用于模制挤出聚合物泡沫的低于常压形态控制工艺及由此产生的制件的制作方法
本发明涉及模制挤出聚合物泡沫技术领域，并且尤其涉及采用低于常压工艺的吹模法，通过在基本制件形状形成后施加特定压力和热边界条件，低于常压工艺既改善泡沫细胞的形态又改善制件壁的结构特性。特别是，泡沫树脂制件形状承受的包含极端低于常压的精确压力控制状况能够动态改变整个制件的细胞结构，并且因此提供多个处理优点和性能优点。
背景技术：
泡沫吹模技术领域的当前状态包括引入如果需要具有相容树脂和适当成核剂的挤出机内的化学或者物理发泡剂。无论采用什么方式，要求的结果都是产生单相流体，该单相流体在挤出系统中在温度和压力条件情况下均匀。在从挤出系统排出到模具端头处的周围环境中后，流体压力的突然降低产生从来自一次单相聚合物熔融物的溶液出来的气体并且在聚合物共混物固有的或者分散的成核剂固有的断续处出现的成核点处形成充气细胞。在理想情况下，细胞以球形生长，并且保持独立，且数量众多，因为操纵挤出部并且使其形成为其最终形状。该过程是非常动态的、持久拉伸力、连续变化的非线性材料特性变化、温度和压力梯度、改变聚合物内的气体的扩散性和溶解性、细胞内压力、细胞聚结和破坏等等。通常，必须采用呈现熔体指数、熔体拉伸、应变硬化等等的特定组合的聚合物或者聚合物共混物，从而被正确挤出、发泡并且使得与预定制件形状正确相符。，操纵相对于周围大气压非常低压力的空气、张拉相对于周围大气压非常低压力的空气以及将相对于周围大气压非常低压力的空气吹入该型坯中，以在模制空腔上形成该型坯的过程自然使该细胞结构扁平并且变长，失去其更理想的圆形或者多面体形状。
泡沫吹模技术现状是将足够的气体送到聚合物，以在模具端头处产生足够多的泡沫，从而在保持最大量的松散泡沫细胞和低产品密度时，继续存在从挤出型坯到形成商品的过度。因为在冷却时，树脂中的气体的压力、扩散性和溶解性发生变化，所以在冷却和后续施加成形压力时，因为气体重新吸入树脂中，一些细胞的体积简单收缩甚至消失。通常，内部细胞压力降低，在制件形成和冷却时，导致细胞收缩和褶皱。在型坯膨胀到达到模型的壁时，细胞往往平行于在局部称为材料面的制件的表面变得扁平并且变成长条。在施加成形压力从而使制件轮廓清晰的情况下，这些扁平细胞能够变得更扁平。通常，利用气体含量、树脂体系、挤出模具几何结构、挤出物温度和挤出速率、周围空气温度和模型温度、成形压力和时间之间的精确平衡来保持该条件，从而确保最大残余泡沫细胞体积。按照惯例，必须非常平稳地处理泡沫树脂，以在整个处理过程中，保持泡沫的完整性。最终制件常常聚集大体上扁平的细胞，许多具有塌陷细胞壁。这些细胞因为成形压力、细胞内压力降低以及冷却有关材料收缩而稍许压缩和塌陷，其常常具有通常与材料面平行地对齐的扁平并且褶皱的形状。这种发泡结构常常既在挠曲方面又在材料面的法线方面具有不佳的材料特性。如果不仔细保持该条件，则许多细胞可能塌陷或者破裂，产生能够形成非常粗糙的并且/或者多孔的表面的开孔泡沫。
授予kyoraku的美国专利8,517,059公开了一种吹模泡沫工艺，但是没有公开在将制件形成为其最终形状后而仍处于熔融状态或者半熔融状态时，利用内部真空条件和特定模型热边界条件来使泡沫制件壁的结构膨胀或者操纵泡沫制件壁的结构的低于常压工艺。
授予jsp的美国专利us7,169,338公开了一种利用物理发泡剂吹模聚乙烯泡沫的方法，该方法还说明出于使两个对置壁非常接近，从而在内部熔合在一起，而不俘获夹气的目的，从形成的制件的内部抽出空气。该专利未提及以任何方式利用内部真空调整或者控制泡沫结构，亦未提及球形细胞或者可变密度结构。
美国专利us8,535,598公开了一种用于生产低密度聚丙烯泡沫的方法，该方法中陈述了化学发泡剂不足以将密度降低到低于0.7g/cm3，其与1.29倍的膨胀系数有关，并且符合本发明之前的所有公知信息。该专利还公开了最大制件宽度与模具直径比为1.5倍的限制。
