专利名称：用于制作泡沫合金的金属注射模制系统和工艺的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及(但不限于)模制系统，且更具体来说，本发明涉及(但不限于): (i)金属注射模制系统；(ii)包含组合腔室的金属注射模制系统；(m)包含第一注射机 构和第二注射机构的金属注射模制系统；(iv)包含可与第二注射机构协作的第一注射机 构的金属注射模制系统；(v)金属注射模制系统的模具；以及(vi)金属注射模制系统 的方法。
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已知模制系统的实例(尤其)是(i) HyPETTM模制系统；(ii) QuadlocTM模制系统； (iii) HylectricTM模制系统；以及(iv) HyMetTM模制系统，其全部由赫斯基注射模制系 统有限公司(Husky Injection Molding Systems Limited)(地址加拿大安大略省波尔顿； www.husky.ca)制造。
第5,865,237号美国专利(发明人肖胡伯尔(SCHORGHUBER)等人；
公开日
1999年2月2日)揭示了模制泡沫金属零件的制作，其中通过在腔室中加热而使压实的 粉末冶金预成型件起泡，且将泡沫填料注射到模具中。
第5,972,285号美国专利(发明人诺特(KNOTT);
公开日1999年10月26日) 揭示了从金属粉末和二氢化镁发泡剂的压实混合物制作泡沫金属(尤其为铝)主体。
第6,733,722号美国专利(发明人辛格(SINGER)等人；
公开日2004年5月 11日)揭示了从泡沫金属制作模制主体，其包含将呈非压縮形式的两种粉末馈送到挤压 机，将粉末混合物注射到模具中且脱模压力，使得模具完全填满泡沫金属。
第WO/04108976A2号PCT专利申请(发明人科纳(KORNER)等人；
公开日
2004年12月16日)揭示了泡沫金属模制制作，其包含在离开供应容器之后且在进入模 具腔之前将起泡剂添加到熔融金属。还揭示了一种用于制作金属泡沫主体的方法，借此 制备熔融金属且将其引入到储集器，且经由将储集器连接到模具的管线将熔融金属注射 到由模具包围的模具腔内。目标是仅在金属泡沫主体的核心中产生泡沫结构。为此，一 旦金属熔融物已离开储集器且在其进入模具腔之前，将发泡剂添加到金属熔融物。第6，866，084号美国专利(发明人艾肖特(ASHOLT)等人；
公开日2005年3 月15日)揭示了一种用于制作金属泡沫(尤其是铝泡沫)的模制主体的方法和构件。 所述方法涉及使用具有腔和至少一个入口开口的模具。以将模具的入口开口浸没到金属 熔融物中且致使熔融物在模具内部起泡并填充其腔的方式来向所述模具填充金属泡沫。
第6,840,301号美国专利(发明人尼科尔(NICHOL)等人；
公开日2005年1 月11日)揭示了铝物件铸造，其涉及在填充通过使气泡穿过熔融铝而产生的熔融铝泡 沫之后脱模熔池中的压力以从铸模腔中移除物件。
第6,915,834号美国专利(发明人诺特(KNOTT)等人；
公开日2005年7月12 日)揭示了金属泡沫的制作，其包含将熔融金属插入到模具中空腔室中，且用在室温下 为固态的推进剂进行起泡。还揭示了用于制作金属泡沫的工艺和使用所述工艺制作的金 属主体。所述目的是通过用于通过将发泡剂添加到金属熔融物而制作金属泡沫的工艺来
实现的，其中金属熔融物(i)被引入到金属铸模铸造机的铸模腔中，且(ii)使用发泡 剂来起泡，所述发泡剂脱模气体且在室温下为固态的。
第6,998,535号美国专利(发明人尼科尔(NICHOL);
公开日2006年2月14 日)揭示了用于从金属泡沫铸造物件的方法、金属熔池和泡沫形成构件。将泡沫拉动到 受热腔室内的铸杓中，所述铸杓将泡沫样本输送到模具。铸杓将泡沫样本存放到模具中， 且闭合模具。 一旦冷却且硬化，便移除泡沫物件。系统包含金属熔池、受热泡沫收集腔 室、用于拉动泡沫样本且用于将样本输送到模具的铸杓。
第WO/06021082号PCT专利申请案(发明人基林贝克(KILLINGBECK)等人；
公开日2006年5月4日)揭示了用于从熔融金属泡沫铸造金属泡沫物件的铸造设备。 所述设备包含连接到气体供应源的气体注射喷嘴。喷嘴定位于模具腔开口下方。流产生 机构致使熔融金属流动。
第7,175,689号美国专利(发明人多贝斯贝格尔(DOBESBERGER)等人；公开 日2007年2月13日)揭示了用于制作轻重量模制零件的工艺以及通过此工艺制成的 模制零件，所述工艺包括将气体引入到含有微粒的熔融金属中以产生具有空隙(其尺寸 具有单模态分布)的金属泡沫，将金属泡沫引入到铸造铸模中且本质上在四周压力下在
其中对金属泡沫进行压縮。
第7,195,662号美国专利(发明人多贝斯贝格尔(DOBESBERGER)等人；公开 日2007年3月27日)揭示了用于借助于至少一个管道将气体馈入在可起泡金属熔融 物中以用于产生金属泡沫的装置。气体插入管道向内突出到熔融物中，且在突出端处具 有气体出口，所述气体出口具有0.006到0.2平方毫米(mm)的横截面积以及小于4.0平方毫米的管道面面积。可流动的金属泡沫具有由具有固体加强微粒的液体金属基质的 壁界定的气泡，且最大气泡的直径除以最小气泡的直径的结果小于2.5。技术文章(标题金属泡沫-用于结构应用的超轻材料(METALLIC FOAMS - ULTRA LIGHT MATERIALS FOR STRUCTURAL APPLICATIONS);作者弗兰基谢克*西曼希 克(FRANTIEK SIMANCIK);技术期刊名工程学材料(INZYNIERIA MATERIALOWA)， 2001年第5期；页码823到828)在摘要中揭示了以下内容金属泡沫是相对未知的 结构材料，然而具有用于其中与高硬度组合的轻重量和可接受的制造成本为最主要关注 的应用的巨大未来潜力。各种原型(例如泡沫面板、夹层、复合3D零件、泡沫中空型 面以及具有泡沫核心的铸造物)中的金属泡沫(尤其是由铝制作的那些金属泡沫)的性 能已相对于预期和已实现的目标而论述。铝泡沫对产品性质改进的重要贡献是突出的， 且建议最有希望的利用。技术文章(标题泡沫镁的制作和性质(PRODUCTION AND PROPERTIES OF FOAMED MAGNESIUM);作者Fr 'W '巴赫(Fr,W. BACH)、0 *波默恩(0. BORMAUN)、 P 威尔克(P. WILK)、 R 古査斯基(R. KUCHARSKI);期刊标题蜂窝式金属和聚 合物(CELLULAR METALS AND POLYMERS), 2004年，第77到80页，编辑R *F -辛 格(R.F. Singer); C 科纳尔(C. K6rner)， V 阿尔特斯塔特(V. Altstadt),问号出版 社(Fragezeichenverlag)，菲尔特(Furth)，长ISBN号8585858585)在摘要中揭示了 来自德国研究协会(DFGSPP 1075)的优先项目"蜂窝式金属"的结果。呈现两种用于 制作基于镁的泡沫和海绵的工艺，且关于其可生产性及其应用进行论述。用于制作基于 铝的金属泡沫的粉末冶金例程几十年来受到良好检验，但仍无法制作基于镁的泡沫零 件。镁合金的可起泡性的论述带来一种烧结工艺，其增强了起泡工艺开始时的可起泡性 且最终带来具有40 mm直径的泡沫镁圆柱体。制作相对容易但仅对于小开室海绵适用的 是使用盐颗粒作为空间占有物的渗透工艺。熔融镁受真空的力而渗透盐颗粒，所述盐颗 粒在加工之后溶解于氢氧化钠溶液中。采用应用机械振动用于块体材料的颗粒细化且改 进渗透工艺的方法。发明内容根据本发明的第一方面，提供一种金属注射模制系统，其包含组合腔室，其经配 置以(O接纳熔融金属合金和间隔剂，所述熔融金属合金和所述间隔剂可在压力下注 射到所述组合腔室内，所述熔融金属合金和所述间隔剂可至少部分在所述组合腔室中在 压力下组合，且(ii)在压力下朝向模具递送所述熔融金属合金和所述间隔剂，与所述一注射机构，其 经配置以处理熔融金属合金；以及第二注射机构，其经配置以处理间隔剂，所述第一注 射机构和所述第二注射机构经配置以耦合到组合腔室，所述组合腔室经配置以(i)接 纳熔融金属合金和间隔剂，所述熔融金属合金和所述间隔剂可在压力下注射到所述组合 腔室内，所述熔融金属合金和所述间隔剂至少部分在所述组合腔室中在压力下组合，且 (ii)在压力下向模具递送所述熔融金属合金和所述间隔剂，与所述间隔剂组合的所述熔 融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件。根据本发明的第三方面，提供一种金属注射模制系统，其包含第一注射机构，其 经配置以处理熔融金属合金，所述第一注射机构可与经配置以处理间隔剂的第二注射机 构协作，所述第一注射机构和所述第二注射机构经配置以耦合到组合腔室，所述组合腔 室经配置以(i)接纳熔融金属合金和间隔剂，所述熔融金属合金和所述间隔剂可在压 力下注射到所述组合腔室内，所述熔融金属合金和所述间隔剂至少部分在所述组合腔室 中在压力下组合，且(ii)在压力下向模具递送所述熔融金属合金和所述间隔剂，与所 述间隔剂组合的所述熔融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡沫金属 物件。