热成型设备和工艺的制作方法

1.本发明涉及成型设备和工艺。具体地，本发明涉及热成型设备和工艺。甚至更具体地，本发明涉及使用弹性膜，优选地透气膜的热成型设备和工艺。


背景技术：

2.众所周知，成型或热成型工艺包括两个主要步骤：首先加热要成型的制品，其次使加热的制品成型。因此，成型和热成型设备构造成实施这两个宏观步骤。在现有技术中，各种真空成型工艺和设备是已知的。文献de10359563提供了这个意义上的一种示例，该文献公开了如下的设备，其中片状半成品首先通过模具进行预拉伸，然后通过真空形成阴模。
3.在现有技术中还已知各种正压成型工艺和设备。文献de10359563提供了这个意义上的一种示例，该文献公开了如下的设备，其中塑料薄膜首先由模具预拉伸，然后通过将半成品推抵阴模的过压形成。在文献us4469655中公开了在这个意义上的另一种示例。
4.在现有技术中还已知将正压与真空成型系统结合的各种设备。文献us3619444提供了在这个意义上的一种示例，该文献公开了如下的设备，其中连续的聚苯乙烯片材同时暴露于真空凹陷以及正压，真空凹陷将产品吸引抵靠阴模，而正压迫使产品粘附至所述阴模。
5.从文献de102013019806中已知用于形成半成品复合材料的设备，其中该半成品材料布置在两个弹性硅树脂膜之间以防止复合纤维起皱。随后，提供正压以将膜和半成品推抵阴模。
6.因此已知解决方案，其中半成品由过压推动或被凹陷吸引抵靠模具。
7.在现有技术中，还已知用于通过弹性膜形成半成品的解决方案，该弹性膜被凹陷吸引抵靠阳模。文献ep2511080提供了这种意义上的示例，其中凹陷将膜吸引抵靠阳模，由此对半成品复合材料施加压紧力以使其成形。
8.现有技术中可用的包括或不包括膜的所有解决方案都需要对一定体积的模制机器加压或减压，以在半成品上施加力并将其推抵阳模或阴模。这意味着此类设备在加压和减压的情况下都需要坚固的密封系统。在文献us6146578中公开了另一种示例。该文献描述了一种热成型设备，其中两个半部中的一个朝向另一个运动以压制待热成型的制品。这些半部包括用于允许闭合模具的柔性部分。
9.此外，大部分可用的解决方案需要两个模具，阳模和阴模，这意味着更高的成本和机械困难，例如模具的完美对准。
10.此外，已知的热成型机被设想用于加工塑料片材或薄膜，这些塑料片材或薄膜首先相对于模具被封闭，然后成型并第三次切割，从而获得最终产品。由于在成型期间必须周向地锚定所述片材，因此必须考虑允许设备夹持片材的余量。由于这个余量代表了生产浪费，因此产生了大量的收缩，并且成品成本更高。具体地，当待热成型的半成品价格昂贵时，就出现这种缺点。
11.此外，只有少数已知设备允许直接从2d半成品获得3d成品，而没有中间的预成型
步骤。该初步步骤延长了生产时间，从而降低了制造能力。
12.最后，已知的设备被设想用于形成薄的制品而不是厚的可渗透制品。如果在传统机器中成型厚的可渗透制品，则必须预期很长的定型阶段，并且由于成型阶段之前制品的不均匀加热而可能导致大量的缺陷产品。
13.此外，已知的热成型设备通过红外线加热系统从一侧加热待成型的制品。这种加热系统使制品暴露在辐射下的一侧过热，使另一侧保持更凉。结果，甚至加剧了制品的所述不均匀加热。总之，已知的解决方案中没有一种允许形成简单地布置在成型机中而不锚定于成型机的制品。
14.现有技术中可用的解决方案中没有一种解决当代所有或基本上所有上述问题。


技术实现要素：

15.现有技术的所述不便之处现在通过一种用于热成型制品的热成型设备来解决，这代表了本发明的第一范围。所述设备包括：至少一个弹性膜；至少一个模具；可以布置热空气源，该热空气源构造成将热气流吹向该设备的构造成接纳待热成型的制品的区域；致动系统，该致动系统构造成使模具朝向膜运动或反之亦然，从而在膜和模具之间压缩加热的制品，使得膜在制品上的弹力迫使制品呈现模具的形状。优选地，所述制品是可渗透制品。所述致动系统致动模具、膜或它们两者，而不使膜膨胀或缩瘪。唯一地，模具和膜的相对运动允许压缩制品。这种相对运动是借助于致动系统执行的。该设备允许避免加压/减压系统，加压/减压系统意味着更高的成本和较长的生产时间。此外，该解决方案允许在不将其锚定至设备的情况下形成制品，因此更容易和快速。此外，该设备允许形成没有缺陷的制品。
