具有结合嵌件的制品的注塑模制的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所公开的非限制性实施例总体上涉及注塑模制，且更具体地涉及具有结合嵌件的制品的注塑模制。
【背景技术】
[0002]可能需要例如用于饮料容器的塑料封盖等模制制品结合嵌件。嵌件是在对制品进行注塑模制之前在注塑模具的模制腔室内放置的物品，使得该物品在进行模制材料的注塑时与制品结合。嵌件通过与制品一体形成而与制品结合。例如，嵌件可以嵌入到制品内部或可以与制品表面一体形成。
[0003]可能需要结合各种类型的嵌件。一种类型的嵌件可以是标签。例如，可能需要标签与制品的外表面一体形成，从而使消费者容易看到。另外一种类型的嵌件可以是例如箔或薄膜等阻挡材料，该材料不透氧气或者含有如除氧的试剂。可能需要此阻挡材料与如容器封盖等制品一体形成，例如从而降低容器内容物(例如饮料)的氧化的可能性，或限制例如二氧化碳(如可用于碳酸饮料中)等气体从封闭容器中逃逸。因其他原因，可能需要结合其他类型嵌件。例如，结合如射频识别(RFID)电路等电路用于促进盘存或产品跟踪可能是有关的。
【发明内容】
[0004]根据本文所公开的一个方面，提供一种用于在模具中模制模制制品的方法。该方法广义上包括将嵌件设置在第一模具堆叠部分与第二模具堆叠部分之间，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分处于间隔关系。其次，该方法包括定位梭件使被限定在梭件中的梭孔与第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分对齐。然后，该方法包括将第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分中的至少一者朝向第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分中的另一者推进而进入模制构型，以在其间限定模制腔室，其中嵌件至少部分地封闭在模制腔室内，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分当处于模制构型中时，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分基本上被容纳在梭孔内。然后，该方法包括将模制材料通过第一模具堆叠部分或第二模具堆叠部分将模制材料注入到模制腔室内，以模制结合了嵌件的模制制品。然后，该方法包括将第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分分离为间隔关系，从而打开模制腔室。然后，该方法包括在梭孔内从第一模具堆叠部分或第二模具堆叠部分顶出结合了嵌件的模制制品。该方法以移动梭件以使梭孔与用于转移结合了嵌件的模制制品的转移结构对齐而结束或重复。
[0005]根据本文所公开的另一个方面，提供一种注塑模具。该模具包括第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分中的至少一者可沿着模具行程轴线相对于另一者在第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分处于间隔关系的间隔结构型与第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分在其间限定模制腔室的模制构型之间移动。模具进一步包括用于当处于间隔构型时，将嵌件设置在第一模具堆叠部分与第二模具堆叠部分之间，使得当第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分实现模制构型时，该嵌件至少部分地封闭在模制腔室内的机构。模具还可以包括可沿着通常垂直于模具行程轴线的穿梭轴线移动的梭件，该梭件包括交替地基本上容纳处于模制构型的第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分的梭孔，其中嵌件封闭在模制腔室内，并且第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分从梭孔撤回后，模制制品结合该嵌件。
[0006]根据本文所公开的又一方面，提供一种非暂时性机器可读媒体，该媒体存储指令，该指令当由控制器执行时使得该控制器根据模制结合嵌件的制品的方法操作注塑模制系统。该方法开始将嵌件设置在注塑模制系统的第一模具堆叠部分与注塑模制系统的第二模具堆叠部分之间，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分处于间隔关系。其次，该方法包括定位注塑模制系统的梭件，以使被限定在梭件中的梭孔与第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分对齐。然后，该方法包括使第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分中的至少一者朝向所述第一堆叠部分和第二模具堆叠部分中的另一者推进而进入模制构型，以在其间限定模制腔室，其中嵌件至少部分地封闭在模制腔室内，当处于模制构型时，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分基本上被容纳在梭孔内。接下来，该方法包括将模制材料通过第一模具堆叠部分或第二模具堆叠部分注入到模制腔室内，从而模制结合了嵌件的模制制品。然后，该方法包括将第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分分离为间隔关系，从而打开模制腔室。接下来，该方法包括在梭孔内从第一模具堆叠部分或第二模具堆叠部分顶出结合了嵌件的模制制品。然后，该方法以移动梭件以使梭孔与用于转移结合了嵌件的模制制品的转移结构对齐而结束或重复。
