本发明涉及一种用于制造颗粒泡沫部件的设备和方法。
背景技术：
：wo2013/05081a1公开了一种用于制造颗粒泡沫部件的方法，其中通过电磁波加热泡沫颗粒和介电传导液体的混合物，以将泡沫颗粒熔合成颗粒泡沫部件。使用无线电波或微波作为电磁波。泡沫颗粒的材料由聚丙烯(pp)制成。us3,060,513公开了一种用于烧结湿的热塑性泡沫颗粒的方法。将颗粒介电加热并在模具中同时进行压缩。以约2至1000mhz的频率施加电磁波。在us3,242,238中描述了类似的方法，其中泡沫颗粒用水溶液润湿并暴露于频率为约5至100mhz的电磁场。gb1,403,326描述了一种用于熔合发泡性聚苯乙烯泡沫颗粒的方法，其中颗粒用水溶液润湿并暴露于5至2000mhz的电磁场。wo01/64414a1公开了另一种方法，其中用液体介质润湿的聚烯烃的聚合物颗粒用电磁波，特别是微波加热。通过控制内部压力来控制模具中的温度。在上述方法中，用电磁波加热润湿的泡沫颗粒，由此电磁能被液体吸收并传导到颗粒中。us5,128,073公开了涂覆有高频能量吸收材料的热塑性颗粒。这些颗粒可以用电磁波加热，由此涂层释放出电磁能并将其释放到泡沫颗粒上。使用40mhz至2450mhz范围的电磁波用于熔合泡沫颗粒。这些方法已经为人所知达数十年。然而，它们无法在实践中建立起来。这有很多原因。这些方法适用于实验室样品。然而，向工业生产的过渡仍未成功。不成功的一个重要原因是热量不能均匀地引入泡沫颗粒中。这妨碍了颗粒泡沫部件中的均匀熔合。因此，在实践中，泡沫颗粒几乎仅使用饱和的干蒸汽进行熔合，例如由wo2014/128214a1中所已知。与使用蒸汽熔合相比，尽管电磁波熔合由于其原理将具有相当大的优势，但电磁波熔合自身在实践中从未能够建立起来。利用电磁波，能量可以更精确地传输，因此不需要加热辅助体。当使用蒸汽时，必须首先在蒸汽发生器中产生蒸汽。然后必须通过管道将蒸汽送入工具。所有这些部件必须加热到足够高的温度，以使蒸汽不会在其中冷凝。这会导致相当大的热量损失。此外，用于产生蒸汽的设备和蒸汽管占据了用于生产颗粒泡沫部件的设备上的大部分的安装空间。如果不需要蒸汽熔合泡沫颗粒，则可以使整个设备更紧凑。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用于制造颗粒泡沫部件的设备和方法，利用该设备和方法可以高效且可靠地熔合发泡性热塑性泡沫颗粒。根据本发明的目的通过独立权利要求的主题实现。在以下描述中示出了有利的实施方式。根据本发明第一方面，用于制造颗粒泡沫部件的设备包括限定模腔的模具，其中至少两个电容器板与模腔相邻设置，所述电容器板连接到rf辐射源。rf辐射源设计为用于发射rf辐射，并且模具具有用于在限定模腔的内边界表面的区域中控制模具的温度和/或用于将加热介质供应到靠着内边界表面的模具区域的装置。这些用于使模具的模腔的限定表面区域回火或者用于供应加热介质的装置用于额外加热位于模腔中的泡沫颗粒。这可以补偿在将泡沫颗粒熔合为颗粒泡沫部件时的泡沫颗粒的不均匀加热。当借助于电磁辐射，特别是rf辐射和微波辐射引入热量时，通常最密集的能量被引入模腔的内部而不是引入模腔的边缘区域。此外，泡沫颗粒是非常好的隔热材料，这就是为何热量在泡沫颗粒之间缓慢分布的原因。特别地，在颗粒泡沫部件的边缘处，可能发生相当大的温差。这些温度差异可以通过对模腔边缘处的模具或泡沫颗粒或熔合的颗粒泡沫部件的其他温度控制进行补偿，由此实现颗粒泡沫部件的均匀熔合。该边缘区域通常包括颗粒泡沫部件的一层、两层或多层泡沫颗粒。电磁rf辐射优选具有至少30khz或至少0.1mhz，特别是至少1mhz或至少2mhz，优选至少10mhz的频率。电磁rf辐射优选具有300mhz的最大频率。泡沫颗粒可由均匀材料或均质材料组成。泡沫颗粒可在模具中压缩。这里的压缩是指泡沫颗粒被机械压缩而没有热膨胀的影响，由于熔合所需的加热，这在模具中发生。泡沫颗粒可以被压缩，例如，通过在压力或反压下用泡沫颗粒填充模具。压缩也可以通过将已经填充有泡沫颗粒的两个半模压缩在一起来进行。这种模具在填充时具有可压缩的半模，被称为裂缝间隙模具。优选测量模具中泡沫颗粒的温度。借助于电磁rf辐射供应的热量可以作为所测量温度的函数来控制。温度测量可以通过电子温度传感器以及光纤温度传感器进行。可以对模具的模腔模腔或模腔限定表面进行回火。取决于待生产的颗粒泡沫部件的尺寸并且取决于所使用的塑料材料，可以设定不同的温度。优选将模具回火至50℃至约150℃的温度范围。在将泡沫颗粒熔合为颗粒泡沫部件之后，可以稳定化该泡沫颗粒部件。通过将颗粒泡沫部件固定在工具中来实现稳定化，由此不打开模具并且保持模腔腔的形状不变。在稳定化期间，热量可以均匀地分布在颗粒泡沫部件内，并且颗粒泡沫部件也可以缓慢冷却。优选地，在熔合之前，期间和/或之后，将真空施加至模具。这主要是从模腔和待熔合的塑料材料中除去水分。模具优选由对所使用的电磁rf辐射基本透明的材料制成，例如聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯、特别是uhmwpe、聚醚酮(peek)和其他对rf辐射透明的材料。模具可由不同材料制成。特别地，可以在模具的表面或模腔限定表面附近设置一层材料，该材料的损耗因子与待用的模具加工的发泡性聚合物材料的损耗因子相似或相等。