那樣，軟件包含抽象地代表各物理壓制機(jī)部件的各個(gè)類各閥門、各分區(qū)式壓力致動(dòng)器、真空控制的各觸發(fā)開關(guān)，以及整個(gè)壓制機(jī)本身。代表閥門陣列的類直接地利用各總線控制類。代表分區(qū)式壓力致動(dòng)器陣列的類利用閥門組類，因?yàn)槊恳粔毫χ聞?dòng)器是通過單獨(dú)控制兩個(gè)閥門而予以控制的。代表壓制機(jī)的類利用分區(qū)式壓力致動(dòng)器陣列類并觸發(fā)各觸發(fā)開關(guān)類。這些抽象化都是必需的，因?yàn)樗鼈兛纱_保今后控制軟件延續(xù)性。此外，各種指令通過幾個(gè)層次，所以有可能在關(guān)于軟件為何在不同層位上工作方面作出改變而不影響整個(gè)程序。還可能向分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)添加新的硬件，諸如各傳感器，并把它容易地反映在軟件之中。與各總線控制類一樣，各壓制機(jī)部件類也可以在多樣的開發(fā)環(huán)境中容易地予以實(shí)施。圖14是由各總線和壓制機(jī)類所形成的不同層次的簡圖，以及各類之間的利用關(guān)系。
另外，如當(dāng)前在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)上所實(shí)施的那樣，軟件包含編譯和執(zhí)行分區(qū)式壓力模塑語言(ZPML)各腳本文件的類。腳本文件編譯器類讀入一包含ZPML腳本文件的文件并分析全文的語法。結(jié)果得出ZPML設(shè)備代碼，即一系列代表發(fā)送給壓制機(jī)的各項(xiàng)指令的整數(shù)。一單獨(dú)的類別執(zhí)行ZPML設(shè)備代碼，向代表ZPML壓制機(jī)的類別發(fā)出適當(dāng)?shù)母黜?xiàng)指令。
一ZPML書寫文件的格式是SCRIPT(各語句)END語句可以是ACTION(動(dòng)作)或是WAIT(等待)。WAIT語句的格式是WAITn其中n是執(zhí)行下一語句之前所等待的微秒數(shù)。ACTION語言的格式是ACTION{ZONES|VACUUM}語句主體ENDACTION ZONES語句的語句主體賦予各壓力于特定的各分區(qū)式壓力致動(dòng)器，采用一或多條以下格式ZONE行列{OFF|LOW|HIGH}其中行和列指定二維分區(qū)式壓力致動(dòng)器組之中的分區(qū)式壓力致動(dòng)器。分區(qū)式壓力致動(dòng)器組的行和列的附標(biāo)起始于零。ACTION VACUUM語句的語句主體指定觸發(fā)哪一真空器件、孔口開關(guān)或泵機(jī)開關(guān)，采用一條以下的格式{PORT|PUMP}TOGGLE各腳本文件之內(nèi)的空白間隔和書寫縮進(jìn)由語法分析器予以忽略，但可以包含在內(nèi)以適于閱讀。
比方說，一腳本文件實(shí)例，觸發(fā)真空孔口、等待兩秒鐘，而后把分區(qū)式壓力致動(dòng)器組的第一行之中的第二和第三致動(dòng)器設(shè)定為高壓。應(yīng)指出，雖然ZPML支持二維區(qū)域組，但此實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的壓力模塑壓制機(jī)只具有一行五個(gè)區(qū)域。ZPML書寫文件和ZPML設(shè)備代碼二者都設(shè)計(jì)為可延伸的以供今后壓制機(jī)控制之需。
<pre listing-type="program-listing">SCRIPT ACTION VACUUM PORT TOGGLE ENDWAIT 2000ACTION ZONES ZONE01 HIGH ZONE02 HIGHEND END</pre>如所實(shí)施的那樣，此軟件包含當(dāng)各區(qū)域受指令而改變壓力時(shí)可以記錄的各類。用戶可以開通和關(guān)斷記錄，并把記錄存放到文件之中。
