用于制造三维复合物件的方法技术

本发明专利技术有关用于制造三维复合物件的方法。本发明专利技术涉及一种用于制造三维复合物件(21a,21b,21c)的、特别用于制造体育用品的方法，该方法包括下述步骤：(a.)准备可旋转的浇注模具(11)；(b.)将第一材料(14)注入浇注模具(11)中；(c.)将第二材料(15)注入浇注模具(11)中，其中，材料(14,15)中的至少一种是聚合物材料；(d.)移动浇注模具(11)；以及(e.)在执行一个或多个前述步骤期间调节至少一个工艺参数，从而实现第二材料(15)在被制造的复合物件(21a,21b,21c)中的均匀分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造三维复合物件的方法。
技术介绍
通过旋转模制来制造三维制品这是已知的。旋转模制是塑料技术的已建立的方法，通过其主要制造具有复杂几何形状的大的、中空部分。典型的应用例如是用于器具和装置的储仓或壳体。在该方法中，填充有塑料粉末的中空模具通常围绕两个轴线旋转和加热。一般地，热塑的基础粉末继而开始在模具中熔化，且粘附接触冲模壁，冲模壁被加热到超过正被处理的热塑材料的熔化温度。熔体薄膜成形在冲模壁上。调整旋转从而使得冲模壁的每个区域接触未熔化的粉末，未熔化的粉末主要聚集在腔体的相应下部区域中，以实现一致的壁厚。熔化物通过冷却仍旋转的冲模而固化。冷却至脱模温度的工件随后被移出冲模。例如，US4,093,219涉及体育用球。为了制造球胆，聚酯弹性体通过旋转具有给定数量的细粉末形式的该种弹性体的中空的浇注模具而被离心模制。浇注模具同时围绕两个相互垂直的轴线旋转，而压缩模具移动通过具有加热单元(250℃)和冷却单元的区域。浇注模具随后被不旋转地移动至脱模站。US 8,210,973提出旋转模制，作为借助于吹塑制造用于体育用球的球胆的替选方案。US2009/0266823涉及用于制造含受压液体的储仓的硬质塑料聚合物的密封球胆的方法。该方法涉及诸步骤：(a)提供聚合混合物，其包含硬质塑料聚合物的前体成分和任选地至少一种聚合催化剂；(b)聚合混合物以得到在旋转的浇注模具中的硬质塑料聚合物，从而形成球胆；以及(c)将产生的硬质塑料聚合物球胆移出浇注模具。US5,433,438关于用于比赛、治疗以及体育训练的球。该球通过将沫聚氨酯混合物分布到浇注模具中和旋转浇注模具预定的转数而被制造。浇注模具被旋转，从而完全以泡沫材料覆盖浇注模具的内表面。DE2723625关于热塑材料的球以及用于制造该球的方法。离心浇注技术用于制造该球。在该方法中，两个互补部分的球形模具执行行星运动，期间该球的不同层的热塑材料从外层至内层熔化。该制造方法的特征在于，对用于内层的材料的送料发生在模具在下述温度打开之后，在该温度下形成之前一层或诸层的材料的熔化还未完成，从而使得所述一层或诸层可在模具的两个互补部分的连接区域中被切断。US4,258,917涉及一种旋转浇注方法，用于制造橡胶增强的物件。该方法涉及形成无纺布的两个预模制和预缩的半壳，这两个半壳随后被插入到旋转模具的上半和下半中，从而内衬其内表面。该无纺布被切掉，使得其覆盖在浇注模具的两半之间的凸缘区域，或使得一个半壳重叠另一个半壳。端胺液体聚合物制成的薄膜的圆带随后被插在凸缘区域中的无纺布的各层之间，或在无纺布的重叠段之间，且包含羧基的聚合物混合物被添加至浇注模具的下半。浇注模具被紧实闭合，且所述材料是在下述温度下旋转模制的，该温度足以密封和浸渍无纺布的半壳，且以包含羧基的液态聚合物混合物封装半壳，从而制造空间稳定的球胆或球。EP0365488关于制造中空弹性体(特别是球和类似物件)的方法以及通过该方式制造的球。以离心模制方法制造球，之后用于形成球体的塑料在由两个可分开的互补半部构成的模具中层层浇注，行星运动被施加至互补半部，即，从外层开始且朝向最内层进行，其中，用于形成内层中的一个层的材料在下述温度下打开模具之后被引入，在该温度下形成之前(诸)层的材料未完全熔化，使得所述一层或多层在两个模具部分之间的连接部的区域中断裂是可能的。已经证明已知的旋转模制方法的缺点在于，通过其不能在制造三维复合制品时达到令人满意的结果。这是由于下述事实，即，迄今为止在旋转模具中形成复合材料的成分不能实现足够的均匀性。对此推测的原因是各成分的不同尺寸、形状和密度，使得其混合物在浇注模具中分离。此外，一些成分具有在浇注模具中形成团聚体的倾向。因此，本专利技术旨在解决的问题在于指示用于制造三维复合物件的方法，该方法克服或至少缓解现有技术的缺点。具体而言，根据本专利技术的方法应使得在旋转模具中的不同材料能够实现均匀混合和/或特定且受限定的分布。此外，根据本专利技术的方法应使得能够实现在被制造的复合物件中对给定的功能或功能性的特定引入。该问题通过根据权利要求1的方法解决。从属权利要求包含有利的变型。
技术实现思路
根据本专利技术的用于制造三维复合物件的、特别用于制造体育用品的方法具有下述步骤：(a.)提供可旋转的浇注模具；(b.)将第一材料注入浇注模具中；(c.)将第二材料注入浇注模具中，其中，材料中的至少一种是聚合物材料；(d.)移动浇注模具；以及(e.)在执行一个或多个前述步骤期间调节至少一个工艺参数，从而实现第二材料在被制造的复合物件中的均匀分布。根据本专利技术，两种材料被注入旋转的模具中，材料中的至少一种是聚合物材料。根据本专利技术使用的聚合物材料可以是热塑材料和/或交联材料。若被注入的聚合物材料是热塑材料，优选地完成对被注入的材料的加热和/或冷却。该材料在加热之际开始熔化，且因此形成基体或基质材料。第二材料可以是纤维，例如其在旋转模制之后被嵌入第一基体材料中，或成层地粘附至第一基体材料表面。若被注入的聚合物材料是交联材料，则可以省去对被注入的材料的加热和/或冷却。