这使得模具在其限定表面的区域中被加热，类似于发泡性聚合物材料。不同的损耗因子也被理解为模具的材料的类似或相同的电损耗因子和待加工的发泡性聚合物材料的类似或相同的电损耗因子，条件是尽管形成模具的材料和发泡性聚合物材料的不同热容量，它们在电磁辐射的影响下导致基本相同或相似的温度变化。模具通常由无孔或略微多孔的材料制成，其密度比通常预先发泡性的聚合物颗粒高得多。这种致密材料通常具有比泡沫材料高得多的热容量。因此，每单位体积需要相当多的热量来实现类似于泡沫聚合物材料的温度升高。另一方面，使用比非致密泡沫材料更密集的材料，电磁辐射的吸收要高得多。由于较高的密度而导致的较高吸收和由于较高密度导致的较高的热容量的影响并不总是完全抵消，因此模具材料具有与待加工的发泡性聚合物相似但不同的电损耗因子，当暴露于电磁辐射时，可导致基本相同的温度增加。因此，在本发明的意义上，“类似的电损耗因子”也被理解为表示不同的损耗因子，由于不同的密度效应(热容量，电磁辐射的吸收)导致基本相同或仅略微不同的温度变化。由于电损耗因子也可以取决于温度，因此相应的材料必须在一定的温度范围内匹配。这些温度范围主要是进行泡沫颗粒熔合的温度范围。这些温度范围通常略高于泡沫颗粒材料的软化或熔化温度。材料的匹配可以通过简单的试验进行，其中通过电磁辐射向材料供热并且随时间记录其温度。为了单独匹配模具的材料，还可以提供具有不同电损耗因子的材料层。以这种方式，电损耗因子和机械强度都可以适应各自的要求。提供两个或更多个电容器板用于产生电磁rf辐射，电容器板设置在另外由电绝缘材料制成的模具上。将具有至少1kv、优选至少10kv，特别是至少20kv的幅度的高频电压施加到电容器板上。模具可以在相应的电容器板之间的区域中具有不同的厚度，使得模腔由三维曲面的内边界表面限定。这使得可以生产三维曲面的颗粒泡沫部件。三维曲面的限定表面并不是平面。这种模具设计对于生产颗粒泡沫部件特别有利，所述颗粒泡沫部件在泡沫颗粒的各处具有基本相同的密度。如果模具与待加工的发泡性聚合物材料具有相同或相似的损耗因子，则这种设计特别有用，因为不管待生产的颗粒泡沫部件的厚度如何，当施加电磁波时在任何地方设定了基本相同的温度。在不吸收电磁波的模具中，待生产的颗粒泡沫部件中厚度或密度大于其他区域的区域将被更强烈地加热。根据优选的设计，模具具有多孔的模具本体，其形成内边界表面的至少一部分并且与供应加热流体的设备连通。例如，热蒸汽用作加热流体。通过在多孔模具本体中供应热蒸汽，多孔模具本体本身被回火并且蒸汽可以穿过多孔模具本体的孔进入模腔，并且利用模具加热待生产的泡沫部件的表面区域。多孔模具本体设计成使得加热流体可以均匀地逸出模具本体的区域。然而，通过模具本体的孔形成的流动剖面比常规的模具小得多，常规的模具仅用蒸汽加热泡沫颗粒。该多孔模具本体仅用于向颗粒泡沫部件的表面供热。模具可以具有至少一个用于供应或通过加热流体的通道。这允许模具本身被回火。然而，通道也可以连接到通向模腔的开口，如上述多孔模具本体中的那样，使得加热流体进入模腔。优选的是，当设置大量开口时(其分布在边界表面上)，使得即使在加热流体较低流量的的情况下，颗粒泡沫部件的表面也被均匀加热。利用上述设计，可以将蒸汽，尤其是水蒸汽送入模腔。供应至模腔中的水也可以吸收rf辐射并将其转化为热量。然而，供应的加热流体的量优选为小量的，使得泡沫颗粒主要通过直接吸收rf辐射而被加热。优选地，通过直接吸收rf辐射供应的热量至少是供应到模腔的总热量的50％，优选为供应到模腔的总热量的至少75％，并且特别是至少为供应至模腔的总热量的90％。对模具的内边界表面回火的另一种方式是在内边界表面设置一层对rf辐射不透明的材料。该层称为无源加热层。无源加热层可以由对rf辐射不透明的温度稳定的材料制成。合适的材料是相应的塑料或铁氧体。为了对模具的内边界表面进行回火，电加热设备可以替代地或附加地布置在模具中的模具的内边界表面附近。电加热设备优选具有一个或多个加热丝，所述加热丝布置在模具的内边界表面附近。加热丝可以布置成z字形或波浪形线，使得边界表面的平坦区域可以用单根加热丝加热。加热线连接到电源，利用该电源可以施加电流来加热加热线。加热丝还可用于测量模具的内表面区域中的温度。为此目的，优选使用电热丝，其电阻在本发明涉及的60至250℃的温度范围内剧烈变化。在施加rf辐射期间，加热线尽可能与电源分离，以防止rf辐射导致的不受控制的电流在电源关闭的电路中流动。然而，rf辐射可以在加热线中引起交替的电荷移动，这导致加热线的一定程度的加热。在模腔回火时必须考虑到这一点。优选地，加热线布置在rf辐射的等电位表面中，使得在加热线中不会感应出电流。这些等电位面通常平行于电容器板延伸。通过额外加热颗粒泡沫部件的边缘区域，可以确保通过额外的加热可靠地熔合表面区域中的颗粒泡沫部件。通过另外加热模具的内边界表面，还可以在实际熔合或烧结过程之前，将模具加热到预定的、可再现的起始温度，使得每个颗粒泡沫部件的生产在与模具的内边界表面相同的温度下开始。这可以显著稳定颗粒泡沫部件的制造过程。如果模具已经在之前进行的熔化或烧结过程中加热，则不需要或仅需要很少的预热，但是必须首先将室温下的模具加热到起始温度。起始温度通常在低于待熔合材料的软化温度10℃至50℃的范围内。形成上述表层也可以可替代地通过将膜插入模具中来产生，由此膜与颗粒泡沫部件熔合并形成界定该表面的层。