标题为“polypropyleneresinhollowmoldedfoamarticleandaprocessfortheproductionthereof”的美国专利no.7,014,801描述了一种用于选择并且共混不同性质的各种丙烯树脂，以产生许多泡沫原料树脂，用于采用二氧化碳气体的物理发泡。此外，还公开了通过将松散的层共挤为单个型坯制成的潜在多层发泡空腔制品。未提及通过操纵泡沫结构产生膨胀细胞，亦没有提及由均质单层挤出型坯产生多层结构。
所公开的是一种利用低于常压工艺吹模的方法，该方法对制件提供与最新生产的非泡沫制件或者泡沫制件同样平滑的或者比其更平滑的平滑内表面。
技术实现要素：
公开了一种用于带改进型结构特性的重量轻的部件的吹模聚合物泡沫和产生密度梯度的皮上泡沫夹芯板构造的低于常压处理方法。该方法用于产生由聚合物构成的并且利用化学发泡方法或者物理发泡方法的作用发泡的吹模制品。该工艺能够产生有皮的或者无皮的泡沫，该泡沫提供平滑内表面和平滑外表面、诸如细胞壁断裂导致的无表面孔隙或者可控表面孔隙、预定厚度的皮、以及与材料面垂直膨胀和可取向的、自然有效球形的或者多边形的、降低密度的、并且提供改善型挠曲和面内压缩强度的泡沫细胞。
在此进行区别，将周围条件定义为在模具端头处挤出的发泡型坯的条件，其可以不纯粹是自然温度。相对于所述周围条件保持术语低温或者公知的真空或者负压力。类似地，正压力或者高温压力被看作这些相同周围条件。
泡沫密度可以根据在这些成分中采用什么材料体系改变。通常，为了基于泡沫含量做简单比较，通常使用膨胀比，并且在此将膨胀比定义为未发泡树脂的密度除以发泡树脂的密度的比值。例如，如果泡沫样品膨胀到其未发泡密度的一半，则膨胀比刚好是2，并且常常称为具有2倍的筒状部。
本发明的目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺减小或者消除因为模内加压、细胞内压力衰变、和成形诱发的细胞伸长和塌陷导致的泡沫细胞塌陷。
本发明的另一个目的是提供一种低于常压吹模工艺，该低于常压吹模工艺能够实现远超未采用该工艺的相同吹模工艺的能力的膨胀比。
本发明的又另一个目的是一种吹模工艺，该吹模工艺在没有添加发泡剂的情况下在发泡前的或者充分充气的树脂上实现良好泡沫密度。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺能够将发泡添加剂的用量减少50％或者更多，结果是改善对模具端头处的泡沫膨胀的控制，改善树脂体系的流变性、拉长性和获得的可成形性。这允许形成更难形成的几何形状，因为泡沫在基本制件形状已经形成之后而非之前膨胀到要求的减小密度。
本发明的又另一个目的是提供一种低于常压吹模工艺，该低于常压吹模工艺能够抵消或者完全消除对诸如长链支化的、交联的、共聚物、橡胶相添加剂、纳米粘土等等昂贵的或者有问题的材料增强物的需要。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺均普遍地并且逐个地垂直于材料面拉长和预应变聚合物细胞壁，因此在刚性方面提供显著改善。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺教导聚合物的拉长和对齐并且为了最佳增强而对矿物或者其他纤维或者微小增强物或者纳米增强物定向。
本发明的再又一个目的是提供教导，其中处理温度、阶段定时、型坯厚度和真空水平和压力水平能够用于实现理想的细胞结构和从薄膜到毫米数量级的皮厚度。当实现材料性质、树脂温度、内部压力和暴露时间的特定条件时，开孔结构也是有可能的。开孔结构能够选择性地形成于壁的内表面上、外表面上、芯的内部或者它们的组合上。对于特定情况下的声音性质，开孔结构是有益的。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺能够产生内表面，该内表面极平滑并且适合有效流体输送；这是通过经过执行该工艺形成并且管理内皮实现的。