16.有利地，模具和/或膜可以被穿孔，从而允许热气流从热空气源通过到达所述区域。这种解决方案允许更快地加热可渗透制品，并因此缩短整个热成型周期。
17.所述区域是弹性膜或模具的一部分，其构造成接纳制品，使得制品保持在模具和弹性膜之间。制品的这种布置是简化的并且允许不将制品锚定至设备，从而避免材料的浪费。
18.优选地，热气流是具有预定温度的气流，优选地，所述预定温度等于或略高于制品变得柔韧时的温度。该解决方案允许避免制品过度过热，从而减少制品的收缩。
19.有利地，热空气源包括加热器和鼓风机。由热空气源产生的热气流接触或穿过制品，从而允许更均匀和更快地加热制品。
20.优选地，模具至少部分是阳模。这种解决方案特别适用于获得弯曲的制品。阳模是指模具具有凸形，因此它至少部分地向外弯曲。
21.具体地，热空气源可以布置在模具和膜的下方。这种布置允许热空气自下而上流动并具有从上方降低的模具。
22.有利地，该设备还可以包括用于将热气流从热空气源递送至所述区域的空气管道。这一特征使热空气源能够布置在模制区域旁边，从而减少了设备的整体占地面积。优选地，空气管道包括扩散器，该扩散器构造成将热气流横跨空气管道散布。以这种方式，热气流均匀分布在整个成型区域上。可以将替代的扩散器成形为将热气流朝向制品的特定区域集中，以在成型期间促进这些区域的弯曲。
23.优选地，热成型设备可以包括冷却系统。该冷却系统可以包括以下一个或多个选项：模具冷却回路；一个或多个喷嘴，这些喷嘴构造成朝向所述区域吹送冷空气；机构，该机构构造成使热气流偏离所述区域；室温鼓风机。该冷却系统设定成型制品的形状并防止成型后制品变形。
24.热成型设备还可以包括温度探头和控制单元，该控制单元构造成控制热空气源，从而根据温度探头测量的温度调节热气流温度。该特性能够精确控制成型条件，以避免成型制品上的缺陷。
25.有利地，热成型设备可以包括再循环系统，用于将吹过所述区域的热气流循环回热空气源。以这种方式，设备消耗的能量减少。
26.所述致动系统可以包括致动器。该致动器可以根据以下一个或多个参数进行控制：力、速度、运动深度。通过控制致动器的这些参数，该设备可以适用于不同类型的待热成型制品。
27.热成型设备还可以包括另外的弹性膜，该弹性膜布置成使得制品位于该另外的弹性膜和另一个膜之间。优选地，该另外的弹性膜包括多个通孔。该另外的弹性膜允许在成型期间夹住制品。该另外的膜还可以具有相对于另一个弹性膜具有不同粗糙度的表面精整，从而在成型期间促进制品的弯曲。
28.优选地，该设备还包括参考系统，用于确定其中可以布置制品的所述区域的正确位置。所述参考系统可以包括激光投影仪。优选地，所述膜可以包括以下参考系统中的一种或多种：物理脊部；凹口；切口；突起。以这种方式，操作者可以很容易地将制品放置在正确的位置，并且促进成型。
29.有利地，该设备还可以包括构造成拉伸弹性膜的张紧器。优选地，张紧器沿其着周界保持弹性膜。张紧器保持弹性膜张紧，从而提供膜的预张紧，这帮助在成型期间在制品上产生强大的弹力。
30.特别地，膜和模具之间的相对位移可以使得模具的模制表面穿过张紧器。优选地，模制表面超出张紧器，因此模制表面克服张紧器的引用/位置。以这种方式，实现了膜对制品的正确弹力。
31.具体地，模具可以是单个模具。在这种情况下，该单个模具是热成型设备的唯一模具。在具有单个模具的情况下，成型制品可以更容易地从设备移除并且成型更快。
32.或者，如果制品包括凹部和凸部，则该设备还包括相对于区域和膜与主模具相对设置的反模具。优选地，如果从模具的轴线观察该设备，则反模具仅覆盖主模具的一部分。
33.有利地，弹性膜可以完全由硅树脂或弹性体制成，以便是完全柔性的。优选地，该材料可以具有包括在25至75之间的邵氏a级硬度，更优选地具有高于400％的撕裂伸长率。这些值允许实现弹性膜的最佳弹性。
34.本发明的第二个范围是在包括弹性膜、模具和热空气源的热成型设备中的制品的热成型工艺，该工艺包括以下步骤：通过热空气源吹出的热气流加热制品；通过使模具和膜一个朝向另一个唯一地运动，在膜和模具之间压缩加热的制品，使得膜的弹力迫使制品呈现模具的形状。该方法允许在不使用减压或过压系统的情况下快速且廉价地形成制品，优选地是可渗透制品。有利地，该方法包括在加热和压制之前对制品进行唯一切割的步骤。以这种方式，