根据本发明的第四方面，提供一种金属注射模制系统，其包含第一注射机构，其 经配置以处理熔融金属合金；第二注射机构，其经配置以处理间隔剂；静止压板，其经 配置以支撑模具的静止模具部分；可移动压板，其经配置以相对于所述静止压板移动， 且经配置以支撑所述模具的可移动模具部分， 一旦所述可移动压板被致使朝向所述静止 压板充分足够地移动而使所述静止模具部分对接抵靠在所述可移动模具部分上，所述静 止模具部分和所述可移动模具部分便形成模具腔，所述静止模具部分界定通向所述模具 腔的模具浇口；夹持机构，其耦合到所述静止压板和所述可移动压板，且经配置以在所 述静止压板与所述可移动压板之间施加夹持吨位；以及组合腔室，其经配置以(i)接 纳熔融金属合金和间隔剂，所述熔融金属合金和所述间隔剂可在压力下注射到所述组合 腔室内，所述熔融金属合金和所述间隔剂至少部分在所述组合腔室中在压力下组合，且 (ii)在压力下向模具递送所述熔融金属合金和所述间隔剂，与所述间隔剂组合的所述熔 融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件。根据本发明的第五方面，提供一种金属注射模制系统的方法，其包含(i)在组合 腔室中接纳熔融金属合金和间隔剂，所述熔融金属合金和所述间隔剂可在压力下注射到述熔融金属合金和所述间隔剂至少部分在所述组合腔室中在压力下 组合，且(ii)在压力下向模具递送所述熔融金属合金和所述间隔剂，与所述间隔剂组 合的所述熔融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件。根据本发明的第六方面，提供一种金属注射模制工艺，其包含在压力下将熔融金 属合金和间隔剂注射到模具内，与所述间隔剂组合的所述熔融金属合金可在所述模具中 以可固化方式形成为模制泡沫金属物件。根据本发明的第七方面，提供一种金属注射模制工艺，其包含(0接纳操作，其 包含接纳固化熔融金属合金和间隔剂；(ii)加热操作，其包含将与所述接纳操作相关联 的所述固化熔融金属合金加热到高于所述固化熔融金属合金的固相线温度，所述固化熔 融金属合金变为熔融金属合金；(iii)组合操作，其包含组合与所述加热操作相关联的所 述熔融金属合金和与所述接纳操作相关联的所述间隔剂；以及(iv)注射操作，其包含 在压力下将所述熔融金属合金和所述间隔剂注射到模具内，与所述间隔剂组合的所述熔 融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件。根据本发明的第八方面，提供一种金属注射模制系统，其包含(i)接纳构件，其 经配置以实施接纳操作，所述接纳操作包含接纳固化熔融金属合金和间隔剂；(ii)加热 构件，其经配置以实施加热操作，所述加热操作包含将与所述接纳操作相关联的所述固 化熔融金属合金加热到高于所述固化熔融金属合金的固相线温度，所述固化熔融金属合 金变为熔融金属合金；(iii)组合构件，其经配置以实施组合操作，所述组合操作包含组 合与所述加热操作相关联的所述熔融金属合金和与所述接纳操作相关联的所述间隔剂； 以及(iv)注射构件，其经配置以实施注射操作，所述注射操作包含在压力下将所述熔 融金属合金和所述间隔剂注射到模具内，将所述熔融金属合金和所述间隔剂注射到模具 内，与所述间隔剂组合的所述熔融金属合金可在所述模具中以可固化方式形成为模制泡 沫金属物件。本发明的各方面的技术作用尤其是用于制造金属合金模制物件的模制系统的改进 操作。
连同附图一起参考对非限制性实施例的详细描述可获得对本发明的非限制性实施 例(包含其替代物和/或变型)的更好理解，在附图中图1描绘根据第一非限制性实施例的金属注射模制系统的示意性表示； 图2描绘根据第二非限制性实施例的金属注射模制系统的示意性表示；绘根据第六非限制性实施例的金属注射模制系统的示意性表示； 图7描绘根据第七非限制性实施例的金属注射模制系统的示意性表示； 图8描绘根据第八非限制性实施例的金属注射模制工艺10的示意性表示；图9描绘可根据图8的金属注射模制工艺10操作的金属注射模制系统500的示意性表示。所述图式不一定按比例绘制，且有时通过幻影线、概略表示和片段视图来说明。在 某些情况下，可能已经省略了对于理解实施例来说并非必要或致使其它细节难以察觉的 细节。图中所使用的参考标号 以下是指派给图中所使用的每材料输入，2 接纳操作，12 组合操作，16 金属注射模制系统，100 静止压板，102 模具，104可移动模具部分，106 静止模具部分，108 第一注射机构，110 熔融金属合金，112 第二注射机构，114 组合阀，118、 218、 318、 418 组合合金，122 喷嘴，190、 192 组合腔室，200 通道，208 射出罐，20419一参考标号的元件的列表-金属注射模制工艺，10 加热操作，14 注射操作，18 金属注射模制系统，101 可移动压板，103 夹持机构，105 模具浇口， 107 模具腔，109 模具主体，111 固化金属合金，113 间隔剂，116 导管，120模制泡沫金属物件，124 系杆，199 柱塞，206 射出罐阀202 螺杆，292、 294、 430 压力腔室，414、 434 活塞，417、 437 金属注射模制系统，500 喷嘴，504、 506 模具腔，509 加热构件，514 注射构件，518歧管，404 切换阀，408、 428 射出罐，412、 432 累积腔室，416、 436 导管，420导管，502 模具浇口， 507 接纳构件，512 组合构件，51具体实施方式
图1描绘根据第一非限制性实施例的金属注射模制系统100(下文称为"系统100") 的示意性表示。优选地，系统100包含金属注射模制系统101。系统100可包含所属领 域的技术人员已知的一些组件，且这些已知组件在此处将不做描述；这些已知组件至少 部分在以下教材中描述(举例来说)(i)奥斯瓦尔德/特恩格/格拉曼 (Osswald/Turng/Gramann)的"注射模制手册"(ISBN: 3-446-21669-2;出版社汉瑟 (Hanser)); (ii)罗萨托(Rosato)和罗萨托(Rosato)的"注射模制手册"(ISBN: 0隱412-99381-3;出版社查普曼与希尔(Chapman & Hill));和/或(iii)约翰纳伯 (Johannaber)的"注射模制系统"第3版(ISBN 3-446國17733-7)。根据第一非限制性实施例，系统100包含第一注射机构110(下文称为"机构110")， 其经配置以处理熔融金属合金112 (下文称为"合金112")。系统100还包含第二注射 机构114 (下文称为"机构114")，其经配置以处理间隔剂116。为了简化详细描述起见， 合金112与间隔剂116的组合将有时称为"输入"。 一旦间隔剂116与合金112组合，合 金112和间隔剂116便可固化(在模具104中)为模制泡沫金属物件124(下文称为"物 件124")。根据非限制性变型，间隔剂116包含以下各项中的任一者(例如，但不限于) (i)气体；(ii)非反应性固体，其不与合金112反应；和/或(iii)反应性固体，其与合 金I12反应。间隔剂116的实例描述于以下技术文章中，所述文章的标题为(i)金属 泡沫-用于结构应用的超轻材料(METALLIC FOAMS - ULTRA LIGHT MATERIALS FOR STRUCTURAL APPLICATIONS );作者弗兰基谢克'西曼希克(FRANTIEK SIMANCIK);技术期刊名工程学材料(INZYN正RIAMATERIALOWA)， 2001年第5期；以及(ii)泡沫镁的制作和性质(PRODUCTION AND PROPERT正S OF FOAMED MAGNESIUM);作者Fr W 巴赫(Fr,W. BACH)、 O 波默恩(O. BORMAUN)、 P 威尔克(P. WILK)、 R 古査斯基(R. KUCHARSKI);期刊标题蜂窝式金属和聚 合物(CELLULAR METALS AND POLYMERS), 2004年；编辑R 'F '辛格(R. F. Singer); O科纳尔(C. K6rner)， V 阿尔特斯塔特(V. Altstadt)，问号出版社(Fragezeiche)。 间隔剂116还可称为起泡剂，因为通过组合间隔剂116与合金112,可模制物件以形成 模制泡沫金属物件，其包含主要位于模制物件的固化合金中的"空间"；模制物件中的 空间还可称为"空隙"，或所述空间可含有(在重量和/或密度上)比固化合金(的重量 和/或密度)轻的材料。根据非限制性变型，间隔剂116包含由与合金112不同的材料制 成的中空球体结构。中空球体结构(对于大部分来说)不熔融在合金112中。中空球体 结构可通过不同技术来预先制作。有可能将中空球体制造为具有(i)在从约1到约10 毫米(mm)的范围内的直径；和/或(ii)从约20到约50微米(nm)的套膜厚度。中 空球体结构可主要通过烧结、焊接和/或粘附来制造。基于铁的中空球体结构可在从约 0.2到1.5克/立方厘米(g/cm3)的广密度范围中制作。操作区域例如位于轻重量构造中， 位于热和噪声绝缘物中，作为用于功能应用的碰撞吸收器或载体材料，等等。关于中空 球体的细节可从德国01277德累斯顿市温特堡大街28号的弗劳恩霍夫制造工程和应用 材料研究院(Fraunhofer-Institut ftir Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung) 德累斯顿分院(Institutsteil Dresden) (IFAM-DD)的工学博士君特'斯黛芬尼(Geunter Stephani)获得。
