多属性注模喷嘴的制作方法

多属性注模喷嘴的制作方法
【专利摘要】本发明提供注模喷嘴，其具有改进的热传递、耐磨性和从歧管到模子的熔体传递中的任何一种或多种。可通过对多种材料进行整体分层形成整体、单片并且无缝结构的多属性喷嘴来改进喷嘴的操作和耐用性。例如，在喷嘴外壳内通过对某些材料进行整体分层来改进喷嘴的热传递属性，以使得热量穿过所述喷嘴的消散或传递更有效以维持和促进熔体流动。可合并并且因此无缝地形成所述喷嘴的一个或多个部件，以便通过减少会引起熔体搁置在喷嘴内的接头并且伴随地减少制造和组装时间来改进熔体流动。用于整体形成喷嘴中的一些或所有部分的工艺还可用于在其中形成复杂的几何构造。
【专利说明】多属性注模喷嘴 发明领域
[0001] 本发明大体上涉及注模机领域。具体来说，本发明涉及多属性注模喷嘴。 技术背景
[0002] 注模机喷嘴帮助在高温和高压下反复将熔融塑料从热歧管递送到模子中，以便形 成各种构造的模塑零件。 发明概要
[0003] 在一方面，提供一种注模喷嘴组件，其包括：第一喷嘴部件；具有第一特征的第一 材料，其中所述第一材料形成所述第一喷嘴部件的第一部分；以及具有第二特征的第二材 料，其中所述第二材料形成所述第一喷嘴部件的第二部分，其中所述第一材料和所述第二 材料整体融合在一起以便形成整体结构。
[0004] 在一些实施方案中，所述第一部件为喷嘴尖并且所述第一材料形成所述喷嘴尖的 第一部分并且所述第二材料形成所述喷嘴尖的第二部分。
[0005] 在一些实施方案中，所述喷嘴尖从所述喷嘴尖的内表面向所述喷嘴尖的外表面热 分级。
[0006] 在一些实施方案中，所述喷嘴尖具有内部分和外部分，所述外部分围绕所述内部 分，并且所述外部分具有比所述内部分大的热导率。
[0007] 在一些实施方案中，所述注模喷嘴组件进一步包括第二部件，所述第二部件为喷 嘴外壳、喷嘴体、喷嘴尖、密封构件以及尖端隔热体中的一种，其中所述第二部件和所述第 一部件整体融合在一起以便形成整体结构。
[0008] 在一些实施方案中，所述第一部件为部分限定熔体通道的喷嘴体，并且所述第一 材料为设置于所述熔体通道外围的耐磨材料，并且所述第二材料为从所述第一材料径向向 外设置的导热性材料，所述第二材料比所述第一材料的导热性高。
[0009] 在一些实施方案中，注模喷嘴组件进一步包括作为喷嘴尖的第二部件，其中所述 喷嘴体和所述喷嘴尖整体融合在一起以形成整体结构。
[0010] 在一些实施方案中，注模喷嘴组件进一步包括作为密封构件的第三部件，其中所 述喷嘴体、所述喷嘴尖以及所述密封构件整体融合在一起以形成整体结构。
[0011] 在另一方面，提供一种注模喷嘴，其包括：喷嘴体；以及喷嘴尖和密封构件中的至 少一种，其中所述喷嘴体以及喷嘴尖和密封构件中的所述至少一种整体融合以形成整体结 构。
[0012] 在一个实施方案中，所述喷嘴体、喷嘴尖以及所述密封构件中的至少一种是使用 具有第一特征的第一材料和具有第二特征的第二材料制造。
[0013] 在一些实施方案中，所述第一材料为比所述第二材料强的高强度材料。
[0014] 在一些实施方案中，所述第二材料为比所述第一材料的导热性高的导热性材料。
[0015] 在一些实施方案中，所述注模喷嘴进一步包括第三材料，所述第三材料具有第三 特征，其中所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料整体融合在一起以便形成所述喷 嘴体、喷嘴尖以及所述密封构件中的至少一种。
[0016] 在一些实施方案中，所述第三材料选自下组：低成本材料、耐磨材料以及疲劳强度 材料。
[0017] 在一些实施方案中，所述第三材料为耐磨材料并且设置于所述喷嘴尖的远端附 近。
[0018] 在一些实施方案中，注模喷嘴组件进一步包括熔体流动通道装置，所述熔体流动 通道装置整体形成在至少所述喷嘴体内。
[0019] 在一些实施方案中，所述熔体流动通道装置为混合器。
