(57)【要約】【課題】  部品の高生産量を目指すのに有用であり、低圧成型で、高強度繊維を有する大きな部品又は構造物を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂又は熱可塑性混合材料からの熱成型するための装置１０は、押出し機１１、型変換ステーション１２、及び圧縮型ステーション１３を有して描かれている。押出機は、オーガーが押出しダイ１６への押出し通路に沿ってその材料を送る間、ヒーターが熱可塑性樹脂材料を加熱して流体材料とする場所であるオーガー１５内へ熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂混合材料を送るために、頂上に設けられたホッパー１４を有する。送られて押出し機から出た材料は、ダイ１６の後端に設けられたトリマー１７により切断される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型内で挿入物の位置決めを行なうこと、
型上へ溶融し押出された混合材料を配置すること、
挿入物の少なくとも一部について押しだされた混合材料を形成すること、
必要ならば型内の挿入物を形成するために使用される補強部材を取り外すこと、
構造的部品を形成するために、押出された混合材料を圧縮すること、
構造的部品を少なくとも部分的に挿入物とともに型から取り出すこと、
を含む熱可塑性材料及び繊維から構造的部品を形成する方法。
【請求項２】
前記挿入物の位置決めが、下型内でなされる請求項１による方法。
【請求項３】
前記溶融し押出された混合材料を配置することが、平面を動的に横切ってなされる請求項１による方法。
【請求項４】
前記押しだされた混合材料を形成することが、押出された混合材料内の全ての挿入物をカプセル化することを含む請求項１による方法。
【請求項５】
更に、型内で押出された混合材料を加圧することを含む請求項１による方法。
【請求項６】
型内の挿入物を形成する手段と、
型上へ溶融し押出された混合材料を配置する手段と、
挿入物の少なくとも一部について押しだされた混合材料を形成する手段と、
必要ならば型内の挿入物を形成するために使用される補強部材を取り外す手段と、
構造的部品を形成するために、押出された混合材料を圧縮する手段と、
構造的部品を少なくとも部分的に挿入物とともに型から取り出す手段と、
を含む熱可塑性材料及び繊維から構造的部品を形成するシステム。
【請求項７】
前記型内の挿入物を形成する手段が、下型に連結された請求項６によるシステム。
【請求項８】
前記溶融し押出された混合材料を配置する手段が、平面を横切る押出された混合材料の動的流れのための手段を含む請求項６によるシステム。
【請求項９】
前記押しだされた混合材料を形成する手段が、押出された混合材料内の全ての挿入物をカプセル化する手段を含む請求項６によるシステム。
【請求項１０】
更に、型内の押出された混合材料を加圧する手段を含む請求項６によるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱可塑性材料の成型方法及び装置に関する。特には、押出し型から通過して材料が成型される押出し材料の厚さを変化させるための調整ゲートを有する特有の動的ゲート型を使用する熱可塑性樹脂の方法及び装置に関する。
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂または熱可塑性混合部分を成型することを含む多種多様な成型システムを提供することは、一般的であった。真空成型において、被加熱熱可塑性材料板（一定厚みのシート）は、型上にプラスチック材料を引くために型及び被加熱プラスチック材料の間で引き出される真空型及び真空に配置される。同様に、圧縮形成で、塊りまたは予熱された材料板は、材料を所望の一部または形状に圧縮する型間で押圧される。
【０００３】
材料の熱成型を使用する関連した先行米国特許は、４つのウィンステッド特許（第４４２０３００、４４２１７１２、４４１３９６４及び３７８９０９５）に示される。ウィンステッドの特許７１２と３００とは、シート材料の連続熱成型のための装置のためのものである。引っ張り手段に沿った押出機と雌モードを有する車輪とを含む。さらに、旋回装置を形成するために結びついている複数のプラグ援助手段を含む。ウィンステッドの９６４の特許は連続的に押出す装置と熱可塑性材料のウェブからの成型を教示する。ウィンステッド特許３７８９０９５は、連続的に低密度形式熱可塑性物質材を押出加工して、製造する統合化方法である。
【０００４】
ハウエル米国特許第３８６８２０９は、連続的に、中空プラスチックオブジェクトを作るための一対シート熱成型機である。ヘルドJr.特許第３６９５７９９は、加熱ゾーンを材料のスラブを渡すことによって、２枚の熱可塑性材料から中身のない物品を形成する吸引装置である。各シート上に真空が引かれるにつれて、金型半体はまとめられる。Ｂudzyuskその他の第５５５１８６０は、連続して回転する型を有し、瓶を作るためのブロー成型装置である。Hujkの特許第３９１５６０８は、複数の型を回転させるためのターン手段を含む多層靴足底のための射出成型装置である。LＡmersその他の特許第３２２４０４３は、樹脂射出ノズルとの同調のために回転できる少なくとも２つの型を有する射出成型装置を教示する。VsmＡrＡの特許第４６９８００１は、オートバイのヘルメットを成型する装置である。クラム特許第４３０４６２２は、熱可塑性合成樹脂厚い板を製造する装置である。ローラアセンブリに押出す一対の押出機を含む。ローラアセンブリは、最終的なローラーを備えている。
