專利名稱：帶有成一整體的絲網(wǎng)的模具、制造這種模具的方法和使用該模具的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有成一整體的絲網(wǎng)的模具及制造該模具的方法，特別涉及一種帶有成一整體的網(wǎng)格的模具，特別適合用作由纖維或紙漿漿料制造產(chǎn)品的工具，以提供紙漿模制件，同時(shí)涉及使用這種模具生產(chǎn)紙漿模制件的設(shè)備和方法。
到目前為止已經(jīng)有了生產(chǎn)模制纖維制品的模具。通常這種模具被稱之為濕模，因?yàn)樗鼈儽唤氲嚼w維或紙漿漿料的一個(gè)濕的容器內(nèi)。這種漿料通常由回收的紙制成，例如報(bào)紙，瓦愣紙材料或類似材料等。這種模具通常由鋁制成以提供所需的由真空孔貫穿的表面或工作面。在這種模具中，模具表面通常用一個(gè)絲網(wǎng)覆蓋，例如不銹鋼絲網(wǎng)，將其制成合適的尺寸、切割、點(diǎn)焊，使之精確地與模具表面相一致，以便提供模具表面。這種絲網(wǎng)用于防止纖維阻塞真空孔。這種絲網(wǎng)使得它可以將真空均勻地分配在模具的整個(gè)表面上，并防止纖維阻塞真空孔。這種模具通常很昂貴，因?yàn)橹圃爝@種模具需要花費(fèi)大量的時(shí)間。此外，對(duì)于這種模具，絲網(wǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中很容易徑向撕破，需要修理或更換絲網(wǎng)。因此需要一種新型的改進(jìn)的可克服上述缺點(diǎn)的模具。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的目的是提供一種模具，它具有一個(gè)帶有一個(gè)成一整體的絲網(wǎng)或網(wǎng)格的主體，同時(shí)提供一種制造所述模具的方法，這種方法大大地縮短了制造適合于用纖維或紙漿模制產(chǎn)品的模具的時(shí)間，并極大地降低其制造成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和方法，其中，可以提供一種具有一個(gè)主體的模具，該主體與一個(gè)網(wǎng)格成一整體，同時(shí)，其中，所述主體與網(wǎng)格可同時(shí)利用相同的材料制造。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和方法，所述模具可很容易地適合于復(fù)雜的形狀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和方法，它提供一種具有由模具的網(wǎng)格提供的獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)的模制產(chǎn)品。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和方法，其中模具的結(jié)構(gòu)包含有一個(gè)主體，其材料不會(huì)有害地影響網(wǎng)格或絲網(wǎng)的操作。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和方法，其中，所述模具可以被十分精密地制造。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的模具和絲網(wǎng)，它可以很容易地被以很低的成本精密地制造。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用具有上述特征的模具的設(shè)備和方法，其中，模制的紙漿制品在移動(dòng)該制品之前可以通過(guò)加熱所述模具而干燥。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用具有上述特征的模具的設(shè)備和方法，其中，即使對(duì)模制產(chǎn)品加熱，仍然可以在模制產(chǎn)品上保持真空。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的設(shè)備和方法，其中，在使用時(shí)，所述模具將允許液體流過(guò)所述模具，另一方面將模制紙漿的纖維留在模具表面上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的設(shè)備和方法，它用于生產(chǎn)高精度的模制產(chǎn)品。
在下面參照附圖所進(jìn)行的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的和特征將變得更加清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶有成一整體的網(wǎng)格的模具的等軸視圖。
圖2是圖1中由線2-2包圍的圖1中所示網(wǎng)格的一部分的放大比例很大的放大圖。
圖3是沿圖1的3-3線截取的剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的利用本發(fā)明的模具制造模制產(chǎn)品的設(shè)備的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的模具的等軸視圖。
圖6是沿圖5的6-6線截取的剖視圖。
圖7是類似于圖6的另一個(gè)剖視圖，但其厚度只有0.004″。
圖8是圖5所示的模具的底視平面圖。
一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的帶有成一整體的模具用作一個(gè)利用纖維漿料制造模制紙漿產(chǎn)品的型模，它包含一個(gè)由一種材料形成的主體。該主體攜載一個(gè)網(wǎng)格以便提供一個(gè)模具表面用于制造模制紙漿制品。在網(wǎng)格上設(shè)置多個(gè)裝置，所述裝置在模具表面上基本上均勻地間隔開設(shè)置，并被制成一定的尺寸，以便允許從其中拉制出真空，但阻止纖維被拉過(guò)其中，從而漿料中的纖維將積累在網(wǎng)格上。所述主體提供裝置用于把網(wǎng)格支承在主體上，以便提供多個(gè)與網(wǎng)格上的開口連通的通道，借此，當(dāng)把真空加在模具上時(shí)，由所述網(wǎng)格提供均勻分布的真空，網(wǎng)格和支承網(wǎng)格的裝置用相同的材料制成。
如圖1、2和3更詳細(xì)地表示的，帶有成一整體的絲網(wǎng)或網(wǎng)格的模具或工具11包括一個(gè)由適宜的材料形成的主體12，這些材料可用于快速模型試制(prototyping)及制造技術(shù)，特別是適合用于立體平版印刷術(shù)(stereolithography)的材料。如熟悉本領(lǐng)域的人員所公知的，選擇性的激光燒結(jié)可用于用由激光能量“燒結(jié)”或熔融的塑料、金屬或陶瓷粉末一層挨一層地制造實(shí)心三維物體。圖中所示的主體12可以具有平行六面體的形狀，它具有間隔開的平行的側(cè)面13，相互間隔開的垂直于側(cè)表面13的端面14。主體12也設(shè)有一個(gè)與表面13和14成直角延伸的底表面16(圖3)以及一個(gè)與側(cè)面和端面13及14垂直并與底面16平行的頂表面17。
主體或主塊12的頂表面17具有一個(gè)形成于其中的具有所需結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的模具表面21，例如，作為一個(gè)例子在圖中所表示的凹入的形狀。模具表面21具有一個(gè)形成于其中的復(fù)雜形狀，例如彎曲狀或凹入的側(cè)壁22連接著凸出的或截頭半球形表面23，表面23連接著共面的相互分隔開的圓形平面表面24。在附圖中表示了這種復(fù)雜的模具表面21，以便說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明可以提供一種多么復(fù)雜的其上具有復(fù)雜的曲線形狀的模具表面。
設(shè)有一個(gè)絲網(wǎng)或網(wǎng)格31，它將起模具表面21的作用，用于制造下面所要描述的模制紙漿制品。絲網(wǎng)或網(wǎng)格31設(shè)有多個(gè)相互間隔開的開口32，這些開口在模具表面21上基本上均勻地間隔配置，同時(shí)，基本上位于一個(gè)具有模具表面21所需的結(jié)構(gòu)的面內(nèi)。開口32的尺寸為，使得紙漿中的纖維不會(huì)穿過(guò)開口32而是積累到用作模具表面21的絲網(wǎng)或網(wǎng)格31上，以形成模制產(chǎn)品。同時(shí)開口32被制成一定的尺寸，使得從絲網(wǎng)或網(wǎng)格的下方提供進(jìn)入一個(gè)通過(guò)接頭34連接到適當(dāng)真空源35的腔室33內(nèi)的真空從纖維漿料中把纖維吸出與絲網(wǎng)或網(wǎng)格31接觸，以便形成模制紙漿制品。開口的大小可以從0.24″到0.32″的范圍內(nèi)，它可以具有所需形狀，例如圓形、正方形或長(zhǎng)方形。我們發(fā)現(xiàn)在用回收?qǐng)?bào)紙之類的纖維漿料制造模制產(chǎn)品時(shí)，其優(yōu)選的尺寸約為0.24″×0.24″。
作為主體12的一部分設(shè)置一個(gè)具有三維柵格狀支承結(jié)構(gòu)36形式的裝置，所述結(jié)構(gòu)設(shè)有多個(gè)貫穿柵格結(jié)構(gòu)的通道37并位于絲網(wǎng)或網(wǎng)格31的下方，其中的每個(gè)通道都與絲網(wǎng)或網(wǎng)格31的一個(gè)或多個(gè)開口32連通。下面所描述真空與通道37連通，并與絲網(wǎng)或網(wǎng)格31一起提供一個(gè)基本上均勻地在模具表面21上分布的真空。
在本發(fā)明方面，發(fā)現(xiàn)理想的是使用同一種材料制造主體12，網(wǎng)格31和柵格支承結(jié)構(gòu)36。關(guān)于本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)特別理想的是使用聚酰胺尤其是尼龍材料，因?yàn)樗鼈兙哂惺謨?yōu)異的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，這對(duì)于制造下面所描述的本發(fā)明的模制紙漿產(chǎn)品用的模具或工具是非常重要的。有兩種材料特別適合，它們是DTM Corporation of Anstin，Texas，U.S.A.生產(chǎn)的，DuraformTM聚酰胺以及Duraform GF(玻璃填充的)。在其它應(yīng)用中，可以應(yīng)用該公司提供的其它材料，例如DuPontSomos201 TPE，TruFormTM聚合物，SandFormTMZr II及Si鑄模砂，Copper Polyamide以及Rapidsteel2.0。
在使用尼龍時(shí)，在例如由DTM Corporation of Austin，Texas提供的Sinterstation 2500plus等適合的設(shè)備的制造室內(nèi)，通過(guò)用一個(gè)平整輥形成一個(gè)粉末層，在整個(gè)制造區(qū)域內(nèi)鋪成一個(gè)合適厚度的、例如大約為0.004″的薄的均勻尼龍粉末層。模具的橫斷面利用激光能量通過(guò)一個(gè)由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的程序進(jìn)行選擇性地成象到尼龍粉末層上，所述激光能量將粉末加熱到高于其軟化溫度或熔融溫度以上的溫度，從而將顆粒燒結(jié)或熔融成一實(shí)體。將激光能量調(diào)制成只把符合模具幾何形狀的粉末熔融。然后再進(jìn)一步將下一個(gè)粉末層鋪在制造區(qū)上，以相同的方式加以平整和成象，直到整個(gè)模具被成象和形成為止。然后，從制造室內(nèi)取出模具并除去松散未熔融的粉末，獲得加工好的模具。
在圖1、2和3中所示的一種特定的結(jié)構(gòu)中，絲網(wǎng)或網(wǎng)格31利用多個(gè)球形的均勻形狀的部件41構(gòu)成，這些球至少具有四個(gè)相互分隔開的接觸點(diǎn)42(見(jiàn)圖2)。這些球可具有適當(dāng)?shù)某叽?，例如?.030″至0.090″，優(yōu)選地為從0.060″至0.070″。由部件41形成的絲網(wǎng)或網(wǎng)格31由柵格狀支承結(jié)構(gòu)36進(jìn)行支承，該支承結(jié)構(gòu)設(shè)有一個(gè)通道37穿過(guò)的表面43。部件41在點(diǎn)44處與表面43接觸，以便限定出一個(gè)暗通道(subway)46，該通道根據(jù)由部件44形成的圖案沿縱向和橫向橫貫表面43延伸，以便部件41之間的開口32與暗通道46連通，同時(shí)暗通道46與柵格狀支承結(jié)構(gòu)中的通道37連通。
從上面的描述中可以看出，只要改變球狀部件41的尺寸，就可以很容易地改變開口32和暗通道46的尺寸。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于部件41，可以用其它的幾何形狀，例如具有六個(gè)或更多個(gè)表面的多面體代替球形。例如一個(gè)具有八個(gè)表面的多面體，其中四個(gè)位于頂部的平的面形成一個(gè)四面錐體，底部的四個(gè)表面形成另一個(gè)四面錐體，兩個(gè)錐體連接在一起提供一個(gè)八面體。這種八面體具有四個(gè)位于同一平面內(nèi)的拐角或者點(diǎn)，它們可以和相鄰的拐角連接到一起，從而實(shí)際上提供一個(gè)網(wǎng)格，所述網(wǎng)格具有穿過(guò)它的開口32與暗通道46連通，而類似地，可以看出，所述部件可被制成一個(gè)截頭多面體，例如一個(gè)四面體，四面體的底側(cè)面朝上，以便提供一個(gè)平的表面，該表面具有貫穿其間的開口32以及在其下方的暗通道46，它與柵格狀支承結(jié)構(gòu)36的通道37連通。所有這些各種不同的結(jié)構(gòu)都可以利用前述技術(shù)很容易地形成。
根據(jù)本發(fā)明所制造的模具已經(jīng)作為例子用DuraformTM尼龍制成，這種尼龍是經(jīng)過(guò)FDA認(rèn)證的，它可以很容易地承受300°F的工作溫度。但我們發(fā)現(xiàn)，由于這種模具是由最初為粉末狀態(tài)的尼龍制成的，所以它們的外表面從細(xì)部觀察是比較粗糙的，會(huì)妨礙模制品的脫模。為了提供脫模特性，在模具外表面上涂敷一種稱之為XylanTM的耐熱材料，它可以承受450°F的溫度。Xylan是一種碳氟化合物涂料。將這種材料連續(xù)噴涂三層，每一層的厚度約為2～3密耳(mil)，同時(shí)，每一層都在300°F進(jìn)行30分鐘的后硬化。這種涂層48可以著色。黃色被選用為一種合適的顏色，因?yàn)樗梢允乖谀＞呱系睦w維更明顯。我們發(fā)現(xiàn)，這種涂層48提供一種非常平坦光滑的表面，使模具極大地提高了其脫模性能。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種模具和工具示于圖5、6和7。如圖中所示，模具91由一種合適的材料制成，例如前面所描述的Duraform尼龍，用前面所描述的Sinterstation制成。模具91具有一個(gè)圓形框架92，該框架具有一個(gè)徑向延伸的凸緣93，在凸緣93上具有螺栓孔94。模具91的形狀為截頭錐體96，它具有一個(gè)傾斜的表面97以及一個(gè)與傾斜表面97連接的圓形平面98。在錐體96內(nèi)部設(shè)有一個(gè)截頭錐形槽101，該槽的結(jié)構(gòu)基本上與錐體96相對(duì)應(yīng)，但其直徑較小，從而剩下一個(gè)由框架92支承的主體106。主體106包括網(wǎng)格線支承結(jié)構(gòu)107，它被形成截頭錐體的外表面96和97的絲網(wǎng)或網(wǎng)格108所覆蓋。
柵格狀支承結(jié)構(gòu)107由多個(gè)沿一個(gè)方向延伸的相互間隔開的平行的支柱111及多個(gè)輔助的相互間隔開的形成網(wǎng)格線結(jié)構(gòu)107的支柱112構(gòu)成。所述支柱可具有一個(gè)適當(dāng)?shù)暮穸?，例?.42″，支柱之間沿兩個(gè)方向的間隔約為1/4″，以便提供截面為矩形的孔116，孔的適合的大小比如為1/4″×1/4″。這些孔從錐形凹槽101提供的空間伸出，該凹槽101暴露在一個(gè)真空中，且一直延伸到絲網(wǎng)或網(wǎng)格108?？梢钥闯?，通過(guò)提供錐形凹槽101，孔116具有一個(gè)基本上相同的長(zhǎng)度，從而使真空到達(dá)絲網(wǎng)或網(wǎng)格108處的流路的長(zhǎng)度基本上相等，因此，在整個(gè)絲網(wǎng)和網(wǎng)格108上提供一個(gè)基本上均勻的真空。
絲網(wǎng)或網(wǎng)格108由被柵格狀結(jié)構(gòu)107支承的一個(gè)單層材料形成，其頂部為一圓形表面98，它由多個(gè)相互間隔開的平行支柱121及多個(gè)輔助的相互間隔開的與支柱121成直角延伸的平行支柱122形成，以便在它們之間提供孔123。這些支柱121和122可具有一個(gè)合適的厚度，例如0.020″，在它們之間具有矩形孔，它們具有合適的大小，例如0.020″×0.020″。這種相同類型的孔的圖形一直向下延續(xù)到傾斜表面97上。由于這種傾斜表面，其上的孔126的形狀為傾斜的平行四邊形，其尺寸較大，例如為0.020″×0.040″。支柱的合適厚度例如為0.040″。
標(biāo)識(shí)或其他標(biāo)記131可設(shè)在頂表面98上，它將被加到由模具制造的部件中。如果需要的話，該標(biāo)識(shí)131可以是無(wú)孔隙的。支柱127和128限定孔126，它們是橢圓形的，并在傾斜的表面97上形成橢圓。
可以用類似的方法制備一個(gè)配合模具(未示出)。