最后，如所實(shí)施的那樣，分區(qū)域式壓力模塑壓制機(jī)包含一用戶界面。此用戶界面包含用于手動(dòng)致動(dòng)5個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的分區(qū)式壓力模塑壓制機(jī)區(qū)域和觸發(fā)真空孔口和真空泵的各控制裝置。用戶可以敲擊適當(dāng)?shù)闹噶畎粹o，以便把區(qū)域設(shè)定到“脫開”、“低壓”或“高壓”狀態(tài)或者觸發(fā)真空孔口和真空泵。圖15表明來自目前所實(shí)施的用戶界面的壓制機(jī)控制面板(Press ControlPanel)。用戶界面還包含允許用戶使用壓制機(jī)控制面板裝載、執(zhí)行或停止腳本文件的各個(gè)控制裝置。實(shí)用的實(shí)施本發(fā)明的分區(qū)式壓力模塑工藝方法已經(jīng)在制備2英寸×10英寸試樣時(shí)在小規(guī)模上加以演示。試驗(yàn)用壓制機(jī)(示于圖13之中)包括5個(gè)2英寸×2英寸大小的致動(dòng)器。各致動(dòng)器是模塊式的，并可以具有多種裝接上的分區(qū)式壓力致動(dòng)器。對(duì)于起初的試樣生產(chǎn)，機(jī)加工而成的各紅木塊用來向一撓性的頂蓋施加壓力。頂蓋由0.030英寸厚的硅橡膠制成并逕直地卡緊于模具以形成密封。模具是其上刻出2英寸×10英寸槽道的鋁板，已經(jīng)用硅酮膠接于構(gòu)成模具下半部的一塊一英寸厚的玻璃板。玻璃可允許用攝像機(jī)來監(jiān)測(cè)流動(dòng)前沿。
已經(jīng)用于初始試驗(yàn)的一些塑坯是由5層PPG 3盎司無序絞合織物構(gòu)成的。這種材料難以加工處理成高容積比值對(duì)因過度壓力而致?lián)p敏感。這很類似于被指望針對(duì)大量生產(chǎn)而用于本發(fā)明分區(qū)式壓力模塑工藝方法的那些塑坯。試樣試驗(yàn)用于尋找這種材料的工藝處理極限。
用于試樣試驗(yàn)之中的樹脂是來自國際塑料樹脂公司(Interplastic ResinCorporation)的一種高度增強(qiáng)的、室溫固化聚酯系統(tǒng)。此系統(tǒng)選來用于室溫固化以允許使用一種未加熱的、玻璃底部模具作流動(dòng)分析，并用于其極快固化。在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┌俜直惹闆r下，此系統(tǒng)具有范圍從30秒到8分的膠凝時(shí)間，使得可能仿真那些會(huì)用在大量生產(chǎn)應(yīng)用場合之中的極快循環(huán)時(shí)間的樹脂，同時(shí)也使得可能從事比較緩慢和比較仔細(xì)的在一些特定流動(dòng)狀況下的實(shí)驗(yàn)。
一試樣的典型生產(chǎn)進(jìn)程包括以下步驟。
選定和手動(dòng)調(diào)節(jié)高和低氣動(dòng)總線壓力；通過從一卷織物上切下2英寸×10英寸板條并將其疊置而制備出塑坯；模具打蠟以允許工件脫除；備好適當(dāng)?shù)臉渲旌衔?，但不予催化；裝接注入器、頂蓋和蓋板；起動(dòng)真空泵；通過模具真空孔口在塑坯之內(nèi)造成真空；模具裝放到壓制機(jī)里面；致動(dòng)序列/記錄器裝載在控制軟件之中；催化和混合樹脂；加注器(Springe)充滿經(jīng)過混合的樹脂并連接于注入器；起動(dòng)攝像機(jī)；樹脂被注入而穿過頂蓋；關(guān)閉和鎖定注入器；開始計(jì)算機(jī)化的致動(dòng)序列；關(guān)閉真空閥門；松脫各致動(dòng)器；以及松開頂蓋并取出工件。工件取出之后，為操作另一試樣所需的唯一準(zhǔn)備是清洗模具玻璃和頂蓋。在一成功的操作情況下，通常極少或沒有要清除的殘留物。
對(duì)于一典型的試樣試驗(yàn)，采用以下參數(shù)
塑坯5層PPG 3盎司無序絞合織物；樹脂Interplastic CoRezyn COR 40-B2-8099；催化劑1.75％重量的Norox MEKP；注入樹脂的容積27cc；高總線壓力50psi(造成致動(dòng)器處壓力175psi)；低總線壓力30psi(造成致動(dòng)器處壓力105psi)；模具溫度華氏72度；樹脂溫度華氏72度；樹脂粘度大致200厘泊；以及凝膠時(shí)間230(分秒)。