【０００５】
混合物は、個々の材料のそれらより優れている特徴を有する材料を形成する構成要素の混合から形成される材料である。大部分の混合物は、２つの部分すなわち、鋳型（マトリックス）構成要素及び強化構成要素から成る。鋳型構成要素は混合物を結びつける材料である。そして、それらは通常、強化構成要素より固くない。これらの材料は、高い温度で圧力の下で成型される。鋳型は、適所に強化構成要素を封入して、負荷を強化構成要素に分配する。増援が通常鋳型材料より固いので、それらは主要な負荷を担持する。強化構成要素は、繊維からファブリックまで、混合物を形成する鋳型に埋め込まれる分子またはロッドまで、多くの異なる形式において得ることができる。
【０００６】
混合構造が、自然界で何百万年間も存在した。木の微細構造または貝のバイオセラミックの検査は、自然界で見つかる混合物の存在を明らかにし、基本的に現代の混合材料は自然界で見つかる模擬構造に進化したことを示す。混合材料の完全な例は、具体的である。コンクリートは砂のみから成り、砂及びセメントだけでできたコンクリートはセメント、砂及び石から作られるコンクリートほどほとんど強くない。セメントは鋳型として作用する。その一方で、砂、砂利及び鋼は強化構成要素として作用する。そして、それは、鋼、砂及び石で補強されるコンクリートほど強くない。コンクリートの鋳型及び強化材料は、混合される。
【０００７】
プラスチック混合物を含む混合物の、多くの異なるタイプがある。各々のプラスチック樹脂はそれ自身のユニークな特性を有する。そして、異なる強化構成要素と結合されるときに、それは異なる機械で物理的な特性を有する混合物をつくる。今日存在するプラスチック重合体の数と考えられて、逓倍されるものが利用できる増援の数を非常に形どる場合、潜在的混合材料の数はぐらぐらしている。プラスチック混合物は、２つの主要なカテゴリの範囲内で分類される熱硬化性及び熱可塑性混合材料である。
【０００８】
熱可塑性混合物の場合、加熱及び圧力付加の後、熱硬化性樹脂は、材料の分子構造とクロスリンクする化学変化を生じる。一旦処理されると、再成型できない。熱硬化性樹脂プラスチックは、より高い温度に抵抗し、熱硬化性プラスチックで見つかるクロスリンクされた構造のため、大部分の熱可塑性物質より大きな次元の安定性を提供する。熱可塑性鋳型構成要素は、熱硬化性材料ほど圧迫されていられなくて、再利用されることができて、新規な部分を作成するために再構築される。熱可塑性混合物のための一般の鋳型構成要素は、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）及びナイロンを含む。補強を求められる熱可塑性物質強度の、耐久性及び次元の安定性と同様に、熱可塑性混合物を形成する高率繊維は、強さ及び剛性の劇的な増加に提供する。
【０００９】
混合材料が、産業の幅広い範囲全体の多数の用途で用いられる。概して、混合物は、締着具または他のコネクタでアセンブルされる金属合金でできている製品または多数構成要素金属構造を交換するために用いる。混合物は充分な強さを提供する、その一方で、重量の減少を提供する。これは、特に例えば５つの産業において、重要である。自動車、そして、航空宇宙において、混合材料の使用は、より軽くて、より速くて、より燃料効率がよくて、環境的に強力な航空機及び自動車に結果としてなる。混合物は、また、木、繊維ガラス及び他の従来の材料を交換するように設計されていてもよい。以下は、熱可塑性混合材料から作られる大部分の使用のための用途を有することができる産業の部分的なリストである：航空宇宙（オートバイの）の構造、家庭用器具、海の、具体的な取扱い、健康診断、軍隊、電気通信、輸送及び廃棄物管理である。
【００１０】
一般に、他の属性の中で、熱可塑性混合材料は、腐食に抵抗して、長い疲労がそれらを特に多くの製造業者のために魅力的にしているまで生きると申し出る。疲労生命は、一部が、規定値で、実行するために一部の能力を弱める位置に、材料ウェアまたは重要な応力を呈する前にもつ期間に関連する。概して、混合は、そこで用途でそこで利用される要求にある。強さ及び既存の部分の他の望ましい特性を提供すると共に、特定の一部の重量を減らす。全く高価である熱硬化性混合材料から製造される多くの部品が、ある。これらの種類の部品は、典型的に高度な混合材料と称して、航空宇宙産業で利用される。
【００１１】
製品開発技術者は、熱可塑性混合材料が現代の技術的発現において、絶えず増大する役割を果たすと思っている。新規な熱可塑性樹脂は定期的に開発される。そして、製造のより革新的な方法は混合材料から製造される部品を製造することと、関連する経費を下げるために導かれている。熱可塑性混合材料によってできた製造コストが減少するにつれて、熱可塑性混合は広く産業に利用される。