[0020] 在一些实施方案中，所述喷嘴尖、所述喷嘴体和所述密封环整体融合在一起，以形 成整体结构。
[0021] 在另一方面，提供一种注模喷嘴组件，其包括：多个喷嘴部件；其中所述多个喷嘴 部件中的至少两个由不同材料制成并且其中所述至少两个喷嘴部件整体融合以便形成整 体结构。
[0022] 在一个实施方案中，所述多个喷嘴部件中的两个为共同限定熔体入口、熔体出口 以及从熔体入口延伸至所述熔体出口的熔体通道的喷嘴体和喷嘴尖，其中所述喷嘴体或所 述喷嘴尖由高强度材料、导热性材料以及耐疲劳材料中的至少两种构成。
[0023] 在一些实施方案中，所述喷嘴体至少由高强度材料和导热性材料构成。
[0024] 在一些实施方案中，所述导热性材料比所述高强度材料的耐用性低。
[0025] 在一些实施方案中，导热性材料设置于所述喷嘴尖内，以便维持排出所述熔体出 口的熔体的温度。
[0026] 在另一方面，提供一种制造注模喷嘴的方法，其包括：确定注模喷嘴的所需强度特 征；确定注模喷嘴的所需导热率特征；选择多种材料来达成所需强度特征和所需导热性特 征；以及根据所需强度特征和所需导热率特征将注模喷嘴形成为由所述多种材料构成的整 体融合的整体结构。
[0027] 在所述方法的一些实施方案中，所述多种材料包括高强度材料、导热性材料以及 隔热材料中的至少两种。
[0028] 在所述方法的一些实施方案中，所述注模喷嘴包括熔体通道并且其中所述注模喷 嘴至少由高强度材料和导热性材料构成，其中所述高强度材料位于所述熔体通道附近。
[0029] 在所述方法的一些实施方案中，导热性材料设置于所述高强度材料附近并且设置 于所述注模喷嘴的熔体出口处。
[0030] 在所述方法的一些实施方案中，所述注模喷嘴包括密封构件并且隔热材料形成所 述密封构件的至少一部分。
[0031] 附图简述
[0032] 出于说明本发明的目的，附图显示本发明的一个或多个实施方案的方面。然而，应 理解本发明不限于附图中示出的确切布置和手段。
[0033] 图1为包括喷嘴的现有技术注模机的一部分的透视图；
[0034] 图2为根据本发明的一个实施方案的注模喷嘴的透视图；
[0035] 图3为根据本发明的另一个实施方案的注模喷嘴的透视图；
[0036] 图4为根据本发明的另一个实施方案的注模喷嘴的一部分的透视图；
[0037] 图5为根据本发明的又一个实施方案的注模喷嘴的一部分的透视图；
[0038] 图6为根据本发明的一个实施方案的具有示例性的内部复杂几何结构的注模喷 嘴的透视图；并且
[0039] 图7为根据本发明的一个实施方案的形成注模喷嘴的方法的框图。

【具体实施方式】
[0040] 理想地，注模喷嘴在整个喷嘴的长度上维持熔融塑料的温度，提供熔融塑料连续 流动到模子的通道，并且对于很多塑料产品来说，在必要时，将熔体一致地递送到模子以使 得在模塑零件表面上几乎不存在痕迹。因为喷嘴由多个分立部件制成，用以上提到的标准 一致地递送是有挑战性的，因为这些部件可能磨损不一致，热传递不同并且因此低效，并且 必须精确安装在一起以便阻止通道内在喷嘴部件之间的接点处的不连续流动并且牢固地 安装在注模机的其余部分内。此外，一些模塑零件需要混合熔融塑料或者添加剂，其中在喷 嘴内完成混合。使用目前的制造技术在喷嘴内形成符合设计和性能要求的这些类型的复杂 几何结构（以及其它结构）为复杂的或不可能的并且常常形成次最优的喷嘴。
[0041] 根据本公开的注模喷嘴除其它方面之外提供改进的热传递、耐磨性以及从歧管到 模子的熔体传递。如以下更详细解释的，可通过对材料进行整体分层来改进所有或者喷嘴 的一部分的操作和耐用性，以便形成整体结构的多属性喷嘴。例如，可在喷嘴外壳内通过对 材料进行整体分层来改进喷嘴的热传递属性，以使得热穿过所述喷嘴的消散或传递可更有 效以维持和促进熔体流动。还可整体形成各种材料以改进在喷嘴尖、喷嘴外壳或者喷嘴内 的其它接触点处的耐磨性。另外，可合并并且因此一致地形成喷嘴部件中的一个或多个，以 便通过减少会引起熔体搁置在喷嘴内的接头并且伴随地减少制造和组装时间来改进熔体 流动。用于整体形成喷嘴中的一些或所有部分的方法还可用于在喷嘴内形成复杂的几何构 造。
