双材料注塑装置组件及其叠加式制造工艺的制作方法
【专利说明】双材料注塑装置组件及其叠加式制造工艺
[0001]相关申请
[0002]本申请要求享有以下提交于2014年I月15日、序列号61/927694的美国临时专利申请的优先权，其公开的内容之全文通过弓I用的方式包括在本申请中。
[0003]以下所有专利的公开内容之全文通过引用的方式包括在本申请中:编号5894025的美国专利、编号6062840的美国专利、编号6294122的美国专利、编号6309208的美国专利、编号6287107的美国专利、编号6343921的美国专利、编号6343922的美国专利、编号6254377的美国专利、编号6261075的美国专利、编号6361300(7006)的美国专利、编号6419870的美国专利、编号6464909(7031)的美国专利、编号6599116的美国专利、编号7234929 (7075US1)的美国专利、编号7419625 (7075US2)的美国专利、编号7569169 (7075US3)的美国专利、提交2002年8月8日(7006)序列号10/214118的美国专利申请、编号7029268 (7077US1)的美国专利、编号7270537 (7077US2)的美国专利、编号7597828 (7077US3)的美国专利、提交于2000年10月30日(7056)序列号09/699856的美国专利申请、提交于2002年10月11日(7031)序列号10/269927的美国专利申请、提交于2000年2月15日(7053)序列号09/503832的美国申请、提交于2000年9月7日(7060)序列号09/656846的美国申请、提交于2001年12月3日(7068)序列号10/006504的美国申请以及提交于2002年3月19日(7070)序列号10/101278的美国申请。
【背景技术】
[0004]采用例如由阀杆及一个或多个附接至阀杆的用于感测或其他用途的附加组件组成的阀针等组件的注塑成型系统已开发问世。附加组件通常分别通过对坯料金属部件机加工、车削、钻孔等制造方法，从较大的毛坯金属或塑料圆柱体、塑料块或其他固体物中生产出所期望的构造，由此，金属或塑料从所述最初起始坯料金属或塑料圆柱体、塑料块或物件上被削除。
【发明内容】
[0005]根据本发明，在由歧管、具有空腔及通过闸板与之相通的流道的模具所组成的注塑成型系统中，通过控制在闸板闭合档位及一个或多个闸板打开档位之间的流道中的阀针的受控动作使来自歧管的注塑流体流通过闸板进入空腔而形成一个部件，注塑成型系统设置有阀针，阀针设有轴线并包括:
[0006]第一主体部分，形成包括第一选定金属材料的阀杆，所述阀杆包括一根细长的轴，该轴具有与致动器互连的上游端，以及该轴具有下游端。
[0007]第二主体部分，与所述阀杆集成至一整体，并包括与所述第一材料不同的第二选定材料，所述第二主体部分与阀杆下游端形成至一体，并从阀杆下游端向远侧延伸为与阀杆整体化或一体化的最远侧延伸尖端。
[0008]所述第二选定材料比第一选定材料具有更强的耐腐蚀、耐损或耐磨性。
[0009]最远侧延伸尖端形成一几何形状或结构，以与闸板的预选几何形状或结构互补，使得当阀针移入至闸板闭合档位时，最远侧延伸尖端与闸板内表面接合，以防止注塑流体流经闸板。
[0010]按照由一算法控制的预定的分层顺序，将第一和第二选定材料连续层叠，以形成所述阀针的第一主体部分和第二主体部分，该算法含有指示将所述第一和第二选定材料按该预定顺序进行连续层叠至一整体的指令。
[0011]所述阀针可包括设置在最远侧延伸尖端的上游侧的突起或头部，所述突起或头部具有圆周表面，该圆周表面带有与流道内引导表面互补的扩大直径，突起或头部的圆周表面可滑动地与流道内引导表面接合，引导阀针从上游闸板打开档位沿轴线往下游移动进入闸板闭合档位。
[0012]致动器可以互连至根据指令至少控制部分致动器的动作的控制器，该指令指示致动器在阀针自下游闸板闭合档位沿选定的部分或全部上游行程长度，在上游行程中以一档或多档小于最大速度的所选中等速度连续地朝上游移动阀针。控制器可包含在上游行程长度所选部分上以一档或多档选定中等速度驱动致动器从闸板闭合档位向上游行进，然后以最大上行速度驱动所述致动器行进至闸板打开档位的指令。该指令可以根据检测致动器或阀针档位的传感器产生的信号控制致动器的动作。或者，该指令可以基于一个或多个预定流逝时间段控制致动器的动作。