存在可用于制造物件124的若干选项(但不限于此)(i)将可流动合金(熔融液态 金属或半固态金属)与气体(其为间隔剂116的实例)的混合物注射到模具中，且混合 物在模具中固化以形成泡沫合金；(ii)注射可流动合金(熔融液态金属或半固态金属) 与空间占有物(其为间隔剂116的实例)的混合物，其中空间占有物的实例是有机颗 粒和/或无机颗粒，其可保留在固化金属泡沫合金中或可通过热处理和/或化学处理从固 化金属泡沫合金移除；(iii)注射可流动合金(熔融液态金属或半固态金属)与中空球体 (其为间隔剂116的实例)的混合物；和/或(iv)注射可流动合金(熔融液态金属或半 固态金属)与发泡剂(其为间隔剂116的实例)的混合物，其中发泡剂在热的影响下分 解且脱模推动起泡过程的气体。根据选项(iv)，将发泡剂与母体材料混合，通过热来激 活发泡剂和母体材料，以便响应于发泡剂经历压力下降而产生泡沫。换句话说，发泡剂 和母体材料必须在压力下混合、加热、注射等以阻止发泡剂和母体材料起泡，直到发泡 剂和母体材料(优选地，完全)处于模具腔内部为止，在模具腔中发泡剂和母体材料经历由于模具腔的较大容积(当与熔融物通道等相比时)而带来的压力减少，且因此发泡 剂和母体材料在模制零件的界限内"起泡"，且(优选地)不在熔融物导管中的任何其
它地方起泡。事实上在某些工艺中，减少模具夹持力以允许模具部分吹开，进而进一步 减少抵抗起泡的压力。
机构110和机构114各自包含(i)相应的往复螺杆(图1中未描绘，但借助于实 例在图6和图7中描绘)，其安装在机构110和机构114的相应套管(已描绘但未标号) 中；以及(ii)相应料斗(已描绘但未标号)，其附接到其相应套管的馈送喉(已描绘但 未标号)。与机构110相关联的料斗用以接纳合金112的固化微粒(有时称为"小片" 或'"块")。与机构114相关联的料斗(即，接纳机构)用以接纳间隔剂116。
系统100还包含(i)静止压板102;以及(ii)可移动压板103。静止压板102经 配置以支撑模具104的静止模具部分108。可移动压板103经配置以(i)相对于静止 压板102移动(通过使用未描绘但已知的冲程致动器)；且(ii)支撑模具104的可移动 模具部分106。模具104通常与系统IOO分开供应。应了解，模具104是随着时间而磨 损的组件，且将在可能需要时被替换。模具104具有模具主体111，其包含(i)静止 模具部分108;以及(ii)可移动模具部分106， 一旦可移动压板103被致使朝向静止压 板102充分足够地移动而使静止模具部分108对接抵靠在可移动模具部分106上，所述 静止模具部分108和所述可移动模具部分106便组合地界定模具腔109。模具主体111 用于以可模制方式制造物件124。静止模具部分108界定通向模具腔109的模具浇口 107。 系统IOO还包含夹持机构105，其耦合到(i)静止压板102 (经由系杆199);以及(ii) 可移动压板103。具体来说，系杆199: (i)连接到静止压板102;且(ii)延伸到可移 动压板103。系杆199可通过所属领域的技术人员已知(且因此在所述详细描述中将不 再描述)的锁定机构(未描绘)以可锁定方式啮合到可移动压板103和从可移动压板103 脱离。可移动压板103可用于在可移动压板103的相应隅角处容纳或支撑锁定机构。系 杆199辅助在锁定机构将系杆199锁定到可移动压板103时将夹持机构105耦合到静止 压板102。 一旦压板102、 103被冲程以便闭合模具104，锁定机构便啮合，夹持机构105 随后可啮合以便将夹持吨位(还称为夹持力)施加于压板102、 103，且以此方式，夹持 吨位可施加于模具104;由于施加夹持吨位的过程是所属领域的技术人员已知的，所以 在所述详细描述中不再进一步描述所述过程。将了解，为了简化其余图式和与其余图式 相关联的描述起见，在其余图式中将不描绘系杆199。
系统100还包含组合腔室200 (下文称为"腔室200")。组合腔室200经配置以接 纳合金112和间隔剂116。合金112和间隔剂116可在压力下注射到组合腔室200内。合金112和间隔剂116可至少部分在组合腔室200中在压力下组合。组合腔室200还经 配置以在压力下朝向模具104递送合金112和间隔剂116。与间隔剂116组合的合金112 可在模具104中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件124。将了解，系统100和腔室 200可分开供应或出售，或者集成出售。
根据非限制性变型，腔室200经配置以(i)接纳可在压力下从机构IIO注射的合 金112;且(ii)接纳可在压力下从机构114注射的间隔剂116,使得实际上合金112和 间隔剂116至少部分(在压力下)在腔室200中组合以形成组合合金122。组合合金122 是合金112与间隔剂116的组合。应了解，组合合金122不一定本质上是两种合金的组 合(也就是说，组合合金122可能是若干合金的组合或仅一种合金；组合合金包含与至 少一种间隔剂组合的至少一种合金)。组合合金122可称为输出合金，但在下文中称为 "合金122"。腔室200还经配置以(iii)在压力下将合金122传送到通向模具腔109的 模具浇口 107， 一旦压板102、 103被冲程在一起以便闭合模具104，模具104便界定所 述模具腔109。合金112和间隔剂116可统称为"多个输入"或"输入"，因为至少两个 或两个以上输入可在腔室200中组合。优选地(但并不必要)，腔室200包含混合元件 (未描绘)，其用于改善腔室200中合金112与间隔剂116的混合(或组合)。
将合金112和间隔剂116分别引入到机构110和机构114中。 一旦将合金112引入 (呈固体小片等的形式)到机构IIO，机构110便将合金112主要转换为触变状态(有时 称为"半固体状态")，使得合金112含有液体和具有球状形状的固体微粒的混合物。或 者，机构IIO可将合金112主要转换为液体状态。应了解，机构IIO可调节或处理合金 112，使得合金112可主要存在于(i)液体状态；或(ii)半固体状态。
此布置的技术作用在于，合金122可被制造为具有与合金112和与间隔剂116相关 联的所需(或预定)特性(或属性)。在组合或混合合金112与间隔剂116之后，产生 合金122。合金122在模具腔109中固化，且形成为物件124。物件124可在以下情况 之后从模具104移除(i)夹持机构105已停止在可移动压板103与静止压板102之间 施加夹持吨位(这包含通过使用揭模致动器向模具104施加揭模力，所述揭模致动器是 所属领域的技术人员已知的且未描绘)；以及(ii)可移动压板103已移动远离静止压板 102，以便使静止模具部分108与可移动模具部分106分开。物件124可(i)通过顶出 机构(未描绘，但所属领域的技术人员已知)从模具104顶出；或(ii)可通过机械手 (未描绘，但所属领域的技术人员已知)移除。
根据非限制性变型，腔室200包含组合阀118。组合阓118经配置以(i)耦合到 机构110;且(ii)耦合到机构114。腔室200还包含导管120，其经配置以(i)耦合到组合阀118;且(ii)耦合到模具104的模具浇口 107。组合阀118可在以下两者之间 操作(i)非流动状态；以及(ii)流动状态。在非流动状态中，组合阀118经配置以 (i)不从机构IIO接纳合金112;且(ii)不从机构1H接纳间隔剂116。在流动状态中， 组合阀118经配置以(i)从机构IIO接纳合金112;且(ii)从机构114接纳间隔剂116。 合金112和间隔剂116至少部分在组合阔118中组合以形成合金122。导管120经配置 以(i)从组合阀118接纳合金122;且(ii)将合金122传送到模具104的模具浇口 .107。
图2描绘根据第二非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第二非限制性实 施例，腔室200包含组合阀218，其经配置以(i)耦合到机构110;且(ii)耦合到机 构114。腔室200还包含通道208，其经配置以耦合到组合阀218。腔室200还包含射出 罐阀202，其经配置以耦合到通道208。腔室200还包含射出罐204,其经配置以耦合到 射出罐阀202。射出罐204包含柱塞206，其可在射出罐204中移动。腔室200还包含 导管120，其经配置以耦合到(i)射出罐阀202;以及(ii)模具104的模具浇口 107。 组合阀218可在非流动状态与流动状态之间操作。在非流动状态中，组合阀218经配置 以(i)不从机构110接纳合金112;且(ii)不从机构114接纳间隔剂116。在流动状 态中，组合阀218经配置以(i)从机构IIO接纳合金112;且(ii)从机构114接纳间 隔剂116。合金112和间隔剂116至少部分在组合阀218中组合以形成合金122。通道 208经配置以从组合阀218接纳合金122。射出罐阔202可在第一阀状态与第二阀状态 之间操作。在第一阀状态中，射出罐阀202经配置以不从通道208接纳合金122。在第 二阀状态中，射出罐阀202经配置以从通道208接纳合金122。射出罐204经配置以一 旦射出罐阀202被置于第二阀状态中便从射出罐阀202接纳合金122。射出罐阀202经 配置以一旦射出罐阀202被置于第一阔状态中便从射出罐204断开通道208。导管120 经配置以(i)一旦射出罐阀202被置于第一阀状态中，便从射出罐阀202接纳合金122; 且(ii)将合金122传送到模具104的模具浇口 107。