[0042] 本公开的注模喷嘴可通过将其与示例性热流道系统（如图1的热流道系统10)内 使用的现有技术注模喷嘴（如图1所示和以下所讨论的喷嘴部分24)进行比较而得到最好 的理解。热流道10包括热流道歧管12,所述热流道歧管12位于由歧管板16和背板18限 定的歧管腔14内。如本领域技术人员所已知的，歧管12可移动地固定于腔14中以在使用 热流道10将一种或多种熔融材料（未显示）注入到模子的一个或多个模腔（未显示）内 期间，适应发生在歧管与其它部件（如歧管板16和背板18)之间的热膨胀差异。
[0043] 热流道10还包括将熔融材料从歧管12中的一个或多个通道12A间歇地递送到模 子的喷嘴堆叠20。一般而言，喷嘴堆叠20可被认为包括歧管部分22、喷嘴部分24、促动器 部分26以及从所述促动器部分延伸到所述喷嘴部分的阀杆28。在歧管相对于喷嘴堆叠的 歧管板16和喷嘴部分24热膨胀和收缩时，喷嘴堆叠20的歧管部分22可与歧管12的其余 部分一起移动。为了适应相对移动，使用弹簧装置30使喷嘴部分24偏压成与歧管部分22 滑动接合，所述弹簧装置30包括针对进而安置在形成于歧管板16的喷嘴腔38内的台肩36 上的喷嘴定位器34做功的弹簧32。喷嘴部分24包括主喷嘴体40、与主喷嘴体螺纹接合的 喷嘴尖42以及围绕所述主喷嘴体和所述喷嘴尖的一部分的加热器套筒44。本领域技术人 员将容易了解，虽然示出单个喷嘴堆叠20,在图1中示出的类型的典型注模装置将具有多 于一个喷嘴堆叠。
[0044] 热流道10进一步包括形成模子的部分的腔板46。腔板46包括其中安装有浇口嵌 件50的腔48。浇口嵌件50限定接受喷嘴部分24的部分的喷嘴腔52并且包括浇口孔54， 在注模操作期间熔融材料流动通过所述浇口孔54。如本领域技术人员将知道的，阀杆28具 有被配置来以非常紧密的配合接合浇口孔54的尖端56。如图1所示，喷嘴腔52具有容纳 加热器套筒44和其它部件的相对较大直径的第一部分52A和用于贴合地接纳固定在喷嘴 尖42上的间隔环58的相对较小直径的第二部分。
[0045] 歧管板16经由多个导向销装置60与腔板46对齐，所述导向销装置60中的一个 示出在图1中。每个导向销装置60包括贴合地接合在腔板46的孔64中的导向套管62、歧 管板16中的孔66以及贴合地接合在孔66和套管62中的导向销68。在所示常规布置的情 况下，本领域技术人员将容易了解，当阀杆28处于浇口关闭位置（未显示）时喷嘴尖56在 浇口孔54中的对齐通过喷嘴定位器34和间隔环58以及导向销装置60的各种部件的精确 定位和喷嘴腔30的各种特征在歧管板16中的精确定位以及喷嘴腔52在浇口嵌件50中的 第二部分52B来有效地建立。本领域技术人员还将容易理解，这些位置经受精确公差并且 此类公差为从浇口孔54通过导向销装置60累加至歧管板16的喷嘴定位器34中。
[0046] 图2示出用于在热流道系统如热流道系统10中使用的注模喷嘴100的示例性实 施方案。喷嘴100包括限定熔体通道108的喷嘴体104,所述熔体通道108从熔体入口 112 延伸到熔体出口 116。向着喷嘴体104远端为包括熔体出口 116的喷嘴尖120。喷嘴100 还包括设置于喷嘴尖120附近的密封构件124。在使用喷嘴100期间，阀杆128可延伸通过 熔体出口 116并且在熔体通道108内纵向行进，从而打开和关闭浇口孔54。