该膜具有比泡沫颗粒更高的密度，这意味着该膜比泡沫颗粒吸收更多的电磁rf辐射。这使得膜更强烈地加热并与颗粒泡沫部件的外层的泡沫颗粒熔合。该膜优选由与泡沫颗粒相同的材料支撑或由有与泡沫颗粒材料具有相似的软化温度的材料制成。模具的电容器板可以适应模具的内边界表面的轮廓。彼此面对的电容器板之间的距离优选地在任何地方大致相同。尽管形成了具有三维轮廓的颗粒泡沫部件，并且其可以在所有三个空间方向中显著延伸，通过使电容器板适应模具的内边界表面的轮廓，两个电容器板之间的距离可以保持很小。这特别适用于壳形体，例如立方体、截球形壳体等。电容器板可具有三维曲面形状，其中使用时模腔区域内泡沫颗粒较为致密的电容器板部分比模腔区域内泡沫颗粒较为稀疏的电容器板部分距离所面对的模腔更远。已经表明，泡沫颗粒在模腔中被压缩的密度越大，它们吸收的能量越多。这可能导致不同程度的加热。在这种设计中，调节电容器板的不同区段之间的距离来形成电磁场，使电磁场在泡沫颗粒压缩较高的区域中的强度低于泡沫颗粒压缩较低的区域的强度，从而抵消上述效果。电容器板可以是单件式的并且具有三维曲面。但是，电容器板也可以由多个区段组成。多个区段可以在距模腔一定距离处，彼此独立地调节。可以使用用于固定电容器板区段位置的相应的固定元件重复该设置。也可以进行一次性调整，由此将电容器板的区段或设置在其上的元件，例如杆铸成塑料体。在制造颗粒泡沫部件之后，电容器板还可用于针对性地冷却模具。优选地，电容器板具有冷却元件。冷却元件可以是散热翅片，其通过风扇主动供应冷空气。冷却元件可以替代地或附加地是冷却线，其连接到电容器板。如果需要，冷却介质，如水或油通过冷却管线以冷却电容器板。电容器板也可以使用调节设备自动地与模具的本体接触，使得包含在模具的本体中的热量经由电容器板消散。在加热期间，电容器板可以从这些本体上升起，以防止模具的本体发生不期望的冷却。通过电容器板来冷却模具可以通过在闭合控制回路中测量模具的温度来控制。上述加热丝可用作温度传感器。利用上述设备，可以通过在模具中加热泡沫颗粒以使它们熔合为颗粒泡沫部件来制造颗粒泡沫部件。通过电磁rf辐射将热量供应至泡沫颗粒。泡沫颗粒可以由充分吸收rf辐射的材料制成，使得它们加热至其熔合的程度。然而，也可以在泡沫颗粒之间提供诸如水的传热介质，其吸收电磁辐射并加热到将泡沫颗粒熔合在一起的程度。例如，对于诸如epp(发泡性聚丙烯)或eps(发泡性聚苯乙烯)的材料，可添加这种传热介质，因为这些材料仅少量地吸收电磁辐射。电磁辐射优选供应为rf辐射。原则上，特别是小颗粒泡沫部件，也可以使用微波辐射。微波辐射的缺点是微波形成驻波，因此引入了局部不同的热量。这对于较大的颗粒泡沫部件特别不利，因为在驻波的节点范围内的热输入通常较低，并导致这些颗粒泡沫部件不完全熔合。使用介电传热介质，例如水也是不利的。但是，对于某些聚合物材料，需要能够进行熔合。如果泡沫颗粒主要通过直接吸收rf辐射来加热，即热量不会或仅在很小程度上通过传热介质(例如水，其吸收rf辐射并将其发射到泡沫)来加热，则在模具中可以产生超过160℃，特别是超过170℃或超过180℃，优选超过200℃的温度，并且泡沫颗粒可以熔化到这些温度。这使得能够熔合发泡性聚合物材料的泡沫颗粒，其不能使用常规方法如wo2014/128214a1中已知的方法(其中热量通过饱和干燥蒸汽传递)进行熔合。这使得可以由使用常规的方法(其利用蒸气熔合泡沫颗粒)不能熔合的材料制造颗粒泡沫部件。对于制造颗粒泡沫部件开辟了新的可能，并且可以制造具有先前未知性质的颗粒泡沫部件。主要通过直接吸收rf辐射的泡沫颗粒的加热在以下称为“直接加热”，即热量不是或仅在很小程度上通过诸如水(其吸收rf辐射并将热量发射到泡沫颗粒)的传热介质传输。对于某些聚合物材料，电损耗因子与温度有关。温度越高，电损耗因子越高。对于诸如epes(发泡性聚醚砜)或发泡性聚酰胺的材料，电损耗因子的温度依赖性非常显著。对于这些材料，可在通过直接加热来加热它们之前，对它们进行预热。这种预热可以通过供应蒸汽，特别是饱和的干蒸汽，通过添加介电传热剂(例如水，其吸收电磁辐射并导致泡沫颗粒的预热)来进行。用电介质传热介质预热是特别有效的，因为电磁辐射，特别是电磁rf辐射，既可以用于用传热介质预热，也可用于直接加热，其中泡沫颗粒是熔合的。在直接加热的情况下，建议通过电磁辐射控制热量供应。该控制，例如可以基于通过温度传感器记录模腔中的温度来进行。该温度传感器优选是光纤温度传感器。然而，也可以基于电功率输出或电容器处的电压变化来测量供应的热量。电损耗增加，则所吸收的功率越大，或者待熔化的塑料材料的电损耗因子越大。在较大电损耗的情况下，可以调用用于电磁波，特别是rf辐射的发电机的最大电功率。随着电损耗的进一步增加，然后通过发电机的控制设备降低电压以防止发电机过载。通过检测电容器处的电压，可以确定设备是在正常负载状态还是在极限负载状态下操作。在极限负载条件下，功率输入对应于发电机的最大功率。原则上，电功率由在电容器处存在的或流动的电压和电流确定。这些可以被测量并且可以由此确定对应于热输出的电功率。附图说明为了更好地理解本发明，其操作优点和通过使用本发明达到特定的目的，参考附图和具体实施方式，其中示出了本发明的优选的实施方式。图1示意性地示出了用于制造颗粒泡沫部件的设备的实例，图2至图6示意性地示出了用于制造颗粒泡沫部件的设备的不同工具的剖面图，图7a至图7k示出了利用rf辐射熔合制造的颗粒泡沫部件。