当使用硬质塑料材料时，可额外添加粘合剂，从而有助于所使用材料的混合。替选地，对于所使用的硬质塑料材料，也可仅基于其固有特性而相互结合。替选地，也可使用催化剂。替选地，也可在浇注模具外完成两种材料的混合。此外，例如在根据本专利技术的方法开始时，第一材料和第二材料也可同时被注入浇注模具中。应注意，基本有三种可能的注入顺序，即：a)同时注入材料；b)首先注入第一材料，然后注入第二材料；或c)首先注入第二材料，然后注入第一材料。在b)和c)变型中，在注入之前在第二材料中可引起温度变化。在本专利技术的上下文中，浇注模具的运动例如表示浇注模具的旋转、浇注模具(例如围绕轴线)的旋体、往返运动以及上下运动等。为实现第二材料在被制造的复合物件中的均匀分布，在实施前述步骤中的一个或多个步骤期间调节至少一个工艺参数。嵌入材料的均匀分布对于致使复合材料具有所期望的稳定性是重要的。在本专利技术的上下文中，当第二材料很好地与第一材料混合时，认为第二材料的分布是均匀的。具体而言，下述情况存在均匀分布，即，在宏观观察典型表面件中的块时，第二材料一致地分布在表面中。在该情况下，第二材料的表面主要与第一材料交联。典型表面件的大小取决于借助于旋转模制而制造的三维复合物件的大小。具体而言，若第二材料形成所谓的团聚体则存在均匀的分布。然而，只要第二材料遍布于第一材料中，在下述情况下认为分布是均匀的，即，承受密度波动或具有密度梯度。第一材料甚至可形成微小的岛状物，在其中找不到第二材料。在纤维的示例中，若未与第一聚合物基体混合或与第一聚合物基体充分混合且与其积极结合，纤维实际上可能对于复合材料的强度没有效果。如已知的，复合纤维通过其两种成分的相互作用而获得有利的特性，其仅在充分混合时得到确保。专利技术人认识到，第一聚合物材料(嵌入的“基质”)与第二材料的均匀的和/或特定且受限定的混合可通过下述方式完成，即，在本专利技术的前述步骤的一个或多个步骤期间调节至少一个工艺参数。下文中给出针对工艺参数的示例，对工艺参数的调节导致第二材料在被制造的复合物中的均匀分布。这些工艺参数取决于所使用的材料、浇注模具的旋转速度、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造三维复合物件(21a,21b,21c)的方法，特别用于制造体育用品，所述方法包括下述步骤：a.提供可旋转的浇注模具(11)；b.将第一材料(14)注入所述浇注模具(11)中；c.将第二材料(15)注入所述浇注模具(11)中，其中材料(14,15)中的至少一种是聚合物材料；d.移动所述浇注模具(11)；以及e.在执行一个或多个前述步骤期间调节至少一个工艺参数，从而实现所述第二材料(15)在被制造的复合物件(21a,21b,21c)中的均匀分布。

【技术特征摘要】
2015.05.28 DE 102015209800.11.用于制造三维复合物件(21a,21b,21c)的方法，特别用于制造体育用品，所述方法包括下述步骤：a.提供可旋转的浇注模具(11)；b.将第一材料(14)注入所述浇注模具(11)中；c.将第二材料(15)注入所述浇注模具(11)中，其中材料(14,15)中的至少一种是聚合物材料；d.移动所述浇注模具(11)；以及e.在执行一个或多个前述步骤期间调节至少一个工艺参数，从而实现所述第二材料(15)在被制造的复合物件(21a,21b,21c)中的均匀分布。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法涉及加热被注入的材料(14,15)中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法涉及冷却被注入的材料(14,15)中的至少一种。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是：所述浇注模具的旋转速度，所述浇注模具以所述速度运动；所述浇注模具在旋体运动情况下的偏转；所述材料中的至少一种的加热时间；所述材料中的至少一种的冷却时间；所述材料中的至少一种的粘度；所述浇注模具的旋转轴线的角度；围绕所述浇注模具的各旋转轴线的旋转速度的比；第一材料和/或第二材料在所述浇注模具中的保持时间；第一材料和/或第二材料的注入时间；或其组合。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是所述浇注模具的旋转速度，且所述旋转速度根据所述材料中的至少一种而被选择。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是速度，所述浇注模具以所述速度运动，且所述速度根据所述材料中的至少一种而被选择。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是所述浇注模具在旋体运动情况下的偏转，且所述偏转根据所述材料中的至少一种而被选择。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是所述材料中的至少一种的加热时间，且所述加热时间短于在旋转浇注中一般用的加热时间。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个工艺参数是直至所述材料中的至少一种固化的时间，且所述直至固化的时间短于在旋转浇注中一般用的直至固化的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯皮特·纽伦堡，迪特马尔·克劳斯·德鲁默尔，
申请(专利权)人：阿迪达斯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE