模具组件
技术领域
本公开总体上涉及模具组件。
背景技术
许多行业使用各种形式的模塑或铸造来制造产品。一般而言，模塑、铸造及其变型通过将材料放置在限定形状的模具腔体内、使该材料呈现腔体的形状并在从腔体中取出该材料之后使该材料维持形状来使所述材料成形。作为示例，放置在模具腔体中的材料可以是液体(例如，熔融金属、聚合物熔体或一种或多种液体反应物)，在这种情况下，该材料可以在重力和/或外部施加的压力的影响下在模具腔体内流动。在该示例中，在填充模具腔体之后，在从模具腔体中取出材料之前，液体由于冷却、化学反应或这两者而固化。在其他示例中，可以将固体材料(例如，材料坯料或粒料)放置在模具腔体中，并且通过外部压力、热或这两者来使固体材料呈现模具腔体的形状。
在材料至少部分固化之后，打开模具并取出或顶出模塑零件。在经受高温和高压之后以及在材料在模具腔体内固化之后打开模具会是具有挑战性的。在某些情况下，螺栓用于在使用前组装模具，并且由于温度循环、模具和螺栓的频繁重复使用、被正在模塑的材料污损等原因，可能难以将螺栓从模具中取出。在这种情况下，在打开模具、取出模塑零件并随后准备模具以便重新使用时会消耗大量制造资源。
发明内容
在特定实施方式中，组件包括第一模具部件，该第一模具部件限定模具腔体的第一部分并且限定第一模具部件的第一表面中的第一狭槽。第一模具部件的第一表面中的第一狭槽对应于第一保持通道的第一部分。该组件还包括第二模具部件，该第二模具部件限定模具腔体的第二部分并且限定第二模具部件的第一表面中的第一狭槽。第二模具部件的第一表面中的第一狭槽对应于第一保持通道的第二部分。该组件还包括第一连接器，该第一连接器的横截面形状对应于第一保持通道的横截面形状。第一连接器包括具有第一热膨胀特性的第一材料。第一热膨胀特性不同于第一模具部件和第二模具部件的材料的热膨胀特性，使得当将第一连接器插入到第一保持通道中时，加热第一模具部件、第二模具部件和第一连接器引起不同的热膨胀，从而导致第一模具部件和第二模具部件之间的夹紧力。
在另一特定实施方式中，组件包括多个模具部件和多个连接器。多个模具部件包括第一模具部件，其限定模具腔体的第一部分和第一组狭槽；第二模具部件，其限定模具腔体的第二部分和第二组狭槽；以及第三模具部件，其限定模具腔体的第三部分和第三组狭槽。多个连接器包括第一连接器、第二连接器、第三连接器和第四连接器。第一连接器包括第一材料，并且具有与第一组狭槽中的第一狭槽和第二组狭槽中的第一狭槽的组合横截面形状对应的第一横截面形状。第二连接器包括第一材料，并且具有与第一组狭槽中的第二狭槽和第二组狭槽中的第二狭槽的组合横截面形状对应的第二横截面形状。第三连接器包括第一材料，并且具有与第一组狭槽中的第三狭槽和第三组狭槽中的第一狭槽的组合横截面形状对应的第三横截面形状。第四连接器包括第一材料，并且具有与第二组狭槽中的第三狭槽和第三组狭槽中的第二狭槽的组合横截面形状对应的第四横截面形状。多个连接器的热膨胀特性不同于多个模具部件的材料的热膨胀特性，使得当将多个连接器插入到相应的保持通道中并且向多个模具部件施加热时，所得的不同热膨胀在多个模具部件的表面之间产生夹紧力。
在一个特定的实施方式中，一种方法包括形成多个模具部件和多个连接器构成的组件。形成组件包括对准第一模具部件和第二模具部件，其中第一模具部件限定模具腔体的第一部分和第一组狭槽，并且第二模具部件限定模具腔体的第二部分和第二狭槽。形成组件还包括将第一连接器滑入与第一组狭槽中的第一狭槽和第二组狭槽中的第一狭槽对应的第一保持通道中。形成组件还包括将第二连接器滑入与第一组狭槽中的第二狭槽和第二组狭槽中的第二狭槽对应的第二保持通道中。形成组件还包括将第三模具部件与第一模具部件和第二模具部件对准，其中第三模具部件限定模具腔体的第三部分和第三组狭槽。形成组件还包括将第三连接器滑入与第一组狭槽中的第三狭槽和第三组狭槽中的第一狭槽对应的第三保持通道中以及将第四连接器滑入与第二组狭槽中的第三狭槽和第二组狭槽中的第二狭槽对应的第四保持通道中。该方法还包括使组件经受加热以便由于组件的不同的热膨胀而在组件的表面之间产生夹紧力。
附图说明
图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G、图1H、图1I、图1J是示出模具组件的示例的各种视图和各方面的示图。
图2A、图2B和图2C是示出模具组件的各种连接器和对应的保持通道的截面图的示图。
图3是示出包括模具组件的系统的示例的示图。
图4是使用模具组件的方法的示例的流程图。
具体实施方式
本公开描述了一种多零件模具组件，其使得能够快速组装和拆卸，同时在模塑操作期间提供足够的夹紧压力。与使用螺栓组装的模具相比，本文公开的模具组件能够更快和更符合人体工程学(例如，以更少的重复运动)进行组装和拆卸。另外，用于本文公开的模具组件的连接器较少受污损。
本文公开的模具组件包括多个模具部件，所述模具部件在组装时限定模具腔体。一个或多个连接器滑入模具部件中的保持通道中。两个模具部件的保持通道由两个狭槽限定，这两个模具部件中的每个都具有一个狭槽。因此，当组装时，每个连接器都在由第一模具部件限定的狭槽和由第二模具部件限定的狭槽中。连接器和保持通道具有对应的横截面形状，并且每个连接器和保持通道被成形为使得其在中间(例如，两个模具部件的界面附近的区域)比在端部(例如，距离两个模具部件的界面最远的区域)窄。例如，连接器和保持通道可以具有H形横截面、C形横截面、沙漏形横截面或包括凹入区域的其他横截面形状。