[0047] 在一个示例性实施方案中，喷嘴体104和喷嘴尖120由多种材料132整体形成，其 中每一种材料132具有不同材料属性以使得喷嘴体和/或喷嘴尖在功能上分级。容易看出 喷嘴100与图1所示的喷嘴24之间的对比，因为喷嘴100不具有单独制造的分立部件，这些 分立部件由本领域已知的方法（如喷嘴体40和喷嘴尖42之间的螺纹接合）或者经由压入 配合、冷缩配合、焊接、硬钎焊等来组装。整体形成意指以这种方式将多种材料合并在一起 以便形成无缝整体单片结构并且这与经由本领域已知方法连接两个或更多个分立喷嘴部 件的过程形成对比。用于整体形成部件的过程和方法在以下进行更详细地描述，但是通常 使用增材制造过程，例如在将第一层材料132添加到第二层材料或者另一种材料时，它们 固化在一起，例如在足以将两个层融合在一起的能量存在下。喷嘴100的功能分级允许具 有优化的材料属性的多材料部件和/或减少形成喷嘴100所必须的制造步骤（压入配合、 冷缩配合、焊接、硬钎焊等）的数目，因为所述部件如喷嘴体104、喷嘴尖120以及密封构件 124形成在一起。
[0048] 在图2的示例性喷嘴100中，喷嘴体104包括第一材料132A和第二材料132B，其 中所述第一材料比所述第二材料具有相对较高的强度并且所述第二材料比所述第一材料 具有相对较高的导热率。如图所示的，第一材料132A形成喷嘴体的大部分、喷嘴尖120的内 部分以及密封构件124。第二材料132B主要设置于喷嘴尖120内，从第一材料132A径向向 夕卜。在此示例性构造中，来自在熔体出口 116之前结束的加热器套筒如加热器套筒44(也 在图1中）的热量可通过第二材料132B传递穿过喷嘴尖120的长度。增加的热传递有助 于维持熔体出口 116附近的温度，同时纳入第一材料132A还改进喷嘴体104和喷嘴尖120 的耐磨性，由此延长喷嘴100的使用寿命。
[0049] 图3示出喷嘴200,它是由多种材料132构成的喷嘴实施方案。喷嘴200包括限 定熔体通道208的喷嘴体204,所述熔体通道208从熔体入口 212延伸到熔体出口 216。向 着喷嘴体204远端为包括熔体出口 216的喷嘴尖220。从喷嘴尖220径向向外为密封构件 224。在此实施方案中，整体形成喷嘴体204、喷嘴尖220和密封构件224以便形成在功能上 分级以将具有特定材料属性的材料置于喷嘴200中的预定位置上的整体结构。
[0050] 作为一个实例并且如图3所示，喷嘴200包括六种不同材料132,即第一材料 132A、第二材料132B ;第三材料132C，它为疲劳强度材料132C ;第四材料132D，它为隔热材 料；第五材料132E，它为相对较低成本的填充材料；以及第六材料132F，它为抗磨损性材 料。可以选择和定位材料132的位置以便优化喷嘴200的成本、功能以及耐用性。在喷嘴 200的示例性实施方案中，第一材料132A设置于从大致熔体入口 212至熔体出口 216的熔 体通道208的外围处。在喷嘴体108顶部和喷嘴尖220附近为第二材料132B层。在喷嘴 体104和喷嘴220中包括第三材料132C，邻近第二材料132B (此处设置第二材料）并且邻 近第一材料132A(此处缺乏第二材料）。密封构件224主要由第四材料132D构成，其中一 些第一材料132A设置于接合浇口嵌件228的密封构件的边缘。第四材料132D也设置于邻 近弹簧32的喷嘴体204的顶部附近。可在喷嘴200的相对不重要部分如喷嘴体204的中 间部分232中包括第五材料132E。第六材料132F位于喷嘴体204的端面236上。
[0051] 喷嘴200的功能分级允许具有优化的材料属性的多材料部件和/或减少制造步骤 (压入配合、焊接、硬钎焊等）的数目。例如，邻近歧管部分22 (图1)纳入第六材料132F 减少在歧管部分和喷嘴200的交叉处的磨损并且因此延长喷嘴的使用寿命。作为另一个实 例，纳入第五材料132E减少制造喷嘴200的总体成本。在另一个实例中，沿着喷嘴200的 整个长度使用第三材料132C通过在喷嘴的寿命期中提高它的耐疲劳性来提高喷嘴的耐用 性。尽管喷嘴200包括六种不同材料，但是它可包括更多或更少种材料并且可定位于替代 位置以便符合预定的喷嘴设计标准。