成型制品无需进一步的精加工步骤即准备好使用。
35.得益于参考附图作为其非限制性示例给出的所述发明的不同实施例的以下描述，将更好地理解这些和其它优点。附图描述在附图中：图1a和1b分别示出了根据本发明的分别处于静止和操作状态的设备的第一实施例的示意图；图2a和2b分别示出了根据本发明的分别处于静止和操作状态的设备的第二实施例的示意图；图3a和3b分别示出了根据本发明的分别处于静止和操作状态的设备的第三实施例的示意图；图4a和4b分别示出了根据本发明的分别处于静止和操作状态的设备的第四实施例的示意图；图5a和5b分别示出了根据本发明的分别处于静止和操作状态的设备的第五实施例的示意图；图6示出了根据本发明的设备的轴测图；图7是图6的设备的轴测剖视图。
具体实施方式
36.本发明的一个或多个实施例的以下描述参考了附图。相同的附图标记表示相同或相似的部分。保护的对象由所附权利要求书限定。下文描述的解决方案的技术细节、结构或特征能够以任何合适的方式相互组合。
37.在本说明书中，术语“可渗透”是指气体可以通过。因此，“可渗透制品”是指包括多个通道或单元格的制品，这些通道或单元格布置和成形为使得空气可以从制品的一侧穿过它们到达制品的另一侧。
38.参考图1-5，用于热成型制品2的设备1在各种实施例中示意性地表示，这些实施例可以组合以提供未在附图中表示的另外的实施例。
39.制品2优选地由塑料或聚合材料制成，优选地由热塑性材料制成，例如聚碳酸酯或聚丙烯。
40.制品2可以是可渗透的制品2’，如图1、2和5的实施例中所示，或者不是可渗透的，如图3和4的实施例中所示。如已经解释的，可渗透制品2’是允许空气传输的制品。
41.制品2’是可渗透的并且是平坦的。从它的厚度来看，制品2’可以被认为是2d的，即是二维的。
42.制品2’是可渗透的，因为它包括并排布置的多个开口单元格。这种制品的一种示例在商业上以的名称而闻名，并且文献ep1694152b1对其进行了详细描述。对于能量吸收单元格阵列的特定架构，该文献以参见的方式纳入本文。该已知的制品特别适用于该热成型设备和工艺，因为该蜂窝状蜂窝结构包括开口单元格。在文献us20160353825中描述了类似的可渗透制品的另一种示例，其包括多个相互连接的单元格。该片材基本上对应于商业上已知的名称为wavecel
tm
的制品。这类制品是具有高强度重量比的物体。适用于该
设备或工艺的其他类型的可渗透制品是刚性开口单元格泡沫、3d晶格结构或球形多孔材料。或者，制品可以是蜂窝状蜂窝结构，如nomex
tm
蜂窝或铝蜂窝。
43.模具4部分是阳型的，因此是凸的，部分是中性的，因此基本上是平坦的，如图1-4的实施例中所示，但它也可以部分是阴型的，如图5所示。在后一种情况下，除了膜之外，还需要反模具28，如稍后详细描述的。
44.模具4可以是穿孔模具4’，因此包括用于允许空气传输通过它的通孔，如图2的实施例中所示。
45.模具4、4’是刚性的，并且由热成型技术领域中通常出现的金属制成，但它也可以由环氧树脂、木材或聚合物制成，这取决于制品的材料以及因此取决于操作温度。
46.术语“膜”是指可以容易地模制或弯曲的薄片材。术语“弹性膜”是指由具有完全弹性的弹性材料制成的膜。
47.弹性膜可以是弹性穿孔膜3’，如图1和5的实施例中所示，或者不是弹性穿孔膜，如图2、3和4的实施例中所示。术语“穿孔”是指横跨膜片材的厚度的多个通孔。
48.弹性膜3、3’可以由硅树脂或弹性体制成，优选具有介于25至75之间的邵氏a级硬度。优选地，弹性膜的撕裂伸长率高于400％，更优选地高于600％。耐热弹性体如tdbn、tpin或epdm对于实现所述膜是优选的。或者，穿孔膜可以是网或由弹性纱线制成的编织物。
49.制品2、2’放置在区域7上。该区域7可以限定在膜3’上，如图1a、3a和5a的实施例中所示，或模具4、4’上，如图2a和4a的实施例中所示。该区域7是其中进行成型的区域。在穿孔膜3’的情况下，膜3’的区域7基本上对应于孔20所在的区域，如图6所示。区域7布置在模具4、4’和膜3、3’之间。