图3描绘根据第三非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第三非限制性实 施例，腔室200包含组合阀318，其经配置以(i)耦合到机构110; (ii)耦合到机构 114;且(iii)耦合到射出罐204。腔室200还包含导管120，其经配置以耦合到(i) 组合阀318;以及(ii)模具104的模具浇口 107。组合阀318可在第一状态与第二状态 之间操作。在第一状态中，组合阀318经配置以(i)从机构IIO接纳合金112; (ii) 从机构114接纳间隔剂116 (合金112和间隔剂116至少部分在组合阀318中组合以形 成合金122);且(Hi)将合金122传输到射出罐204。在第二状态中，组合阀318经配
置以(i)不从机构IIO接纳合金112; (ii)不从机构114接纳间隔剂116;且(iii)准许射出罐204将合金122射出回到组合阀318内。导管120经配置以(i) 一旦组合阀 318被置于第二状态中，便在压力下将合金122从组合阀318传送到模具浇口 107。
图4描绘根据第四非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第四非限制性实 施例，腔室200包含组合阀418，其经配置以(i)耦合到机构110; (ii)耦合到机构 114;且(iii)耦合到模具104的模具浇口 107。组合阀418可在第一状态与第二状态之 间操作。在第一状态中，组合阀418经配置以(i)从机构IIO接纳合金112; (ii)从 机构114接纳间隔剂116 (合金112和间隔剂116至少部分在组合阀418中组合以便形 成合金122);且(iii)将合金122传送到模具104的模具浇口 107。在第二状态中，组 合阀418经配置以(i)不从机构IIO接纳合金112;且(ii)不从机构114接纳间隔剂 116。
图5描绘根据第五非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第五非限制性实 施例，腔室200包含热浇道402。热浇道402包含歧管404。歧管404经配置以支撑(i) 切换阀408和切换阀428; (ii)射出罐412和射出罐432;以及(iii)组合阀418。射出 罐412和射出罐432可统称为"射出罐412、 432"。切换阀408和切换阀428可统称为 "切换阔408、 428"。切换阀408和切换阀428 (分别经由导管406、 426)耦合到机构 110和机构114(分别)，以便分别从机构110和机构114接纳合金112和间隔剂116 (也 就是说， 一且机构110和机构114的喷嘴190和喷嘴192分别被致使分别接触导管406、 426)。优选地，将喷嘴l卯、192维持与其相应导管406、 426接触(在系统100的操作 期间)。为了说明目的将喷嘴190、 192描绘为分别从导管406、 426偏移。射出罐412 和射出罐432分别(优选经由导管)耦合到切换阀408和切换阀428。组合阀418耦合 到射出罐412和射出罐432 (经由导管410、 430)，且还耦合到模具浇口 107 (经由导管 420)。如果需要的话，可在导管420中插入热浇道喷嘴(在此非限制性实施例中未描绘) 以控制模制材料(其为合金122)向模具104的模具腔109内的脱模。根据非限制性变 型，切换阀408和切换阀428是可在非流动状态与流动状态之间切换(或操作)的"开 /关"阀。根据另一非限制性变型，切换阀408和切换阀428是可在以下各者之间切换(或 操作)的"开/关/可变流动"阀(i)非流动状态；(ii)全流动状态；以及(iii)部分流 动状态。根据又一非限制性变型，组合阀418是可在以下两者之间切换(或操作)的"开 /关"阀(0非流动状态；以及(ii)流动状态。根据又一非限制性变型，组合阀418 是可在以下各者之间切换(或操作)的"开/关/可变流动"阀(i)非流动状态；(ii) 全流动状态；以及(iii)部分流动状态。
射出罐412和射出罐432包含(i)压力腔室414和压力腔室434 (分别)；(ii)累积腔室416和累积腔室436 (分别)；以及(iii)活塞417和活塞437 (分别)，其各自可 在其相应累积腔室416、 436内以可滑动方式移动。压力腔室414和压力腔室434可统 称为"压力腔室414、 434"。压力腔室414、 434可填充有可加压流体(例如压縮空气)， 或可由未图示的远程驱动装置致动。如果使用液压油，那么必须谨慎，因为处理金属合 金所需要的温度可能致使液压油点燃。将了解，射出罐412和射出罐432可由电致动器 (未描绘)等致动。在操作中，最初，组合阀418、切换阀408和切换阀428被置于非流 动状态中。压力腔室414和压力腔室434被减压以便准许相应活塞417、 437縮回(即， 可移动)。机构110和机构114经配置以分别处理和制备合金112和间隔剂116。在机构 110和机构114各自准备好分别注射或射出合金112和间隔剂116之后，组合阀418保 留在非流动状态中，且切换阀408和切换阀428被置于流动状态中，且随后机构110、 114分别将合金112和间隔剂116分别注射到导管406、 426中，使得(实际上)合金112 和间隔剂116可分别在压力下注射到射出罐412、 432的累积腔室416、 436内；因此， 活塞417、 437分别移动到压力腔室414、 434内，以便分别使可加压流体移位离开压力 腔室414、 434。 一旦机构110和机构114已完成其注射循环，则切换阀408和切换阀 428被置于非流动状态中，组合阀418被置于流动状态(全流动或部分流动等，如实现 合金112和间隔剂116的所需组合所需要的)中，且压力腔室414、 434被加压(即， 填充有可加压流体)；因此，活塞417、 437分别移动到其相应的累积腔室416、 436中， 以便分别将合金112和间隔剂116注射或推动到组合阀418中。随后合金112和间隔剂 116变为至少部分在组合阀418中组合以形成合金122。随后在压力下将合金122推动 通过导管420进入模具浇口 107中。可使用或布置组合阀418以使得可实现合金112与 间隔剂116的所需比率。可使用切换阀408和切换阀428以便准许合金112和间隔剂116 的所需流量分别进入累积腔室416、 436中(如可能需要的)。将了解，描绘单个滴口 (即， 导管420)，且可修改所述非限制性实施例以用多个滴口操作，所述多个滴口 (i)全部 通向单个模具腔内(如所描绘)；或(ii)通向单独的模具腔内(未描绘)。
图6描绘根据第六非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第六非限制性实 施例，歧管404经配置以支撑(i)射出罐412和射出罐432;以及(iii)组合阀418。 射出罐412、 432耦合到机构110、 114 (分别)以便分别从机构IIO、 114接纳输入。组 合阀418耦合到(i)射出罐412、 432;以及(ii)模具浇口 107。第五非限制性实施例 的切换阀408、 428没有在第六非限制性实施例中使用。在操作中，组合阀418在非流 动状态中操作，且机构IIO和机构114累积其相应的合金射料，且随后将合金112和间 隔剂116分别注射到累积腔室416、 436内(使得实际上，合金112和间隔剂116的射料被转移到累积腔室416、 436内)。 一旦射料被接纳在累积腔室416、 436中，(i)机构 110、 114的螺杆292、 294便分别(螺杆292、 294配备有非回流阀)维持其位置以便防 止合金112和间隔剂116分别流动回到机构110、 114内，且(ii)组合阀418便被置于 流动状态中。压力腔室414和压力腔室434经加压以便将其相应活塞417、 437分别移 动到累积腔室416、 436内，以便将合金112和间隔剂116分别从累积腔室416、 436注 射或推动到组合阀418内。如果需要的话，可在导管420中插入热浇道喷嘴(未描绘) 以控制模制材料向模具104的模具腔109内的脱模。将了解，描绘单个滴口 (即，导管 420)，且可修改非限制性实施例以用通向模具腔109 (或通向单独的模具腔(未描绘)) 的多个滴口操作。
图7描绘根据第七非限制性实施例的系统100的示意性表示。根据第七非限制性实 施例，模具104界定模具腔109和模具腔509。模具腔109、 509可统称为模具腔109、 509。与模具腔109、 509中的每一者相关联的分别是模具浇口 107和模具浇口 507，其 各自分别通向模具腔109和模具腔509。歧管404支撑喷嘴504、 506 (有时称为"热浇 道喷嘴")，其(经由导管502)耦合到组合阀418，且还耦合到相应的模具浇口 107、 507。 在操作中，合金112和间隔剂116 (至少部分)在组合阀418、导管502和喷嘴504、 506 中组合以形成合金122。
图8描绘根据第八非限制性实施例的金属注射模制工艺10 (下文称为"工艺10") 的示意性表示。 一般来说，工艺IO包含在压力下将合金112和间隔剂116注射到模具
104内。根据非限制性变型，工艺10包含(i)接纳操作12; (ii)加热操作14; (iii)