[0052] 图4示出另一种功能上分级的喷嘴（喷嘴300)的一部分。喷嘴300包括限定熔 体通道308的喷嘴体304,所述熔体通道308从熔体入口 312延伸到熔体出口 316。向着喷 嘴体304远端为包括熔体出口 316的喷嘴尖320。从喷嘴尖320径向向外为密封构件324。 在喷嘴尖320末端为在用塑料熔体填充对应模子（未显示）时通常与浇口嵌件332接合的 尖端328。与喷嘴200 -样，喷嘴300具有整体形成以便成为整体结构的喷嘴体304、喷嘴 尖320以及密封构件324,所述整体结构在功能上分级以将具有特定材料属性的材料置于 喷嘴中的预定位置处。如图4所示，喷嘴300包括三种材料132,即第一材料132A、第二材 料132B以及第四材料132D，它们与以上所述的具有某些策略上选择的属性/特征的对应 材料相同。第一材料132A主要设置于喷嘴体304中，但是也包括在尖端328的表面上以便 阻止在浇口嵌件332与尖端328之间的接合点处的磨损。第二材料132B部分分布于喷嘴 体304中并且为喷嘴尖320的主要材料。第二材料132B还可包括在密封构件324的上部 分中以确保从加热套筒336到设置于熔体通道308中的熔体的均匀热传递。大部分密封构 件324由第四材料132D构成，所述第四材料抵抗从熔体和热套筒336到浇口嵌件332的热 传递。喷嘴300中的材料132的构造维持在熔体进入熔体出口区域340并行进到模子时从 热套筒336到熔体的热传递，从而减少在进入模子之前的不希望的熔体冷却的发生率。
[0053] 图5描绘喷嘴400的一部分，所述喷嘴400包括整体形成的喷嘴体404、喷嘴尖408 以及密封构件412。在此实施方案中，喷嘴400由五种不同材料132构成，即如以上所述的 材料132A-E。在熔体通道416和熔体出口 420周围为第一材料132A，其限制由熔体在通道 出口和熔体出口内行进所引起的磨损。第一材料132A还设置于密封构件412末端和尖端 424以便提供耐磨性，其中密封构件接合浇口嵌件428。如图5所示，第一材料132A仅设置 于其中存在与浇口模428的接触的那些区域中以便使因熔体上第一材料的载热能力减小 导致的作用最小化。第三材料132C设置于喷嘴体404中的第一材料132A与热套筒432之 间并且通过提高其抵抗由重复使用引起的疲劳的能力来延长喷嘴400的使用寿命。与以上 讨论的喷嘴300 -样，喷嘴400基本上在整个喷嘴尖408上包括第二材料132B以便促进从 热套筒432到熔体出口区域436 (邻近熔体出口 420)的热传递。密封构件412由第四材料 132D和第五材料132E构成，其中第四材料从第五材料径向向内。第四材料132D减少到密 封构件的热传递并因此帮助维持熔体区域436内的热量。
[0054] 在一个示例性实施方案中，提供至少部分为粉末形式的材料132。例如并且参见 图2,第一材料132A可至少部分为第一粉末状金属合金并且第二材料132B可至少部分为第 二粉末状金属合金。第一材料132A和第二材料132B可通过例如激光（如以下更详细描述 的）来彼此融合，其中第一粉末状金属合金和第二粉末状金属合金在经受用于将第一材料 与第二材料融合的激光存在时分别固化。
[0055] 如以上提到的，第一材料132A为比可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多 个的一些其它材料具有相对较高强度的材料。示例性第一材料132A包括但不限于H13、 4140 以及 INCONEL? 718 钢（INCONEL? 为 Special Metals Corporation, New Hartford, New York 的注册商标）。
[0056] 第二材料132B为比可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多个的其它材料具 有相对较高导热率的材料。会被视为第二材料132B的材料会具有大于约40的以WAm ·Κ) 表示的导热率。示例性第二材料132Β包括但不限于铍铜（BeCT3)和铍铜（BeCU25)。