具体实施方式用于制造颗粒泡沫部件的设备1包括材料容器2，模具3和从材料容器2通向模具3的管线4。材料容器2用于容纳松散的泡沫颗粒。材料容器2具有底部5，其通过底部区域中的压缩空气管线6连接到压缩空气源7。压缩空气管线6连接到布置在底部5(未示出)中的多个喷嘴，使得可以将多个空气流(流化空气)引入到材料容器2中，这使得容纳在材料容器中的泡沫颗粒旋转并由此将它们分离。在材料容器2的底部5的区域中存在开口，输送管线4连接到该开口。可以用滑块(未示出)关闭该开口。在材料容器附近，在输送管线4中的驱动喷嘴8。驱动喷嘴8通过另一压缩空气管线9连接到压缩空气源7。压缩空气作为驱动空气供应至该驱动喷嘴8，该驱动空气通过驱动喷嘴8进入输送管线4并沿模具3的方向流动。这导致在驱动喷嘴8处面向材料容器2的一侧产生真空，该真空使得泡沫颗粒从材料容器中吸出。输送管线4流入填充注射器10，填充注射器10连接到模具3。填充注射器10通过另一压缩空气管线11连接到压缩空气源7。一方面，使用供应到填充注射器10的压缩空气，通过压缩空气在模具3的方向上施加泡沫颗粒流来填充模具3。另一方面，当模具3处的填充过程完成时，供应到喷射器10的压缩空气也可以用于将泡沫颗粒从输送管线4吹回材料容器2中。模具3由两个模制半部12,13组成。在模具的两个半模之间存在至少一个模腔14，填充注射器10打开以将泡沫颗粒引入其中。通过闭合两个半模12,13可以减小模腔14的体积。当半模12,13移开时，在半模12,13之间形成间隙，这被称为裂缝间隙。因此，这种模具3也称为裂缝间隙模具。由于通常利用常规的设备用于生产颗粒泡沫部件，因此设备1没有蒸汽发生器，并且也没有蒸汽供应到模腔14。水分可以来自泡沫颗粒材料中所含的残余水分和模腔14的压缩空气中所含的水分。然而，设备1也可以设计有蒸汽发生器和蒸汽供应到模腔14和/或通过输送管线4向模腔14供应饱和干蒸汽，以便在泡沫颗粒从材料容器2输送到模腔14时加热泡沫颗粒和/或润湿泡沫颗粒。材料容器2中的泡沫颗粒也可以利用布置在材料容器2中的雾化水的相应的喷嘴，用液体形式的水润湿。电容器板15,16布置在每个半模12,13处。这些电容器板分别由导电良好的材料，例如铜或铝构成。填充注射器10布置在半模13上。填充注射器10延伸穿过电容器板16中的凹部，该凹部安装在半模13上。电容器板15,16经由电线17连接到ac电压源18上，用于传输高频电压。半模12,13各自具有基体，该基体由对电磁rf辐射基本透明的非导电材料，例如聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯，特别是uhmwpe、聚醚酮(peek)制成。仅电容器板15,16是导电的。“基本透明的材料”是可以被电磁rf辐射穿透的材料。然而，这种材料可以具体设计为具有一定的电磁rf辐射吸收特性，以将部分电rf辐射转换成热量，从而加热半模12,13。这将在以下进一步进行详细说明。模具可以可选地连接到真空泵31，从而可以向模腔14施加负压或真空。该负压使得包含在模腔14中的水分被除去。电容器板15,16优选配备有冷却设备。在本设计实例中，冷却设备由风扇32形成，风扇32将冷空气引导到电容器板15,16的背离模腔14的一侧。为了增加冷却效果，在电容器板15、16上设置冷却翅片33。冷却线也可以替代地或另外地布置在电容器板15,16处，冷却介质通过该冷却线。优选的冷却介质是液体，例如水或油。在下文中说明了用上述设备制造颗粒泡沫部件的方法：该方法包括以下步骤：-填充模腔14-熔合泡沫颗粒-稳定化(可选的)-脱模-清理工具(可选的)为了填充模腔14，通过压缩空气管线6在材料容器的底部5的区域中吹入空气，以使包含在其中的泡沫颗粒旋转并分离。同时，将驱动空气输送到驱动喷嘴，使得泡沫颗粒从材料容器2被吸入输送管线4，并随着驱动空气一起沿模具3的方向输送。关闭模腔14，由此半模12,13可以通过裂缝间隙完全折叠或间隔开。材料容器2的滑动可以连续打开和关闭。打开和关闭的速度通常在500毫秒到1秒之间。通过滑块的这种循环的打开和关闭，泡沫颗粒从材料容器2间歇地输入到输送管线4。这可以破坏材料容器2中泡沫颗粒的结合并且泡沫颗粒被分离。这对于具有粘结性表面的泡沫颗粒，例如etpu泡沫颗粒特别有用。可替代地，也可以通过在紧邻材料容器2布置的驱动喷嘴8处从压缩空气管线9间歇地供应驱动空气来进行间歇性抽吸。模具12,13配备有至少一个阀(未示出)，当供应泡沫颗粒时，该阀打开，使得流入模腔14的压缩空气可以逸出。当填充模腔14时，可以调节该阀，使得在模腔14中形成反压。这允许保持输送管线和模腔14中的压力，从而使得泡沫颗粒保持较小的体积。与没有施加反压力的情况相比，施加反压允许更多的泡沫颗粒被供给到模腔14中。在释放反压之后，泡沫颗粒在模腔4中膨胀。用于设定填充量的另一个参数是裂缝间隙，即两个半模12,13在填充期间被分开的间隙。在填充期间使用的裂缝间隙主要增加了待制造的颗粒泡沫部件的较薄区域中的密度。一旦确定了模腔14填充有泡沫颗粒，则关闭填充注射器10。利用供应到填充注射器10的压缩空气将管线中的泡沫颗粒吹回到材料容器2中。在德国专利申请de102014117332中详细描述了用泡沫颗粒填充模腔14，这也是本申请引用其的原因。