本发明的又另一个目的是提供一种壁，该壁在其整个厚度上具有可控密度梯度，有效通过夹心结构，该夹心结构具有不同性质的层，以从有皮面通过泡沫芯到对置皮面改变声音的速度。对于其声音特性，这种结构是有用的。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺包括夹芯板，该夹芯板能够相对于简单的发泡材料或者固体材料提供优良结构性能。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺能够使聚合物泡沫体系动态膨胀，提供优良绝热特性。
本发明的另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺通过模型局部施加热量允许定位泡沫膨胀，例如，在泡沫膨胀阶段，通过点加热或者以更局限的方式对模型的特定区域绝热，超厚泡沫垫可形成于适当位置。
本发明的又另一个目的是利用在内表面的表面积减小时，随着体积向内增大，膨胀细胞树脂内心移动来争夺空间改善合模线，导致界面处升高的聚合物链缠结作为两个锋面会聚，该合模线经常被称为截坯口。
本发明的再又另一个目的是提供一种吹模工艺，该吹模工艺对采用单挤出机的诸如具有单层吹模系统、共挤吹模系统、直列单片或者多片挤出和模制系统、单片或者多片热成型、压塑、抽吸吹模等等的常用处理装备行得通。
本发明的再又另一个目的是产生具有拉胀或者负泊松比、在冷却时因为泡沫的正确分段膨胀和再压塑导致的特性的泡沫结构。通过改变获得的结构的动态响应行为，拉胀泡沫提供声和振动益处。
本发明的再又另一个目的是在制件已经形成之后，对仍熔融的充气树脂中的新细胞成核，因此，允许附加密度降低，而不承受由此通常承受的过度发泡型坯的问题和处理问题。
本发明的优点包含位于垂直于壁厚的平面中的大体上球形的或者多边形的细胞结构，其包括至少10％的壁厚，至多100％；具有球形细胞结构的吹塑聚烯烃聚合物和聚烯烃共混物；具有球形细胞结构的非聚烯烃性质的吹塑泡沫；在相邻层之间具有1.1:1至4:1的可变平均密度的壁结构；由单挤出层有效产生功能皮层；向着每个表面具有闭孔结构的芯中的开孔结构；内层上在外层上或者具有开孔的或者具有闭孔的内层的闭孔细胞的的开孔细胞内层；包括具有拉胀性质的细胞结构的芯层；内层和芯层都包括具有拉胀性质的细胞结构；在发泡制件的不同区域中具有从1.1倍到4倍的可变膨胀比的结构；利用热量控制和压力控制，包含低压加压，使发泡制件的细胞结构变体，以赋予改善型细胞结构和结构特性。
该工艺允许在吹模或者直列挤出片形成中形成含有球形的或者多边形的细胞的结构；产生具有与单层挤出系统显著不同的功能层的可变密度泡沫产品的工艺；用于将化学发泡剂的膨胀比从通常最大的1.33改善到1.33倍与2倍之间的工艺；用于将化学发泡剂的膨胀比从通常最大的1.33改善到2倍与4倍之间的工艺；用于在闭孔泡沫的层之间产生开孔泡沫的工艺；在外层上具有闭孔泡沫的情况下，用于在内层上产生开孔泡沫的工艺；用于采用吹模等等产生具有拉胀特性的结构的工艺。
根据下面的描述、示例和权利要求，与本发明关联的其他目的和进一步优点和益处对于本技术领域内的技术人员显而易见。
附图说明
图1是由以独占改进型树脂体系为特征的吹模泡沫技术制成的、具有1.76倍的膨胀比和2.1mm的厚度的现有技术产品的扁平细胞结构的截面的放大照片；
图2是在不采用低于常压处理的情况下，在传统吹模条件下，由当前非增强的hdpe树脂和市售的化学发泡体系制成的并且具有1.3倍的膨胀比和1.6mm的厚度的产品的截面的放大照片；
图3是利用低于常压工艺的厚内部薄膜形成变型由本发明的吹模泡沫技术制成的、具有1.68倍的膨胀比和1.7mm的厚度的产品的截面的放大照片；