[0057] 第三材料132C为比可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多个的一些其它 材料具有相对较高疲劳强度的材料。示例性第三材料132C包括但不限于铁基钢合金，如 VASC0MAX? 钢（VASC0MAX? 为 ATI Properties, Inc.，Albany, Oregon 的注册 商标）；以及马氏体合金钢，如AERMET?钢（AERMET?为Carpenter Technology Corporation, Reading, Pennsylvania 的注册商标）。
[0058] 第四材料132D为比可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多个的一些其它材 料具有相对较低导热率的隔热材料。会被视为第四材料132D的材料会具有小于约20的导 热率。示例性第四材料132D包括但不限于钛和钛合金。
[0059] 第五材料132Ε为当与可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多个的其它材料 相比时通常为低成本材料的填充材料。尽管很多材料可为填充材料,但示例性第五材料 132Ε包括但不限于大部分的任何钢材。
[0060] 第六材料132F为比可用于形成以上所述喷嘴部件中的一个或多个的一些其它材 料具有相对较高抗磨损性的材料。示例性第六材料132F包括但不限于氮化合金D2或S7。
[0061] 可用于制造以上所述的任何喷嘴或喷嘴部件的方法通常被称为"增材制 造 "(additive manufacturing)。在高水平下，增材制造使用喷嘴部件或喷嘴（例如分别为 图2至图5的喷嘴100、200、300以及400中的任一种）的设计数据作为输入并且由计算机 数据构建三维固体物体，即喷嘴。示例性增材制造方法包括但不限于粉末床法或者粉末流 法。粉末床法的实例包括但不限于直接金属激光烧结（DMLS)法（有时也被称为术语选择 性激光烧结（SLS)法或者选择性激光熔炼（SLM)法）和电子束熔炼（EBM)。粉末流法的实 例包括但不限于激光工程化净成形（LENS)、直接金属沉积（DMD)以及激光固结（IX)。
[0062] 尽管可使用其它增材制造法，如以上提到的那些方法，但是DMLS为证实产生具有 高精密度和细节分辨率、良好表面质量和优秀机械属性的零件的方法。在一个典型的实施 方式中，DMLS方法将一个粉末状金属层融合到另一个粉末状金属层，例如融合多个第一材 料132A层或者融合第一材料132A层和第二材料132B层，以制造喷嘴。将金属粉末暴露于 聚焦激光束，所述聚焦激光束通过局部熔化金属粉末将金属粉末融合到固体零件上。DMLS 方法涉及使用用于实施所述DMLS方法的三维计算机辅助设计（CAD)。技术人员使用三维 CAD模型来适当定位用于零件构建的几何结构并且在适当时添加支撑结构。一旦完成构建 文件，就将构建文件分割成层厚度。然后程序控制机器来构建设计的零件。
[0063] DMLS方法使用高功率激光来将金属粉末层融合在一起。在构建室区域内，存在材 料分发平台和构建平台连同用于除去构建平台上的新粉末的重涂器刀片。所述技术通过局 部使用聚焦激光束熔化金属粉末来将金属粉末融合到固体零件中。通常使用20微米的层， 逐层叠加地构建零件。此方法允许直接从三维CAD数据形成高度复杂的几何结构。
[0064] 尺寸、特征细节和表面光洁度方面以及Z轴的印刷贯穿误差可为在使用DMLS方法 之前可考虑的因素。然而，通过在其中在铺设材料时大部分特征构建于X轴和Y轴的机器 中规划所述构建，可很好地管理特征公差。表面通常必须磨光以实现镜面或极光滑的成品。 对于生产工具，可在使用之前解决完成的零件的材料密度。在此方法中，金属支架结构除去 和产生的零件的后处理为耗时过程并且可能需要使用具有相似水平的由DMLS过程提供的 精确度的EDM (电火花加工）和/或研磨机。
[0065] 在图6中示出另一个示例性喷嘴，喷嘴500。喷嘴500包括喷嘴外壳504、与喷嘴 尖512整体形成的喷嘴体508、密封构件516、尖端隔热体520以及流销524。在此实施方案 中，喷嘴500的所有部件彼此结合在一起，作为相同增材制造法的一部分。然而，如图6所 示并且如本领域普通技术人员将了解的，喷嘴500的一些部件为可分离的。例如，流销524 能够在喷嘴500内纵向移动并且如果需要置换可移去。喷嘴外壳504和尖端隔热体520也 可为可分离的部件，从而便于置换或者接近喷嘴500的其它部件。
[0066] 喷嘴500也可具有整体形成的熔体流动通道装置528。如图6所示，熔体流动通道 装置528设置于喷嘴体504内。熔体流动通道装置528的一个实例为混合器。
[0067] 喷嘴500的部件各自可在功能上分级以满足每个部件的设计要求。例如，喷嘴体 508可根据喷嘴100、200、300以及400的描述或其任何组合进行设计。
[0068] 现在参照图7,示出用于制造注模喷嘴的示例性方法600。在步骤604中确定所需 强度特征。强度特征为对在喷嘴的某些位置处需要较高强度材料的情况的分析或描绘。例 如并且参照图2,喷嘴100的强度特征可为一种强度特征，其中大部分喷嘴体104和熔体通 道108的外围为相对较高强度的材料，与密封构件124 -样。
[0069] 在步骤608中，确定注模喷嘴的所需导热率特征。导热率特征为对导热性材料应 置于喷嘴内的情况的分析或描绘。例如并且参照图3,喷嘴200的导热率特征应为一种导热 性特征，其中一种或多种导热性材料置于区域内，在所述区域内需要改进的从热套筒的热 传递，例如喷嘴体204的顶部附近和喷嘴尖220中。
[0070] 在步骤612中，可以选择可实现所需强度特征和所需导热率特征的材料。材料选 择可以基于多种因素，包括成本、硬度、用于增材制造法的适用性以及热传递能力。
[0071] 在步骤616中，根据步骤604中确定的所需强度特征和步骤616中确定的所需导 热率特征和导热率特征将注模喷嘴制造为由步骤612中确定的多种材料构成的整体融合 的整体结构。
[0072] 示例性实施方案已在上文中公开并且在附图中说明。本领域技术人员应理解，可 对本文具体公开的那些实施方案做出各种变化、删减和添加。
【权利要求】
1. 一种注模喷嘴组件，其包括： 第一喷嘴部件； 具有第一特征的第一材料，其中所述第一材料形成所述第一喷嘴部件的第一部分；以 及 具有第二特征的第二材料，其中所述第二材料形成所述第一喷嘴部件的第二部分， 其中所述第一材料和所述第二材料整体融合在一起以便形成整体结构。
2. 根据权利要求1所述的注模喷嘴组件，其中所述第一部件为喷嘴尖并且其中第一材 料形成所述喷嘴尖的第一部分并且所述第二材料形成所述喷嘴尖的第二部分。
3. 根据权利要求2所述的注模喷嘴组件，其中所述喷嘴尖从所述喷嘴尖的内表面向所 述喷嘴尖的外表面热分级。
4. 根据权利要求2所述的注模喷嘴组件，其中所述喷嘴尖具有内部分和外部分，所述 外部分围绕所述内部分，并且其中所述外部分具有比所述内部分大的热导率。
5. 根据权利要求1所述的注模喷嘴组件，其进一步包括第二部件，所述第二部件为喷 嘴外壳、喷嘴体、喷嘴尖、密封构件以及尖端隔热体中的一种，其中所述第二部件和所述第 一部件整体融合在一起以便形成整体结构。
6. 根据权利要求1所述的注模喷嘴组件，其中所述第一部件为部分限定熔体通道的喷 嘴体，并且其中所述第一材料为设置于所述熔体通道外围的耐磨材料，并且其中所述第二 材料为从所述第一材料径向向外设置的导热性材料，所述第二材料比所述第一材料的导热 性高。
7. 根据权利要求6所述的注模喷嘴组件，其进一步包括作为喷嘴尖的第二部件，其中 所述喷嘴体和所述喷嘴尖整体融合在一起以形成整体结构。
