[发明专利]用于形成粉料凝塑成型工具的模具型芯包

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种粉料凝塑成型工具（powder slush molding tool）或旋转成型工具，其具有浇铸为该工具的一部分的加热和冷却特征，其中，该工具用于制造用在车辆内部的柔性聚合物软皮。

背景技术

粉料凝塑成型工具或旋转成型工具用于制造用于例如仪表板、内门板、仪表盘、扶手和需要软表面触感的其它车辆部件这样的车辆部件的软皮。通常利用粉料凝塑成型工具在电铸镍工艺（electro-formed nickel process）或镍气相沉积工艺（nickel vapor deposition process）中制造软皮。这些工艺需要具有外部冷却和加热特征的粉料凝塑成型工具，其中这些外部冷却和加热特征昂贵且加在粉料凝塑成型工具上耗费时间。本发明涉及一种用在制造软皮的工艺中的粉料凝塑成型工具，其中利用三维印刷工艺形成用于生成粉料凝塑成型工具的模具，该三维印刷工艺中，加热和冷却特征可以形成在模具型芯包中，使得加热和冷却特征转化到用在制造软皮的浇铸粉料凝塑成型工具中。

发明内容

根据本发明的一方面，制造用于车辆内部的聚合物皮的方法包括沉积薄层微粒的步骤（a）和对薄层微粒选择性地施加粘合剂从而限定模具型芯包的横截面的步骤（b）。重复步骤（a）和（b）从而产生具有位于其中的模具型腔的模具型芯包。对模具型腔浇铸或以其它方式施加熔融材料从而形成浇铸的粉料凝塑成型工具。然后在凝塑成型工艺中用聚合物材料涂覆浇铸的成型工具从而形成聚合物皮。

根据本法的另一方面，制造用于形成粉料凝塑成形工具的模具型芯包的方法包括沉积薄层微粒的步骤（a）和对薄层选择性地施加粘合剂从而限定模具型芯包的横截面的步骤（b）。重复步骤（a）和（b）从而产生具有设置在其中的模具型腔的完成的模具型芯包。对模具型芯包浇铸或以其它方式施加具有小于5.0x10^-6in./in./°F的热膨胀系数的熔融铁镍合金从而形成浇铸的粉料凝塑成型工具。

根据本发明的又一方面，用于形成粉料凝塑成型工具的模具型芯包包含具有由多个堆叠微粒层限定的第一成型表面的上型模或上模。模具型芯包进一步包含具有由多个堆叠微粒层限定的第二成型表面的下型模。铸造型腔分别由上型模和下型模的第一和第二成型表面限定，其中铸造型腔具有要浇铸到用在凝塑成型工艺中的粉料凝塑成型工具中的热控制特征的反构造。

本领域的技术人员阅读下述的说明、权利要求和附图后会更好地理解本发明的这些和其它方面、目的及特征。

附图说明

附图中：

图1是在通过三维（3D）印刷装置形成模具型芯包之前的工作箱或刚性容纳箱的俯视透视图；

图2是细微粒层正在工作箱中散布时图1的工作箱的俯视透视图；

图3是正通过3D印刷装置在印刷区添加粘合剂时图1的工作箱的俯视透视图；

图4是通过3D印刷装置印刷若干细微粒层之后图1的工作箱的俯视透视图；

图5是新的细微粒层正在工作箱的印刷表面上散布的图1的工作箱的俯视透视图；

图6是完整的模具型芯包已经印刷并且工具箱从印刷装置中移除之后的图1的工作箱的俯视透视图；

图6A是从工作箱中移除时模具型芯包的透视图，其中模具型芯包由粘合的微粒制成并且正移除多余的未粘合的微粒；

图7是图6A所示的上型模的俯视透视图；

图8是设置在型箱（casting box）中的下型模的俯视透视图；

图9是设置为用于将熔融材料浇铸到由上、下型模联合限定的模具型腔中的模具型芯包的俯视透视横截面图；

图10是由模具型芯包浇铸而成的粉料凝塑成型工具或外壳的俯视透视图；

图10A是图10的粉料凝塑成型工具的仰视透视图；

图10B是具有蚀刻在成型工具的A侧的粒纹样式（grain pattern）的粉料凝塑成型工具的俯视透视图；

图11是具有成型表面的上型模的俯视透视图，其中成型表面上设置有外部加热和冷却特征；

图11A是利用图11的上型模浇铸的粉料凝塑成型工具的仰视透视图，使得粉料凝塑成型工具在粉料凝塑成型工具的B侧具有外部加热和冷却特征；

图12是由图7-8的上型模和下型模与设置在其中的替换型芯一起构成的砂模具包的俯视横截面图；

图12A是具有共形加热和冷却贮液器的粉料凝塑成型工具的另一实施例的横截面图，其中共形加热和冷却贮液器贯穿粉料凝塑成型工具的一部分；