[0007]在结合附图审阅下列特定非限制性实施例的说明后，非限制性实施例的这些和其他方面及特征目前将对于本领域技术人员来说是显而易见的。
【附图说明】
[0008]通过参考附图，将更加完整的理解本发明的非限制性实施例，其中:
[0009]图1至图11是在模制周期的各操作阶段期间注塑模制系统的示例性实施例的示意图；
[0010]图12是示出图1至图11中以及图13至图26、图27至图38、图39至图52以及图53至图67中所示的注塑模制系统的操作的流程图；
[0011]图13至图26是在模制周期的各操作阶段期间注塑模制系统的替代性实施例的示意图；及
[0012]图27至图38是在模制周期的各操作阶段期间注塑模制系统的另一替代性实施例的不意图；
[0013]图39至图52是在模制周期的各操作阶段期间注塑模制系统的又一替代性实施例的不意图；以及
[0014]图53至图67是在模制周期的各操作阶段期间注塑模制系统的再一替代性实施例的示意图。
[0015]附图未必按比例描绘，且可以以假想线、图形表示及局部视图来说明。在某些情况下，可以省略对于理解本发明实施例不必要的或导致其他细节很难感知的细节。
【具体实施方式】
[0016]现在，将详细参考模制具有嵌件的模制制品的注塑模具以及方法的各种非限制性实施例。应理解，考虑到本文所公开的非限制性实施例，其他非限制性实施例、修改和等价物对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，并且这些变形应该视为在所附权利要求书的范围之内。
[0017]此外，本领域的普通技术人员将认识到，以下所述的非限制性实施例的某些结构和操作细节可以一起改变或省略(即，非必要的)。在其他情况下，已公知的方法、程序和部件没有详细说明。
[0018]图1示出非限制性示例性注塑模制系统100的示意图。系统100可以用于具有结合嵌件的制品的注塑模制。制品可以是(例如)容器的封盖，其可以采用(例如)诸如聚丙烯等材料模制而成。嵌件可以是(例如)标记、电路(如，RFID标签)、阻挡材料片材(如，箔或薄膜)或其他类型的嵌件，该阻挡材料片材不透氧气或含有除氧的试剂。系统100可以用于产生模制制品，其中嵌件与制品一体形成，例如，通过将嵌件嵌入制品内部或与制品的内表面和/或外表面一体形成的方式形成。系统100包括注塑模具120和控制器130。
[0019]注塑模具120包括:第一模具半部122，其包括第一模具堆叠部分124 ;第二模具半部126，其包括第二模具堆叠部分128和梭件132 ;以及模内挡板134。在图1中，大部分所示的部件以横截面图示出，例如第一模具堆叠部分124、第二模具堆叠部分128，以及模内挡板，而其他部件被示意性地示出，例如控制器130。
[0020]第一模具半部122和第二模具半部126大体上构成围绕模具堆叠部分124和模具堆叠部分128的物理注塑模具结构的主要部件，第二模具半部126作为实际用于限定模制腔室的部件。第一模具半部122包括第一模具底座136，并且第二模具半部126包括第二模具底座138。模具底座是模具的框架，模具堆叠的部件与模具底座相关联。每个底座通常由一个或多个耐用高强度材料(例如，钢材)制成的板提供，该耐用高强度材料能够承受在模制过程中施加的巨大压缩夹持力。底座内的板通常被配置为可沿模具的轴线相对彼此移动，为了给与其相关联的模具堆叠的部件提供相对运动。底座内的板的这些相对运动可以在(例如)具有打开构型的模具中进行，例如，为了从各种模具堆叠中顶出模制物件。由于第一模具半部122在本实施例中用于引入模制材料，其中模制材料可以是热材料，例如，熔化的聚丙烯，第一模具半部122可被称为模具的“热半部”。相反地，仅收纳模制材料的第二模具半部126可被称为模具的“冷半部”。
[0021]模具半部122和模具半部126在两个构型之间沿图1的模具行程轴线X移动。
[0022]第一构型是模具打开构型。在该构型中，第一模具半部122和第二模具半部126彼此分离，从而使从注塑模具外部接近第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128。例如，当可能需要模制系统操作者的人工干预来清理短射(例如，部分模制物件)、毛边(例如，渗出模制腔室的模制材料)等时，模具打开构型可能用于操作的启动阶段。图1A中展示模具120(为了清楚起见，图1中省略了各种特征)的一个可能的模具打开构型的实例。
[0023]图1中所示的第二构型是模具闭合构型。在模具闭合构型中，模具半部122和模具半部126基本彼此相邻，使得注塑模具120可以如下描述的方式用于注塑模制结合嵌件的制品。此外，通过使用梭件132，也将在下文中描述，模具半部122和模具半部126可基本上保持处于模具闭合构型，而具有结合嵌件的完成的(模制)制品从注塑模具120中顶出至转移结构(在一些实施例中，有这样的可能性，例如，在一个实例中可能存在由夹持活塞-液动压板的缩回提供的约0.5mm的微小行程，正如下文关于另一个实施例所述)。这可提高能量效率，因为模具半部不需为了顶出每个完成的模制制品在模具闭合构型与模具打开构型之间往复运动。这随之可以促进更大的处理量，即缩短循环时间，例如因为注塑模具120的必须移动以模制并且顶出具有结合嵌件的制品的部分可相对于模具半部122和模具半部126的尺寸较小，使得这些较小部分的移动可相对于较大模具半部的移动较快进行。