50.模具4借助致动系统8上下运动，如图1、3和5的实施例中所示。在这些实施例中，模具4在制品2、2’上下降，从而使膜3、3’变形。
51.或者，模具4、4’保持静止，如图2和4的实施例中所示，并且膜3、3’下降到制品2、2’上方并因此下降到模具4、4’上方。在这种情况下，张紧器9朝向模具4、4’降低，因此膜3、3’也下降。张紧器9可以是如图6和7所示的保持弹性膜3、3’的框架。
52.如图1、3和5的实施例中所示，致动系统8可以包括致动器8’，其可以是气动的、液压的、机械的或机电的。
53.致动器8’根据以下一个或多个参数进行控制：力、速度、位移或致动时间。
54.根据待成型的制品，可以调整速度。一般而言，模具的速度不是那么快，因为否则会撞击制品2、2’，并且最终发生制品2、2’的横向位移。
55.可以调节位移以控制模具相对于膜3、3’框架的运动深度。模具的位移决定了膜3、3’在制品2、2’和模具4上产生的弹性反作用力。膜3、3’的这种弹性反作用在制品2、2’上产生压力，并因此在制品2、2’的相对侧上产生模具4、4’的相对压力。
56.通常，位移量用于确定制品2、2’上的双重压力的大小，但如果致动器是气动型的，则可以通过进入致动器8’的气缸的压力来调节位移。在增加气缸的内部压力的情况下，模具的位移增加，并且模具4、4’施加在制品2、2’上的力相应地增加。
57.在该设备的特定版本中，致动器的位移是在模具本身上测量的反作用力的函数，并且仅当在制品和模具之间测量到一定的反作用力时才完成热成型。在这种情况下，模具可以配备至少一个强度/压力传感器。
58.致动器8’的另一个参数可以是致动定时，即模具4、4’与制品2、2’保持抵靠接触多长时间。
59.上述实施例涉及由致动器8’致动的模具，但即使膜3、3’也能够以相同的方式在静态模具上致动。图2和4的实施例的膜3、3’的致动系统可以如上所述地工作，并且可以根据相同的参数进行调节。
60.设备1还包括吸入空气并输出热气流6的热空气源5。如图1-5所示，热空气源5包括加热器11和鼓风机10。该热空气源5布置在膜3’和模具4、4’下方，并因此布置在制品2’下方。
61.如图2b所示，由热空气源5吸入的空气可以从进行成型的区域7中再循环，该解决方案也可以应用于其它实施例。加热器5可以包括热流体在其中流动的热交换器(未示出)，或者可以包括由鼓风机10吸入的气流穿过的电阻。鼓风机10可以包括用于使由加热器11加热的空气流动的电风扇。
62.由热空气源5产生的该热气流6被引导朝向其中布置有制品2、2’的区域7。热气流6可以穿过弹性穿孔膜3’，如图1和5的实施例中所示，或穿过模具5，如图2的实施例中所示。这些解决方案在可渗透制品2’的情况下是优选的，特别是如果制品2’包括如图1、2和5所示的垂直定向的开口单元格或通道。由于制品2’是可渗透的，因此大量的热空气6接触制品2’的单元格，从而将其快速均匀地加热。成型工艺中使用的传统烘箱受到限制，因为它们在外部加热制品并依靠传导来促进横跨材料厚度的热传递。以这种方式，加热制品的整个厚度需要更高的温度，并且在成型期间可能会出现缺陷。相反，在本设备1中，由于可渗透制品2’被均匀加热，当模具4、4’和膜片3、3’一个朝向另一个运动时，可渗透制品2’自始至终均匀地达到正确的温度，并且可以容易且有效地成型。
63.为了将热气流6从热空气源5递送至区域7，该设备可以包括空气管道17。该空气管道17允许将热空气源5布置在膜3、3’或模具4、4’下方。空气管道17包括用于在整个区域7上散布热气流6的部分。
64.为了使这种效果最大化，空气管道17可以包括扩散器12，如图2的实施例中所示。扩散器12可以用于所有其它实施例中。
65.图7的实施例代表了可以使用的特定类型的扩散器12。在具体实施例中(未示出)，扩散器12的翅片可以布置成将热气流集中在区域7的特定区域中，以用于加热制品2、2’的更多特定部分并促进其在这些部分中的弯曲。
66.弹性膜3、3’由张紧器9沿着其周界连接和张紧(如图1-5示意性所示)。张紧器9用于为弹性膜3、3’提供预张紧力。
