[发明专利]旋转模制的产品和模具

说明书

技术领域

本发明涉及旋转模制的一般领域，特别应用于进行大规模旋转模制的装置和方法以及提供巨型模制产品。

背景技术

旋转模制是一种熟知的技术，用来模制塑料诸如聚乙烯，而不需要诸如注射模制这样的技术所需的设备。通常，可加热钢模具局部填充适量粉末塑料材料，闭合并加热，同时旋转并颠倒。接触模具被加热内壁的粉末将熔化和熔合，粘在壁面上，并且旋转和颠倒相结合，确保了粉末最终接触并涂覆模具的每一个内表面，形成具有完全闭合内腔的连续完整塑料壁面。随着加热进行，内腔中的剩余粉末进而熔化并熔合到已经粘在模具壁面上的材料上，倾向于更容易粘在具有较薄材料涂层的区域，这些区域比涂层已经较厚的区域相应地更热。通过这种方式，堆积成相对均匀且连续的塑料材料壁面。模具继续加热，旋转并颠倒，直到认为所有的粉末都已经熔化并熔合为止。然后冷却模具。已经发现，传统旋转模制方法和装置对于任意尺寸至多大约1米的产品都能良好地工作，但是当所述方法用在生产大规模产品时，带来了许多难题。颠倒装置上的机械应变随着模具重量以及模具中粉末重量的增加而增大。每一个尺寸超过1米或2米的大规模物品需要重量相当大的粉末材料，并且随着这种重量被提升而且从模具一端倾注以冲击另一端，相当大的应变施加在旋转轴承以及其他支撑结构上，特别是在处理过程的早期阶段，即粉末的主要部分尚未熔合而且仍然可以在模具腔室内移动的时候。

颠倒和旋转机构因此需要非常沉重和坚固。既便如此，也可能承受很大的磨损并且经常需要维修或更换部件。整个机构需要抬起或者架在坑道上操作，以允许端部有间隙上下颠倒，这样显著增加了将粉末材料送入模具并再次将完工产品取出的难度。

模具完全闭合并且模制产品内腔很快密闭，因为全部壁面都被熔合材料所涂覆。因此，难于判断内部熔合过程的进程。特别是，难于测试是否全部粉末都已熔化，并且难于获知是否模具盘旋或复杂的细部都已充分填充并涂覆，或者材料是否本身均匀地施加在全部表面上。送入模具的粉末量必须一开始就精确计算和测量好，因为一旦处理过程开始，就无法增加额外的材料或者取出过剩的材料。

当模制完成时，不能通风或进入产品内腔，因为它是完全闭合的型坯，并且材料冷却相应地从外侧开始。当产品外表面冷却并定型后，产品可能从模具内表面脱离，但是由于内部尚未完全定型，所以壁面可能不够坚固以支撑其自身重量。在整个厚度都定型之前，材料的重量可能导致壁面塌芯、褶皱或发生其他扭曲。对于厚度以及材料重量较大、产品顶部跨度较长并且厚壁面冷却和定型耗时更多的较大产品来说，这种变形特别难于避免。如果太早从模具中取出产品，则产品将整体发生塌芯，但是即使在定型时留在模具中，最上方的部分将倾向于脱离并向下塌陷。如果在定型时旋转模具，则变形围绕产品均匀传播，但是无法避免。产品在定型时发生变形可能显著降低产品的实用性和价值，特别是希望产品配合大型组件内的其他部件并与其互锁，并且需要精确塑形且对准的凸耳、插座或表面时。

发明内容

本发明致力于提供一种用于旋转模制大型物体的改进方法，例如模制大型钟形结构，这种结构容易转化为住所，同时在任何情况下，本发明都致力于至少为公众提供一种有用的选择。

在本发明第一宽泛的方面，提供了一种以至少一种包含任选添加剂的颗粒型热塑性材料(文中称为混合物)，利用一种旋转模制(模制方法)来形成产品的方法，所述方法包括步骤：(a)构造可加热、导热、可旋转模具，所述模具具有加热表面和塑形表面，所述模具提供至少一个孔，用来在模制方法中接收受控输送的混合物；(b)将所述模具连同能在模制方法中旋转所述模具的装置放置在热保持包裹件或炉具中；(c)在拖长的周期内，将一定量的混合物传送到所述模具中；(d)确认所述混合物分布在所述塑形表面上；(e)在输送额外量的混合物之前，等待混合物熔合到下层高热材料(或者熔合到模具本身的塑形表面上)；和(f)在借助向下层高热材料熔合的过程积累了足够多的混合物之后，允许炉具冷却，停止旋转，并且从模具中取出冷却的产品。

优选，所述可旋转模具的旋转轴线大约水平。

在第一种替代方案中，提供了一种借助旋转模制形成分层产品的方法，所述方法包括步骤：(a)将具有第一组分的第一混合物传送到所述模具中；(b)等待第一混合物熔合到下层高热材料；(c)将具有第二组分的第二混合物传送到所述模具中；和(d)等待第二混合物熔合到下层高热材料，直到所有目的层都熔合在一起为止，从而构造分层产品。