以下致動(dòng)程序用以控制各試樣的灌注。ZPML腳本文件在從事其他各區(qū)域的灌注時(shí)把尚未灌注的各區(qū)域保持在高壓下。當(dāng)使樹脂儲(chǔ)囊從一個(gè)區(qū)域到另一區(qū)域地穿行時(shí)，此腳本文件釋放相鄰區(qū)域和儲(chǔ)囊之中的壓力，然后向儲(chǔ)囊重新施加壓力以保證從區(qū)域到區(qū)域的更受控的運(yùn)動(dòng)并把氣動(dòng)系統(tǒng)之中的各壓力峰值減至最小。在每一區(qū)域處壓力保持在儲(chǔ)囊上的時(shí)間是予以改變的，以便顧及由于樹脂的任何交聯(lián)而造成粘度增大。
<pre listing-type="program-listing">SCRIPT ACTION ZONES ZONE 00 LOW ZONE 01 HIGH ZONE 02 HIGH ZONE 03 HIGH ZONE 04 HIGHENDWAIT 2000ACTION ZONES ZONE 00 OFFENDWAIT 100ACTION ZONES ZONE 01 OFF<!-- SIPO <DP n="28"> --><dp n="d28"/>ENDWAIT 500ACTION ZONES ZONE 00 LOWENDWAIT 8000ACTION ZONES ZONE 01 LOWENDWAIT 2000ACTION ZONES ZONE 01 OFFENDWAIT 100ACTION ZONES ZONE 02 OFFENDWAIT 500ACTION ZONES ZONE 01 LOWENDWAIT 10000ACTION ZONES ZONE 02 LOWENDWAIT 3000ACTION ZONES ZONE 02 OFFENDWAIT 100ACTION ZONES<!-- SIPO <DP n="29"> --><dp n="d29"/> ZONE 03 OFF END WAIT 500 ACTION ZONES ZONE 02 LOW END WAIT 12000 ACTION ZONES ZONE 03 LOW END WAIT 4000 ACTION ZONES ZONE 03 OFF END WAIT 100 ACTION ZONES ZONE 04 OFF END WAIT 500 ACTION ZONES ZONE 04 LOW END WAIT 16000 ACTION ZONES ZONE 04 LOW END WAIT 2600 ACTION VACUUM PORT TOGGLE ENDEND</pre>
結(jié)果是一固化到58-64％容積比值的工件，具有的拉伸強(qiáng)度范圍從40-50Ksi和彈性模量從2.5-3.2Msi。對(duì)于無序絞合織物和聚酯樹脂來，這些都是極好的數(shù)值。影響工藝過程的因素本發(fā)明工藝方法的好處之一是，它是一種復(fù)合液態(tài)模塑工藝方法，并因而在壓制機(jī)硬件方面，壓制機(jī)各項(xiàng)載荷在遍及幾乎所有其他非液態(tài)模塑壓制機(jī)作業(yè)上都大大地降低了。各種硬件成本由于臺(tái)板尺寸方面的減小和各壓力致動(dòng)器的較低成本而降低了。不過，采用本發(fā)明的工藝方法，需要許多很小的獨(dú)立的致動(dòng)器。因而，硬件成本降低是以工藝復(fù)雜性加大為代價(jià)的。灌注過程不再是一簡單的開通/關(guān)斷操作，而是如今包含一些特定的壓力致動(dòng)器序列，可能在任一給定的工藝循環(huán)期間具有在由每一致動(dòng)器施加的各種載荷方面的許多變化。
另一方面，控制復(fù)雜性的加大可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣に囘^程控制的加大。在工藝過程期間在一給定點(diǎn)上施加一給定壓力可以取決于許多不同的因素。這些因素可以分成4個(gè)基本組群，它們?nèi)荚谀撤N程度上受到灌注到塑坯里去的特定樹脂和支配。
第一組因素主要是關(guān)于纖維容積比值控制的。很小的只要不是零的壓力可以促進(jìn)儲(chǔ)囊容易移動(dòng)，但灌注和最終保持壓力可以容易達(dá)到大氣量壓壓力。在特定一些區(qū)域內(nèi)，儲(chǔ)囊上的不變壓力可予以維持以考慮到經(jīng)由誘發(fā)的各種RTM型流動(dòng)，亦即穿過塑坯的各種流動(dòng)，而造成的儲(chǔ)囊損失。相鄰的各區(qū)域可維持低壓以在那些RTM區(qū)域中增大孔隙度和減少灌注時(shí)間。各不變壓力邊界條件也可以在部分收縮期間協(xié)助保持適當(dāng)載荷。
