用于形成容器的设有呈缝隙形式的减压通气孔的模型元件 |
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| 申请号 | CN201480068925.8 | 申请日 | 2014-12-09 | 公开(公告)号 | CN105829066B | 公开(公告)日 | 2019-08-13 |
| 申请人 | 西德尔合作公司; | 发明人 | J-C·朗格卢瓦; R·贝尚; M·布科布扎; M·勒泰斯蒂; | ||||
| 摘要 | 用于利用塑料制的坯件通过吹制或拉伸吹制来制造容器的模型(1)的整 体模 型元件(3、7)，该模型元件(3、7)包括整体的模制壁(4、8)，模制壁具有带有容器的至少一部分的模腔的起伏的模制表面(5、9)，模制壁(4、8)钻有至少一减压通气孔(20)，通气孔通过内开口(21)通向模制表面(9)，内开口呈缝隙的形式。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种整体模型元件(3、7)，其用于利用塑料制的坯件通过吹制或拉伸吹制来制造容器的模型(1)，所述整体模型元件(3、7)包括整体的模制壁(4、8)，模制壁具有带有容器的至少一部分的模腔的起伏的模制表面(5、9)，模制壁(4、8)钻有至少一减压通气孔(20)，减压通气孔通过内开口(21)通向模制表面(9)，所述整体模型元件(3、7)的特征在于，内开口(21)呈缝隙的形式；所述整体模型元件包括第二壁(16)，第二壁与模制壁(8)一起限定与模制表面(9)的起伏吻合的空腔(15)，用以载热流体流动；并且，所述减压通气孔(20)穿过空腔(15)延伸，并通过将模制壁(8)连接至第二壁(16)的具有封闭轮廓的壁(24)与空腔分开。 |
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| 说明书全文 | 用于形成容器的设有呈缝隙形式的减压通气孔的模型元件技术领域[0001] 本发明涉及利用塑料制的坯件通过吹制或拉伸吹制在具有要形成容器模型的模腔的模型中形成容器。术语“坯件”不仅指预型件(一般通过注入得到)，还指已经利用预型件经过预吹制操作的中间容器。 背景技术[0002] 模型一般包括多个整体元件，每个元件具有带有容器至少一部分的模腔的模制表面。因此，用于形成容器的模型包括带有容器主体和肩部的模腔的侧壁，模型一般分为两个互相铰接用以可以使坯件进入模型的半模，和带有容器底部的模腔的模型底部，该模型底部位于设在半模之间与肩部相对的开口中。对某些具有局部特殊形状的容器(例如形成手柄的突起或凹部)，模型可以包括多个具有这些形状的模腔的活动插入件。 [0003] 模型元件一般钻有一个或多个可以排出圈闭在形成过程中的坯件材料与模型壁之间空气的减压通气孔。 [0004] 这些减压通气孔特别设在模型底部，并且更确切地是设在材料最后到达的区域中。国际申请WO 00/74925(KRUPP)示出了用于花瓣形底部的模型底部：该底部设有通过在模型底部与容器基部对应的凹部中实施的钻孔形成的减压通气孔。 [0005] 这种结构不是没有缺点的。实际上，应限制通气孔的尺寸(即直径)，以避免成形时通气孔中的材料蠕变，并随后在形成容器的表面出现材料突出点。因此，限制通过通气孔排出的空气流量，这减缓了成形，并且由于材料在其能与模型壁上形成的起伏完全吻合前迅速冷却(并因此固化)可能影响与模腔的良好贴合。 [0006] 克服该困难的一个可行的方法是通过钻多个孔口成倍增加通气孔。该方法可以增加成形时排出的空气流量，但它成倍增加了加工作业，并且对复杂表面(尤其是用于花瓣形底部的模型底部的表面)，需要借助多轴加工机械，这些加工机械的编程是复杂的。 [0007] 另外，从法国专利FR 2 947 755(COMEP)知道一模型底部，该模型底部由两个可通过相应的切口和起伏相嵌的构件构成。通气孔在两个构件之一的边缘形成。但是，这种方法需要形成两个构件，并且制造公差很严格，以便可以没有间隙地配合组装(除非接受得到的容器具有瑕疵，特别是与模型底部的两个构件之间界面对应的材料褶皱)。 发明内容[0008] 第一目标是提出一种带有通气孔的整体模型元件，通气孔用于在成形过程中排出空气并可增加空气流量。 [0009] 第二目标是提出一种制造比较容易的整体模型元件。 [0010] 第三目标是提出一种带有通气孔的模型元件，通气孔的形状、布置和/或尺寸不会在容器的外表面形成痕迹。 [0011] 为了实现这些目标中的至少一个，首先提出一种用于利用塑料制的坯件通过吹制或拉伸吹制来制造容器的模型的整体模型元件，该模型元件包括整体的模制壁，该模制壁具有起伏的模制表面，模制表面带有容器的至少一部分的模腔，模制壁钻有至少一减压通气孔，该减压通气孔通过内开口通向模制表面，该内开口呈缝隙的形式。 [0012] 由于该布置，通气孔提供增加的通过截面，这样可以增加成形时的空气流量。由此产生更好的容器可吹制性(即容器更好地占据模型模腔的能力)。 [0013] 可以单独或组合考虑各种补充的特征： [0014] －内开口具有的长度和宽度使得长度大于宽度的两倍； [0015] －至少一通气孔具有沿曲线轮廓延伸的开口； [0016] －至少一通气孔具有沿直线轮廓延伸的开口； [0017] －至少一通气孔从内开口向模型元件的外表面上的外开口扩口； [0018] －模型元件包括一系列大致平行地延伸的通气孔； [0019] －模制表面带有容器的花瓣形底部的模腔，并且交替包括从中心区开始辐射的带有花瓣形底部的谷部模腔的肋条和在肋条之间延伸的具有花瓣形底部的基部模腔的凹部；并且，模型元件具有在凹部中形成的至少一通气孔； [0020] －所述通气孔径向地延伸； [0021] －模型元件包括一系列在凹部中径向地延伸的通气孔； [0022] －模型元件在每个凹部中包括三个通气孔，即一个沿凹部的中线延伸的中间通气孔，一对大致延伸到凹部与相邻的肋条之间的连接处的围绕中间通气孔的侧向通气孔； [0023] －模型元件包括在模制表面中挖出的并使通气孔连通的凹槽； [0024] －模型元件包括第二壁，第二壁与模制壁一起限定与模制表面的起伏吻合的空腔，用以使载热流体流动；并且，所述通气孔穿过空腔延伸，并通过将模制壁连接至第二壁的具有封闭轮廓的壁与空腔分开。 [0026] 通过下面参照附图对一实施方式进行的描述，本发明的其它目标和优点将显示出来，附图中： [0027] －图1是用于形成具有花瓣形底部的容器的模型的透视图，该模型包括两个铰接的半模和一个模型底部； [0028] －图2是模型底部的透视图； [0029] －图3是模型底部的俯视图； [0030] －图4是图3的元件沿IV-IV剖切线的透视、剖面和局部剖切图，该剖面不是完全横向的；垂直和径向切割的材料显示为黑色；水平切割的材料具有阴影线，横向切割的材料具有方格图案； [0031] －图5是上述附图中的模型底部元件沿图4的插入框V的细节图； [0032] －图6是上述附图中的模型底部元件沿图4的插入框VI的细节图； [0033] －图7是图3的模型底部沿插入框VII的细节图； [0034] －图8是图7的模型底部沿剖面VIII-VIII的细节图； [0035] －图9是根据一实施变型的模型底部的剖面透视图； [0036] －图10是根据一实施变型的半模的剖切透视图。 