组合操作16;以及(iv)注射操作18。接纳操作12包含接纳固化金属合金113和间隔 剂116。加热操作14包含将与接纳操作12相关联的固化金属合金113加热到高于固化 金属合金113的固相线温度，使得固化金属合金113可变为合金112。组合操作16包含 将与加热操作14相关联的合金112和与接纳操作12相关联的间隔剂116进行组合。注 射操作18包含在压力下将合金112和间隔剂116注射到模具104内。至少将合金112 加热到高于合金112的固相线温度但低于合金112的液相线温度(使得合金112可以半 固体状态存在)。任选地，将合金112加热到高于合金112的液相线温度(使得合金112 主要以液体状态存在)。合金112包含AZ91D合金，且AZ91D合金的液相线温度是标 称595摄氏度(。C)。合金112包含锌合金。根据非限制性变型(i)合金112包含镁合 金；和/或(ii)铝合金。材料输入2由工艺IO使用，且所述材料输入至少包含合金112 和/或间隔剂116。物件124由工艺10制成。图1的系统100可根据图8的工艺10操作。 图9描绘可根据图8的工艺10操作的金属注射模制系统500的示意性表示。金属注射模制系统500包含(i)接纳构件512; (ii)加热构件514; (iii)组合构件516; 以及(iv)注射构件518。接纳构件512经配置以实施接纳操作12，其包含接纳固化金 属合金113和间隔剂116。加热构件514经配置以实施加热操作14,其包含将与接纳操 作12相关联的固化金属合金113加热到高于固化金属合金113的固相线温度，使得固 化金属合金113可变为(或可转变为)合金112。组合构件516经配置以实施组合操作 16，其包含组合与加热操作14相关联的合金112和与接纳操作12相关联的间隔剂116。 注射构件518经配置以实施注射操作18，其包含在压力下将合金112和间隔剂116注射 到模具104内。
对非限制性实施例的描述提供了本发明的实例，且这些实例不限制本发明的范围。 应了解，本发明的范围由权利要求书限制。上文描述的非限制性实施例可适于特定条件 和/或功能，且可进一步延伸到在本发明的范围内的多种其它应用。在如此描述了非限制 性实施例之后，将明了，在不脱离所描述的概念的情况下，修改和增强是可能的。应了 解，非限制性实施例说明本发明的各方面。本文对所说明实施例的细节的参考不希望限 制权利要求书的范围。权利要求书本身陈述被视为对本发明必不可少的那些特征。本发 明的优选实施例是附属权利要求项的主题。因此，将借助专利许可证保护的内容仅由所 附权利要求书的范围限制。
权利要求
1.一种金属注射模制系统(100)，其包括组合腔室(200)，其经配置以(i)接纳熔融金属合金(112)和间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)可在压力下注射到所述组合腔室(200)内，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)可至少部分在所述组合腔室(200)中在压力下组合，且(ii)在压力下朝向模具(104)递送所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
2. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含 经配置以混合所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)的混合元件。
3. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述熔融金属合金(112) 和所述间隔剂(116)可在压力下分别从耦合到所述组合腔室(200)的注射机构(110、 114)注射。
4. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)经配 置以在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述 模具(104)的模具主体(111)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，所述熔 融金属合金(112)和所述间隔剂(116)在所述模具腔(109)中固化且形成所述 模制泡沫金属物件(124)。
5. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(118)，其经配置以(i)耦合到第一注射机构(110)，且(ii)耦合到 第二注射机构(114);以及导管(120)，其经配置以(i)耦合到所述组合阀(118)，且(ii)耦合到通向 由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
6. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(118)，其具有非流动状态和流动状态，在所述非流动状态中，所述组合阀(118)经配置以(i)不从相应注射机构 (110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且在所述流动状态中，所述组合阀(118)经配置以(i)从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属 合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(118)中组合；以及 导管(120)，其经配置以(i)从所述组合阀(118)接纳所述熔融金属合金(112) 和所述间隔剂(116)，且(ii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116) 传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
7. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(218)，其经配置以(i)耦合到注射机构(110、 114); 通道(208)，其经配置以耦合到所述组合阀(218); 射出罐阀(202)，其经配置以耦合到所述通道(208); 射出罐(204)，其经配置以耦合到所述射出罐阀(202);以及 导管(120)，其经配置以耦合到(i)所述射出罐阀(202)，和(ii)通向由所 述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
8. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(218)，其具有非流动状态和流动状态，在所述非流动状态中，所述组合阀(218)经配置以(i)不从相应注射机构 (110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，在所述流动状态中，所述组合阀(218)经配置以(i)从所述相应注射机构 (110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属 合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(218)中组合； 通道(208),其经配置以从所述组合阀(218)接纳所述熔融金属合金(112)和 所述间隔剂(116);射出罐阀(202),其具有第一阀状态和第二阀状态，在所述第一阀状态中，所述 射出罐阀(202)经配置以不从所述通道(208)接纳所述熔融金属合金(112)和 所述间隔剂(H6)，且在所述第二阀状态中，所述射出罐阀(202)经配置以从所 述通道(208)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116);射出罐(204)，其经配置以一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第二阀状态中 便从所述射出罐阀(202)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且 所述射出罐阀(202)经配置以一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第一阀状态中 便从所述射出罐(204)断开所述通道(208);以及导管(120),其经配置以(i) 一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第一阀状 态中便从所述射出罐阀(202)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且(ii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
9. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(318)，其经配置以(i)耦合到注射机构(110、 114)，且(ii)耦合到射出罐(204);以及导管(120)，其耦合到(i)所述组合阀(318)，和(ii)通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