第二組因素主要是關(guān)于工藝過程速度與塑坯損傷之間協(xié)調(diào)。樹脂儲(chǔ)囊可以通過在需要樹脂儲(chǔ)囊的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域內(nèi)釋放壓力(有可能到零)而同時(shí)在不需要樹脂儲(chǔ)囊的各區(qū)域內(nèi)維持或向其供給壓力而容易在塑坯上方到處移動(dòng)。通過厚度方向的灌注持續(xù)時(shí)間可以通過增大向包含樹脂儲(chǔ)囊的各區(qū)域施加的壓力而予以減少。優(yōu)選地是，鄰近各儲(chǔ)囊區(qū)域的各區(qū)域維持某一壓力以保持塑坯就位，減小這些鄰近區(qū)域中的孔隙度并阻止RTM-型流動(dòng)，而借以不讓樹脂儲(chǔ)囊挪出其當(dāng)前的各區(qū)域。在相鄰各“干”區(qū)域上的這種載荷可能需要予以限制以致塑坯，無論比方說各別纖維或塑坯構(gòu)造，都不受損傷。雖然在各儲(chǔ)囊區(qū)域內(nèi)的塑坯處在較高壓力下，但它是以液壓方式加載的，因而不會(huì)像“干”塑坯那樣容易受到損傷。另外，在灌注之后，最終的保持壓力可能需要加以限制以便不損傷塑坯。在任何情況下，可以通過在某些區(qū)域內(nèi)和在工藝過程的某些階段上增大施加的壓力而減少循環(huán)時(shí)間，然而要受塑坯和相應(yīng)成品損傷的限制。
施加壓力各參數(shù)的第三組是關(guān)于塑坯類型的。玻璃或碳素纖維、不可透過的芯料、多樣的幾何狀況等全都可以納入本發(fā)明的工藝方法。本發(fā)明工藝方法的具體應(yīng)用場合將決定致動(dòng)方案。取決于塑坯的強(qiáng)度，干塑坯保持壓力可以各不相同。其次，未灌注的樹脂的粘度可能要求儲(chǔ)囊壓力增大以便透過厚度灌注和誘發(fā)RTM型流動(dòng)。RTM-型流動(dòng)也可以用以在不可透過的芯料、嵌入物，以及其他特殊夾雜的下面灌注。塑坯特性方面的巨大差異和所需施加壓力的相應(yīng)寬廣范圍也可以由于可獨(dú)立控制的致動(dòng)器陣列而采用本發(fā)明的工藝方法予以適應(yīng)。雖然巨大的塑坯差異不一定導(dǎo)致成本上有利的生產(chǎn)，但本發(fā)明的工藝方法還是能夠適應(yīng)這種差異。
第四個(gè)壓力參數(shù)組是對(duì)給定模具所特有的那些參數(shù)。這一組包括一些因素，諸如由于模具的曲率而造成的，對(duì)于壓力致動(dòng)器上給定的軸向載荷、在施加表面面積方面的增大和在施加壓力方面的相應(yīng)減小。模具的輪廓也會(huì)造成相鄰各壓力致動(dòng)器之間的側(cè)面推力載荷，從而增大各致動(dòng)器之間的摩擦載荷，以及可能導(dǎo)致各壓力致動(dòng)器支承件被磨損，或者甚至壓力致動(dòng)器各傳壓板的嚴(yán)重安裝誤差。壓制機(jī)的配置用于實(shí)施本發(fā)明的壓制機(jī)的配置將主要由生產(chǎn)設(shè)置中壓制機(jī)的具體應(yīng)用予以確定?？梢宰儎?dòng)的某些特性可以是致動(dòng)器設(shè)計(jì)、模具、設(shè)備手裝載和卸載、溫度調(diào)節(jié)和樹脂注入設(shè)備，并可能是臺(tái)板推移設(shè)備。各致動(dòng)器只包括向頂蓋或直接向儲(chǔ)囊施加載荷的裝置。各致動(dòng)器可以是液壓的、氣動(dòng)的、電磁線圈式的，或者任何其他可以向儲(chǔ)囊和塑坯施加正確載荷的裝置。設(shè)備手可以用于塑坯裝放和工件卸除。實(shí)際實(shí)施可以取決于模具是否挪進(jìn)和挪出壓制機(jī)。這一點(diǎn)也可能使模具溫度調(diào)節(jié)設(shè)備復(fù)雜化，后者可能在其已經(jīng)裝進(jìn)壓制機(jī)之后必須聯(lián)接于模具。類似地，模具之挪進(jìn)和挪出壓制機(jī)也會(huì)使注入設(shè)備復(fù)雜化。在兩種之任一情況下，上部和/或下部臺(tái)板可能需要以機(jī)械方式被分離開來，以致設(shè)備手具有前往模具的通道或者模具具有足夠的間隙來挪進(jìn)挪出。