连接器由与模具部件一种不同的材料(或多种不同的材料)形成。具体地，连接器由具有与用于形成模具部件的一种材料(或多种材料)不同的热膨胀系数的一种材料(或多种材料)形成。在本文图示和描述的示例中，连接器的热膨胀系数小于模具部件的热膨胀系数。因此，当组装和加热模具部件和连接器时，模具部件比连接器膨胀得多。由于连接器和保持通道的横截面形状的原因，膨胀差异产生倾向于将模具部件夹紧在一起的力。在将模具组件用于形成模塑零件之后，可以冷却模具组件以减小或消除由于热膨胀引起的夹紧力，并且可以从保持通道中取出连接器以暴露出模具腔体和模塑零件。
作为具体示例，在室温下，连接器可以平稳地滑入保持通道，而不会产生显著的力。为了说明，在一些实施方式中，用户可以用手(例如，无需工具)将连接器滑入对应的保持通道中。在一些实施方式中，防粘剂可用于润滑保持通道和/或连接器，以进一步减小所需的组装和拆卸力。可以基于用于形成模具部件和连接器的材料、基于模塑操作的温度范围以及防粘剂的所需性能(诸如粘度或与被模塑的材料的化学相容性)来选择所使用的特定防粘剂。
在连接器保持在适当的位置之后，可以将模具组件加热到工艺条件。为了说明，对于使用热塑性聚合物的压塑工艺，可以将模具组件加热到几百华氏度。可以从外部施加热，或者模具组件可以包括用于加热模具组件的加热元件或其他热交换元件。当模具组件被加热时，模具部件比连接器膨胀得多，这导致连接器将模具部件夹紧在一起。
在形成模塑零件之后，允许模具组件冷却(或导致模具组件冷却)。为了说明，模具组件可以被动地冷却，或者模具组件内或联接到模具组件的热交换元件可以用于主动地去除热。随着模具组件的冷却，模具部件比连接器收缩得多，这释放了模具部件之间的夹紧力。当模具组件已充分冷却后，连接器将再次在保持通道内滑动，并且可以通过拉动连接器的端部或从另一侧轻敲连接器来轻松取出连接器。在一些实施方式中，至少一些模具部件可包括冲孔，以利于将连接器推出保持通道。
在组装和拆卸期间，连接器能够滑入或滑出保持通道。例如，不需要螺纹或其他连接机构。因此，与拧紧和拧松固定螺栓相比，组装和拆卸模具组件要快得多，并且更符合人体工程学。另外，连接器不具有诸如螺纹之类的小特征结构，这些小特征结构会因反复使用而污损、损坏或磨损。因此，与使用螺栓连接在一起的模具组件的工艺相比，使用本文公开的模具组件的制造工艺可以具有更短的用于组装和拆卸模具的循环时间，这降低了成本并且/或者增加了产量。
在下文中，参考附图中描绘的特征。在一些附图中，使用了特定类型的特征的多个实例。尽管这些特征在物理上和/或逻辑上是不同的，但是每个特征都使用相同的附图标记，并且通过在附图标记上添加字母来区分不同的实例。当在本文中将特征作为组或类型来提及时(例如，当没有提及特征中的特定一个特征时)，使用附图标记而没有使用区分字母。然而，当在本文中提及相同类型的多个特征中的一个特定特征时，附图标记与区分字母一起使用。例如，参考图1A，示出了多个模具部件，并且所述多个模具部件与附图标记102A、102B和102C相关联。当提及这些模具部件中的特定模具诸如第一模具部件102A时，使用区分字母“A”。然而，当提及这些模具部件中的任意一个或作为一个组的这些模具部件时，使用附图标记102而没有区分字母。
如本文中所使用的，各种术语仅出于描述特定实施方式的目的而并非旨在进行限制。例如，单数形式“一/一个(a)”，“一/一个(an)”和“该(the)”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外，术语“包括(comprise)”、“包括(comprises)”和“包括(comprising)”与“包括(include)包括”、“包括(includes)”或“包括(including)”可互换使用。另外，术语“其中(wherein)”与术语“其中(where)”可互换使用。如本文所使用的，“示例性”指示示例、实施方式和/或方面，并且不应被解释为限制或指示偏好或优选实施方式。如本文所使用的，用于修饰诸如结构、部件、操作等的元素的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不表示该元素相对于另一个元素的任何优先级或顺序，而仅仅是将该元素与具有相同名称(但使用序数词)的另一个元素区分开。如本文所使用的，术语“组”是指一个或多个元素的分组，并且术语“多个”是指多个元素。
如本文所使用的，“联接”可以包括“通信地联接”、“电联接”或“物理联接”，并且还可以(或者可替代地)包括其任何组合。两个装置(或部件)可以经由一个或多个其他装置、部件、电线、总线、网络(例如，有线网络、无线网络或其组合)等直接或间接联接(例如，通信联接、电联接或物理联接)。如本文所使用的，“直接联接”用于描述在没有中间部件的情况下联接(例如，通信联接、电联接或物理联接)的两个装置。为了说明，将彼此直接物理接触的两个部件彼此“直接联接”。
图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G、图1H、图1I、图1J是示出模具组件100的示例的各种视图和各方面的示图。具体地，图1A示出了模具组件100的透视图。为了便于参考，在以下描述中使用的方向(例如，左、右、上、下、后和前)是参照图1A所示的取向。这些方向并非旨在是限制性的，而是仅用于便于对本文公开的各个方面的描述。图1B示出了模具组件100的顶视图，其中移除了顶部模具部件(例如，第三模具部件102C)。图1C示出了模具部件102中的一个的透视图，而图1D示出了具有若干连接器104的图1C的模具部件102的透视图。图1E示出了模具组件100的前视图，而图1F示出了模具组件100的侧视图。图1G示出了模具组件100的透视图和模具部件102中的允许连接器104膨胀的腔体的详细截面图。图1H和图1I示出了沿着模具线的第三模具部件102C的一部分的截面图的示例，以示出附加细节。图1J示出了根据特定实施方式的第三模具部件102C的特定示例的底视图。