67.张紧器9可以是沿着其周界阻挡弹性膜的框架，如图6所示。
68.张紧器9还用作模具－膜运动的参考。
69.张紧器9还可以包括多个预加载弹簧，从而为膜3、3’提供预张紧。这些弹簧可以锚定至膜3、3’的周界。或者，张紧器9可以是主动的，因此构造成当制品2、2’被推抵模具4、4’和膜3、3’时改变膜3、3’的张力，从而改变膜3、3’的反作用弹力。
70.为了使制品2、2’热成型，实施以下工艺。热气流6首先流向其中布置有制品2、2’的区域7。如已经描述的，区域7布置在膜3、3’和模具4、4’之间。其次，膜3、3’通过使模具4、4’和膜3、3’一个朝向另一个运动来唯一地张紧，从而在它们之间压缩制品2、2’。
71.在图1、3和5的实施例中，模具4下降到弹性膜3、3’的高度以下，因此低于张紧器9的高度。以这种方式，弹性膜3、3’变形并且制品2、2’在模具4和膜3、3’之间保持压缩。
72.由于制品2、2’已经预先加热，一旦它在模具4和膜3、3’之间被压缩，膜3、3’的弹性力迫使制品2、2’呈现模具4的形状。
73.膜3、3’的弹性允许逐渐遵循加热的制品2、2’的变形并同时将制品2、2’推抵模具4。在制品2、2’的另一侧，模具4保持静止或进一步推动以根据模具4、4’的形状减轻制品2、2’的变形。
74.为了产生膜3、3’的正确弹性反作用，模具4需要尽可能地下降到张紧器9引用下方，如图1、3和5所示。或者，弹性膜3、3’连同其张紧器9一起在模具4、4’上方下降，直到模具4、4’的模制表面27完全或几乎完全穿透弹性膜3、3’，如图2和4所示。
75.成型表面27向下到张紧器9下方以便更多地拉伸膜3、3’并且在制品2、2’上具有更大的弹性力。
76.可选地，该方法可以包括预备步骤，预备步骤包括制品2、2’的预切割。由于制品2、2’最初是平坦的，因此在热成型阶段之前将其切割会更容易。因此，该工艺包括在制品形成之前对制品进行唯一切割的初步步骤。唯一地意味着在成型步骤之后，即一旦制品2、2’成型，就不需要进一步的切割步骤。以这种方式，在热成型后制品2、2’的材料没有浪费，并且制品可以在成型后立即使用。例如，当制品是如图6和7所示的能量吸收垫时，该垫在垫是平坦的时进行初步切割，使得在成型后可以直接插入头盔中，而没有进一步的精加工步骤。以这种方式，消耗了最少的材料，并且简化了垫的整体成型工艺。
77.设备1可以包括至少一个冷却系统，以便使制品2、2’冷却并因此定型。具体地，一旦模具4、4’穿过膜3、3’，热气流6可以被中断，如图3b、4b和5b的实施例中所示，或者偏移，如图2b的实施例中所示，或简单地减少，如图1b的实施例中所示。
78.为了进一步冷却制品2、2’并因此更快地冻结其变形的形状，制品2、2’可以经由喷嘴21进行冷却，喷嘴使新鲜空气迎着制品2、2’和膜3、3’流动，如实施例1b和3b中所示，或将热气流6偏离，如图2b的实施例中所示，或用特定的模具冷却回路22冷却模具，如图4b所示，或用鼓风机10吹室温空气，如图5b的实施例中所示。
79.在一个或多个喷嘴21的情况下，这些喷嘴指向其中布置有制品2、2’的区域7，并且它们使强烈的冷空气或室温空气流流动。
80.为了使热气流6偏离，可以使用第一阀13和沿着空气管道17布置的排放出口14。当第一阀13打开时，热气流6自由地流向区域7，反之亦然，当第一阀13关闭时，热气流6通过排放出口14偏移到设备1的外部。或者，经由出口16排出的热气流6朝向热空气源入口再循环。
81.在模具4中设置模具冷却回路22的情况下，制冷剂在模具中流动，靠近其模制表面27，从而急剧且快速地降低模具温度，模具温度在加热阶段期间变热。或者，模具温度在整个工艺期间维持恒定，例如在低于制品材料的热挠曲温度的温度下，以从控制的角度简化工艺。
82.制品2、2’也可以使用鼓风机10冷却以使室温空气或冷空气流动。在这种情况下，鼓风机10的上游布置有第二阀15和辅助入口16，其允许借助鼓风机10吸入和吹送未加热的空气。
83.如果兼容，可以组合这些冷却系统中的一个或多个以改进冷却效果。
84.为了监测其中布置有制品2’的区域7的温度，可以预见一个或多个温度探头23。以这种方式，成型温度被不断地监测，并且模具4只有在达到期望温度时才能动作。
85.具体地，期望温度高于制品材料的热变形温度(hdt)，以允许其塑性变形。hdt定义为特定材料的标准测试棒在负载下挠曲指定距离时的温度。根据本发明，特定制品材料的热挠曲温度是根据iso 75和astm d648规则测量的。
86.如果制品2、2’由多于一种材料制成，如上述制品，则所述预定温度是高于最硬材料的挠曲温度且低于较软材料的分解温度的温度，其中“最硬”是指更耐高温的材料，“较软”是指相反的材料。垫由多个相互连接的单元格构成，每个单元格包括外管和内管，其中，外管的挠曲温度低于内管的挠曲温度。影响预定温度值的另一个因素是制品2、2’的整体几何形状。如果制品是可渗透的并且其全部部分很薄，则所述预定温度略高于材料的挠曲温度，或情况下最硬的材料的挠曲温度。实际上，如果可渗透制品2’的全部部分的厚度很小，热气流就迅速加热它们并且不需要高温度值。术语“略高”是指比所述挠曲温度高1至5摄氏度。
87.影响热成型行为的另一个因素是加热时间。如果长时间维持略高于挠曲温度的预定温度，则所有全身部分均被均匀加热，但热成型工艺变得太长。因此，所述预定温度作为全身部分的厚度的函数而增加。在不可渗透制品2的极端情况下，所述预定温度更高。由于所有上述原因，预定温度是以下一个或多个因素的函数：制品2、2’的较硬材料的挠曲温度、制品2、2’的较软材料的分解或熔化温度、制品2、2’的全身部分的几何形状和热成型持续时间。例如，在聚碳酸酯可渗透制品的情况下，预定温度包括在135℃至145℃之间，并且经由热气流的加热需要30至60秒之间。温度探头23靠近区域7布置。即使温度探头23没有在图1-7的所有实施例中表示，温度探头也可以应用于这些实施例。
88.温度探头23可以连接于控制单元25，控制单元又控制热空气源5。以这种方式，如果温度探头23测量到相对于期望的预定温度的差异，则启动控制回路并且调节区域7中的温度，从而激活热空气源5。
89.为了更快地加热区域7并且消耗更少的能量，设备1可以包括再循环系统24，该再循环系统从区域7吸入热空气并将其送回热空气源5。该再循环系统24可以是连接设备1的这两个部分的导管。如果热空气源5吸入暖/热空气，则加热器11消耗的能量减少。即使仅针对图2的实施例示出再循环系统24，所有其它实施例都可以采用该解决方案。
90.可选地，可以在设备1中提供另外的弹性膜19。该另外的弹性膜19布置在另一弹性膜3、3’之上，使得制品2、2’位于这些弹性膜之间。该另外的膜19可以是穿孔的或不穿孔的。该另外的膜19可以布置成接触或不接触制品2、2’。该另外的膜19可以布置在另一个弹性膜3、3’的上方或下方。
91.在图3的实施例中，另外的膜19布置在制品2上方并且当模具4下降时下降到制品2上。即使在其它实施例中没有表示另外的膜19，它也可以在所有实施例中采用。
92.另外的膜19可以具有与弹性膜3、3’不同的表面平滑度。该特性可用于补偿制品2、2’在成型期间的变形。
93.例如，参考图3b，制品2的下部与弹性膜3的摩擦力较大，因为制品2在该侧的变形较大，因此，至少在其上侧，弹性膜3的表面平滑度需要较高，以允许制品2的下表面在变形
期间滑动。相反，另外的弹性膜19与制品2之间的摩擦力较低，因为相对运动较小，因此表面平滑度可以较低，以在模制期间将制品2维持在位并避免横向位移。
94.与另一弹性膜3类似，另外的弹性膜19周向锚定至第二张紧器9’。第二张紧器9可以是固定的，如图3所示，或者可以上下运动。
95.另外的弹性膜19也可以相对于弹性膜3具有不同的硬度或厚度，用于在模具4、4’下降期间调节施加在制品2、2’上的弹性反作用力。
96.设备1还可以包括参考系统，用于在模具4、4’或弹性膜3、3’上指示制品2、2’所必须定位的正确位置。该参考系统可以是在膜/模具上再现的线或符号。这条线可以在成型前，即当它仍然平坦时再现制品2、2’的形状。在其它情况下，参考系统可以包括激光投影仪26，如图5a所示，其通过激光束指示区域7的其中需要放置制品2、2’以具有正确的成型的位置。
97.或者，膜3、3’可以包括脊部，该脊部提供用于定位制品和限制其横向位移的参考系统。