8. 根据权利要求7所述的注模喷嘴组件，其进一步包括作为密封构件的第三部件，其 中所述喷嘴体、所述喷嘴尖以及所述密封构件整体融合在一起以形成整体结构。
9. 一种注模喷嘴，其包括： 喷嘴体；以及 喷嘴尖和密封构件中的至少一种，其中所述喷嘴体以及喷嘴尖和密封构件中的所述至 少一种整体融合以形成整体结构。
10. 根据权利要求9所述的注模喷嘴，其中所述喷嘴体、喷嘴尖和所述密封构件中的至 少一种是使用具有第一特征的第一材料和具有第二特征的第二材料制造。
11. 根据权利要求10所述的注模喷嘴，其中所述第一材料为比所述第二材料强的高强 度材料。
12. 根据权利要求11所述的注模喷嘴，其中所述第二材料为比所述第一材料的导热性 高的导热性材料。
13. 根据权利要求10所述的注模喷嘴，其进一步包括第三材料，所述第三材料具有第 三特征，其中所述第一材料、所述第二材料和所述第三材料整体融合在一起以便形成所述 喷嘴体、喷嘴尖和所述密封构件中的至少一种。
14. 根据权利要求13所述的注模喷嘴组件，其中所述第三材料选自下组：低成本材料、 耐磨材料以及疲劳强度材料。
15. 根据权利要求14所述的注模喷嘴组件，其中所述第三材料为耐磨材料并且设置于 所述喷嘴尖的远端附近。
16. 根据权利要求9所述的注模喷嘴组件，其进一步包括熔体流动通道装置，所述熔体 流动通道装置整体形成在至少所述喷嘴体内。
17. 根据权利要求16所述的注模喷嘴组件，其中所述熔体流动通道装置为混合器。
18. 根据权利要求9所述的注模喷嘴组件，其中所述喷嘴尖、所述喷嘴体和所述密封整 体融合在一起以形成整体结构。
19. 一种注模喷嘴组件，其包括： 多个喷嘴部件； 其中所述多个喷嘴部件中的至少两个由不同材料制成，并且其中所述至少两个喷嘴部 件整体融合以便形成整体结构。
20. 根据权利要求19所述的注模喷嘴组件，其中所述多个喷嘴部件中的两个为共同限 定熔体入口、熔体出口以及从所述熔体入口延伸至所述熔体出口的熔体通道的喷嘴体和喷 嘴尖，其中所述喷嘴体或所述喷嘴尖由高强度材料、导热性材料以及耐疲劳材料中的至少 两种构成。
21. 根据权利要求20所述的注模喷嘴组件，其中所述喷嘴体至少由高强度材料和导热 性材料构成。
22. 根据权利要求21所述的注模喷嘴组件，其中所述导热性材料比所述高强度材料的 耐用性低。
23. 根据权利要求20所述的注模喷嘴组件，其中导热性材料设置于所述喷嘴尖内以便 维持排出所述熔体出口的熔体的温度。
24. -种制造注模喷嘴的方法，其包括： 确定所述注模喷嘴的所需强度特征； 确定所述注模喷嘴的所需导热率特征； 选择多种材料来达成所述所需强度特征和所述所需导热率特征；以及 根据所述所需强度特征和所述所需导热率特征将所述注模喷嘴形成为由所述多种材 料构成的整体融合的整体结构。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述多种材料包括高强度材料、导热性材料以 及隔热材料中的至少两种。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述注模喷嘴包括熔体通道并且其中所述注模 喷嘴至少由高强度材料和导热性材料构成，其中所述高强度材料位于所述熔体通道附近。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中导热性材料设置于所述高强度材料附近并且设 置于所述注模喷嘴的熔体出口处。
28. 根据权利要求23所述的方法，其中所述注模喷嘴包括密封构件并且所述隔热材料 形成所述密封构件的至少一部分。
【文档编号】B29C45/20GK104245270SQ201380018645
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】帕特里斯·法比安·德里盖拉得, 萨米·塞缪尔·亚森 申请人:赫斯基注塑系统有限公司