模具组件100包括多个模具部件102，诸如第一模具部件102A、第二模具部件102B和第三模具部件102C。模具组件100还包括多个连接器104，诸如第一连接器104A、第二连接器104B、第三连接器104C和第四连接器104D。尽管图1A-1J的模具组件100包括三个模具部件102，但在其他实施方式中，模具组件100仅包括两个模具部件102，并且在另一些实施方式中，模具组件100包括三个以上模具部件102。另外，尽管图1A-1J的模具组件100包括四个连接器104，但在其他实施方式中，模具组件100包括四个以上的连接器104或少于四个的连接器104。此外，在其他实施方式中，连接器104相对于模具部件102的具体布置是不同的。
在图1A中，第一模具部件102A在模具线106A处与第二模具部件102B交界。在该示例中，第一模具部件102A限定模具腔体118(图1C所示)的第一部分，并且第二模具部件102B限定模具腔体118的第二部分。第三模具部件102C位于第一模具部件102A和第二模具部件102B的顶部，并且限定模具腔体118的第三部分(例如，开口108，该开口108能够通入模具腔体118，从而例如插入工具、待模塑的材料等)。如图1B所示，在第一模具部件102A和第二模具部件102B的界面处设置类似的开口110以通入模具腔体118。
如图1B所示，第一模具部件102A通过设置在第一保持通道中的第一连接器104A且通过设置在第二保持通道中的第二连接器104B联接到第二模具部件102B。在一些实施方式中，模具部件102包括有助于在组装期间对准模具部件的特征结构。例如，在图1B中，第一模具部件102A包括销105A，并且第二模具部件102B包括销105B。在该示例中，销105A与第三模具部件102C中的插孔107A(如图1E和图1J所示)对准，并且销105B与第三模具部件102C中的插孔107B(如图1E和图1J所示)对准。也可以使用销105和插孔107的其他布置。如图1A所示，第三模具部件102C通过设置在第三保持通道中的第三连接器104C联接到第一模具部件102A，并且通过设置在第四保持通道中的第四连接器104D联接到第二模具部件102B。
图1C和图1D示出了连接器104如何与模具部件102交界。图1C的模具部件102包括由特定材料诸如陶瓷、金属或合金形成的主体。模具部件102的主体限定模具腔体118的一部分和多个狭槽122，诸如第一狭槽122A、第二狭槽122B和第三狭槽122C。第一狭槽122A和第二狭槽122B被限定在模具部件102的第一表面116(例如，所示视图中的侧表面)中，并且第三狭槽122C被限定在模具部件102的第二表面120(例如，所示视图中的顶表面)中。第一表面116和第二表面120各自被配置为与另一模具部件102的配合表面交界(例如，接触)。例如，如果图1C的模具部件102对应于图1A的第一模具部件102A，则第二表面120被配置为与图1A的第三模具部件102C的第一表面交界，并且第一表面116被配置为与图1A的第二模具部件102B的第一表面交界。在另一个示例中，如果图1C的模具部件102对应于图1A的第二模具部件102B，则第二表面120被配置为与图1A的第三模具部件102C的第一表面交界，并且第一表面116被配置为与图1A的第一模具部件102A的第一表面交界。
狭槽122中的每个被配置为接收连接器104。具体地，每个狭槽122具有与保持通道的一半对应的横截面形状，并且每个保持通道的横截面形状在几何上类似于对应的连接器104的横截面形状(在制造公差内)。在这种情况下，几何上类似意味着仅通过均匀缩放、平移、旋转和/或映像就可以使任一形状与另一形状相同。特定保持通道的横截面形状比对应的连接器104的横截面形状大得多，以在模具部件102和连接器104处于室温时允许连接器104滑入保持通道中。
为了简化模具组件100的拆卸，每个连接器104可以比其相应的保持通道长。例如，如图1C所示，狭槽122C具有在模具部件102的整个宽度上延伸的长度(“L1”)112。如图1D所示，设置在狭槽122C中的连接器104的长度(“L2”)114大于狭槽122C的长度112。连接器104相对于狭槽122的更大长度允许连接器104的一部分延伸越过模具部件102的主体，以便于将连接器104从模具组件100中抽出。在一些实施方式中，连接器104中的一个或多个包括钩或孔(诸如图1D所示的孔126或图1F所示的孔138)，以进一步简化连接器104从模具组件100的抽出。
在一些实施方式中，一些或全部狭槽122不在模具部件102的整个侧面上延伸。例如，在图1C中，狭槽122B延伸从模具部件102的顶部到模具部件102的底部的距离的第一部分，并且冲孔124B延伸该距离的其余部分(例如，从模具部件102的底部到狭槽122B)。类似地，狭槽122A延伸从模具部件102的顶部到模具部件102的底部的距离的一部分，并且冲孔124A延伸该距离的其余部分(例如，从模具部件102的底部到狭槽122A)。为了说明，模具部件102的高度(在图1C所示的取向上)等于狭槽122B的长度128(“L3”)加上冲孔124B的长度130(“L4”)。如图1D所示，与狭槽122B相关联的连接器104比狭槽122B长。例如，与狭槽122C相关联的连接器104具有大于长度128的长度132(“L5”)。冲孔124可以进一步简化连接器104从模具组件100的抽出。例如，用户或机器可以推动或撞击连接器104的底部(在图1D所示的取向上)，以使连接器104向上移动并移出狭槽122。