98.可选地，设备1还可以包括反模具28，如图5的实施例中所示。该反模具28用于形成特定的凸出和凹入制品。具体地，当主模具4、4’包括至少部分为阴型的模制表面27时，弹性膜3、3’将不足以在该区域中将制品推抵模具4、4’。为此，至少在模具4、4’的这个凹入部分中，提供了相对的反模具28，以帮助弹性膜3。
99.参见图5b，模具4的中心部分是凹入的，并且弹性膜3’由于其张紧而不能将制品2’推抵模具4的该部分，因此，反模具28推动隔膜3’和制品2’以与模具4相匹配。反模具28不完全覆盖模具4、4’，因为它仅在对应于模具4的凹入部分时是必需的。以这种方式，反模具28相对于模具4更小，因此设备1的成本更低。如图5所示，反模具28可以是穿孔的，也可以不穿孔。反模具28可以是可运动的或不可运动的。
100.热成型设备1能够可选地包括与相应的弹性膜3、3’相关联的更多模具，从而同时形成多个制品2、2’。以这种方式改进了生产能力，并且某些工具，如热空气源5，可以同时用于更多制品2、2’。例如，在气动致动器8’的情况下，单个压缩机可以用于所有致动器8’。
101.参考图6和图7，提供了根据本发明的设备的具体实施例。本实施例的设备基本上对应于图1的实施例。该设备已在实际中实现，在成型的快速性、一致性和可靠性方面取得了非凡的成果。该设备1包括构造成使模具4上下运动的气动致动器8’。模具4是完全阳型的，因此完全是凸出的。可渗透制品2’是平坦的单元格阵列，类似蜂窝结构，并且成型后成为头盔的吸能垫。可渗透制品2’已预先切割，以便在热成型后直接获得成品。可渗透制品2’简单地放置在穿孔弹性膜3’上，而没有任何固定装置。弹性膜3’包括多个通孔20，对应于其中布置有制品2’的区域7。弹性膜3’通过张紧器9锚定至设备主体，张紧器是固定于设备1平面的框架。设备1的这个主体通过臂(未示出)连接于致动器8’。装置1的主体部分地由空气管道17构成，该空气管道将热空气源5连接至区域7。扩散器12布置到空气管道17中，该扩散器将热气流横跨空气管道17散布。格栅18布置在扩散器12上方，该格栅阻挡了由热空气源5吹出的最终杂质，并且通过稍微堵塞进入的空气来改善空气温度均匀性。以这种方式，空气被混合，并且格栅18甚至可以自身存储和散发热量。或者，格栅网非常细，以至于格栅18用作杂质过滤器。
102.本发明的另一方面和实施例由用于热成型制品2，优选地可渗透制品2’的热成型
设备1限定，包括：-连接于张紧器9的弹性膜3、3’；-模具4、4’；-热空气源5，该热空气源构造成将热气流6吹向区域7，待热成型的制品2、2’可以布置在该区域中；-致动系统8，其构造成使模具4、4’朝向膜3、3’或张紧器9朝向模具4、4’运动，从而在膜3、3’和模具4之间压缩制品2、2’。
103.总之，如此构思的本发明易于进行许多修改和变化，所有这些修改和变化都落入本发明构思的范围内，此外，所有特征可以被技术上等同的替代方案所代替。实际上，数量可以根据具体的技术要求而变化。最后，之前描述的实施例的所有特征能够以任何方式组合，从而获得出于实用性和清楚的原因在此未描述的其它实施例。
104.举例而言，图1或5的实施例也可以包括两个膜而不是一个，类似于图3的实施例。这些膜既可以两者都是穿孔的，也可以是仅仅面向热空气源的膜穿孔。或者，图2或4的实施例的模具可构造成相对于静态膜上下运动。在后一种情况下，模具甚至可以布置在制品上方，因此相对于图2和4中所示的设备是倒置的。基本上，先前段落中描述的所有特征能够以几种其它方式相互组合以获得落入本发明主题的许多其它设备，即使为了简洁起见没有具体表示或描述。
105.附图标记：1
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热成型设备2
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制品2
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可渗透制品3
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弹性膜3
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穿孔弹性膜4
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模具4
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穿孔模具5
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热空气源6
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热气流6
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冷气流7
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区域8
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致动系统8
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致动器9
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张紧器9
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第二张紧器10
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鼓风机11
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加热器12
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扩散器13
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第一阀14
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排放出口15
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第二阀
16
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辅助入口17
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空气管道18
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过滤器19
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另外的弹性膜20
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弹性膜的孔21
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喷嘴22
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模具冷却回路23
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温度探头24
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再循环系统25
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控制单元26
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激光投影仪27
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模制表面28
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反模具