[发明专利]可按比例缩放的注塑系统

说明书

技术领域

本发明涉及注塑系统。更具体地，本发明涉及可相关于模塑面对的数目、每模塑面对的气穴数目或它们两者而按比例缩放的注塑系统。

发明背景

注塑为一种通常用于以高体积方式制造如下部件的技术，所述部件由可熔材料制成，最常见的是由塑料制成。在任何注塑过程中，通常将熔融的（增塑的）树脂诸如呈小珠形式的塑性树脂强力地注入到具有特定腔体形状的一个或多个模具腔体中。注入的塑料在模具腔体中被保持在压力下，冷却，然后作为固化部件被取出，所述固化部件的形状基本上复制了模具的腔体形状。模具自身可具有单一腔体或多个腔体。每个腔体可连接到被称为流道的流动通道，所述流道引导熔融的塑料流过进料门并进入腔体中。因此，典型的注塑循环可包括三种基本操作：（1）加热注射单元中的塑料以允许其在压力下流动；（2）将熔融的塑料注入到在两个已闭合的模具半块之间限定的模具腔体中，并且允许塑料在腔体中在压力下硬化（冷却）；以及（3）打开模具半块以使部件从模具中顶出。一种连续的模塑过程可包括两个或更多个注塑循环。

注塑系统的两个模具半块通常由机器诸如液压机保持在一起。一般来讲，连接到每个模具半块的是一个或多个模塑面。每个模具面可被描述为例如腔体板或芯板。腔体板可在其表面中限定了一个或多个凹陷，所述凹陷呈要模塑的部件的顶部表面的形状。芯板可在其表面中限定了一个或多个突出，每个突出均对应于腔体板中的凹陷，所述突出呈要模塑的部件的底部表面的形状。这些凹陷和突出在几何形状上被构造成使得当所述两个模具半块合在一起时，芯板中的突出延伸到腔体板中的凹陷中以便限定腔体板和芯板之间的腔体。由一对模具半块之间的一个或多个模塑面对所限定的腔体的数目将被称为模具的“最大气穴数”。模具的最大气穴数也表示所述两个模具半块的每次循环所能够产生的部件的最大数目。

注塑系统也可为堆叠的，使得对于注塑压机的任何给定循环，多个模塑面对在所述两个模具半块之间被同时按压在一起。对于任何给定注塑系统，在连续的模塑过程中，在任何阶段或循环处操作以生产部件的模塑面对的数目将被称为该系统的“面数”。作为另外一种选择，其可使用术语例如“单面”、“双面”、“6面”或甚至“多面”来表示。

注塑系统对于制造商来讲可意味着一大笔资本投入，因为必须设计并安装复杂的机器和控制系统以满足操作要求，尤其是相关于生产能力的操作要求。例如，注塑系统可包括作为标准组件的模塑压机自身、注射螺杆、模具安装架、加热器、冷却系统、顶出器系统、热流道系统、水连接、空气连接、液压连接、限位开关连接、基本插入件连接、和栓配置盒。这些标准组件意味着必要的资本投入，甚至在模具面能够被设计、制造、安装、最优化并投入运行之前就是如此。

注塑系统的高资本成本的缺点通常还伴随着所建立的系统的灵活性会受到不利的限制。例如，系统一般是具体定制的以用固定气穴数操作，其中模具被设计成用于一种特定的部件，使得该系统的任何改变均可能需要显著地改造或甚至完全重建该系统。模塑压机自身可已被设计成占据一定量的地板空间，并且模具压机的半块可已被构造成仅打开至某种固定宽度。对于那些业务量在任何给定时段内可能会显著膨胀或收缩的制造商来讲，这些就成了关键问题。

作为另一个例证，考虑投资了气穴数为八的单面注塑系统的制造商。如果该制造商的业务超出了该系统的能力，则几乎不可能将该系统转化为气穴数为十六的单面系统或具有两个气穴数为八的模具的双面系统，以便使最大生产量增加一倍。因此，该制造商不得不购买包括所有这些标准组件在内的全新系统。在一种情形中，该制造商可能购买与老系统相同的新系统以避免按比例放大或缩小老系统以产生所述新系统时所带来的技术风险。如果对产品的需求未使所得100%的能力的增加成为必要，则这些系统中的一个在一段时间内将不会按其全能力来使用。但即使发生了所述100%的增加，两个相同的系统也将用双倍数量的标准组件并列操作，因而使维护成本增加了一倍。在另一种情形中，该制造商可能购买其能力为老系统的两倍的新系统。此处，老系统可能被废弃，以低价出售因而遭受显著损失，让其闲置，或至少不被充分利用，除非且直到对该制造商的产品的需求增加了另外50%从而需要老系统和新系统的组合输出。甚至当需求确实增加至该水平时，标准组件也将以双倍数量使用。

因此，需要如下的可按比例缩放的注塑系统，所述系统能够减少浪费的用于双倍数量的标准系统组件的资本和维护费用。

发明概述

该需求通过本文所述的可按比例缩放的注塑系统的实施方案来满足。