图4是利用低于常压工艺的最小薄膜形成变型由本发明的吹模泡沫技术制成的、具有2.67倍的膨胀比和2.5mm的厚度的产品的截面的放大照片；
图5是具有双插针或者双针直通冷却的一些实施例的处理流程图；
图6是用于实现基本低于常压工艺的处理循环和处理时间的状态图；
图7是为了参考图6中的控制元件注释的最简单并且最基本形式的低于常压循环装置的原理图；
图8是由本吹模法形成的右侧去雾器管道的图；
图9是由本吹模法形成的左侧去雾器管道的图；
图10是低于常压工艺步骤的流程图；
图11a是型坯形成的图片；
图11b是型坯形成的图片；
图12是示出示例1的稀少扁平细胞结构的冷冻破裂样品的腔壁的截面的图片；
图13是示例1的扁平细胞结构的示意图；
图14是示例2的示出大体上球形的或者多边形的细胞结构的冷冻破裂样品的截面的图片；
图15是示例2的具有大体上球形的或者多边形的细胞结构的腔壁的示意图；
图16是示例3的示出位于中心的球形细胞结构而且具有经过处理时间形成的固体内皮的冷冻破裂样品的截面的图片；
图17是示例3的具有球形细胞结构具有厚内皮的腔壁的示意图；
图18是示例4的呈现高泡低密度芯夹在中间的致密低泡外皮的剃刀切割样品的截面的图片；
图19是为了露出皮上泡沫夹心结构具有染色细胞的剃刀切割的自然有色泡沫产品的截面的图片。对于示例4，该样品具有的比重为0.34、膨胀比约为2.8、以及厚度约为3.5mm；
图20是示例4的具有厚外皮和厚内皮的腔壁的示意图；
图21是示例5的呈现从发泡内壁到位于对模型表面上施加局部加热的地点处的固体皮的泡沫内壁过度的剃刀切割管道壁的截面的图片；
图22是示例5的具有硬皮上泡沫区域的腔壁的示意图；
图23是示例5的具有柔软区的腔壁的示意图；
图24是示例5的具有利用厚内皮增强的完全膨胀泡沫的局部外部区的腔壁的示意图；
图25是示例6的在壁的中心呈现存在被在中心线的上方和下方均具有皮的闭孔结构包围的开孔网络结构的冷冻破裂样品的截面的图片；
图26是示例6的具有拉胀特性的细胞的腔壁的示意图；
图27是示例6的具有包括全部壁结构的芯和最内层二者的开孔网络的腔壁的示意图；
图28是示出当前公知的或者实验获得的采用化学发泡剂时的发泡厚度与在没有发泡情况下的标称厚度的关系的曲线图。
具体实施方式
在此描述本发明的详细实施例，然而，应当明白，所公开的实施例仅是举例说明本发明，可以以各种方式实施本发明。因此，不将在此公开的具体功能细节和结构细节看作限制，而仅看作权利要求的基础和对本技术领域内的技术人员讲述以各种方式将本发明实际应用于任何适当详细结构中的说明基础。
用于带改进型结构特性的重量轻的部件的吹模聚合物泡沫和皮上泡沫夹芯板构造的低于常压处理法。
开发了低于常压处理方法，该方法提供用于产生由聚合物构成的并且利用化学发泡方法或者物理发泡方法的作用发泡的吹模制品的高度可配置方法。该工艺能够产生有皮的或者无皮的泡沫，该泡沫提供平滑内表面和平滑外表面、无表面孔隙或者可控表面孔隙、预定厚度的皮、以及与材料面垂直膨胀和取向的、自然有效球形的、并且提供改善型挠曲和压缩强度的泡沫细胞。当前的开发集中于诸如汽车暖通空调管道的空心零件，但是容易扩展到进气管、底部护板、和其他吹模聚合物产品。
在此建议的本发明的工艺与传统的泡沫吹模工艺的不同之处在于其采用真空压力循环，以首先形成制件的基本形状，然后，使仍熔融的材料壁中的至今扁平的泡沫细胞膨胀为大体上球形的或者多边形的一个或者多个细胞，其被垂直于材料面拉长。由于在内部膨胀力、张力的作用下泡沫固化，所以在膨胀的最大体积状态下，而非褶皱状态下，使正常布置的细胞壁预应变和固化，对结构提供显著加强并且制件的集体细胞体积膨胀，显著降低制件的密度。该工艺是可变的，并且能够用于具体修改细胞泡沫的性质且既能够在制件的内表面上又能够在其外表面上产生固体外皮，因此，提供具有平滑、无孔壁的夹芯板，并且提供通常与泡沫芯的夹芯板关联的优良结构性质。
具体地说，与当前技术相比，该工艺提供如下优点：
a)低于常压处理扭转了因为模内加压、细胞内压力衰变、和成形诱发的细胞伸长导致的泡沫细胞塌陷的趋势。在现有细胞的随后体积膨胀的情况下，其使得细胞从局部膨胀达到完全膨胀，并且在保持充满气体的聚合物时产生新细胞试图与新施加的环境平滑；因此，远超传统方式降低制件密度。在对树脂和化学发泡系统采用该工艺的情况下，已经观察到至多3倍的膨胀比，在标准hdpe吹模实践中－在半模已经闭合后，在在没有从外部施加内部吹塑压力的情况下，公知该化学发泡系统实现仅1.37的膨胀比。公知任何量值的正内部吹塑压力用于进一步降低可实现的膨胀比。
b)利用适当成核剂，在不添加化学发泡剂的情况下，已经观察到该工艺在之前的发泡粉碎物料上实现良好泡沫密度。当满足适当细胞成核条件或者存在添加剂时，利用该系统，这种系统中非常少量的附加化学或者物理发泡剂产生令人佩服的泡沫膨胀。
c)最初对诸如hdpe和pp的聚烯烃开发的系统能够与许多类型的聚合物和共混物、发泡剂、细胞成核剂和增强剂一起使用；每个分别提供特殊性质。
d)允许使用最少量的发泡添加剂，因为泡沫细胞在该压力下增大到最大而非减小。这样能够将发泡添加剂的用量减小50％或者更多。
e)降低发泡添加剂量，使得初始挤出细胞体积降低、改善材料性质和树脂体系的可成形性，并且维持泡沫的突出闭孔性质，因此，允许形成更难的几何形状，因为泡沫在制件形成之后膨胀。
f)由于标准树脂的低于常压处理提供膨胀处理窗口，所以该方式能够抵消或者完全消除对诸如长链支化的、交联的、共聚物、橡胶相添加剂、纳米粘土的奇特的、昂贵的或者有问题的材料增强物的需要。
g)均普遍地并且逐个地垂直于材料面拉长和预应变聚合物细胞壁，因此在刚性方面提供显著改善。这样拉长或者对齐聚合物还优先地为了最佳增强而对矿物或者其他微小的或者纳米增强物定向。
h)局部施加的或者整个制件迅速模型加热和冷却技术的许多不同实施能够应用于该工艺，以施加该工艺对泡沫结构操纵和缩短循环时间的最佳冷却二者所需的热边界条件。这些方法包含但并不局限于诱导、蒸气、油、电加热器筒、红外线、内部热气体注入等等。
i)处理温度、阶段定时、型坯厚度和真空水平和压力水平既能够用于实现理想的细胞结构，又能够用于在两个材料面中的任何一个上或者二者上存在皮和皮的厚度。皮的厚度可从薄膜到毫米数量级。开孔的拉胀细胞结构也可承受适当阶段的模内低温和高温加压条件。
j)该工艺由于能够形成皮所以能够产生极平滑性质的内表面。对于有效流体输送是重要的。
k)配置该工艺，以根据采用的温度控制、阶段定时和真空压力水平，垂直于材料面产生泡沫密度梯度。
l)夹芯结构改变来自有皮表面的声音通过泡沫芯到达对置皮面的速度；产生一系列阻抗不匹配。这对于声和结构振动性能是有益的。
m)有皮泡沫芯包括夹芯板，公知相对于简单发泡材料或者固体材料，该夹芯板提供优良重量规度的结构性能。
n)该工艺能够使聚合物泡沫体系动态膨胀，提供优良热绝缘性。
o)该工艺允许在通过模型局部加热的情况下定域泡沫膨胀，例如，通过在泡沫膨胀阶段点加热或者选择性地与聚合物模型热传递、模型的特定区域隔绝，能由适当物质形成附加厚泡沫垫。
p)在吹模技术中的经常被称为截坯口的合模线常常被增强，因为泡沫的体积膨胀到制件空腔的内部。随着树脂向内移动，其争夺空间，因为内表面积缩小，导致界面处升高的聚合物链缠结作为两个锋面会聚和互相掺和。
q)尽管该工艺最初是对单挤出机单层吹模系统开发的，但是其对共挤吹模系统和单片或者多片热成型、直接挤出片成形和压塑行得通。
图1是利用美国专利8,517,059和8,535,589参考的现有吹模发泡技术并且呈现1.76倍的膨胀比和2.1mm的厚度的扁平细胞结构的放大照片。
图2是在不采用低于常压处理的情况下，在传统吹模下，由当前树脂和化学发泡体系制成的并且具有1.3倍的膨胀比和1.6mm的厚度的产品的截面的放大照片。对于扁平的大量塌陷细胞，这与传统吹模泡沫结构象什么类似。
图3是利用低于常压工艺的厚内部薄膜形成变型由本发明的吹模泡沫技术制成的、具有1.68倍的膨胀比和1.7mm的厚度的产品的放大照片。尤其是，薄皮形成于应该表面上，并且厚皮形成于另一个表面上，同时从每个表面到壁厚度的中心形成陡峭的泡沫密度梯度。
图4是利用低于常压工艺的最小薄膜形成变型由本发明的吹模泡沫技术制成的、具有2.67倍的膨胀比和2.5mm的厚度的产品的放大照片。请注意，位于顶表面和底表面上的平滑皮覆盖高度膨胀的泡沫芯；
图5是具有允许调节直通冷却的双插针或者双针布置的优选实施例的处理流程图。此外，还示出阀门和调节器的计算机可编程操作的连接，以施加必要处理条件；
图6是用于实现最简单的并且最基本的低于常压工艺的处理循环和处理时间的状态图。示出了预吹胀循环、内部真空循环、后吹胀循环、模型真空循环和吹插针压力保持循环；
图7是采用图7所示逻辑/时序图的最简单并且最基本形式的低于常压循环装置的原理图；
图8是由本吹模法形成的右侧去雾器管道的图；
图9是由本吹模法形成的左侧去雾器管道的图；
图10是低于常压工艺步骤的流程图；
低于常压工艺包括如下步骤：
1.通过采用的用于特定树脂的装备的最佳过程、发泡剂和成核剂，挤出型坯(10)。该泡沫型坯不应当过发泡，而仅稍许膨胀的细胞简单发泡。过发泡将产生细胞聚结、塌陷和弱型坯。与模具的尺寸、模具间隙和挤出速率有关的较厚型坯将对皮厚和芯泡沫性质提供改善控制。
2.如果需要，在顶部和底部采用适当预吹胀，从而使型坯和缓地膨胀并且提供某种程度的内部冷却，以开始形成内皮。
3.随着模型开始闭合，开启排气道处的两个模内真空并且以低压和适当流速管理顶部预吹胀和底部预吹胀，以和缓地抽出与模型表面紧密的材料。排气道处的真空能够被分区或者慢化，以控制型坯移动，而另外为了建立最大制件轮廓并且停留在模型表面上，应当是尽可能完整的真空。
4.模型以结合通过模型排气管抽成的并且在内部施加压力(相对于模型的表面处保持的真空水平)的真空工作的排定速率完全闭合，以对模型上的型坯提供最佳抽吸。
5.在为了建立制件轮廓和内皮和外皮而抽真空和预吹胀的情况下经过预定保持时间后，从形成的制件的内部排泄压力。
6.在不在内部挤压泡沫细胞时，在为了使得更完全形成外皮而排气之后，能够采用0.1秒到几秒的延迟。
7.根据需要施加预定水平的真空，以使暖泡沫芯膨胀，仔细慢化内部真空，以防止从模型表面拉开塑料制品。建议真空水平从制件的内部到外部的1－2”hg的差异足以使泡沫膨胀并且防止制件塌陷，而且能够改变该差异，以调节到改变树脂的性质或者调整到特定模型的趋势，从而在成形时从该表面释放制件。在适当温度和材料性质条件下，能够有效利用内部真空持续的时间、斜率和程度在芯内部产生开孔结构，而内表面和外表面保持固体薄膜或者闭孔结构。如果要求，则还能够对最内层提供开孔结构。
8.为了实现要求的泡沫膨胀，使模型内部的真空保持预定时间周期。根据要求的厚度，可认为10－30秒对当前产品有效。在该阶段中，仍熔融树脂中的所有气体细胞开始以通常与细胞所在的树脂的温度成正比的速率生长。甚至不可见的、高倍放大的细胞将生长并且变得明显；能够达到新细胞能够由非泡沫树脂的富气区成核的程度。如果希望该阶段的内部冷却，则能够静态地，也能够在诸如空气的适当冷却介质流过制件的内部时，保持制件内的极低压或者真空。
9.使空腔的内部通到周围条件，以解除真空。
10.对空腔的内部施加正压力，从而有助于与模型壁建立固体接触，用于改善冷却，直到制件充分冷却到脱模。在诸如空气的适当冷却介质流过内部从而加速冷却时，这也能够得到保持，但是仅保持在比在上面的步骤8采用的绝对压力高的绝对压力。如果在正确的时间施加足够大的正压力，则在芯内的泡沫保持软化、尚未熔融状态时，能够在压缩状态下冷却芯内的泡沫，这样能够产生具有拉胀结构的泡沫细胞。
11.关闭模内排气管的内部压力和真空并且通到周围条件，以解除制件上的所有压力。
12.打开模型并且拔出形成的发泡制件。
参考图10，低于常压工艺由下面的步骤定义：
由聚合物材料挤出一件型坯(10)；
使该型坯膨胀并且提供某种程度的内部冷却，以开始形成内皮(12)；
形成模内真空并且和缓地抽出与模型表面紧密的聚合物材料(14)；
相对于模型的表面处保持的真空水平，施加在内部施加的压力(16)；
在抽真空和预吹胀的情况下使所述模型保持预定保持时间，以在从形成的制件的内部解除压力时，建立制件轮廓和内皮和外皮(18)；
以足以使暖泡沫芯膨胀的预定水平施加真空(20)；
以预定时长调节模内的真空，以实现要求的泡沫膨胀(22)；
扎通空腔内部，以解除真空(24)；
对空腔内部施加正压力(26)；
关闭正压力和模内真空(28)；
从模型拔出形成的发泡制件(30)。
在本发明的另一个实施例中，在直通冷却空心制件内部的情况下，在泡沫膨胀时，在模型不迅速加热或者不对型坯二次附加加热的情况下，最大可能发泡，包括步骤：
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯，从而足以产生1.5mm厚的发泡制件。
b.对铝模型配置至少两个吹胀插针、吹胀针或者组合。在要求最大泡沫配置的所有区域中，利用诸如热障油漆或者硬镀膜阳极化作用的表面导热率降低涂层，处理模型。这样能够减少在发生泡沫膨胀之前从型坯到模型的热损失并且有助于使内部冷却速率与外壁冷却速率平衡。模型被保持在80f。在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到最大可实现设定或者29.5”hg。
c.从模具端头挤出型坯。撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针在2－5psig以足够高的流速预吹胀，从而适当预膨胀型坯。半模移动到闭合。
d.模型闭合于型坯上。使空腔内的压力保持最可能短的时间，直到型坯完全空腔接触，优选地短于2秒。
e.解除插针插针压力并且在不从空腔壁拉开型坯的情况下，以最大可实现真空水平，通常约为27.5”hg通过插针插针对空腔抽真空。保持真空，直到泡沫膨胀并且开始冷却和稳定，通常10－15秒。
f.利用筒装吹胀针号召在制件的末端使用第二吹胀插针，刺穿形成的制件，以开始使大体积/低压力空气流过，用于内部冷却，使制件的内部保持至少25”hg的真空，直到泡沫完全固化，约15秒。
g.将顶部吹胀插针从真空切换到与周围压力自由连通。提高吹胀插针流速和压力，从而足以在制件的内部与外壁之间实现冷却速率平衡，以减小翘曲和收缩。保持20秒。
h.关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。解除二次吹胀插针或者针气流并且归一化压力。
i.从模型中拔出制件。对于1.5mm厚的泡沫，典型的循环时间应当是～
j.获得的细胞结构以球形的或者多边形的细胞形状以从制件壁的模型侧上的较低发泡膨胀到中心的较高发泡膨胀到该壁的内表面上的稍低膨胀的小梯度发泡膨胀高度发泡。内面和外面二者上的皮薄，除了极少在表面上没有开孔仍是连续的。对于这种制件，根据实际树脂的厚度和任何特定地点的皮与泡沫厚度之间的比，泡沫的膨胀比通常在2倍与3.5倍之间。这样，比重通常落在0.48与0.27之间。在泡沫膨胀时，在强制加热型坯的情况下，或者通过利用模型表面上非常有效的保温来保持热量，可以设想，对于当前的化学发泡剂，这种区域中的膨胀比接近4倍，并且当采用物理发泡方法时，或许更大。较高的发泡膨胀和获得的厚度将延长循环时间，因为在发泡树脂自保温并且较长时间保持热量时未有效冷却。
示例1－标准泡沫吹模法的最小泡沫－之后为0.0psi标注低压的低压预吹胀.请参考图12和13.
