塑料成形的方法和设备及由此制造的塑料制品技术

一种塑料成形的方法和设备，该方法通过加热敞开模并使敞开模与塑料颗粒材料接触以在模上形成熔融的层，由此制造最终的制品。单层模制的制品可被多层层叠，其表面涂漆或不涂漆。多层模制的制品可由互补的阳阴模制造，在各自的阳阴模上形成层后结合在一起，可包括塑料填充材料的夹层或可膨胀泡沫填充的核，有或没有各种插入物或强化物。制造的多层复合材料制品有插入物和／或强化物，所述的插入物和／或强化物被嵌入并由泡沫塑料包围，如果被作为中间层。最终的制品尤其包括轻便客货两用车底座车箱、工业台面、系列预制房屋板、飞机驾驶员座舱门及材料搬运托盘。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及塑料成形，更具体地说，涉及使用热模与塑料颗粒接触从而使塑料成形，不管塑料颗粒是粉末、树脂、小球等形式。尽管传统的塑料成形的方法很好，但总有要改进的地方。有许多制造塑料制品的方法，但很少有方法可以制造出重量轻、坚固、耐火、防弹、绝缘、抗冲及具有装饰性织物化或功能化表面层的塑料制品，或在热模上制造有单层塑料。而且，现有技术中很少有方法教导在塑料内嵌入制品以强化制品或使其改性。而且，在本领域中甚至更少有熟知的方法用于将多种材料包括到整个制品体内而没有接缝，将多层结构和多种材料分散到整个制品表面中。尽管熟知将插入物置于注模塑料制品中，本专利技术专利技术人不了解任何其他的低温、低压方法，可完全将插入物、强化物、泡沫核或其他夹层材料悬挂在塑料材料本身中。有利的是使用这样的塑料成形方法，利用这样相对低温、环境压力，及能够使用不昂贵和容易加工可在整个制品生产中保持的模子。当然，这样的方法也有利的是能够使用再生材料。这样的塑料成形方法可用于众多的应用中，包括但肯定不限制于机动车和生产用车辆部件、预制房屋板、飞机部件、生活和生产用家具例如桌子、台面等、门、窗、搬运材料的托板及其他的制品、消费品、工业制品、船舶中的应用及船壳、模子和部件包括防波堤、船壳等、医疗设备及其他应用、脚手架及其他建筑制品、船装容器、铁路容器、火车、汽车的复合材料轮及装运容器包括各种尺寸和形状的食品容器，仅指出应用中的一些。这些应用中的每一个包括各种形式的塑料制品、包括两个或多个表面层之间的各种材料的夹层以得到希望的材料性能。本专利技术技术的最大应用是生产机动车辆部件，包括轻便客货两用车车箱、车顶部件、底部部件等。在通常使用钢作为其部件的领域中，在底特律和国外的机动车制造商正为它们的机动车寻找轻质塑料部件，因为新的更严格的燃料经济法规迫使它们重新考虑如何制造机动车。各级政府包括华盛顿DC的环境友好的政客支持这样的法规，其强烈地迫使机动车行业开发更具燃料效率的机动车。目前，在美国最畅销的车辆是重型卡车和运动休闲车，由于它们尺寸大及不可思议的高重量其燃料经济很差。对于这些车辆大多数的重量为4,000～6,500磅，通常的辅路总承重极限为1.5吨，在持续的如这些车辆的重量下会裂缝。实现更加燃料高效车辆的最简单的方法是减轻重量。一种减轻重量的方法是除去各种钢部分，用轻质坚固的塑料例如本专利技术主题的塑料取代。公司平均燃料经济性或“CAFE”正不断的对机动车工业提出要求，因为有不断增加的机动车污染引起的温室效应和其他的环境危害的证据。改变为塑料部件对于美国机动车工业具有巨大的潜在意义，其已面临由于缓慢的经济引起的利润缩减和销售减少。美国的Big3机动车制造商认为更严格的里程规则、特别是对运动休闲车，在以后的几年中将使每一个这样的公司花费几十亿美元，严重影响它们的利润。为响应新CAFE标准，一些机动车制造商下决心要开发新的高效率的复合车辆，其部分为电，部分为汽油具有更低的污染排放。但是，广泛认同的是新的复合技术单独不足以满足刚出现的CAFE标准。机动车制造商承认它们将不得不开始销售更多的轻质车辆，例如紧凑型运动休闲车以满足新的燃料经济标准。在底特律制造商去年销售的11.4百万辆车中，59％是卡车或SUV。在美国最畅销的10种车中，运动休闲车和微型有篷货车都远达不到目前的燃油标准，由其每加仑的组合平均的高速路和市区路的英里数来测量。目前的CAFE对于卡车的标准是20.7英里每加仑，尽管大多数的卡车和SUV具有13mpg～18mpg的燃料效率。由于混合电动车辆的出现不是制造商符合CAFE标准唯一的方法，很清楚的是改进SUV和卡车的燃油英里数是容易达到的目标。这是一个容易的目标，因为SUV和卡车非常重，在公路上几乎任何车辆的燃料经济都最差。