[0013]致动器可包括流体驱动致动器或电动马达。
[0014]最远延伸尖端27通常由选自碳化合金、烧结硬质合金、钽合金、错合金、钛合金、钼合金、含钢的高钒和不锈钢的材料组成。
[0015]合金通常指由铁或钢制成的或含有铁或钢的合金。
[0016]组成所述阀杆22的材料，优选地腐蚀速率约介于O至4mpy (密耳/年)之间。
[0017]组成所述远端27的材料，优选地腐蚀速率约介于O至2mpy之间。
[0018]所述阀杆22 优选地由选自 M390 (DIN4.2001)、H13 (DIN1.2344)、D2 (DIN1.2379)和M2 (DIN1.3343、SKH-51)的材料组成。
[0019]组成所述尖端27的材料之硬度优选地大于组成所述阀杆22的材料之硬度，通常大于约5个HRC单位(洛氏刻度单位)。最优选的是，组成所述尖端27的材料硬度大于约64HRC，组成所述阀杆的材料硬度小于约59HRC。
[0020]组成所述尖端27的热传导率优选地小于组成所述阀杆22的材料的热导率，通常小于约25W/m-K(瓦/米.开尔文)。最优选的是，组成所述尖端27的材料，其热导率约介于I与5W/m_K之间。组成所述阀杆的材料，热导率通常约介于25至约40W/m_K。在选定的用途中，所述尖端27材料热导率可约介于60至100W/m-K。
[0021]在本发明的另一个方面，提供了使用上述阀针制造部件的方法，包括将来自注塑机的注塑流体注入上述注塑成型系统的歧管，通过上述阀针的在闸板闭合档位及一个或多个闸板打开档位之间的受控动作，控制注塑流体流入模具的空腔。
[0022]在本发明的另一方面，提供了由阀针、歧管、具有空腔及通过闸板与之相通的流道的模具组成的注塑成型系统，通过控制在闸板闭合档位及一个或多个闸板打开档位之间的流道中的阀针的受控动作使来自歧管的注塑流体流通过闸板进入空腔而形成部件，阀针包括:
[0023]第一主体部分，形成由第一选定金属材料组成的阀杆，所述阀杆包括一根细长的轴，其具有与致动器互连的上游端，以及其具有下游端。
[0024]第二主体部分，与所述阀杆集成至一整体，并由与所述第一材料不同的第二选定材料组成，所述第二主体部分形成于阀杆下游端，并形成为与阀杆整体化或一体化的最远侧延伸尖?而。
[0025]所述第二选定材料比第一选定材料具有更强的耐腐蚀、耐损或耐磨性。
[0026]最远侧延伸尖端形成一几何形状或结构，以与闸板的预选几何形状或结构互补，使得当阀针移入至闸板闭合档位时，最远侧延伸尖端与闸板内表面配合，以防止注塑流体流经闸板。
[0027]按照由一算法控制的预定的分层顺序，将第一和第二选定材料连续层叠，以形成所述阀针的第一主体部分和第二主体部分，该算法含有指示将所述第一和第二选定材料按该预定顺序进行连续层叠至一整体的指令。
[0028]所述阀针可包括设置在最远侧延伸尖端的上游侧的突起或头部，所述突起或头部具有一圆周表面，该圆周表面带有经扩大后与流道内引导表面互补的直径，突起或头部的圆周表面可滑动地与流道内引导表面接合，引导阀针从上游闸板打开档位沿轴线往下游移动进入闸板闭合档位。
[0029]致动器可以互连至根据指令至少控制部分致动器的动作的控制器，该指令指示致动器在阀针自下游闸板闭合档位沿选定的部分或全部上游行程长度，在上游行程中以一档或多档小于最大速度的所选中等速度连续地朝上游移动阀针。控制器可包含在上游行程长度所选部分上以一档或多档选定中等速度驱动致动器从闸板闭合档位向上游行进，然后以最大上行速度驱动所述致动器行进至闸板打开档位的指令。该指令可以根据检测致动器或阀针档位的传感器产生的信号控制致动器的动作。或者，该指令可以基于一个或多个预定流逝时间段控制致动器的动作。
[0030]致动器可包括流体驱动致动器或电动马达。
[0031]最远延伸尖端27通常由选自碳化合金、烧结硬质合金、钽合金、错合金、钛合金、钼合金、含钢的高钒和不锈钢的材料组成。
[0032]合金通常指由铁或钢制成的或含有铁或钢的合金。
[0033]组成所述阀杆22的材料，优选地腐蚀速率约介于O至4mpy (密耳/年)之间。
[0034]组成所述远端27的材料，优选地腐蚀速率约介于O至2mpy之间。
[0035]所述阀杆22 优选地由选自 M390