在用泡沫颗粒填充模腔14之后，通过施加电磁rf辐射加热这些泡沫颗粒。通过向电容器板15,16施加频率为27.12mhz的约104v的高频电压来产生这种rf辐射。泡沫颗粒可以为基于聚氨酯(etpu)的泡沫颗粒。聚氨酯在电磁辐射频率为1mhz下的介电损耗因子d为0.2。在频率为1mhz的电磁辐射下，聚丙烯(pp)的介电损耗因子仅为0.00035。因此，聚氨酯的吸收性远高于聚丙烯的吸收性。由于泡沫颗粒本身吸收电磁波，这使得可以引入必要的热量用于将泡沫颗粒熔合到模腔14中，而无需额外的传热物质，尤其是含水溶液。也可以使用基于聚乙烯嵌段酰胺(peba)或基于聚乙烯(pe)的泡沫颗粒来代替基于聚氨酯的泡沫颗粒。也可以熔合基于epp(发泡性聚丙烯)或eps(发泡性聚苯乙烯)的泡沫颗粒以形成颗粒泡沫部件。由于这些材料仅在很小程度上吸收电磁辐射，因此需要添加介电传热介质，例如......(b)水。泡沫颗粒可以用材料容器2中的传热介质或者在泡沫颗粒从材料容器2输送到模具3的输送期间润湿。管线4中的润湿具有以下优点：泡沫颗粒润湿非常均匀并且传热介质均匀地分布在模腔14中。这导致模腔14中的泡沫颗粒的相应的均匀加热。模具3也可以连接到蒸汽源(未示出)，利用该蒸汽源可以将饱和的干蒸汽供应到模腔14中。这在熔合其电损耗因子与温度相关的材料时是有用的。这种材料，例如是epes(发泡性聚醚砜)或发泡性聚酰胺。在低温下，电磁波的吸收特性较低。因此，首先通过蒸汽加热这些泡沫颗粒，然后单独加热到更高温度或者另外通过电磁辐射将其加热到特定温度以上。或者，泡沫颗粒可以用介电传热介质润湿，并且使电传热介质通过电磁辐射加热，从而将泡沫颗粒加热到预定温度。之后，因为电磁辐射的吸收特性随着温度的升高而增加，通过电磁辐射，泡沫颗粒可以直接加热。施加电磁rf辐射的持续时间取决于模腔14的体积、泡沫颗粒的密度和施加的电功率或电压。测试表明，取决于体积和形成泡沫颗粒的材料，需要约30秒至约2分钟来可靠并完全地熔合泡沫颗粒。施加了5kv至20kv的电压。优选地，在熔合期间测量泡沫颗粒的温度，并相应地调节电功率。电功率优选地控制为使得泡沫颗粒的温度略高于其软化温度。还可以测量另一物理量来代替泡沫颗粒的温度，该物理量与引入模腔的电功率有关。其可以是，例如施加到电容器板15,16的电压。也可以对限定模腔14的表面进行回火。为此可以将加热线34布置在模具的邻近限定模腔14的表面。将加热线34连接到电流源35，利用该电流源可以将加热电流输送到加热线中。也可以在半模12,13中设置流体通道代替加热线，通过该流体通道流过适当的温控流体。优选地，流体是水或蒸汽。在施加电磁rf辐射之后，模腔14在预定时间内保持关闭，由此引入的热量均匀地分布在颗粒泡沫部件中，并且在所有泡沫颗粒之间形成非常均匀的熔合。此过程步骤称为稳定化。在稳定化期间，颗粒泡沫部件也略微冷却。由于半模12,13由对电磁rf辐射基本透明的并且通常是导热不良的塑料材料制成，因此在封闭的模腔14中，向外部散发出的热量很少。由塑料制成的半模12,13具有优于由金属制成的半模的优点，即它们的热绝缘性更好并且具有更低的热容量。这使得期望的温度循环能够以更快的速度和更少的能量进行，由此所供应的热量几乎完全输送至泡沫颗粒。在稳定期或稳定期的一部分期间，电容器板15,16可以通过冷却设备32,33主动冷却，从而热量从半模12,13的基体中被提取，并且因此也从颗粒泡沫部件中被提取出。在稳定化之后，通过将两个模腔半部12,13分开，可以使颗粒泡沫部件脱模。可以在模具上设置用于脱模的脱模杆，利用该脱模杆将颗粒泡沫部件从两个半模12,13中的一个中推出。稳定化是一个可选的流程步骤。对于某些材料和形状，该步骤也可以省略。待制造的颗粒泡沫部件的体积越大，在熔合后在模具中稳定颗粒泡沫部件就越实用。可以在填充和/或闭合裂缝间隙期间施加电磁rf辐射以增加产量。rf辐射可以在填充期间或仅在用泡沫颗粒填充模腔14之后施加，最初具有低电功率或低电压将材料预热到一定温度，然后逐渐地或迅速地增加电功率或电压。逐渐增加rf电磁辐射的功率或电压也是有意义的，以便例如在30秒至3分钟的时间段内通过rf电磁辐射的电功率或电压的逐渐增加来逐渐地进行。这导致泡沫颗粒的非常均匀的加热。任选地，可以将负压和/或真空施加到模腔14中。如果泡沫颗粒和/或供应的压缩空气具有一定的湿度，这是有用的。与仅用蒸汽熔合相比，上述方法是干燥的方法。这确保了制造的颗粒泡沫部件在制造过程之后是干燥的并且可以直接进料到进一步的加工步骤中。也可以从模具中取出温热的颗粒泡沫部件，并将这些颗粒泡沫部件直接进料以进行进一步加工。例如，在制造鞋时，由颗粒泡沫部件制成的鞋底夹层可以熔合到由另一种塑料材料制成的型材本体上，由此不需要提供过多的能量来熔合到仍然温热或仍然热的颗粒泡沫部件上。而在单独使用蒸汽的情况下，其中颗粒泡沫部件必须完全冷却和干燥。这允许在生产中实现效率的显著提高，因为可以缩短各个工艺步骤之间的间隔，并且用于熔合泡沫颗粒的所引入的热量也可以至少部分地用于随后的处理步骤。在下文中，解释了不同的工具，每个工具具有两个半模12,13，并且可以用在上述设备1中。这些工具在图2至6中示意性地简化。省略了填充注射器10、用于测量模腔中温度的温度计和其他机械部件，例如用于打开和关闭工具的保持元件，移动设备等以便于图形表示。