在两个模具部件102的表面由连接器104保持在一起的情况下，连接器104被定位成使得连接器104的主轴线(例如，长度)与由两个模具部件102形成的模具线106基本平行。例如，狭槽122C的主轴线平行于第二表面120，第二表面120用作图1C的模具部件102与另一模具部件诸如图1A的第三模具部件102C之间的模具线的一侧。在这种布置中，连接器104的主轴线在每一端都是自由的。例如，狭槽122C中的连接器104的两端均未朝向另一模具部件102的表面延伸或与另一模具部件102的表面相交。
然而，在一些实施方式中，连接器104的主轴线可以朝向另一模具部件102的表面延伸或与另一模具部件102的表面相交。例如，图1D的狭槽122A中的连接器104的主轴线延伸越过模具部件102的第二表面120。因此，当第二表面120与另一模具部件102(诸如图1A的第三模具部件102C)接触时，连接器104的主轴线朝向所述另一模具部件102延伸或与所述另一模具部件102相交。在此类实施方式中，可以在另一模具部件中设置凹槽134(在图1E-1J中示出)以容纳连接器104的端部。例如，图1E-1J示出了第三模具部件102C中的凹槽134，用于容纳连接器104A和104B的端部。
图1J示出了根据特定实施方式的第三模具部件102C的特定示例的底视图。图1J示出了第三模具部件102C中的狭槽122D和122E，狭槽122D和122E与第一模具部件102A和第二模具部件102B的狭槽122C一起限定了将第三模具部件102C联接至第一模具部件102A和第二模具部件102B的保持通道。图1J的第三模具部件102C还示出了具有开口135的凹槽134A，如参照图1I进一步描述的。
图1E-1G提供了上述各种特征结构的附加视图，以阐明组装模具组件100时各种特征结构之间的位置和关系。图1H和图1I示出了沿着模具线106A的截面图的示例，以示出相对于其他特征结构的凹槽134中的一个的附加细节。在图1H中，示出的凹槽134B是直壁榫眼，例如矩形棱柱或圆柱形状的孔。例如，从第三模具部件102C的底部看，图1H的凹槽134B是矩形或圆形。在图1I中，凹槽134B包括具有矩形棱柱或圆柱形状的第一部分139和限定开口135B的第二部分137，该开口135B具有与连接器104B的形状对应的形状。在其他实施方式中，凹槽134可具有另一种形状。图1I的凹槽134B的一个好处是：开口135B可以有助于第三模具部件102C与第一模具部件102A和第二模具部件102B的对准。因此，当使用图1I的凹槽134B时，可以省略插孔107和销105，或者可以通过图1I的凹槽134B补充由插孔107和销105提供的对准。
在特定实施方式中，通过对准第一模具部件102A和第二模具部件102B以形成模具腔体118来组装模具组件100。当第一模具部件102A和第二模具部件102B对准时，第一模具部件102A和第二模具部件102B中的每个的狭槽122A和122B对准以限定保持通道，并且连接器104设置在每个保持通道中。例如，第一模具部件102A的狭槽122A与第二模具部件102B的狭槽122A对准以形成第一保持通道，并且第一模具部件102A的狭槽122B与第二模具部件102B的狭槽122B对准以形成第二保持通道。在该示例中，第一连接器104A设置在第一保持通道中，并且第二连接器104B设置在第二保持通道中。
继续该示例，在第一模具部件102A和第二模具部件102B通过第一连接器104A和第二连接器104B联接在一起之后，第三模具部件102C与第一模具部件102A和第二模具部件102B对准。为了说明，第三模具部件102C的开口108与由第一模具部件102A和第二模具部件102B限定的开口110对准。另外地或可替代地，第三模具部件102C的凹槽134与第一连接器104A和第二连接器104B对准。此外，第三模具部件102C的狭槽与第一模具部件102A和第二模具部件102B的对应狭槽122C对准以限定保持通道，并且连接器104设置在保持通道中。例如，第三连接器104C设置在由第一模具部件102A的狭槽和第三模具部件102C的狭槽限定的保持通道中，并且第四连接器104D设置在由第二模具部件102B的狭槽和第三模具部件102C的狭槽限定的保持通道中。
如上所述，在模具组件100组装之后，可以加热模具组件100(例如，在预加热操作期间或作为正常模塑操作工艺流程的一部分)。加热模具组件100导致模具部件102和连接器104膨胀。然而，因为模具部件102和连接器104由不同的材料形成并且具有不同的热膨胀系数，所以模具部件102和连接器104针对每个递增的温度变化膨胀不同的量。如参照图2A-2C进一步说明的，选择连接器104的横截面形状以导致不同的热膨胀，从而在模具部件的相邻配合表面之间产生夹紧力。例如，连接器104A、第一模具部件102A和第二模具部件102B的不同膨胀导致在第一模具部件102A的第一表面116与第二模具部件102B的相邻表面之间的夹紧力。
在模塑操作完成之后，可以允许模具组件100和设置在其中的模塑产品冷却。冷却模具组件100导致模具部件102和连接器104(基于相应的热膨胀系数以不同的速率)收缩，直到可以从保持通道中取出连接器104以拆卸模具组件100为止。
图2A、图2B和图2C是示出了模具组件100的各种连接器104和对应的保持通道214的截面图的示图。图2A示出了在保持通道214中的具有H形横截面的连接器104，保持通道214具有对应的H形横截面；图2B示出了在保持通道214中的具有C形横截面的连接器104，保持通道214具有对应的C形横截面；并且图2C示出了在保持通道214中的具有沙漏形横截面的连接器104，保持通道214具有对应的沙漏形横截面。
每个保持通道214对应于一对模具部件202、208的对准的一对狭槽206、212。模具部件202、208可以对应于模具组件100的由图1A-1G的连接器104连结的任何两个模具部件102。模具部件202包括被配置为与模具部件208的配合表面210接触的配合表面204。当配合表面204、210接触并且狭槽206、212对准时，狭槽206、212一起形成或限定保持通道214。
连接器104具有与保持通道214对应的形状。选择连接器104和保持通道214的所示横截面形状，使得连接器104及其相关联的模具部件202、208的不同热膨胀导致将配合表面204、210压在一起的夹紧力222。在所示的示例中，每个横截面形状具有凹入区域220，例如，每个模具部件202、208的一部分在连接器104的两部分之间的区域。凹入区域220是通过将连接器104(和对应的保持通道214)成形为在每个配合表面204、210处相对较窄并且在远离配合表面204、210的区域内较宽而形成的。例如，连接器104在配合表面204、210附近具有宽度216(“W1”)，并且远离配合表面204具有宽度218(“W2”)(例如，在图2A-2C中所示的取向上在狭槽212的底部和狭槽206的顶部)。在该示例中，宽度216小于宽度218。尽管在图2A-2C中示出了包括凹入区域的横截面形状的三个示例，但是可以使用具有凹入区域的其他横截面形状。为了说明，可以使用Z形的横截面形状。
保持通道214应具有与对应的连接器104大致相同的横截面形状。在一些实施方式中，保持通道214和对应的连接器104具有几何上类似的横截面形状。在其他实施方式中，保持通道214的横截面形状就可以与连接器104的横截面形状稍有不同，只要连接器104能够在第一温度(例如，相对低的温度，诸如室温)下在保持通道214中滑动并且能够在第二温度(例如，相对高的温度，诸如热塑性聚合物熔体温度)下在配合表面204、210之间产生夹紧力222即可。
连接器104和对应的保持通道214的相对尺寸将取决于与模塑操作相关联的工艺条件以及模具部件202、208和连接器104的热膨胀系数。例如，对于使用高内部压力的模塑操作(诸如压塑)，夹紧力222需要相对强，以防止由于模塑设备施加的压力而导致模具腔体变形(例如，沿模具线分离)。可以通过选择在操作温度范围内热膨胀系数差异相对大的材料、通过将保持通道214和连接器104设计为具有大的凹入区域220或通过这两种情况来实现这种大的夹紧力222。对于另一些类型的模塑操作(诸如浇铸熔融金属)，工艺温度会非常极端，以至于热膨胀系数的相对小的差异足以提供所需的夹紧力222。
在一些实施方式中，可以通过使用不同的连接器104来修改模具组件100的实用性。例如，模具部件102通常被仔细地加工且是昂贵的。如果改变工艺条件，例如，以使得能够使用不同的模塑材料，则制造新的模具部件102会是耗时且昂贵的。在一些实施方式中，通过仅改变用于连结模具部件102的连接器104，本文公开的模具部件102可用于多种工艺条件。作为特定示例，最初设计用于特定工艺的模具组件100可以包括被选择以在特定的工艺温度下提供特定夹紧力222的模具部件102和连接器104。如上所述，夹紧力222与模具部件102和连接器104的热膨胀系数的差异有关。在该示例中，如果在初始设计之后修改了工艺条件(例如，为了提高工艺温度)，则来自初始设计的连接器104会在新的工艺温度下提供过大的夹紧力222，这会损坏连接器104或模具部件102。因此，可以获得新的连接器104以在新的工艺温度下提供正确的夹紧力222。新的连接器104可以由热膨胀系数比初始设计的连接器104更类似于模具部件的热膨胀系数的材料形成。可替代地或另外，可以修改新的连接器104的形状(例如，通过加长连接器104在凹入区域220中的部分以减小夹紧力222)。
图3是示出包括模具组件100的系统的示例的示图。在图3中，模具组件100联接至模塑机300。图3的模具组件100包括组装在一起以限定模具腔体118和一个或多个保持通道214的多个模具部件102。每个保持通道214包括连接器104。模具部件102由具有第一热膨胀系数(α1)的一种或多种材料形成或包括这样的一种或多种材料，并且所述一个或多个连接器104由具有第二热膨胀系数(α2)的一种或多种材料形成或包括这样的一种或多种材料。第一热膨胀系数不同于第二热膨胀系数。例如，第一热膨胀系数大于第二热膨胀系数。
在图3所示的示例中，模塑机300包括储存模塑剂304的模塑剂储存容器302。模塑剂304是将使用模具组件100成形的任何材料。作为示例，模塑剂304可包括聚合物、一组反应物(例如，单体和引发剂)、金属或多种兼容材料的组合，诸如两种或更多种金属或两种或更多种聚合物。模塑剂304通常包括凝聚相材料(例如，液体或固体)。如果模塑剂304包括固体，则该固体可以包括散装使用以形成模塑产品的离散的单元(例如，纤维或粒料)，或者该固体可以包括通过模塑工艺进一步成形的预成型件。如果模塑剂304包括液体，则在模塑操作期间，液体会经历物理过程(例如，相变)、化学过程(例如，聚合或交联)或这两种过程，以形成模塑产品。