具体实施方式[0037] 图1表示用于利用塑料制的坯件2通过吹制或拉伸吹制成形容器的模型1。 [0038] 坯件2可以是已经利用预型件经过初次吹制作业的中间容器。如在所示例子中，它也可以是通过注入塑料如PET得到的预型件。 [0040] 因此，在所示例子中，模型包括两个围绕一垂直轴线X互相铰接的半模3，以便可以使坯件2进入(例如在法国专利申请FR 2 856 333或相应国际申请WO 05/002820中描述的)，并且每个半模型有模制壁4，模制壁限定带有要形成容器的主体的模腔的起伏的模制表面5。 [0041] 两个半模3的上端限定一开口6，容器成形期间，坯件2穿过该开口延伸。两个半模3相同，下面对每个半模无区别地使用相同的参考数字。 [0042] 模型1另外包括整体模型底部7，该模型底部包括模制壁8，模制壁限定带有容器底部的模腔的起伏的模制表面9。如图所示，模型底部7可以安装在叫做转台的模型底部支座10上。转台10是活动的，沿与中心轴线X重合的轴向方向平移活动。 [0043] 转台10只是大致示于图1。作为该转台的非限定实施例，可参照国际申请WO 2008/000938(Sidel)。 [0044] 要形成的容器在这种情况下带有在图2、3和4中清楚表示的花瓣形底部。实际上，可以看到，模型底部7的模制表面9是凹凸不平的，并且在围绕模型的中心轴线X回转查看时，从靠近轴线X的中心区12开始辐射的肋条11(在花瓣底部上的谷部模腔)与在肋条11之间延伸的凹部13(花瓣形底部上的基部模腔)交替。在所示例子中，肋条11的数量(与凹部13的数量相同)是五个，但这个单纯为示例的数量可以不同。 [0045] 如在所示例子中，每个模型元件可以包括包含在模型元件3、7中的空腔14、15，形成容器时，载热流体在空腔中流动，以保证与容器的热交换。 [0046] 这里空腔14、15完全由模型元件3、7的材料界定，没有甚至没有部分由附加构件界定。 [0047] 图1中示出了在每个半模3中形成的这种空腔14。该空腔14与带有容器主体的模腔的模制表面5的起伏大致吻合，这样可以在整个主体上有比较均匀的热交换。另外，在图1中可见，模制壁4比较薄(并且厚度大致均匀，这不是必须的)，这对冷却(或加热)效率有利。 [0048] 图4示出了模型底部7，用以更详细地表示其空腔15的结构。因此，如图4所示，空腔15与模制表面9的起伏大致吻合。在所示实施方式中可以看到，与模型底部7的总体尺寸(尤其是直径和高度)相比，模制壁8较薄。更确切地说，根据一特殊实施方式，模制壁8的厚度(与任何与模制表面9垂直的平面垂直测量的)约在0.5mm-5mm之间，优选地在1mm-3mm之间，例如在所示例子中约为1mm。该厚度可以使热交换最大，同时使制造模型底部7所需的材料量最少。 [0049] 如图4或5所示实施例中，该厚度可以是大致恒定的，图中与厚度相关的变化是由于切割平面在某些点没有与模制表面9的法线重合，因此倾斜切割模制壁8，尤其是在肋条11的与容器谷部相应的侧部上(图5的左边)。 [0050] 如在图4和5中看到的，单个整体构件形成的模型底部7具有限定空腔15的与模制壁相对的第二壁16。因此模制壁8和第二壁16形成与模制表面9的起伏大致吻合的两个重叠层，并共同限定空腔15。尤其是在图8中看到的，第二壁16具有与模制表面9相反朝向的外表面17。该外表面17形成从外部界定模型底部7的壳体。 [0051] 流体通过通向空腔的输入口进入空腔中；流体通过输出口从空腔流出，输出口或者从空腔15直接通到排出管中，或者优选通到周边收集器18中，周边收集器从外环绕第二壁16并在模型底部7的上周边边缘19附近。 [0052] 如在图2-8中另外看到的，模型设有减压通气孔20，形成容器时，这些通气孔可以排出圈闭在容器与模制表面9之间的空气。在所示实施例中，这些通气孔20在模型底部7中形成。作为变型，或组合，这些通气孔可以在每个半模3中形成。 [0053] 如图5-8中清楚看到的，每个通气孔20通过内开口21通向模制表面9，并通过外开口22通向外表面17。 [0054] 内开口21呈缝隙的形式，即以枪眼的方式具有的大的尺寸或长度L(可以沿内开口21的轮廓并循随模制表面9的起伏以直线或曲线方式测量的)和小的尺寸或宽度W，使得长度L大于宽度W。 [0055] 通气孔20的宽度W优选小于或等于0.5mm，以避免材料在形成容器期间深入到通气孔20中，这会在容器外表面留下痕迹。宽度W有利地小于或等于0.4mm甚至小于或等于0.3mm，这近似相当于形成的容器的材料厚度。该宽度W沿内开口21不必是恒定的。特别是，内开口21可以具有宽度根据希望的空气流量局部收缩的区域。相反，长度L可以是任意的。 [0056] 特别是，内开口21的长度L可以大于或等于宽度W的两倍，这样可以使空气流量至少是直径为W的具有圆形截面的简单孔口的两倍。 [0057] 但是根据图中所示的优选实施方式，可以通过形成一个(或多个)内开口21的长度L比宽度W大得多的通气孔20(即比值至少等于10)，明显增加流量。 [0058] 因此，可以设置内开口21的宽度W约为0.5mm而长度L在10mm到20mm之间的通气孔20。因此，与直径为W的具有圆形截面的简单孔口相比，通气孔20的通过截面(因此空气流量)的倍增因子在20到100之间，有益于容器的可吹制性。 [0059] 在图2-8所示的用于花瓣形容器底部的模型底部7中，在凹部13(在每个凹部)中形成通气孔20是有利的。 [0060] 内开口21的轮廓不必是直线的：该剖面实际上可以是曲线的，尤其是蛇形围绕模制表面9的起伏区(或在起伏区中)。 [0061] 另外，为了进一步增加空气流量，可以形成多个例如大致平行地延伸的通气孔20。 [0062] 因此，在图2-8所示的实施例中，模型底部7包括一系列径向延伸在凹部13中的通气孔20(在这种情况下数量为3个)。更确切地说，如图7中清楚可见的，模型底部7在每个凹部13中包括三个通气孔20，即一个沿凹部13的中线延伸的中间通气孔20A，一对大致延伸到凹部13与相邻肋条11之间的结合处并围绕中间通气孔的侧向通气孔20B。例如中间通气孔20A大致为直线的(当沿模型1的轴线X看时)，而在沿模型1的轴线X看时侧向通气孔20B显示出循随凹部13与相邻肋条11之间的结合处的曲线轮廓。 [0063] 在图2-7所示的例子中，侧通气孔20B的长度大于中间通气孔20A的长度，以便使材料可以与凹部13与相邻肋条11之间的结合处在离开模型1的轴线X处正确吻合。 [0064] 通气孔20的径向设置可以在成形过程中保持高的空气流量，并且可以不是断断续续而是连续降低空气流量，条件是被吹制的材料从模型底部7的中心向它的周边径向展开。因此该设置可以进一步增加容器的可吹制性。 [0065] 为了使空气比较均匀地分布在通气孔20之间，可以通过在模制表面9中挖出的浅深度(尤其是小于或等于1mm)的凹槽23连接通气孔，该凹槽使相邻通气孔20连通。在所示例子中，该凹槽23的形状为沟槽形(即截面为U形)，并与通气孔20大致垂直地延伸。 [0066] 如图5、6和8中清楚看到的，在模型底部7挖有空腔15的实施例中，每个通气孔20共同穿过模制壁8和第二壁16延伸。换言之，通气孔20还穿过空腔15延伸，但是不通向空腔。通气孔20实际上通过使模制壁8与第二壁16连接的具有封闭轮廓(在这种情况下是椭圆形轮廓)的壁24与空腔15分开。