根据第二设计实例(图2)的模具3，还是由两个半模12,13形成，每个半模12,13具有由非导电材料构成的基体，该材料特别是对电磁rf辐射基本是透明的。这种材料是ptfe、pe、peek或其他对rf辐射基本透明的材料。半模12,13限定了模腔14。在该设计实例中，模腔14具有边界表面19，其具有偏离平坦表面的轮廓形状。半模12,13各自具有平的外表面20，其中电容器板15,16布置在该外表面上。曲面的边界表面19和外表面20之间的腔室由基本透明的材料填充。电容器板15,16是平的。利用该模具3，可以制造三维曲面颗粒泡沫部件，由此颗粒泡沫部件的形状由半模12,13的内边界表面19限定。这种模具3特别适合于制造密度基本均匀的小颗粒泡沫部件。大颗粒或厚颗粒泡沫部件的问题在于它们在中间比在边缘区域中加热更多，这可能破坏颗粒结构。图7h示出了由聚乳酸(pla)制成的厚度为约5cm的颗粒泡沫部件，其已经用rf辐射加热了120秒的时间。施加rf辐射的频率为27.12mhz，电压为9kv。由于材料本身吸收电磁波并且是不良导热体，因此颗粒泡沫部件的中心区域比边缘区域被更加强烈地加热，该边缘区域与模具3接触，并且与中心区域相比，通过相对冷的模具而被更加缓慢地加热。这可以导致泡沫颗粒在颗粒泡沫部件的中心区域完全熔合(图7h)。为避免这种情况，可以使用更少的能量。图7e示出了在中间切割的相应的颗粒泡沫部件，其以与图7h中所示的颗粒泡沫部件相同的方式制造，但是此处的rf辐射仅施加90秒的时间。颗粒泡沫部件的中心区域是均匀熔合的。颗粒附着在边缘区域，但可以更强烈地熔合在一起。优选地，基本透明的材料是与待熔合的发泡性聚合物材料具有相同或相似的损耗因子的材料，使得当施加电磁辐射时，模具和模腔14中的泡沫颗粒被均匀地加热。这种设计允许边界表面19的任意的轮廓，因为热量的吸收不依赖于待制造的颗粒泡沫部件的局部厚度或密度。图7j和7k示出了由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制成的切开的颗粒泡沫部件的相应图像。此处施加rf辐射持续300秒，频率为27.12mhz，而图7j中所示的颗粒泡沫部件中的电压为10kv，并且图7k中所示的颗粒泡沫部件中的电压为7.5kv。图7j中所示的颗粒泡沫部件具有破坏的中心颗粒结构，而图7k中所示的颗粒泡沫部件的中心区域是均匀熔合的。为了避免颗粒泡沫部件的中心区域和边缘区域的不均匀加热，可以对模具3进行回火和/或可以在模腔14的边缘区域处向泡沫颗粒供应额外的热量。对于回火模具3，半模12,13可以设计有流体通道，流体通过该流体通道，该流体通道被回火至大约模腔14中的材料的软化温度。如上所述，可以可选地或另外地设置3根加热线用于对模具回火。因此当泡沫颗粒被加热时，没有热量从泡沫颗粒流入模具3中，使得泡沫颗粒在整个模腔室14中被均匀加热。甚通过引入rf辐射至可以适当地将模具3加热到比泡沫颗粒中设定的温度略高的温度使它们熔合，以确保颗粒泡沫部件在表面区域中的可靠的熔合。模具3的回火也可以在用rf辐射熔合之前进行。图3示出了模具3的另一实例，该模具3仍由两个半模12,13组成。电容器板15,16布置在半模12,13的平的外表面20上。半模12,13由两部分组成：外部的无孔壳体壁21和内部的多孔模具本体22。多孔模具本体22限定内边界表面19以限定模腔14。在背对内边界表面19的一侧，模具本体22正面地被壳壁21包围。半模12,13各自具有一个或多个通道23，每个通道在壳壁处开口并延伸到多孔模具本体22中，并在其中终止。可以通过通道23将热介质引入到半模12,13中，所述通道分布在多孔模具本体22中并且部分地进入模腔14。一方面，这直接通过介质加热了模腔14的边缘区域中的泡沫颗粒。另一方面，半模12,13，特别是它们的多孔模具本体22也被加热。热气体，特别是热空气或蒸汽可以用作介质。为了冷却模具或在其中制造的颗粒泡沫部件，还可以建议将冷介质引入通道23并因此引入模腔14中。如果介质比半模12更冷或者比模腔14中的颗粒泡沫部件更冷，则介质是冷的，这可以加速颗粒泡沫部件的稳定化。壳壁和模具本体22均由对rf辐射基本透明的材料，例如聚四氟乙烯(ptfe)、聚醚，特别是uhmwpe、聚醚醚酮(peek)制成。例如，模具本体22通过烧结这些材料中的一种材料颗粒而制成。对模具3的内边界表面19进行回火的另一替代方案是在内边界表面19设置一层对rf辐射不透明的材料。以下将该层称为无源加热层24(图4)。无源加热层可以由对rf辐射不透明的温度稳定的材料制成。用于这种无源加热层24的另外的合适材料是铁氧体。当施加rf辐射时，无源加热层24加热并将热量释放到相邻的泡沫颗粒。具有中等损耗因子的材料，例如pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、peek(聚醚醚酮)、聚甲醛(pom)、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)也可以用作无源加热层24。聚甲醛具有介电损耗因子d约为0.008，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的约为0.02。