按照特定的應(yīng)用場合，某些另外的事情可能是所希望的。取決于可選擇哪一類型的致動(dòng)器，可能需要中間臺(tái)板以容放支承件。這種支承件可能被希望能抵擋由作用在模具輪廓上的各壓力致動(dòng)器造成的側(cè)面推壓載荷。各中間臺(tái)板也可能希望能夠固定各氣動(dòng)或液壓缸體、各閥件，以及/或者各壓力致動(dòng)器的管路系統(tǒng)。
如果模具是壓制機(jī)的一種永久附件，一頂蓋可以落放或固定就位在模具上。這可能要求，比方說，一種帶有一鎖定裝置的分立致動(dòng)器。
即使本發(fā)明的其他一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，從考慮在此闡明的本發(fā)明的說明和實(shí)踐中也將會(huì)是顯而易見的。期望的是，說明和實(shí)例都被認(rèn)為只是例證性的，而權(quán)利要求書表明了本發(fā)明的真實(shí)范疇和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于在壓制機(jī)上制作模塑工件的方法，壓制機(jī)包括第一模具和第二模具，第二模具具有許多壓力致動(dòng)器，每一壓力致動(dòng)器能夠獨(dú)立操作，此方法包括的各步驟是定位具有某一厚度的塑坯在第一模之中；安放一些樹脂在塑坯附近，形成樹脂儲(chǔ)囊；選擇性地致動(dòng)許多壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)而向樹脂儲(chǔ)囊施加壓力以迫使至少一部分樹脂儲(chǔ)囊灌注而透過塑坯厚度；固化樹脂灌注過的塑坯；以及從壓制機(jī)上卸除已固化的樹脂灌注過的塑坯。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇性地致動(dòng)的步驟包括選擇性地致動(dòng)許多壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)而施加壓力于靠近被以樹脂灌注而透過厚度的那部分塑坯的塑坯。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇性地致動(dòng)的步驟包括選擇性地致動(dòng)許多壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)而增大和減小在至少一部分樹脂灌注過的塑坯上的壓力。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，塑坯包括第一和第二塑坯。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，樹脂儲(chǔ)囊包括第一和第二樹脂儲(chǔ)囊。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，在定位步驟之后，頂蓋被安放在塑坯上。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，頂蓋與帶有一個(gè)或多個(gè)壓力致動(dòng)器的第一模具密封。
8.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，樹脂儲(chǔ)囊形成在頂蓋與塑坯之間。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，壓制機(jī)包括控制器，而選擇性地致動(dòng)步驟包括使控制器產(chǎn)生用于控制各壓力致動(dòng)器的信號(hào)。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，控制器至少部分響應(yīng)第一傳感器而控制各壓力致動(dòng)器。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一傳感器是壓力傳感器。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一傳感器位于許多壓力致動(dòng)器之一上。
13.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一傳感器聯(lián)接于第一模具。