例如，福特汽车公司的短途SUV对于城市驾驶仅达到了每加仑13英里。底特律机动车制造商目前预计，如果目前建议的增强卡车的标准为24mpg，即从目前的20.7mpg增加了每加仑3.3英里，这将使机动车制造商失去超过1百万大型轻便客货两用车和SUV的销售。通常，行业警告他们不是唯一的受害者。它们认为机动车的加价使它们更加燃料高效，将节省接近300,000个工作。日本标准的增加机动车燃料里程数的方案是工业规模地改进小汽车和它们的燃料里程数，以燃料效率为代价牺牲马力数，特别是对于SUV，以增强燃料效率的研究和开发，以开发汽车和SUV用燃料高率的发动机，及限制最大的SUV的生产，这是降低底特律卡车平均燃料效率的主要原因。因此，很有利的是明显减轻轻便客货两用车和SUV的重量，由此增强燃料经济并减轻由于超过CAFE标准而遭受的罚金。最有利的而且最环境友好的是制造塑料机动车部件。尽管使用传统的塑料已有巨大的进步，通过使用生物可降解塑料或那些由可再生资源制造的例如由Cargill Dow和国家再生能源试验室建议的聚乳酸聚合物，我们可使这种趋势更进一步。新的玉米基可降解聚合物称为聚乳酸(PLA)，可用于本专利技术的各种部件。而且，早在二十世纪20年代初，Henry Ford就制造用于机动车的塑料，该塑料由大麻植物制造。在根据本专利技术制造的一个模型中，Dodge Dakota卡车具有钢质卡车箱的底座，用本专利技术制造的塑料卡车车箱取代。重量减少95磅。考虑这样的事实，Chrysler一直要求其供应商减少他们提供部件几盎司的重量，这样的专利技术是不可思议的。每辆车减少近100磅将对燃料消费和燃料经济产生巨大影响。而且，由于极其轻质，自动倾卸车的构造是可能的，及人力抬起的剪式千斤顶构造是可能的。当使用抗冲击材料时，卡车箱底座可处理缓慢事故，使对轻便客货两用车车箱具有最小的损害。另外，非常有利的是能够将导管和/或束线直接埋入塑料车箱底座本身中，因此一旦将轻便客货两用车箱置于底盘上，可以进行插装操作。同样有利的是提供一种方法用于这样的轻便客货两用车塑料的成形，其可使重金属部件由此延伸以给车辆底盘提供安装设备，例如利用本专利技术是可能的。在另一个实施方式中，有利的是容易和不昂贵地形成预制房屋板，其可被夹到一起铆接到一定的位置以迅速地制造房屋。例如，目前在它们的国家有超过约1.5百万阿富汗战争难民。其他第三世界国家是这种预制房屋组件极有可能的使用者。长期以来需要廉价、轻质和不昂贵、隔热地夹在一起的房屋组件，其可就地制造，及在远离总部工厂中制造并装运到安装地本身。有人意识到美国的Ohio的Rubbermaid公司制造许多的用于后院的小工棚和花园棚，尽管这些棚不适合人类的居住条件。但是，这些棚由注模制造其本身并不适合于甚至更大的产品，于用于生产的那样的模子极其昂贵。非常有利的是利用不昂贵的模子、可再生的材料及可嵌入塑料复合材料制品中的隔热层，这样可在非常短的时间内制造有用的组合式房屋。其进一步用于将导管和/或电线本身直接嵌入塑料板中。即插接装置从板延伸，板能够直接插入彼此中，或将导管嵌入预制房屋部件中，然后如它们在传统家庭中，由执业电器师很容易迅速地使电线接通。通过建立外部的发电站，整个复合的夹在一起的房屋能够迅速装备有电暖气、电灯和烹饪设备。污水处理也能够模制进入板中，这样的电焚烧盥洗室已在日本和船只上普遍使用。隔热板的R值高达100或以上，使电暖气成为可能。这可除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由具有一定熔点的塑料颗粒材料将塑料成形为预定形状的方法，所述的方法包括：提供敞开的模，所述的模由选自铝、铝合金、锌合金、金属、陶瓷、水泥、高温塑料及可成形的耐热材料制造，所述的模成形为预定的形状，而且至少面部分赋予希望的形状；　 　将敞开模加热到约１３０℃～约８６５℃的高温，这样模处于比塑料颗粒材料熔点更高的温度；使敞开模与塑料颗粒材料接触，而塑料颗粒至少在室温下驻留时间段为约１秒～约３０分钟，预先选择所述的驻留时间段以将塑料颗粒熔融为约０．００１ｃｍ～ 约３．０ｃｍ希望厚度的层，之后停止敞开模与塑料颗粒的接触。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘菲洛M迪纳罗，米格尔A利纳雷斯，林恩E卡吉尔，罗宾L波因特，保罗A海因斯，
申请(专利权)人：三DM技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]