10. 根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(318)，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态中，所述组合阀(318)经配置以(i)从相应注射机构(110、U4)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阔(318)中组合以形成所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且(iii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传输到射出罐(204)，在所述第二状态中，所述组合阀(318)经配置以(i)不从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且(ii)准许所述射出罐(204)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)射出回到所述组合阀(318)内；以及导管(120)，其经配置以(i) 一旦所述组合阀(318)被置于所述第二状态中便在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)从所述组合阀(318)传送到模具浇口 (107)，所述模具浇口 (107)通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)。
11. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(418)，其经配置以(i)耦合到注射机构(110、 114)，且(ii)耦合到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
12. 根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(418)，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态中，所述组合阀(418)经配置以(i)从相应注射机构(110、114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116),所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)且至少部分在所述组合阀(418)中组合，且(iii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，且在所述第二状态中，所述组合阀(418)经配置以(i)不从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)。
13. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述金属注射模制系统(100)包含金属注射模制系统(101)。
14. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(118)，其经配置以(i)耦合到相应注射机构(110、 114);以及导管(120)，其经配置以(i)耦合到所述组合阀(118)，且(ii)耦合到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
15. 根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(218)，其具有非流动状态和流动状态，在所述非流动状态中，所述组合阔(118)经配置以不从相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且在所述流动状态中，所述组合阀(218)经配置以从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(118)中组合；通道(208)，其经配置以从所述组合阀(218)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116);射出罐阀(202)，其具有第一阀状态和第二阀状态，在所述第一阀状态中，所述射出罐阀(202)经配置以不从所述通道(208)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且在所述第二阀状态中，所述射出罐阀(202)经配置以从所述通道(208)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116);射出罐(204)，其经配置以一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第二阀状态中便从所述射出罐阀(202)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且所述射出罐阀(202)经配置以一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第一阀状态中便从所述射出罐(204)断开所述通道(208);以及导管(120)，其经配置以(i) 一旦所述射出罐阀(202)被置于所述第一阔状态中便从所述射出罐阀(202)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且(ii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
16. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阔(318)，其经配置以(i)耦合到相应注射机构(110、 114)，且(ii)耦合到射出罐(204);以及导管(120)，其耦合到(i)所述组合阀(318)，和(ii)通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
17. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(318)，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态中，所述组合阀(318)经配置以(i)从相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(318)中组合，且(iii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传输到射出罐(204)，且在所述第二状态中，所述组合阀(318)经配置以(i)不从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，且(iii)准许所述射出罐(204)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)射出回到所述组合阀(318)内；以及导管(120)，其经配置以(i) 一旦所述组合阀(318)被置于所述第二状态中便在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)从所述组合阀(318)传送到模具浇口 (107)，所述模具浇口 (107)通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)。
18. 根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(418)，其经配置以(i)耦合到相应注射机构(110、 114)，且(iii)耦合到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
19. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含组合阀(418)，其具有第一状态和第二状态，在所述第一状态中，所述组合阀(418)经配置以(i)从相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(418)中组合，且(iii)将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，且在所述第二状态中，所述组合阀(418)经配置以(i)不从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)。
20. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)经配置以在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)在所述模具腔(109)中固化且形成所述模制泡沫金属物件(124),所述模制泡沫金属物件(124)可在以下情况之后从所述模具(104)脱模(i)夹持机构(105)已停止在可移动压板(103)与静止压板(102)之间施加夹持吨位，和(ii)所述可移动压板(103)已移动远离所述静止压板(102)，以便使静止模具部分(108)与可移动模具部分(106)分开，所述静止模具部分(108)由所述静止压板(102)支撑，且所述可移动模具部分(106)由所述可移动压板(103)支撑。
21. 根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含热浇道(402)，其包含歧管(404),其具有(i) 切换阀(408、 428),其耦合到相应注射机构(110、 114)以便从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116);(ii) 射出罐(412、 432)，其分别耦合到所述切换阀(408、 428);以及(iii) 组合阀(418)，其耦合到所述射出罐(412、 432)且还耦合到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
22. 根据权利要求21所述的金属注射模制系统(100)，其中所述射出罐(412、 432)各自分别包含压力腔室(414、 434)，其可填充有可加压流体；累积腔室(416、 436);以及活塞(417、 437),其各自可以可滑动方式分别在所述压力腔室(414、 434)与所述累积腔室(416、 436)之间移动。
23. 根据权利要求22所述的金属注射模制系统(100)，其中一旦所述组合阀(418)和所述切换阀(408、 428)被置于非流动状态中，且所述累积腔室(416、 436)被减压以便准许所述活塞(417、 437)可移动，所述相应注射机构(110、 114)便处理且制备所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)。
24. 根据权利要求22所述的金属注射模制系统(100)，其中一旦所述组合阀(418)被置于非流动状态中且所述切换阀(408、 428)被置于流动状态中，且所述相应注射机构(110、 114)分别将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)分别注射到所述射出罐(412、 432)的所述累积腔室(416、 436)内，且所述活塞(417、437)分别移动到所述压力腔室(414、 434)内以便将所述可加压流体移位离开所述压力腔室(414、 434)。
25. 根据权利要求22所述的金属注射模制系统(100)，其中一旦所述切换阀(408、 428)被置于非流动状态中，所述组合阀(418)被置于流动状态中，且所述压力腔室(414、434)被加压，则(i)所述活塞(417、 437)分别被移动到所述累积腔室(416、436)内，以便将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)分别注射或推动到所述组合阀(418)内，且(ii)所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)变为至少部分在所述组合阀(418)中组合，且随后所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)在压力下被推动到所述模具浇口 (107)内。
26. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含热浇道(402)，其包含歧管(404)，其具有(i)射出罐(412、 432)，其耦合到相应注射机构(110、 114)以便从所述相应注射机构(110、 114)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116);以及(iii)组合阀(418)，其耦合到所述射出罐(412、 432)且还耦合到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)。
27. 根据权利要求26所述的金属注射模制系统(100),其中所述射出罐(412、 432)各自分别包含压力腔室(414、 434)，其可填充有可加压流体；累积腔室(416、 436);以及活塞(417、 437),其可以可滑动方式在所述压力腔室(414、 434)与所述累积腔室(416、 436)之间移动。
28. 根据权利要求27所述的金属注射模制系统(100)，其中一旦所述组合阀(418)被置于非流动状态中，所述相应注射机构(110、 114)便累积所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)且随后将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)分别注射到所述累积腔室(416、 436)内。
29. 根据权利要求27所述的金属注射模制系统(100)，其中一旦所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)被分别接纳到所述累积腔室(416、 436)内，所述相应注射机构(110、 114)的螺杆(292、 294)便维持其位置以便防止所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)流动回到所述相应注射机构(110、 114)内，且一旦所述组合阀(418)被置于流动状态中，则所述压力腔室(414、 434)被加压以便将所述活塞(417、 437)分别移动到所述累积腔室(416、 436)内，以便分别将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)从所述累积腔室(416、 436)注射到所述组合阀(418)内。
30. 根据权利要求1所述的金属注射模制系统(100)，其中所述组合腔室(200)包含热浇道(402)，其包含歧管(404)，其具有组合阀(418)，其耦合到注射机构(110、 114);以及喷嘴(504、 506)，其耦合到所述组合阔(418)，且还耦合到通向由所述模具(104)的模具主体(111)界定的模具腔(109、 509)的相应模具浇口 (107、507)，且在操作中，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合阀(418)和所述喷嘴(504、 506)中组合。
31. —种金属注射模制系统(100)，其包括-第一注射机构(110)，其经配置以处理熔融金属合金(112);以及第二注射机构(114)，其经配置以处理间隔剂(116)，所述第一注射机构(110)和所述第二注射机构(114)经配置以耦合到组合腔室(200)，所述组合腔室(200)经配置以(i) 接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)可在压力下注射到所述组合腔室(200)内，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合腔室(200)中在压力下组合，且(ii) 在压力下向模具(104)递送所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
32. —种金属注射模制系统(100)，其包括第一注射机构(110)，其经配置以处理熔融金属合金(112)，所述第一注射机构(110)可与经配置以处理间隔剂(116)的第二注射机构(114)协作，所述第一注射机构(110)和所述第二注射机构(114)经配置以耦合到组合腔室(200)，所述组合腔室(200)经配置以(i)接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)可在压力下注射到所述组合腔室(200)内，所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合腔室(200)中在压力下组合，且(ii)在压力下向模具(104)递送所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)， 与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中 以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
33. —种金属注射模制系统(100)，其包括第一注射机构(110)，其经配置以处理熔融金属合金(112);第二注射机构(114)，其经配置以处理间隔剂(116);静止压板(102)，其经配置以支撑模具(104)的静止模具部分(108);可移动压板(103)，其经配置以相对于所述静止压板(102)移动，且经配置以 支撑所述模具(104)的可移动模具部分(106)， 一旦所述可移动压板(103)被致 使朝向所述静止压板(102)充分足够地移动而使所述静止模具部分(108)对接抵 靠在所述可移动模具部分(106)上，所述静止模具部分(108)和所述可移动模具 部分(106)便形成模具腔(109),所述静止模具部分(108)界定通向所述模具腔 (109)的模具浇口 (107);夹持机构(105)，其耦合到所述静止压板(102)和所述可移动压板(103)，且 经配置以在所述静止压板(102)与所述可移动压板(103)之间施加夹持吨位；以 及组合腔室(200)，其经配置以(i) 接纳所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，所述熔融金属合金 (112)和所述间隔剂(116)可在压力下注射到所述组合腔室(200)内，所述熔 融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合腔室(200)中在 压力下组合，且(ii) 在压力下向所述模具(104)递送所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂 (116)，与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104) 中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