壁24的第一功能是保证空腔15对通气孔20的密封性(反之亦然)，第二功能是加固模型底部7的结构，在模制壁8与第二壁16之间形成一材料柱。 [0067] 图9表示根据一实施变型的模型底部7，其相当于用于无气水型容器的容器底部。 [0068] 在该底部7中，通气孔20的开口21沿周边凹槽25延伸到底部7的相当于容器底部的拱部的中心区与在容器上相当于拱部与主体的下部之间结合处的周边区之间的结合处。 [0069] 如在图9中可以看到的，通气孔20沿与容器上的加固槽对应的起伏26上升。图9的实施方式表示20能够以某种方式在模型元件3、7的深度中按照元件3、7的形状赋予的约束延伸。特别是在图9的实施例中看到，通气孔20在模型底部7的材料中挖出，使得，如果内开口21的至少一部分在与轴线X大致垂直的表面上延伸，外开口22相反在底部7的与轴线X平行的柱形外表面17上打开。因此看到，通气孔20循随弯曲层挖出，凹面(这里)朝向底部7外。 [0070] 图10表示其壁4挖有通气孔20的半模，通气孔20的特征是从它们在模制面5上的内开口21向外表面17上的外开口22或者向设在模型元件的质量中的收集器扩口。该构型有利于空气的良好排出，并示出通气孔20的通过截面不必是恒定的。这种扩口可以无困难地用于前面图2-9描述的实施方式。 [0071] 图10还示出，通气孔20可以设在任何有效地点，尤其是沿曲线剧烈变化的线，一般是围绕相当于容器上形成模腔的起伏区(或突起或凹陷)。 [0072] 具有通气孔20的模型元件3、7以及必要时还有它所包括的空腔15的制造可以通过直接制造实现，优选通过直接金属激光烧结技术实现，英文为Direct Metal Laser Sintering(DMLS)，该技术在于，利用元件的三维模型，沉积一些相继的金属粉末层，并在每次沉积后通过指向用于形成要制造元件的材料的区域的激光功率使粉末局部熔化。在最后通过后，将这样制造的元件(或元件的坯件)取出，同时将残余粉末(未熔化)回收，以便以后再利用。可以在如Electro Optical Systems公司以商业名字EOSINT M 280销售的机器内实施直接金属激光烧结。 [0073] 该技术尤其可以形成上述模型底部7，并带有完全包括在底部7的材料中并与模制表面9的起伏吻合的空腔15，以及共同穿过模制壁8、第二壁16和空腔15延伸的通气孔20，空腔15不能借助通过去掉材料的普通制造技术尤其是不能通过车削或铣削形成。 [0074] 直接制造技术可以简化并加速模型元件3、7的制造，限制机器和加工作业的数量。在实际中，模型元件3、7的完全制造包括两个相继的操作：直接制造元件3、7的坯件的第一操作，然后是坯件的模制表面5、9的第二抛光操作，以便得到最终的模型元件3、7。 [0075] 用于制造模型元件3、7的材料优选是金属；尤其是它可以是钢或铝(如有必要可以是合金)。在模型元件3、7中流动的流体是水的情况下，用于制造模型元件3、7的材料优选是耐腐蚀的。因此有利地使用具有某些微量成分的不锈钢粉末(例如欧洲标准的以数字表示1.4542或字符表示X5CrNiCuNb16-4的马氏体不锈钢)，用于直接激光烧结。含硅和镁的铝合金也是合适的：例如用于直接激光烧结的合金AlSi10Mg粉末。 [0076] 在模型底部7中已经详细描述了减压通气孔20。但是，正如已经看到的，也可用同样的方式在每个半模3中形成这种通气孔。在图1所示的构型中，每个半模3带有一个包括在材料中的空腔14，可将如上面对(也设有这种空腔15的)模型底部7的通气孔20的形成转用于半模3。 |
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