[0024]第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128是注塑模具120的子部件，其在半模122、126内部相对于彼此移动，从而替代地为待模制的制品产生模制腔室，并随后顶出模制制品，以将制品从注塑模具120转移。图1的第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128的相对移动沿着模具行程轴线X进行。在所示的实施例中，模具堆叠部分124、128中的每一个在模制周期期间沿着模具行程轴线X移动。这不一定适用于所有实施例。例如，在一些实施例中，第一模具堆叠部分124与第二模具堆叠部分128之间的相对移动可以通过仅第一模具堆叠部分124相对于第二模具堆叠部分128的移动或可替代地通过仅第二模具堆叠部分128相对于第一模具堆叠部分124的移动来实现。也就是说，在一些实施例中，第一模具堆叠部分和第二模具堆叠部分中的一者可以保持不动是可能的。
[0025]在本实施例中，第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128沿着模具行程轴线X相对于彼此的移动是在间隔构型与模制构型之间进行的。在间隔构型中，第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128处于间隔关系，在图1中通过其间的标识为S的间隔示出。间隔S允许通过嵌件馈送机构142 (下文描述)将嵌件140设置在第一模具堆叠部分124与第二模具堆叠部分128之间，以便随后在模制周期中将嵌件140封闭在模制腔室144(见图4)内部。在模制构型中，第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128协作以在其间限定具有大致U形横截面(见图4)的模制腔室144。
[0026]如图1所示，第一堆叠部分124包括外部芯体150和内部芯体152。内部芯体152可以替代地被简单地称为“芯体”。如将理解的，图1的内部芯体152的下表面限定了在模制腔室144内模制的制品的内表面。外部芯体150安装为与第一模具底座136成固定关系，而内部芯体152在外部芯体150内部可滑动。在控制器130的控制下，通过致动器154 (例如，液压致动器、气动致动器、机电致动器等)实现内部芯体152在外部芯体150内部的往复式滑动运动。
[0027]内部芯体152具有用于向模制腔室144(图4)内注塑模制材料的喷嘴156。在本实施例中，喷嘴156位于内部芯体152内部；这种布置有利于嵌件140与模制制品的外表面的结合。这不一定适用于所有实施例。也就是说，在一些实施例中，该喷嘴可以替代地位于包括模制腔室而不是芯体的模具堆叠部分内部。此外，在一些实施例中，可能不需要嵌件140与模制制品的外表面结合。例如，可能替代地需要嵌件140与制品的内表面结合或嵌入到制品内，或许，两者的组合。
[0028]图1所示的实施例的第二堆叠部分128包括限定模制腔室158的圆柱形模具嵌件157。术语“模具嵌件”反映了这样的事实，即，部件157可以从第二模具底座138拆除以有利于不同模具嵌件，从而支持对注塑模具120进行重新配置，以模制出不同类型的制品。在本实施例中，模具嵌件157的模制腔室158将限定待模制制品的外表面，在本实例中，该制品是容器封盖。特别是，模具嵌件157包括限定容器封盖的裙部的外表面的管状部分161以及限定容器封盖的顶部的外表面的圆柱形部分163。在本实施例中，圆柱形部分163在管状部分161内部可滑动。如将所述，这种滑动可以促进模制制品从腔室158顶出。由于上述事实，圆柱形部分163可以替代地被称为顶出部分163。
[0029]本实施例的梭件132分别可滑动地设置在第一模具半部122和第二模具半部126的第一模具底座136与第二模具底座138之间。在所示实施例中，梭件132可以沿着大致与模具行程轴线X垂直的穿梭轴线Y移动。如随后将描述，本实施例中的梭件132沿着穿梭轴线Y所作的往复运动是在控制器130的控制下由致动器168促进，该致动器例如可以是液压致动器、气动致动器、机电致动器等。
[0030]梭件132分别具有第一孔170和第二孔172。在图1中，第一孔170与第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128对齐(在图1中为垂直地)。在随后周期中，另一孔172也将如此对齐。然后在随后周期中，重复此顺序。在系统100的操作期间，孔170将交替地基本上容纳:(a)在该部分124、128处于模制构型时，第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128，例如见图4;以及(b)在第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128从孔170撤回后，结合嵌件140的模制制品，以将模制制品190从注塑模具120中穿梭转移，如图8至图10所示。