34. —种通过使用根据权利要求l所述的金属注射模制系统(100)制成的物件。
35. —种金属注射模制系统(100)的方法，其包括在组合腔室(200)中接纳熔融金属合金(112)和间隔剂(116)，所述熔融金属 合金(112)和所述间隔剂(116)可在压力下注射到所述组合腔室(200)内，所 述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)至少部分在所述组合腔室(200)中 在压力下组合，以及在压力下向模具(104)递送所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)，与 所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中以可 固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
36. 根据权利要求35所述的金属注射模制系统(100)的方法，其进一步包括在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)传送到通向由所述模 具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，所述熔融金属合金(112)和 所述间隔剂(116)在所述模具腔(109)中固化且形成所述模制泡沫金属物件(124)。
37. 根据权利要求35所述的金属注射模制系统(100)的方法，其进一步包括在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)从所述组合腔室(200) 传送到通向由所述模具(104)界定的模具腔(109)的模具浇口 (107)，所述熔融 金属合金(112)和所述间隔剂(116)在所述模具腔(109)中固化且形成所述模 制泡沫金属物件(124)。
38. —种金属注射模制工艺(10)，其包括-在压力下将熔融金属合金(112)和间隔剂(116)注射到模具(104)内，与所 述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中以可固 化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
39. —种金属注射模制工艺(10)，其包括-接纳操作(12)，其包含接纳固化金属合金(113)和间隔剂(116);加热操作(14)，其包含将与所述接纳操作(12)相关联的所述固化金属合金(113) 加热到高于所述固化金属合金(113)的固相线温度，所述固化金属合金(113)变 为熔融金属合金(112);组合操作(16)，其包含组合与所述加热操作(14)相关联的所述熔融金属合金 (112)和与所述接纳操作(12)相关联的所述间隔剂(116);以及注射操作(18)，其包含在压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116) 注射到模具(104)内，与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可 在所述模具(104)中以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
40. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)与所述 熔融金属合金(112)组合，使得所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116) 固化为所述模制泡沫金属物件(124)。
41. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含气体。
42. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含空间占有物。
43. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10),其中所述间隔剂(116)包含有机颗粒。
44. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含无机颗粒。
45. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含中空球体。
46. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含发泡剂。
47. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含发泡剂，以及母体材料，通过热来激活所述发泡剂和所述母体材料，以便响应于所述发泡剂经 历压力下降而产生泡沫。
48. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10),其中所述间隔剂(116)包含气体。
49. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含非反应性固体，其不与所述熔融金属合金(112)反应。
50. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述间隔剂(116)包含反应性固体，其与所述熔融金属合金(112)反应。
51. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中将所述熔融金属合金(112) 加热到高于所述熔融金属合金(112)的固相线温度但低于所述熔融金属合金(112) 的液相线温度。
52. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中将所述熔融金属合金(112) 加热到高于所述熔融金属合金(112)的液相线温度。
53. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述熔融金属合金(112) 包含AZ91D合金，且所述AZ91D合金的液相线温度是标称595摄氏度。
54. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述熔融金属合金(112) 包含锌合金。
55. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述熔融金属合金(112) 包含镁合金。
56. 根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)，其中所述熔融金属合金(112) 包含-招厶仝
57. —种由根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)使用的材料输入(2)。
58. —种通过根据权利要求39所述的金属注射模制工艺(10)制成的物件。
59. —种金属注射模制系统(100、 500)，其可按照根据权利要求39所述的金属注射模 制工艺(10)操作。
60. —种金属注射模制系统(500)，其包括接纳构件(512)，其经配置以实施接纳操作(12)，所述接纳操作(12)包含接 纳固化金属合金(113)和间隔剂(116);加热构件(514)，其经配置以实施加热操作(14)，所述加热操作(14)包含将 与所述接纳操作(12)相关联的所述固化金属合金(113)加热到高于所述固化金 属合金(113)的固相线温度，所述固化金属合金(113)变为熔融金属合金(112);组合构件(516)，其经配置以实施组合操作(16)，所述组合操作(16)包含组 合与所述加热操作(14)相关联的所述熔融金属合金(112)和与所述接纳操作(12) 相关联的所述间隔剂(116);以及注射构件(518),其经配置以实施注射操作(18)，所述注射操作(18)包含在 压力下将所述熔融金属合金(112)和所述间隔剂(116)注射到模具(104)内， 且与所述间隔剂(116)组合的所述熔融金属合金(112)可在所述模具(104)中 以可固化方式形成为模制泡沫金属物件(124)。
61. 根据权利要求60所述的金属注射模制系统(500)，其中:所述接纳构件(512)耦合到所述注射构件(518); 所述加热构件(514)耦合到所述注射构件(518); 所述注射构件(518)耦合到所述组合构件(516);且 所述组合构件(516)可耦合到所述模具(104)。
62. —种通过根据权利要求60所述的金属注射模制系统(500)制成的物件。
全文摘要
本发明揭示(i)金属注射模制系统(100)；(ii)包含组合腔室(200)的金属注射模制系统(100)；(iii)包含第一注射机构(110)和第二注射机构(114)的金属注射模制系统(100)；(iv)包含可与第二注射机构(114)协作的第一注射机构(110)的金属注射模制系统(100)；(v)金属注射模制系统(100)的模具(104)；以及(vi)金属注射模制系统(100)的方法。
文档编号B22D17/20GK101678449SQ200880017984
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年6月18日
发明者弗兰克·切尔文斯基 申请人:赫斯基注射器成型系统有限公司