用于用可固化的铸造材料制造具有正面和背面的铸体的铸模的制作方法

本发明涉及一种用于用可固化的铸造材料制造具有正面和背面的铸体的铸模，包含至少一个将所述正面成型的第一成型件和将所述背面成型的第二成型件，所述成型件一起界定铸造空腔，其中，所述第一成型件具有界定所述铸造空腔的第一金属层，并且所述第二成型件具有界定铸造腔的第二金属层，其中，所述两个金属层在其边缘区域内重叠，以及，至少一个金属层是可通过对应的加热装置加热。

背景技术：

1、例如ep 1237694 b1所揭示的这种铸模用于用可固化的铸造材料制造铸体，此铸造材料优选具有聚合物基质以及引入到聚合物基质中的用于制造复合铸体的填料。可借此制造的铸体的一个示例是厨房水槽，其具有相应较为复杂的三维形状，此形状由铸造空腔或两个金属层塑造。但也可以通过这种铸模制造其他铸体，例如盥洗台、淋浴底盆或诸如此类。

2、为了制造铸体，将铸造材料送入由两个成型件界定的铸造空腔。第一成型件用于实现铸体的正面的成型，第二成型件用于实现背面的成型。其中，每个成型件均具有金属层，即赋予形状的薄金属片，其直接在正面和背面界定铸造空腔，即直接起到赋予形状的作用。因此，铸造材料贴靠在这两个金属层上。

3、铸造材料是可固化的反应物质，例如基于聚丙烯酸酯或者聚甲基丙烯酸酯的反应物质。在数bar的压力下将反应物质送入铸造空腔，从而确保这个铸造空腔完全填满，在此之后开始聚合过程。为此，就ep 1237694 b1所揭示的铸模而言，借助与第一金属层对应的加热装置，在整个金属层面的范围内对构建正面的第一金属层进行加热，迫使如前所述贴靠在第一金属层上的铸造材料也发生升温。如果铸造材料升温至聚合起始温度以上，则放热的聚合反应开始，其中，聚合前端逐渐地穿过铸造材料运动至相对的第二金属层。可如下应对在此情形下可能出现的收缩：构成背面的金属层是可动的，从而能够根据收缩调节铸造空腔的容积。

4、就ep 1237694 b1所揭示的铸模而言，两个金属层在边缘处平面式贴靠在彼此上，其中，通过这个抵靠，搭配环绕式密封件，将铸造空腔密封。如果对第一金属层进行加热，则热流因边缘处的抵靠而进入第二金属层，这导致在边缘区域内，金属层的升温程度不及其余面，边缘区域中的温度略低一些。这又导致与铸造材料平面式抵靠至第一金属层上的区域相比，在铸造空腔中处于边缘的铸造材料的升温程度更低。在这个平面式区域内可能已开始聚合反应，而在边缘区域内则尚未开始。这又可能导致与边缘处相比，铸造材料在空腔容积中更快地聚合，即固化。亦即，容积中的铸造材料完全固化，边缘区域内的聚合反应则有所延迟，也就是说，在边缘区域内，铸造材料可能与先前一样仍至少部分是液态的，而容积中的铸造材料已固化。在边缘区域内，金属层固定贴靠在彼此上，故金属层中的每一个均不具备可动性，致使无法实现收缩补偿，因此，在铸造材料的固化过程中，延迟的聚合可能最终导致边缘区域内出现由收缩引起的缺陷部位，这对最终的模制体造成负面影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的课题是提供一种相对而言有所改进的铸模。

2、为了达成上述课题，本发明针对本文开篇所述类型的铸模提出，在所述第一或第二成型件的金属层上以在边缘环绕的方式设有绝缘元件，其在闭合位置中贴靠在所述另一金属层的边缘上，并且将两个彼此不接触的金属层相互热分隔。

3、根据本发明，所述两个金属层中的一者配备有在边缘环绕的绝缘元件，通过所述绝缘元件在闭合位置中将这两个金属层相互热分隔，即绝缘。就本发明的铸模而言，所述金属层不再贴靠在彼此上，确切言之，通过所述绝缘元件整合一个绝缘平面，通过所述绝缘平面在边缘区域或支承区域内有效地防止从经加热的第一金属层至第二金属层的热流。借助所述有利的热绝缘，即使在边缘区域内也能发生对应的无缺陷并且在时间上一致的聚合反应，因为通过经加热的金属层能够输入足够的热来启动聚合。所述例如呈矩形的环绕式绝缘元件(其也可以由各彼此环绕式互补的元件区段组成)在金属层的设有绝缘元件的边缘面上略微伸出，使得在成型件闭合的情况下，所述绝缘元件必然抵靠另一金属元件的边缘抵靠面。

4、优选地，所述第二金属层也对应一个加热装置，其用于对第二金属层进行独立加热。亦即，本发明的铸模具有两个独立的可控制的加热装置，故可独立地对第一和第二金属层进行加热。这样便能以不同的温度曲线(不论就实际温度还是时间特性曲线而言)对第一和第二金属层进行加热。另一控制方案为，一个抑或每个加热装置可以具有数个独立的加热回路，从而也能在加热装置范围内局部实现不同的温度曲线，以及局部实现单独加热。借此，可最终依据反应动力学来控制所述一个或两个加热装置。例如可以在一个或者两个加热装置上设置各一独立的边缘加热回路，以便在边缘区域内更早或更强地进行加热，以及更早地引发聚合或诸如此类，即依据反应动力学进行加热。

5、如前所述，这两个金属层通过绝缘元件相互热隔绝，即这些金属层不发生导热接触。其中，所述绝缘元件也可以具备支撑功能，具体方式为，两个金属层通过绝缘元件抵靠彼此支撑。也就是说，最终这两个成型件通过绝缘元件抵靠彼此支撑。

6、所述绝缘元件自身优选由导热性<10w/(m x k)的材料构成，其中优选地，塑料是适合的材料。除了热绝缘能力以外，使用必然具有一定弹性或柔性或者柔软度的塑料的优点还在于，通过所述塑料绝缘元件也能够对金属层边缘的可能的不规则性进行补偿。这样一来，绝缘元件实现铸造空腔的绝对无隙的完全封闭，亦即，在边缘区域处不形成导致需要修整的浇口缺陷的微隙，而在采用根据ep 1237694 b1的铸模时便可能存在此问题。通过整合所述绝缘元件避免了这两个金属层的任何接触，因此，在采用这种直接层接触时存在的可见侧接触边缘的损伤风险也得以减小。

7、优选将热塑性塑料、热固性塑料或者弹性体用作塑料绝缘元件。所述绝缘元件例如可以由聚甲醛(pom)或者聚酯-氨基甲酸乙脂橡胶或聚氨酯弹性体构成，市售产品例如为其中这仅是示例。当然也可以使用其他具有期望特性的塑料。

8、这些特性中的一个是绝缘元件或使用的材料的硬度。其应具有80–100的肖氏硬度a，特别是90的肖氏硬度a。

9、所述绝缘材料自身优选呈条状，并且具有矩形横截面。所述两个金属层具有对应的平整的抵靠面，故通过使用这种宽的条状绝缘元件，在两侧实现足够的较大的抵靠面，负荷也充分地分布在该抵靠面的范围内，从而能够相应地减小单位面积接触压力。

10、例如可以简单地通过粘合至金属层上来实现绝缘元件的固设。作为替代或补充方案，也可以借助一或数个诸如夹紧条的夹紧元件或诸如此类进行保持。

11、本发明还提出，所述金属层的在闭合情况下被绝缘元件抵靠的边缘区域采用阶梯形状，并且具有被绝缘元件最先抵靠的第一支承区域，并且具有第二支承区域，在所述第一支承区域与所述承载绝缘元件的金属层之间受到挤压的绝缘元件在其变形后抵靠该第二支承区域。也就是说，金属层最终在支承区域内具有两个独立的分阶的支承面，其中，这两个支承面或支承区域相互错开0.2–2mm，特别是错开约0.5mm。因此，在闭合时，绝缘元件首先抵向类似于伸出的第一支承区域。随着闭合运动以及负荷的增大，绝缘元件被略微挤压，即单位面积接触压力增大。随后，随着闭合运动继续进行以及负荷的增大，绝缘元件抵向所述第二平面式支承区域，在该处，绝缘元件被额外地支撑，并且，两个支撑区域或支撑面使得总的单位面积接触压力充分减小。

12、尽管原则上可以通过如前所述优选由塑料构成并且具有对应弹性或柔性的绝缘元件来在边缘处实现铸造空腔的整个密封，但在绝缘元件在闭合时所抵靠的金属层上，也可以设有环绕式的并且在闭合位置中贴靠在绝缘元件上的密封元件。也就是说，金属层的被绝缘元件抵靠的曝露的抵靠面还配备有密封元件，其实现另一朝向绝缘元件的密封平面。所述密封元件自身优选容置在形成于所述第一支承区域与所述第二支承区域之间的凹槽中。所述密封元件例如是由对应的塑料材料、优选由弹性体构成的橡胶密封件。因此，在闭合时，绝缘元件抵靠这个密封元件，使得密封元件因压力而贴靠在绝缘元件上。

13、如前所述，通过与第一金属层对应的平面式加热装置，抑或(如若设有)通过与第二金属层对应的平面式加热装置，在整个金属层面的范围内大面积地将热输入耦合。为了尽可能高效地实现这一点，所述或每个平面式加热装置可以直接布置在相应金属层的背面上，并且以直至进入边缘的重叠区域的方式将背面占据。也就是说，所述加热装置也伸入两个金属层在边缘发生重叠并且通过绝缘元件相互热分隔的区域。这又导致必定也能直接在铸造空腔的边缘区域内，视情况而定甚至能够以就金属层而言略超出边缘的方式进行主动的热输入。

14、所述加热装置，两个加热装置中的一者或者每个加热装置可以具有嵌入在导热物质中的管状或带状加热元件。管状加热元件例如是加热管或者加热盘管，其被热水或另一加热流体流过。作为替代方案，也可以设有形式为电热导体的带状加热元件。这些加热元件原则上嵌入在对应的导热物质中，该物质使得这个加热装置能够根据第一抑或第二金属层的三维形状铺设，从而实现精确匹配。至少所述可通过弹性中间层运动(下文还将对此进行说明)的加热装置的加热元件可以嵌入至也具备弹性的导热物质中。

15、其中，所述物质优选是导热物质，其用于将通过加热元件送入的热尽可能均匀地分布在面的范围内。这个导热物质可以是嵌入有金属颗粒(尤其是铜粒)的聚合物物质。

16、不论是何种类型，加热元件自身均能例如呈回形、呈螺旋形或者以其他几何结构置入在弹性物质或导热物质中，其中，也可以通过可独立供应流体的加热管或热导体来构建数个独立的加热回路，从而也能实现局部的和在时间上不同的温度曲线，以及更加灵活地控制热输入。

17、其中，与其他区域相比，所述或者每个加热装置的加热元件特别是可以在边缘重叠区域内更紧密地铺设。如前所述，在设有用于收缩补偿的可动金属层的情况下，在边缘区域内，金属层因支撑而不具有明显的可动性，因此，可能如前所述因未经补偿的聚合收缩而出现诸如磨毛或收缩痕迹的材料缺陷，这是因为已聚合的体积未相应地对铸造材料作后续挤压。这一点一方面可如前所述通过整合绝缘元件来消除，但也可以采用通过在边缘区域内更紧密地铺设加热元件来输入更高能量的方案。也就是说，在两个金属层交叠并且被绝缘元件支撑的边缘区域中，与其他加热元件面相比，加热管或热导体以更靠近彼此的方式延伸。这导致与其他体积相比，铸造材料在边缘区域内甚至更早一些发生固化，使得通过周围的处于压力下且尚且为液态的铸造材料进行对应的后续挤压，故即使在边缘区域内也发生收缩补偿。也可以在边缘区域内环绕式设有独立的加热回路，从而能够在边缘处局部地进行特定的热输入，并且能够更早地在边缘处引发聚合。

18、这两个金属层优选由镍构成，即由相应大面积的镍片构成。其中，所述第一金属层可以具有3–7mm、特别是4–6mm且优选5mm的厚度。所述第二金属层优选略薄一些，其具有1–3mm、优选2mm的厚度。可以选择略厚一些的第一金属层，因为其位置固定，且对应的金属体积确保了均匀的热分布。因为如前所述，通常借助从正面、即通过第一金属层进行起始热输入来引发聚合操作。第二金属层则更薄，因为此金属层需要具备可动性，即不允许过厚以及不允许具有过高的刚度。