[0031]在本实施例中，在控制器130的控制下通过致动器176和177(例如，诸如液压致动器、气动致动器、机电致动器等)实现第二模具堆叠部分128，且尤其是模具嵌件157沿着模具行程轴线X做往复运动。致动器176控制模具嵌件157的管状部分161的运动，而致动器177单独控制模具嵌件157的顶出部分163的运动。尽管不是必需的，但这两个部分161、163通常一起移动，模制制品被顶出除外。
[0032]模内挡板134 (或简称为“挡板”134)促进第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128在例如图1所示的间隔构型中或在例如图4所示的模制构型中的定位，而不需要模具半部122和126从如图1所示的模具闭合构型移动。该挡板可沿着与穿梭轴线Y大致平行的方向在闭合位置(如图1所示)与打开位置(如图7所示)之间往复移动。在控制器130的控制下可通过致动器178 (例如，诸如液压致动器、气动致动器、机电致动器等)实现挡板134的往复运动。
[0033]当模内挡板134处于闭合位置时，如图1所示，该挡板134阻挡第二模具堆叠部分128沿着远离第一模具半部122的方向(即，图1中向下)的运动。这防止包括模制腔室158的第二模具堆叠部分128的上部从梭孔170内部撤回。
[0034]相反，当挡板134处于打开位置时，例如，如图7所示，挡板134中的挡板孔180与第二模具堆叠部分128的下部对齐。当实现此对齐时，模具嵌件157的下部可以(例如)在控制器130的控制下通过致动器176的作用沿着远离第一模具半部122的方向移动(即，图1中向下)。
[0035]以这种方式，挡板134促进第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128在间隔构型和模制构型中的交替相对定位，而无需从其模具闭合构型调整第一模具半部122和第二模具半部126。
[0036]再次参考图1，本实施例的嵌件馈送机构142包括受控制器130控制的供应卷轴160以及收紧卷轴162。卷轴160和162可操作使包括嵌件140的带状物164在第一模具堆叠部分124与第二模具堆叠部分128之间推进。特别地，机构142转动卷轴160、162以在第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128之间设置包括嵌件140的带状物164的部分。然后，该嵌件可以以下述方式从带状物164切断(如打孔)，进入模制腔室144，从而结合到模制制品中。当第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128被分离成间隔关系S以顶出模制制品时，机构142推动带状物164，以使用于随后模制周期的第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128之间的新嵌件140与切断朝向收紧卷轴162输送的前述嵌件140而产生的带状物164的切口部分对齐。
[0037]控制器130是可编程逻辑控制器或其他形式的处理器，其如本文描述的控制注塑模制系统100的操作。控制器130可将控制信号发送到图1的一个或多个传动器154、168、176和178，以分别实现内部芯体152、梭件132、模具嵌件157和挡板134的移动，和/或以控制用于供给嵌件140的馈送机构142以结合到注塑制品中，如本文描述的。在一些实施例中，控制器130的操作可由指令控制，所述指令可从非暂时性机器可读媒体131加载，该指令在由控制器130执行时使控制器130如本文描述的控制注塑模制系统100的操作。机器可读媒体131可为例如光盘或磁性存储媒体。
[0038]注塑模制系统100的示例性操作1200示于图12连同图1至图11中。应理解，在图1至图11中，注塑模制系统100的各种部件或子部件为简洁或清楚起见可省略。
[0039]最初，如图1中所示，注塑模制系统100被配置为第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128处于由间隔S隔开的间隔构型中，即处于间隔关系。
[0040]嵌件140设置在第一模具堆叠部分124与第二模具堆叠部分128之间(图12，1202)。嵌件140的设置可通过将合适的控制信号发送给供应卷轴160和/或收紧卷轴162实现，以使嵌件140进入第一模具堆叠部分124与第二模具堆叠部分128之间的位置并在此停止。应理解，嵌件140可与带状物164 —体地形成。
[0041]梭件132沿着穿梭轴线Y定位以使第一梭孔170与第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128对齐(图12，1204)。在图1中，该对齐已经从先前的模制周期实现。
[0042]然后，第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128中的至少一者朝向第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128中的另一者移动进入模制构型以在其间限定模制腔室144，其中嵌件140封闭在模腔144内并且第一模具堆叠部分124和第二模具堆叠部分128基本上容纳在梭孔170内(图12，12