图3中的模塑机300还包括模塑剂预热器306和模塑剂注入器308。模塑剂注入器308被配置为将模塑剂304的注射料或样品注入或以其他方式插入到模具组件100的模具腔体118中。例如，模塑剂注入器308可以被配置为通过完全组装好的模具组件100的图1A的开口108将模塑剂304插入到模具腔体118中。在另一示例中，在第三模具部件102C联接到第一模具部件102A和第二模具部件102B之前，模塑剂注入器308可以被配置为通过图1B的开口110将模塑剂304插入到模具腔体118中。在一些实施方式中，在将模塑剂304放置在模具腔体118中之前对其进行加热。在此类实施方式中，模塑剂预热器306执行该加热操作。在其他实施方式中，在将模塑剂304放置在模具腔体118中之前不对其进行加热。在此类实施方式中，可以省略模塑剂预热器306。
在图3所示的示例中，一个或多个热交换元件312联接至模具组件100或设置在模具组件100内。(多个)热交换元件312可被配置为加热模具组件100、冷却模具组件100或者在某些时候加热模具组件100且在另一些时候冷却模具组件100。
模塑机300和模具组件100可用于许多不同类型的制造操作，诸如压塑、注塑、吹塑、旋转模塑或铸造。此外，模具组件100可以包括有助于某些制造操作的其他特征结构。为了说明，模具组件100在上面被描述为包括单个模具腔体118；然而，在一些实施方式中，模具组件100可以包括不止一个模具腔体。在此类实施方式中，模具组件100可以在模具腔体之间包括流道或纵梁。作为另一示例，模具组件100可包括通风孔，以允许被模塑剂304置换的空气从模具腔体118逸出。作为又一示例，模具组件100还可包括用于顶出销的开口或其他特征结构，以将模塑零件从模具腔体118中顶出。
图4是使用模具组件100的方法400的示例的流程图。方法400包括在402处形成多个模具部件和多个连接器构成的组件(例如，模具组件100)。形成组件包括在404处对准第一模具部件和第二模具部件。第一模具部件限定模具腔体的第一部分和第一组狭槽，并且第二模具部件限定模具腔体的第二部分和第二组狭槽。例如，第一模具部件可以包括或对应于图1A-1G的第一模具部件102A(限定第一组狭槽122A、122B和122C)，并且第二模具部件可以包括或对应于第二模具部件102B。在该示例中，第一模具部件102A和第二模具部件102B各自限定模具腔体118的一部分。
形成组件还包括在406处将第一连接器滑入与第一组狭槽中的第一狭槽和第二组狭槽中的第一狭槽对应的第一保持通道中，以及在408处将第二连接器滑入与第一组狭槽中的第二狭槽和第二组狭槽中的第二狭槽对应的第二保持通道中。例如，操作员或模塑机300可以将第一连接器104A滑入与第一模具部件102A的第一狭槽122A和第二模具部件102B的第一狭槽122A对应的保持通道中，并且可以将第二连接器104B滑入与第一模具部件102A的第二狭槽122B和第二模具部件102B的第二狭槽122B对应的保持通道中。
在一些实施方式中，形成组件还包括在410处，将第三模具部件与第一模具部件和第二模具部件对准，其中第三模具部件限定模具腔体的第三部分和第三组狭槽。在此类实施方式中，形成组件还包括在412处，将第三连接器滑入与第一组狭槽中的第三狭槽和第三组狭槽中的第一狭槽对应的第三保持通道中，以及在414处，将第四连接器滑入与第二组狭槽中的第三狭槽和第二组狭槽中的第二狭槽对应的第四保持通道中。例如，第三模具部件可以对应于或包括图1A-1G的第三模具部件102C，其限定了模具腔体118的一部分并且包括与第一模具部件102A和第二模具部件102B的第三狭槽122C对应的狭槽。在该示例中，操作员或模塑机300可以将第三连接器104C滑入与第一模具部件102A的第三狭槽122C和第三模具部件102C的对应的第三狭槽122C对应的保持通道中，并且可以将第四连接器104D滑入与第二模具部件102B的第三狭槽122C和第三模具部件102C的对应的第三狭槽122C对应的保持通道中。
在形成组件之后，方法400包括在416处使组件经受加热以便由于组件的不同的热膨胀而在组件的表面之间产生夹紧力。例如，如参照图1A-1G和图2A-2C所说明的，当模具组件100被加热时，连接器104和模具部件102的不同的热膨胀导致在由连接器104连接的模具部件102之间的夹紧力222。
在一些实施方式中，方法400还包括在418处，在形成组件之后，在组件经历加热的同时将模塑剂插入模具腔体中。例如，图3的模塑机300的操作员可以将模塑剂304放置在模具腔体118中以形成模塑产品。在一些实施方式中，在将模塑剂304放置在模具腔体118中之前，将模具组件100预热。在其他实施方式中，诸如当模塑剂304熔融时(例如，将室温固体加热至液态进行模塑)，模塑剂304本身可以充分加热模具组件100，使得不需要预热模具组件100。
方法400还包括在420处，在将模塑剂插入模具腔体中之后，允许组件冷却。例如，模具组件100可以被动/无源地冷却(例如，通过对流、传导和/或辐射到周围环境中)或主动/有源地冷却。当模具组件100被主动冷却时，主动冷却可以经由外部冷却机构，诸如浸入冷却槽中或冷却流体通过模具部件102或连接器104中的通道的循环，或者主动冷却可以经由嵌入在模具部件102或连接器104内或与之联接的一个或多个热交换元件312。
在冷却组件以减小夹紧力之后，方法400包括在422处通过从对应的保持通道滑动多个连接器来拆卸组件。例如，操作员或模塑机300可通过抓住连接器104的端部、通过将工具或钩子插入穿过连接器104的孔126或138、通过经由穿孔124敲击连接器104的端部或通过上述情况的组合来从模具组件100的相应保持通道中取出连接器104。
方法400的一个好处是可以快速且容易地组装和拆卸模具组件100。例如，模具组件100的组装和拆卸比使用螺栓提供夹紧力的模具的组装和拆卸更快并且更符合人体工程学(例如，涉及较少的重复运动)。另外，用于本文公开的模具组件100的连接器104比螺栓更不易受污损。
本文描述的示例的说明旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些说明并不旨在用作对利用本文中描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。在回顾本公开后，许多其他实施方式对于本领域技术人员而言可是显而易见的。可以利用其他实施方式并从本公开中得出其他实施方式，使得可以在不脱离本公开范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。例如，可以以与图中所示的顺序不同的顺序来执行方法操作，或者可以省略一个或多个方法操作。作为另一示例，连接器104可以联接至模具部件102的外表面，而不是联接至模具部件102的狭槽内。例如，具有比模具部件102更小的热膨胀系数并限定带子或夹子的连接器104可以联接到模具部件102的外表面。因此，本公开和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。
此外，尽管本文已经图示和描述了特定示例，但是应当理解，被设计为实现相同或相似结果的任何后续布置可以代替所示的特定实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何和所有随后的修改或变化。通过阅读说明书，以上实施方式的组合以及本文中未具体描述的其他实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
条款1.一种组件(100)，其包括：
第一模具部件(102A)，其限定模具腔体(118)的第一部分和所述第一模具部件的第一表面(116)中的第一狭槽(122，例如122A)，所述第一模具部件的所述第一表面中的所述第一狭槽对应于第一保持通道(214)的第一部分；
第二模具部件(102B)，其限定所述模具腔体的第二部分和所述第二模具部件的第一表面中的第一狭槽，所述第二模具部件的所述第一表面中的所述第一狭槽对应于所述第一保持通道的第二部分；以及
第一连接器(104A)，其具有与所述第一保持通道的横截面形状对应的横截面形状，所述第一连接器包括具有第一热膨胀特性的第一材料，所述第一热膨胀特性不同于所述第一模具部件和所述第二模具部件的材料的热膨胀特性，使得当将所述第一连接器插入到所述第一保持通道中时，加热所述第一模具部件、所述第二模具部件和所述第一连接器导致不同的热膨胀，从而导致在所述第一模具部件和所述第二模具部件之间的夹紧力(222)。
条款2.根据条款1所述的组件，其中，所述第一保持通道的所述横截面形状对应于C形、H形或沙漏形。
条款3.根据条款1或2所述的组件，其中，所述第一连接器的所述横截面形状限定凹入区域(220)。
条款4.根据条款1-3中任一项所述的组件，其中，所述第一模具部件还限定所述第一模具部件的所述第一表面中的第二狭槽(122，例如122B)，所述第一模具部件的所述第一表面中的所述第二狭槽对应于第二保持通道的第一部分，并且其中，所述第二模具部件还限定所述第二模具部件的所述第一表面中的第二狭槽，所述第二模具部件的所述第一表面中的所述第二狭槽对应于所述第二保持通道的第二部分，并且还包括第二连接器(104B)，所述第二连接器具有与所述第二保持通道的横截面形状对应的横截面形状，所述第二连接器包括所述第一材料。
条款5.根据条款1-4中任一项所述的组件，还包括：
第三模具部件(102C)，其限定所述模具腔体的第三部分和所述第三模具部件的第一表面中的第一狭槽，所述第三模具部件的所述第一表面中的所述第一狭槽对应于第三保持通道的第一部分，并且其中，所述第一模具部件还限定所述第一模具部件的第二表面中的第三狭槽，所述第一模具部件的所述第二表面中的所述第三狭槽对应于所述第三保持通道的第二部分；以及
第三连接器(104C)，其具有与所述第三保持通道的横截面形状对应的横截面形状，所述第三连接器包括所述第一材料或具有与所述第一模具部件和所述第三模具部件的所述材料的所述热膨胀特性不同的热膨胀特性的其他材料。
条款6.根据条款5所述的组件，其中，所述第三模具部件还限定所述第三模具部件的所述第一表面中的第二狭槽，所述第三模具部件的所述第一表面中的所述第二狭槽对应于第四保持通道的第一部分，并且其中，所述第二模具部件还限定所述第二模具部件的第二表面中的第三狭槽，所述第二模具部件的所述第二表面中的所述第三狭槽对应于所述第四保持通道的第二部分，并且还包括第四连接器(104D)，所述第四连接器具有与所述第四保持通道的横截面形状对应的横截面形状，所述第四连接器包括所述第一材料或具有与所述第二模具部件和所述第三模具部件的所述材料的所述热膨胀特性不同的热膨胀特性的其他材料。