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
d.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2－5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
e.模型闭合于型坯上。解除内部压力/通过顶部吹胀插针的气流。
f.关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。
g.使制件保持在模型中，直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。循环时间总共接近68秒。
h.获得的细胞结构稀疏，其中细胞扁平并且沿着垂直于厚度方向到壁拉长。
i.对于～1.33的膨胀比，获得的材料的平均比重是0.72。
示例2－高度膨胀泡沫。请参考图14和15。
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
d.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2-5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
e.模型闭合于型坯上。解除内部压力/通过顶部吹胀插针的气流2秒。
f.通过顶部吹胀插针对制件的内部施加～20”hg(英寸汞柱)水平的真空30秒。关闭并且归一化顶部吹胀插针真空。
g.使制件保持在模型中直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。循环时间接近72秒。
h.获得的细胞结构被致密发泡，其中细胞实质上通常是球形的或者多边形的，到靠近外(模型侧)表面的稍许扁平的细胞具有稍许平缓的梯度。
i.对于～2.13的膨胀比，获得的材料的平均比重是0.45。
示例3－仅内表面上的结构皮。请参考图16和17。
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
d.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2－5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
e.模型闭合于型坯上。解除内部压力/通过顶部吹胀插针的气流2秒。
f.通过顶部吹胀插针对制件的内部施加～20”hg水平的真空20秒。关闭顶部吹胀插针真空，并且在制件内壁的最内层仍熔融时，施加30psi的压力。
g.使制件保持在模型中直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空和吹胀插针压力；归一化压力。循环时间接近70秒。
h.获得的细胞结构被致密发泡，其中细胞实质上通常是球形的或者多边形的，到靠近外(模型侧)表面的稍许扁平的细胞具有稍许平缓的梯度，而且在制件的内表面上具有厚皮。
i.对于～1.68的膨胀比，获得的材料的平均比重是0.57。
示例4－泡沫结构上的皮。请参考图18和20。
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
d.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2－5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
e.模型闭合于型坯上。解除内部压力/通过顶部吹胀插针的气流6秒。
f.通过顶部吹胀插针对制件的内部施加～20”hg水平的真空20秒。在制件内壁的最内层仍然熔融时，关闭顶部吹胀插针真空并且施加30psi的压力。
g.使制件保持在模型中直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空和吹胀插针压力；并且归一化压力。循环时间接近72秒。
h.获得的细胞结构被致密发泡，其中细胞实质上通常是球形的或者多边形的，到靠近外(模型侧)表面的稍许扁平的细胞具有稍许平缓的梯度。
i.对于～1.6的膨胀比，获得的材料的平均比重是0.6。
示例5－局部皮。请参考图21－24。
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.在模型表面上的局部区域中安置绝热体或者热源，以保持树脂的热量。
d.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
e.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2－5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
f.模型闭合于型坯上。解除内部压力/通过顶部吹胀插针的气流2秒。关闭局部热源，允许开始冷却。
g.通过顶部吹胀插针对制件的内部施加～20”hg水平的真空20秒。关闭并且归一化顶部吹胀插针真空。使制件保持在模型中直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。循环时间接近74秒。
h.获得的细胞结构从通常的出口反转，其中高度膨胀的并且大致球形的细胞位于靠近模型的表面上，而非扁平的，并且靠近壁的中心。局部发泡皮形成于内表面上，这样在制件中提供根据需要布置的刚性增强件。
示例6－开孔泡沫。请参考图25－27。
a.型坯由吹模级预发泡82.5％的hmwhdpe粉碎物料、15％的纯净hmwhdpe、0.5％的炭黑色母料和2％的吸热化学发泡剂构成。原料树脂共混物的比重是0.96。较低熔体强度的材料优选地用于产生开孔泡沫。
b.在420f挤出对汽车气候控制管道优化的型坯。铝模型温度为80f。
c.顶部吹胀插针应当延长并且在型坯挤出时，以2－5psi和<20cfm吹空气，以开始冷冻型坯非常内部的表面。
d.在与型坯接触之前，起动模型空腔抽真空。真空被设定到～
e.撬棍闭合在型坯的底部上，以关闭型坯。在与模型接触之前，通过顶部吹胀插针以2－5psi和20cfm预吹胀，从而预膨胀型坯。半模开始移动到闭合。
f.模型闭合于型坯上。使5－20psi的低内部压力保持8－10秒，以迅速冷冻内表面和外表面上的皮层。
g.通过顶部吹胀插针对制件的内部施加27.5”hg的真空10秒，以使仍暖的内层迅速膨胀，足以使中心层中的许多细胞壁破裂；在样品的整个芯上产生开孔流道。保持到芯几乎没有熔融的状态。
h.关闭顶部吹胀插针真空并且重新加压到20－30psi，以重新压缩开孔泡沫，以在芯中产生凹腔拉胀结构的许多细胞。使制件保持在模型中直到冷却到足以脱模。关闭模型空腔抽真空并且归一化压力。循环时间接近68秒。
i.获得的结构产生闭孔外皮，每个接近30％的壁厚。内部40％的壁厚含有40－80％的高比例的开孔网络结构。如果在芯固化之前对制件重新加压，则芯的容积压缩产生拉胀性质的凹腔细胞。芯中的开孔结构特别是如果由半拉胀制成，则能够有效产生半耦合的、双壁结构，其具有声传输和振动传输好处。当产生1.5－2.0mm的壁厚时，对于1.6倍至2.5倍的有效膨胀比，这种结构的比重通常在0.6至0.4的范围内。
图28是示出利用承载吸热化学发泡剂的co2的低于常压吹模技术，当前通过实验获得的发泡能力的曲线图。已知该工艺与物理发泡技术的工作类似，而且整个能力范围尚未得到开发。
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