然后可將這樣制備的模具用前面所描述的類型的涂料涂敷，以便提高模具的退模特性。模具91和與其匹配的模具可用于圖4所示的設(shè)備中，并用相同的方式生產(chǎn)模制部件。用這種模具生產(chǎn)的模制部件具有一個(gè)非常令人滿意的外觀，它對(duì)應(yīng)于模具外表面的外觀，從而提供一種模制部件，它是被精密地模制而成的，且具有非常令人滿意的相當(dāng)平滑的表面。
從圖6至8所示的模具可以看出，根據(jù)本發(fā)明可以在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)以較低的成本制備極為精密復(fù)雜的模具。因此，在需要時(shí)，這種模具可用于短周期模制產(chǎn)品的生產(chǎn)。
所需形狀的模制紙漿產(chǎn)品可以在圖4所示的模制紙漿產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備51中進(jìn)行制造。在這種設(shè)備中，需要一個(gè)工具組52，它由陰?；蚬ぞ?3及與之相匹配的陽(yáng)模或工具54構(gòu)成。這些模具或工具可以很容易地根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行制備。例如，所需部件可在一個(gè)普通計(jì)算機(jī)上用CAD數(shù)據(jù)格式繪圖，再用磁盤轉(zhuǎn)換到STL格式用于前面描述過(guò)的Sinterstation2500plus中。通過(guò)選擇部件的適當(dāng)?shù)谋砻妫@得將對(duì)陰模和陽(yáng)模產(chǎn)生的表面，然后輸入模制部件的所需厚度，以便提供在陰模和陽(yáng)模之間所需的空間。然后，通過(guò)形成其上帶有絲網(wǎng)或網(wǎng)格31的每一個(gè)模具，并限定出每個(gè)模具的表面，在Sinterstation2500plus上形成陰模和陽(yáng)模。
在制備好之后，通過(guò)把陰模53安裝到一個(gè)裝于柱塞62上的歧管61上，將模具53和54置于設(shè)備52上。柱塞62反復(fù)地垂直運(yùn)動(dòng)把歧管61連同陰模53一起向下帶到放置在儲(chǔ)存罐64中的纖維漿料63中并從漿料63中帶出來(lái)。歧管61用管道66連接到一個(gè)真空源67上。它也被管道68連接到一個(gè)壓縮空氣源69上。
陽(yáng)模或工具54被安裝到一個(gè)傳送歧管71上，歧管71被一個(gè)柱塞72攜載，柱塞72也垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)并可相對(duì)于歧管61上下運(yùn)動(dòng)。該傳送歧管71通過(guò)管76被連接到真空源67上。它也被一個(gè)管77連接到熱空氣源78上。
真空源67通常應(yīng)能夠產(chǎn)生一個(gè)26-29″Hg范圍內(nèi)的真空，優(yōu)選的真空度為約28.5″Hg。熱空氣源78產(chǎn)生正壓下的熱空氣其溫度范圍為250～310°F，優(yōu)選地溫度為290°F，壓力范圍為15到100psi，優(yōu)選的壓力為50psi。
圖4所示的工具組52可用于生產(chǎn)模制紙漿產(chǎn)品，所述產(chǎn)品可以為易碎產(chǎn)品提供包裝，例如香檳酒槽(champagne flutes)。這種工具例如可以是9″長(zhǎng)，5″寬，6″高。
在生產(chǎn)模制紙漿產(chǎn)品時(shí)，歧管61往復(fù)地下降到紙漿66中。一旦歧管61及陰模或工具53完全浸入到纖維漿料中，即從真空源67提供真空，由于前面所述的通道32、37和46提供的工具的多孔性，所述真空將均勻地分布在整個(gè)工具53上。在工具上均勻分布的真空使得纖維被從纖維漿料66中抽取出來(lái)，接著被均勻地沉積在工具或模具53的整個(gè)表面上。足夠厚度的纖維被收集到陰模53上，這可以通過(guò)一次浸漬產(chǎn)生，但如果需要的話，也可以進(jìn)行重復(fù)浸漬并連續(xù)地抽真空。當(dāng)達(dá)到所需的纖維的厚度時(shí)，將模具53從漿料63中提升起來(lái)。同時(shí)，將傳送歧管71下降，使得陽(yáng)模54與陰模53匹配，與此同時(shí)，在陰模和陽(yáng)模53和54之間保持一個(gè)所需尺寸的孔隙。陽(yáng)工具54被從熱空氣源來(lái)的熱空氣加熱，使得陰工具所攜帶的模制材料干燥，同時(shí)也使模具干燥，此時(shí)仍然施加真空以便除去從模制材料中驅(qū)趕出來(lái)的潮氣。用300°F的干燥溫度可以很容易地被制造工具53和54的尼龍材料所承受。
在完成一般需要2～10秒鐘、通常為5秒鐘的干燥操作之后，中止從真空源來(lái)的真空。大約在同一時(shí)刻從壓縮空氣源69向歧管提供一股壓縮空氣噴射流，以便協(xié)助從陰模53上卸下模制部件。一般地，與此同時(shí)通過(guò)抬起傳送歧管71使模具53和54分離。對(duì)傳送模具71抽真空以幫助模制部件從陰模53上分離并將模制部件用陽(yáng)工具54抬起。通過(guò)在模具或工具的外表面涂敷涂層48使模制部件的分離變得十分方便。在即將抬起模制部件之前中斷從熱空氣源來(lái)的加壓空氣。然后在傳送歧管71被抬起一個(gè)足夠的距離之后，將攜帶工具和模制部件的傳送歧管71移動(dòng)到一個(gè)傳送帶(未示出)的上方，然后中斷抽真空，以便允許干燥的模制部件脫離傳送模具。
如前面所說(shuō)明的，如果在最初把陰模53浸入纖維紙漿內(nèi)的過(guò)程中，于陰模53上形成的模制紙漿的厚度不能產(chǎn)生一個(gè)具有足夠厚度的模制產(chǎn)品的話，即使在未著手進(jìn)行干燥步驟之前，也可以把歧管再次降低到纖維漿料66中，以便利用從真空源67抽的真空在漿料上粘接額外的纖維。一旦在陰模53上紙漿材料達(dá)到所需的厚度就可實(shí)行前面所述的干燥步驟。
從前面的描述可以看出，這里提供了一種新型改進(jìn)的帶有成一整體的絲網(wǎng)或網(wǎng)格的模具，以及制造該模具的方法，所述方法極大地簡(jiǎn)化了模具的制造，特別是對(duì)于需要利用絲網(wǎng)形成模制紙漿制品的模具。可以既經(jīng)濟(jì)又快速地制造這種模具，使之可以快速而容易地制造具有各種結(jié)構(gòu)和形狀不同的模制產(chǎn)品。利用球來(lái)形成網(wǎng)格是非常理想的，因?yàn)樗鼈儾恍枰∠?。但是，如前面指出的，也可以利用其它均勻形狀的物品以達(dá)到類似的結(jié)果，其唯一的區(qū)別僅在于它們必須相對(duì)于模具表面取向。利用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))程序產(chǎn)生所需圖形很容易實(shí)現(xiàn)這種取向。這里還提供了使用所述模具的設(shè)備和方法，用于經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)模制產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.帶有成一整體的絲網(wǎng)的模具，包括一個(gè)由一種材料形成、具有一個(gè)表面的主體，所述主體具有形成一個(gè)柵格狀圖案的貫穿所述材料、在所述表面開口的真空孔，以便允許把真空加在所述表面上，所述主體還包括一個(gè)覆蓋所述表面的絲網(wǎng)，所述絲網(wǎng)和所述主體由與主體相同的材料制成并成一整體。
2.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，形成所述主體和所述絲網(wǎng)的材料是被燒結(jié)的材料。
3.如權(quán)利要求2所述的模具，其特征在于，所述柵格狀圖形是由許多支柱形成的，這些支柱相互成一定的角度地延伸并提供穿過(guò)絲網(wǎng)的真空孔。
4.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，絲網(wǎng)是由一組相互成一定的角度延伸的平行地分隔開的支柱形成的，所述支柱在其中限定出與主體的柵格狀圖形的真空孔連通的孔。
5.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述絲網(wǎng)具有一個(gè)復(fù)雜的表面。
6.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述絲網(wǎng)具有一個(gè)外表面并進(jìn)一步包括一個(gè)形成于外表面上的脫模用涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的模具，所述脫模用涂層是用Xylan形成的。
8.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，在所述柵格狀圖案中的真空孔基本上具有相同的長(zhǎng)度，從而在對(duì)模具抽真空時(shí)可以對(duì)絲網(wǎng)提供基本上均勻的真空。
9.如權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具是由一種可承受超過(guò)300°F的材料制造的。
10.如權(quán)利要求7所述的模具，其特征在于，所述脫模涂層是可以承受430°F的耐熱性涂層。
11.用于生產(chǎn)模制紙漿制品的設(shè)備，它采用由多孔質(zhì)、能夠承受300°F以上溫度的材料形成的第一和第二相互匹配的模具，用于攜載所述第一模具的第一歧管以及用于將第一歧管和由其攜載的第一模具移動(dòng)到纖維漿料內(nèi)以便形成模制紙漿的模制部件的裝置，將第一歧管抽真空、以便當(dāng)?shù)谝荒＞弑唤氲嚼w維漿料中時(shí)對(duì)第一模具抽真空的裝置，一個(gè)安裝第二模具的傳送歧管，向第二傳送歧管及第二模具提供熱量的裝置，用于移動(dòng)第二傳送歧管和第一歧管以便使第一和第二模具相互配合的裝置，在第二傳送歧管和第一傳送歧管上保持真空的裝置，用于向第二傳送歧管提供熱量以便使第一模具攜載的模制紙漿干燥以便提供模制部件的裝置，用于使第二傳送歧管和第一歧管之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置，用于基本上與前述同時(shí)向第一歧管提供壓縮空氣以便使模制部件從第一模具分離并與第二模具一起運(yùn)動(dòng)的裝置，用于在此后解除第二傳送歧管上的真空以便允許由第二傳送模具攜載的模制部件分離的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于移動(dòng)第一歧管的裝置可以重復(fù)性地把第一模具浸入到纖維漿料中，直到足夠厚的纖維形成于第一模具上以便形成模制部件為止。
13.一種用于形成帶有成一整體的絲網(wǎng)的模具的方法，利用計(jì)算機(jī)生成一個(gè)構(gòu)成模具的表面的網(wǎng)格，該模具表面具有一組開口，在其下方具有一個(gè)柵格狀支承結(jié)構(gòu)并支承所述網(wǎng)格，同時(shí)提供一組向上延伸到所述絲網(wǎng)的開口并與之連通的通道，將計(jì)算機(jī)程序轉(zhuǎn)換成用于制造模具、網(wǎng)格和柵格狀支承結(jié)構(gòu)的立體平版印刷(stereolithographic(STL))程序，以及，利用所述主體平版程序由同一種材料制造網(wǎng)格及柵格狀支承結(jié)構(gòu)的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟，即，提供一種塑料材料粉末并利用所述立體平版印刷程序燒結(jié)所述粉末狀材料。
15.一種利用匹配的第一和第二多孔模具由纖維漿料生產(chǎn)模制部件的方法，把第一模具移動(dòng)到纖維紙漿內(nèi)，并向第一模具提供真空以便使得纖維從纖維紙漿中向第一模具上形成一個(gè)所需的厚度，加熱第二模具，將第一模具和第二模具相匹配，在匹配第一和第二模具的過(guò)程中向第一和第二模具提供真空，與此同時(shí)向第二模具提供熱量，使得由第一模具攜載的纖維固化和干燥，直到第一模具上的纖維至少達(dá)到自支承狀態(tài)為止，以便提供一個(gè)模制部件，將纖維形成的模制部件脫出使得當(dāng)?shù)诙＞弑灰茣r(shí)模制部件和第二模具一起移動(dòng)，移動(dòng)第二模具，停止對(duì)第二模具抽真空，以便允許模制部件從第二模具上分離。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，用壓縮空氣使模制部件從第一模具脫出。
全文摘要
一種帶有成一整體的絲網(wǎng)的模具,包括一個(gè)具有一個(gè)表面的材料主體,該主體具有形成一個(gè)柵格狀圖案的真空孔,所述真空孔穿過(guò)材料主體,開口于所述表面,并允許向所述表面提供真空,該主體還具有一個(gè)覆蓋所述表面的絲網(wǎng),所述絲網(wǎng)和主體用同一種材料形成并成為一個(gè)整體。
文檔編號(hào)D21J5/00GK1379837SQ00814362
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2000年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月30日
發(fā)明者格埋戈里·W·蓋爾, 杰弗里·J·豪根 申請(qǐng)人:雷加爾公司