条款7.根据条款5所述的组件，其中，所述第三连接器的长度大于所述第三保持通道的长度。
条款8.根据条款5所述的组件，其中，所述第三模具部件还限定凹槽(134)以容纳所述第一连接器的端部。
条款9.根据条款1-8中任一项所述的组件，其中，所述第一连接器的长度大于所述第一保持通道的长度。
条款10.根据条款1-9中任一项所述的组件，其中，所述第一模具部件的所述第一表面中的所述第一狭槽延伸横跨所述第一模具部件的所述第一表面的距离的第一部分，并且所述第一模具部件还限定延伸所述距离的其余部分的冲孔(124)。
条款11.根据条款1-10中任一项所述的组件，其中，所述第一连接器在一个端部处限定孔(126或138)，以有助于所述第一连接器从所述第一保持通道抽出。
条款12.根据条款1-11中任一项所述的组件，还包括一个或多个热交换元件(312)，所述一个或多个热交换元件联接到所述第一模具部件或所述第二模具部件中的至少一个或在所述第一模具部件或所述第二模具部件中的至少一个内。
条款13.一种组件(100)，其包括：
多个模具部件(102)，其包括：
第一模具部件(102A)，其限定模具腔体(118)的第一部分和第一组狭槽(122)；
第二模具部件(102B)，其限定所述模具腔体的第二部分和第二组狭槽；以及
第三模具部件，其限定所述模具腔体的第三部分和第三组狭槽；以及
多个连接器(104)，其包括：
第一连接器(104A)，其包括第一材料，并且具有与所述第一组狭槽中的第一狭槽和所述第二组狭槽中的第一狭槽的组合横截面形状对应的第一横截面形状；
第二连接器(104B)，其包括所述第一材料，并且具有与所述第一组狭槽中的第二狭槽和所述第二组狭槽中的第二狭槽的组合横截面形状对应的第二横截面形状；
第三连接器(104C)，其包括所述第一材料，并且具有与所述第一组狭槽中的第三狭槽和所述第三组狭槽中的第一狭槽的组合横截面形状对应的第三横截面形状；以及
第四连接器(104D)，其包括所述第一材料，并且具有与所述第二组狭槽中的第三狭槽和所述第三组狭槽中的第二狭槽的组合横截面形状对应的第四横截面形状，
其中，所述多个连接器的热膨胀特性不同于所述多个模具部件的所述材料的热膨胀特性，使得当将所述多个连接器插入到相应的保持通道中并且向所述多个模具部件施加热时，所得的不同热膨胀在所述多个模具部件的表面之间产生夹紧力(222)。
条款14.根据条款13所述的组件，其中，所述第一横截面形状具有凹入区域(220)。
条款15.根据条款13或14所述的组件，其中，所述第一连接器的长度大于所述第一组狭槽中的所述第一狭槽的长度，并且大于所述第二组狭槽中的所述第一狭槽的长度。
条款16.根据条款15所述的组件，其中所述第三模具部件还限定凹槽(134)以容纳所述第一连接器的端部。
条款17.根据条款13-16中任一项所述的组件，其中，所述多个连接器中的一个或多个连接器在一个端部处限定孔(126或138)，以有利于从相应的狭槽中抽出所述一个或多个连接器。
条款18.根据条款13-17中任一项所述的组件，还包括一个或多个热交换元件(312)，所述一个或多个热交换元件联接到所述多个模具部件中的一个或多个模具或在其内，或者联接到所述多个连接器中的一个或多个或在其内，或者联接到所述多个模具部件中的一个或多个及所述多个连接器中的一个或多个或在其内。
条款19.一种方法，其包括：
通过以下步骤形成(402)多个模具部件(102)和多个连接器(104)构成的组件(100)：
对准(404)第一模具部件(102A)和第二模具部件(102B)，所述第一模具部件限定模具腔体(118)的第一部分和第一组狭槽，并且所述第二模具部件(102B)限定所述模具腔体的第二部分和第二组狭槽；
将第一连接器(104A)滑入(406)与所述第一组狭槽中的第一狭槽和所述第二组狭槽中的第一狭槽对应的第一保持通道中；
将第二连接器(104B)滑入(408)与所述第一组狭槽中的第二狭槽和所述第二组狭槽中的第二狭槽对应的第二保持通道中；
将第三模具部件(102C)与所述第一模具部件和所述第二模具部件对准(410)，所述第三模具部件限定所述模具腔体的第三部分和第三组狭槽；将第三连接器(104C)滑入(412)与所述第一组狭槽中的第三狭槽和所述第三组狭槽中的第一狭槽对应的第三保持通道中；以及
将第四连接器(104D)滑入(414)与所述第二组狭槽中的第三狭槽和所述第二组狭槽中的第二狭槽对应的第四保持通道中；以及
使所述组件经受(416)加热以便由于所述组件的不同热膨胀而在所述组件的表面之间产生夹紧力(222)。
条款20.根据条款19所述的方法，还包括：
在形成所述组件之后，在所述组件经受加热的同时将模塑剂(304)插入(418)到所述模具腔体中；
在将所述模塑剂插入到所述模具腔体中之后，允许(420)所述组件冷却；以及
通过从对应的保持通道滑出所述多个连接器来拆卸(422)所述组件。
提交本公开的摘要的同时要明白，摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式中，为了使本公开合理化，可以将各种特征组合在一起或在单个实施方式中进行描述。以上描述的示例说明但不限制本公开。还应当理解，根据本公开的原理，可以进行许多修改和变化。如所附权利要求所反映的，所要求保护的主题可以涉及少于所公开的示例中的任何示例的所有特征。因此，本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