这些加热层对电磁辐射基本是透明的，因为它们仅吸收一小部分，并且由于相对低的损耗因子，该加热层应具有一定的厚度，该厚度优选为至少2mm，特别是至少2.5mm，特别是至少5毫米。这种加热层也可以具有10mm或更大的厚度。这种加热层也可以形成为单独的板，其布置在半模12,13的内边界表面19附近。pet、pmma和pom主要用于模具，该模具旨在用于熔合epe、etpu或eps。熔合温度在120℃至130℃之间。epp或eps也可以与pet工具熔合，其中熔合温度约为160℃。在高熔合温度下，例如，250℃的熔合温度下，也可以使用由peek或聚酰亚胺(pi)制成的耐热工具。耐热工具也可以由优选具有涂层的陶瓷制成。涂层可以是耐热塑料材料。这种耐热工具可用于，例如熔合epes(发泡性聚醚砜)。pom的熔化温度约为175℃。因此，由pom制成的工具不适合用于熔合其熔合温度大于或等于160℃的材料。参考待熔合材料的熔合温度和电损耗因子来选择工具的材料。工具的材料的熔化温度应当高于熔合温度。工具材料的电损耗因子可以等于或低于待熔合材料的电损耗因子。必须考虑更高密度的工具材料。加热层24不仅可以设置在与电容器板相邻的边界表面19上，而且可以设置在半模12,13的所有边界表面19上，使得它们完全包围待形成的颗粒泡沫部件。这同样适用于上述其他加热和回火设备，例如温度通道或加热丝。半模12,13也可以完全由具有低介电损耗因子d的基本透明的材料制成，使得当施加电磁辐射，特别是rf辐射时，半模12,13升温。对以上列出的内边界表面19进行回火的不同的可能方式也可以在一种模具中组合使用。上面说明的模具3的设计实例各自具有平的电容器板15,16。根据模具3的另外的设计形式，这些可以设计为使得电容器板15,16与待制造的颗粒泡沫部件或模腔14的形状相适应。图4所示的设计实例示出了两个半模12,13，其内边界表面19限定了阶梯式模腔14。外表面20适合于相应的半模12的相应内边界表面19的轮廓。换而言之，内边界表面19被映射到半模12,13的相应外表面20上，由此，例如模具3形成有均匀的厚度，外表面20从内边界表面19偏移该厚度。在外表面20上，内边界表面19的小结构优选为平滑的。在外表面20上，电容器板15,16设计为导电层，并且与相应的半模12,13的相应的外表面20具有基本相同的形状或轮廓。由于模具中的电容器板与待制造的颗粒泡沫部件或模腔14相适应，所以相对的电容器板之间的距离在各处大致相同，这意味着相对的电容器板15,16之间的距离可以保持较小，从而在相对低的电压下实现高电场强度。电容器板对待制造的颗粒泡沫部件的形状的这种形式上的适应特别适用于壳形颗粒泡沫部件。例如，这种壳形颗粒泡沫部件是立方体或球形壳体。如果要在两个扁平电容器板之间形成这样的立方体，则电容器板之间的距离必须大到使其间形成整个壳体的空腔。当电容器板适应所述形状时，两个电容器板之间的距离仅略大于颗粒泡沫部件的壁厚。因此，电容器板的这种形式上的适应使得可以制造大体积，特别是壳形的颗粒泡沫部件，同时保持对电压源的低的要求，以提供足够的电场用于熔合泡沫颗粒。不同密度的颗粒泡沫部件的问题在于，具有较高密度的区域比具有较低密度的区域吸收更多的热量。例如，以裂缝间隙方法制造更高密度的区域——其中两个模腔半部12,13在填充有泡沫颗粒之后被稍微压在一起，由此包含在其中的泡沫颗粒被压缩。由于在所有区域中的位移路径相同，因此模腔14的较薄区域相对于较厚区域被更强烈地压缩。这使得较薄区域中的泡沫颗粒被更强烈地压缩。图5示出了模具3的实例，其中电容器板15,16被分成若干区段25，其与模腔14的距离可单独调节。在该设计实例中，电容器板15,16的区段25均为小方形板，每个均连接到区段杆26。区段杆26连接到ac电压源18，并且与相应的导电板(形成电容器板15,16)电接触。区段杆26可滑动地设置在支架27中，在支架27中，它们可以固定在预定位置。支架27可以设计为使得区段杆26可以可拆卸地固定，由此区段杆26以及电容器板28可以固定在不同的位置。然而，支架27也可以设计成将区段杆26一次性固定。这种支架27，例如可以由灌封体形成，该灌封体至少在某些区域中围绕区段杆26，并且在设置区段杆26和电容器板28后以预定的期望布置浇铸。这种的一次固定的电容器板15,16主要用于颗粒泡沫部件，其经常或大量制造并且为此重复使用相应的工具。然后为电容器板15,16分配相应的同时重复使用的半模12,13。电容器板15,16的区段之间的距离越大，各区段之间产生的电场越小。因此，电容器板28布置在模腔14的区域中，其中在制造颗粒泡沫部件期间，泡沫颗粒以高密度存在，其与模腔的距离大于其中泡沫颗粒以低密度存在区域与模腔的的距离。这可以补偿，因为具有较高密度的区域比具有较低密度的区域吸收更多热量，使得泡沫颗粒在模腔14中被均匀加热。图5中所示的模具3是裂缝模具，其填充有具有泡沫颗粒29的腔室半模12,13。在填充模具3之后，将模具12,13的两个半模压在一起，由此位于模腔14中的泡沫颗粒29被压缩。图5中所示的模腔14具有不同的剖面厚度，其中区域a中的厚度略小于区域b和c中的厚度。因此，泡沫颗粒29在区域a中比在区域b和c中更强地压缩。这使得泡沫颗粒在区域a中的密度高于在区域b和c中的密度。泡沫颗粒29在区域a中具有比在区域b和c中更高的密度。因此，位于区域a附近或面对区域a的电容器板28布置得比面向区域b和c的电容器板28更远离中心平面30。