[发明专利]用于注射成型或模压/压制的工具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括加热设备的工具，例如注射成型工具或模压/压制工具。加热通过层的堆叠实现，该层的堆叠加热活性工具表面，并且包括线圈载体层、导电顶部层、背衬层、导电中间层和热阻层，线圈载体层包括用于产生振荡磁场的至少一个缠绕线圈，导电顶部层邻近活性工具表面，当从顶部层观察时背衬层定位在线圈载体层下方，背衬层电连接到顶部层并具有比顶部层低的电阻率，导电中间层位于线圈载体层和顶部层之间，其中中间层具有比顶部层低的电阻率，热阻层在中间层和顶部层之间。

背景

这种设备在WO-2013/002703-A1中提出，其中该设备可以例如用于模压具有精细表面图案的光学设备。这种工具的一个问题是如何以高效的方式来生产工具。

概述

因此，本公开的一个目的是获得一种工具，该工具可以以更高效的方式被生产。该目的以如权利要求1所界定的工具实现。更具体地，在最初提到的类型的工具中，热阻层是陶瓷材料热喷涂层，从活性工具表面看时，该陶瓷材料热喷涂层结合到热阻层下方的层。这产生中间层的至少上部部分和热阻层，与该热阻层一起，中间层作为单个单元被涂覆。

为了生产具有模压的表面图案的平坦产品，中间层的顶表面可以是平坦的，并且顶部上的热阻层可以被机加工成平坦形状。这提供了补偿例如中间层的制造公差的机会。

可选地，热阻层可以被机加工成偏离平坦的平面形状的三维形状。这还允许生产非平面的最终产品。

可选地，可以将中间层的顶表面机加工成偏离平坦形状的三维形状，并且在该中间层的顶表面上施加具有均匀厚度的热阻层。

这允许在保持均匀厚的热阻层的同时压制三维(非平面)产品。

陶瓷材料热喷涂层可以包括氧化钇稳定的氧化锆YSZ，其已经被发现适用于热喷涂和随后的机械加工。

还已经考虑了用于在两个工具半部之间模压/压制坯件的方法，其中该方法包括使用线圈载体层中的至少一个缠绕线圈在所述工具半部中的至少一个中产生振荡磁场，使得热量在邻近面向坯件的活性工具表面的导电顶部层中经由在顶部层和线圈载体层之间的导电中间层产生。热阻层位于中间层和顶部层之间，并且工具半部被压在一起，其中该方法包括将坯件弯曲成以三维延伸的形式，该形式被机加工到热阻层中。

这允许通过压制产生三维的，即非平面的产品。

附图简述

图1示意性地示出了用于模压/压制坯件的工具。

图2示意性地示出了用于注射成型的工具。

图3示意性地示出了设计成提供工具表面的高效加热的层的堆叠。

图4示意性地示出了图3的层中的电流的感应。

图5示出了将热阻层热喷涂到层的堆叠上的过程。

图6示出了如图5中制造的正被机加工成平面形状的层。

图7示出了实现三维形状的第一实例。

图8示出了实现三维形状的第二实例。

图9A-9C示出了用于将顶部层施加到三维热阻层的一种方法。

图10示出了喷涂在具有三维表面的活性中间层上的热阻层。

详细描述

本公开涉及用于在成形树脂或塑料材料时使用的设备和方法。以下描述将主要描述用于模压塑料坯件的系统，但是，如技术人员意识到的，该系统可以同样适用于注射成型和其它工艺，例如吹制成形。WO-2013/002703-A1描述了一种用于模压/压制坯件或用于注射成型的设备。如图1中所示，这种设备可以具有两个工具半部3，5。每一个或其中的一个可以设置有加热设备7。在模压中，通过在工具中施加热和压力，即，在半部的面向坯件1的活性表面上加热半部的同时，将半部彼此压靠，坯料1(固体塑料件)在一定程度上再成形。通常，在一个或两个表面上施加表面图案。

可以使用该技术的一个示例是当生产用于背光平板LCD电视屏幕的导光体(lightguide)时。在该情况下透明的矩形塑料片材在其一个平坦表面上设置有细小的表面图案。当该片材的边缘被照亮时，该表面图案使入射的光均匀地在表面上离开导光体。这种图案可以通过压模/顶部层来实现，该压模/顶部层是工具半部的在活性表面处面向坯件的层。也可以想到用模压制造的其它产品，例如，菲涅尔透镜。除了提供表面图案(模压)外或作为提供表面图案(模压)的替代方案，例如，弯曲坯件(压制)是可能的。使用主动加热和冷却提供了相对短的周期时间，这意味着与不使用主动加热和可选的冷却相比，该设备具有更高的输出。该设备的使用决不限于生产光学部件。