19、优选地，所述铸模具有至少一个金属层，其能够为了改变铸造空腔容积而至少局部地变形。借此，在视待制造的铸体而定需要的情况下，能够取决于收缩进行收缩补偿，其中对可动的金属层进行跟踪。在此情形下，绝缘元件的作用特别有利地体现出来。借助通过改变铸造腔容积来进行收缩补偿，确保尽管存在因反应造成的收缩，流体物质也能在边缘区域内实现后续挤压并在该处最佳地聚合，从而能够以几何精确的方式构建边缘，无需或仅需要可忽略不计的机械修整，而用依据ep 1237694 b1的铸模制造的成型件便是如此。因此，在边缘区域内不会形成诸如孔洞或磨毛的缺陷部位，也不会形成需要作机械修整的边缘几何结构。

20、其中，所述包含可动金属层的成型件可以具有由可弹性变形并且可压缩的材料构成的平面式中间层，所述成型件的金属层能够在变形的中间层产生复位力的情况下抵靠所述中间层运动。通过这个支撑在成型件载体上的、优选由诸如海绵橡胶的可压缩的弹性塑料材料构成的、具备弹性且可压缩的中间层，在成型件中直接整合了跟踪或复位装置，而为此无需如依据ep 1237694 b1的现有技术那样增设外部构件。就ep 1237694 b1所揭示的铸模而言，借助通过管线和泵送入位于可动金属层后的空腔中的加压流体来实现金属层运动。而就本发明的铸模而言，所有这些均不需要，因为整合的平面式中间层能够在产生复位力的情况下相应地变形。如果在通常约为4–5bar的高压下将铸造材料送入铸造空腔，则所述可动的金属层压向所述可压缩的弹性中间层并使其变形，这个中间层产生复位力。如果发生收缩，则中间层对金属层进行后续挤压，使得金属层永久抵靠在铸造材料上。据此，随着聚合的铸造材料的收缩，将铸造空腔逐渐减小。这样便确保铸造材料永久地平面式抵靠在对应的金属层上。

21、为此优选采用由海绵橡胶构成的层。海绵橡胶是一种大体上闭孔的弹性泡沫材料。这种多孔橡胶例如可以由氯丁二烯、天然橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶或者类似的合成橡胶(如苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶)或者类似的橡胶制成，其中这并非详尽列举。这种形式特别是为海绵橡胶的弹性塑料材料特别适于实施成大面积的中间层，此中间层也能够简单地根据金属层的三维形状变形，故而能够整合至所述成型件中。原则上，使用的中间层材料应具有5°-35°、优选15°+/-5°的肖氏硬度a。所述中间层应具有2–10mm、特别是3–7mm并且优选4–6mm的厚度，并且优选将金属层用以界定铸造空腔的整个面覆盖。

22、优选地，所述中间层自身将第二金属层用以界定铸造空腔的整个面覆盖。也就是说，所述弹性中间层在金属层与铸造材料发生接触的整个区域的范围内延伸，即延伸至成型件用以贴靠在另一成型件上的边缘。由此确保：最终在所有区域内，均发生金属层的对应的、因产生的复位力而造成的近似主动的跟踪。

23、优选地，在通过第二金属层构成铸体的在例如厨房水槽的安装位置中通常不可见的背面后，上述金属层是第二成型件的第二金属层。其中，在本发明的进一步方案中，直接在所述第二金属层的背面上设置所述将背面平面式占据的加热装置，所述加热装置贴靠在该平面式中间层上。通过这个位于第二金属层上的加热装置，也可以针对性地从背面进行加热，以对聚合过程进行控制。为了将加热功率尽可能好地耦合输入至第二金属层，这个加热装置平面式贴靠在第二金属层上。根据本发明，跟随所述加热装置的是所述平面式弹性中间层，其又被支撑，故该中间层被止推支承(widergelagert)以实现压缩。也就是说，根据本发明，所述第二金属层近似间接地通过加热装置与弹性中间层运动耦合。

24、此外，所述绝缘元件可以具有针对反应物质的不粘特性。借此防止反应物质(即铸造材料)或聚合而成的模制体粘附在绝缘元件上，而粘附可能会导致缺陷部位。这个不粘特性例如可以由绝缘元件自身的材料提供，或者例如由绝缘元件的对应的表面涂层提供。