中心平面30大致布置在两个电容器板15,16之间的中央。由于本发明主要通过直接吸收rf辐射来加热泡沫颗粒，即热量不会或仅在很小程度上被传热介质吸收(该传热介质吸收rf辐射并将其释放到泡沫颗粒)，模腔中的温度不能通过作用于传热介质上的参数来控制。在现有技术中，例如已知使用水作为传热介质，并通过调节压力来调节模腔中的温度。由于主要通过直接吸收，泡沫颗粒可以像期望的那样加热并且在不同的密度处加热到不同的程度。基本目的是在泡沫颗粒由相同的材料制成的情况下，尽可能均匀地加热模腔中的泡沫颗粒。通过改变电容器板15,16各区段到模腔14或中心平面30的距离来形成具有不同强度或场强的区域的电场，可以在模腔14中实现泡沫颗粒的均匀加热(即使泡沫颗粒以不同的密度布置在其中)。因此，提供具有非平面构造的电容器板15,16可能是有利的。在图5所示的设计实例中，电容器板15,16是区段形的，并且由电容器板28制成，电容器板15,16的位置可以单独确定。图6示出了另一类型的模具3，其中半模12,13形成有类似于图5所示类型的内边界表面19。该模具3的特征在于外表面20具有曲面形状，使得外表面20的区段在距中心平面30不同的距离处隔成腔室。电容器板15,16安装在轮廓外表面20上，由此它们的形状与轮廓外表面20适应。例如，电容器板15,16可以由导电涂层制成，该导电涂层涂覆到半模12,13的外表面20上。电容器板15,16也可以设计为柔性金属板部件，它由导电良好的金属或导电良好的金属合金构成，并且适合外表面20的形式并粘合到外表面上。在该设计30中，如在图5中所示的设计中，电容器板15,16的区段也与中心平面30或从模腔14在不同的距离处被腔室化，由此在模腔14中产生具有不同电场强度的区域。对于具有较高的泡沫颗粒29(a)压缩的区域，电容器板15,16的相对区段的距离大于其中泡沫颗粒29的压缩较低的b，c区域中的距离。电容器板15,16的各个区段到中心平面30的距离与电容器板15,16的相对区段之间的区域内的泡沫颗粒29的密度近似成比例。不同的材料之间的比例因子不同，并取决于它们对射频辐射的吸收能力。用于制造大颗粒泡沫部件的模具3可以具有电容器板15,16段的多个单独的区段。有利的是任何方向上电容器板均不大于rf辐射波长的四分之一。在27.12mhz的频率下，波长λ约为11米。因此，电容器区段的最大长度不应超过约2.75米。实际上已经表明，尺寸约为2米的电容器板在27.12mhz的频率下产生非常均匀的电场。如果电容器板大于λ/4，则电容器板的各个点的辐射是不同的，并且它们不再同步发射。对于大于λ/4的电容器板，有利的是电容器板上设置分布式电感，每个电感形成lc元件。这允许恢复电容器板的不同部分的振动的同步性。然而，提供这种lc元件非常复杂。因此，更有利的是将电容器板分成单独的区段，这些区段彼此独立地供应有ac电压。图7a至图7k示出了颗粒泡沫部件的图，其中一些已被切割，利用rf辐射进行熔合，而不需要热传递介质，并且没有对制备泡沫颗粒的模具进行额外的温度控制。下表示出了电压u的参数，持续时间t，1mhz和室温下的电损耗因子d，材料的名称和图中的标号。图材料u[kv]t[s]d7aepeba7.5500.127betpu7.5250.1127cetpu7.5500.1127detpu9300.1127eetpu9600.1127fpla970<0.17gpla970<0.17hpla9120<0.17ipla990<0.17ypet103000.014-0.0487kpet7.53000.014-0.048已经表明，所有材料epeba(聚醚嵌段酰胺)、etpu(发泡性热塑性聚氨酯)、pla(聚乳酸)和pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)可以仅通过rf辐射很好地熔合。在图7g所示的实例中，颗粒泡沫部件由两种不同密度的泡沫颗粒制成。上图7g中的泡沫颗粒是深色的，并且具有比以下的泡沫颗粒更低的密度，因为深色泡沫颗粒比浅色泡沫颗粒更粗糙。上述实施例表明，该创造性方法可用于加工各种材料。pet是100％可回收的。从回收过程中以低成本大量获得pet。迄今为止pet一直是塑料饮料瓶的首选材料。pet还非常坚硬并且允许制造与例如由发泡聚丙烯(epp)制成的颗粒泡沫体具有类似的性质的颗粒泡沫体。pla也是100％可回收的，完全可生物降解的并且具有机械性能，例如发泡聚苯乙烯(eps)颗粒泡沫部件。初步测量表明pla的介电损耗因子在约0.1至0.01的范围内。目前尚无确切的测量结果。pla的软化温度约为100℃。相比之下，etpu的软化温度为约125℃至130℃，而聚对苯二甲酸乙二醇酯的软化温度为约200℃至260℃。epeba非常轻且具有高弹性。它具有与由发泡热塑性聚氨酯制成的颗粒泡沫部件相类似的特性。附图标记1设备2材料容器3模具4管线5地板6压缩空气管7压缩空气源8驱动喷嘴9压缩空气管线10填充注射器11压缩空气管线12半模13半模14模腔15电容器板16电容器板17电缆18ac电压源19边界表面(内部)20外表面21壳壁(无孔)22模具本体(多孔)23通道24无源加热层25区段26区段杆27安装28电容器板29泡沫颗粒30中心平面31真空泵32风扇33冷却翅片34电热丝35电源当前第1页12