14.一種用于在壓制機(jī)上制作模塑構(gòu)件的方法，壓制機(jī)包括第一模具和第二模具，第二模具具有許多壓力致動(dòng)器，每一壓力致動(dòng)器能夠獨(dú)立操作，此方法包括的各步驟是安放一些原料到第一模具里面；選擇性地致動(dòng)各壓力致動(dòng)器之中的一個(gè)或多個(gè)而向原料施加壓力以迫使至少一部分原料吻合于第一模具；固化原料以形成固化工件；以及從第一模具上卸除固化工件。
15.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中，原料包括塑坯和一些樹脂，塑坯具有某一厚度而這些樹脂構(gòu)成靠近塑坯的儲(chǔ)囊。
16.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中，選擇性地致動(dòng)的步驟迫使至少一部分樹脂灌注而透過至少一部分塑坯的厚度。
17.一種用于由原料模塑具有第一和第二表面的工件的設(shè)備，包括第一模具，具有形成被模塑工件第一表面的表面；以及第二模具，具有臺(tái)板和許多由之伸出壓力致動(dòng)器，許多壓力致動(dòng)器中的每一個(gè)都能夠向原料施加某一壓力并確定被模塑工件的第二表面。
18.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，許多壓力致動(dòng)器中的至少一個(gè)能夠基本上獨(dú)立于其他各壓力致動(dòng)器而被致動(dòng)。
19.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，許多壓力致動(dòng)器中的至少一個(gè)包括傳壓板。
20.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，許多壓力致動(dòng)器中的至少一個(gè)包括墊板。
21.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，第二模具包括頂蓋。
22.按照權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，頂蓋聯(lián)接于許多壓力致動(dòng)器中的至少一個(gè)。
23.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，控制器可控制許多壓力致動(dòng)器中的每一個(gè)。
24.按照權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，第一模具包括第一模具傳感器而控制器從第一模具傳感器接收信號(hào)。
25.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，第一模具傳感器是溫度傳感器。
26.按照權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，第二模具包括第二模具傳感器而控制器從第二模具傳感器接收信號(hào)。
27.按照權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，第二模具傳感器是一壓力傳感器。
全文摘要
一種用于在壓制機(jī)中制成模塑構(gòu)件的方法,包括以下各步驟:在一下部模具(20)中定位具有某一厚度的塑坯(24);安放一些樹脂鄰近塑坯(24)以便形成樹脂儲(chǔ)囊;而后選擇性地致動(dòng)各壓力致動(dòng)器(28)之中的一個(gè)或多個(gè)而向樹脂儲(chǔ)囊施加壓力以迫使至少一部分儲(chǔ)囊灌注而透過塑坯(24)厚度。在定位步驟之后,頂蓋(32)可以安放在塑坯(24)上面。選擇性地致動(dòng)裝接于上部臺(tái)部(60)的各壓力致動(dòng)器(28)中的一個(gè)或多個(gè)的步驟可以包括計(jì)算機(jī),其用于控制各壓力致動(dòng)器(28)。
文檔編號(hào)B29K105/06GK1349452SQ00807085
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月18日
發(fā)明者戴維·H·斯圖爾特 申請(qǐng)人:戴維·H·斯圖爾特