【００１２】
熱可塑性混合のための市販の製造技術の熱可塑性樹脂混合のための一般に有用な成型方法は、処理熱硬化性混合のための方法を変更して作られた。これらの方法が非常に下部の粘度及びより長い硬化時間を有する樹脂系のために設計されるので、特定の非効率性及び問題点は熱可塑性製造方法を苦しませた。熱可塑性混合を有するいくつかの製造方法が、現在使用中である。最も一般の方法のいずれかは、圧縮形成（射出成型）を有し、圧力室処理（その全てが、近いネット形状部品の製造のために使うことができる）（すなわち成型の後、実質的に所望であるか設計された形状にかなう一部）を含む。方法熱可塑性物質混合のためのより一般でない方法は、プルトルーション（pultruson）真空成型、隔膜成型及び最新の押圧技術を含む。
【００１３】
圧縮成型は、現在商業的に構造上の熱可塑性混合部品を製造するために使用する非常に広範囲にわたる方法である。概して、圧縮形成は、ガラスマット熱可塑性物質（GMT）を利用する混ざられるポリプロピレンまたは類似した鋳型から成る混合連続または切る（ランダムに正しい位置に置かれたガラス繊維）。 GMTが、成型される標準であるかカスタムメイドのサイズ平坦なブランクとして販売した。この予備含浸混合を用いて、GMTの部分は、オーブンにおいて、加熱される、そうすると、成型しているツールを用意した。 成型しているツールの２つの合致された半型は大きな圧力の下で閉じる。そして、樹脂及び繊維に全ての成型キャビティをふさぐことを強いる。一旦一部が冷やされると、それは排出機構の助けを借りて型から取り除かれる。
【００１４】
通常、ＧＭＴに適した成型ツールは、低下のない圧力を成型している高さの連続用途に耐えるために、高い強さ鋼から機械で作られる。これらの型は、しばしば能動的に加熱されて、サイクル時間を加速して、表面仕上げ品質を改善するために冷やされる。 GMT塑造は、３0及び９0秒の間で変動しているサイクル時間によって、最も生産的な混合製造方法のうちの１つと考えられる。高い容量プレス（２000〜３000トンの圧力）及び高圧型を購入するために、しかしながら、圧縮形成は高い設備投資を必要とする。そして、したがって、それはかなりの生産量に対して効率的な２５だけである。より低く、多くのより小さい部品は、若干のコストを節約するために既存の押圧上のアルミニウム型を使用して製造されることができる。自我方法の他の不利な点は粘性課題による低い繊維分数（３0%〜２0%）である。そして、中間の良質な表層を得るだけの能力は終わる。
【００１５】
インジェクション成型で最も一般的な方法である射出成型は、熱可塑性部品を非補強して、短く繊維強化熱可塑性混合のためにより共通して使うようになっている。この方法を用いて、熱可塑性ペレットは、短繊維を注入されて、射出圧で硬化した鋼ツールに押出加工される。通常１５,000から３0,000psまで変動する型は、高い流れを成し遂げるために加熱されて、そうすると、歪曲を最小化するために、すぐに冷やされる。流体動態分析を用いて、型を、設計できる。そして、さまざまな場所の特定の方位を有する繊維を産するは一般的に射出成型部品以外の等方性である。最終的な一部の繊維は概して、１/８でない。そして、長く、そして、最大繊維容積容量は、約４0%である。この方法のわずかなバリエーションは、樹脂トランスファー成型として公知である。それから高圧の下で樹脂を任されている型において、配置されるつや消しの繊維を利用する。この方法は、手動で繊維を正しい位置に置いて、より長い繊維長を使用することが可能であることの効果がある。
【００１６】
射出成型は、熱可塑性の方法でも最速のものである、このようにそして、通常、大きな容積用途（例えば自動車で消費者商品）のために使用する。サイクル時間は、２0及び６0秒の間で変動する。射出成型も、非常に再現性高い近いネット成型された部品を生産する。挿入物、穴及びコア材料にフィットさせる能力は、他の有利さである。最後に、射出成型及びRTMは、一般にいかなる方法も最高の表面仕上げを提供する。
【００１７】
上で議論される方法は、サイズ及び、必須の型の寸法及び射出成型装置の収容力のため、射出成型によって、できることができる部品の重量に関して本当の限界が欠点である。したがって、この方法は、予約されていた中程度のサイズ製造部品に小さい。射出成型方法で使うことができる強化繊維の長さに関する限定は、構造上の補強している位置から、最も問題を含む。
【００１８】
オートクレーブ処理は、産業によって、使用する熱可塑性混合さらにもう一つの製造方法である。一方向性繊維または編まれたファブリックを有する熱可塑性プリプレッグは、２横たえたすっかり単一の側面をつけられたツールである。刺さるのを妨げるために、材料を袋に入れることのいくつかの層は表面仕上げのためのプリプレッグ組立てを通じて配置される。そして、真空がそれがそうである一度をつがれることを可能にするために、圧力室を中に配置した。圧力室内部で、混合材料は、加熱されて、材料の層を強化して、クロスリンクする必要に迫られているようにされる。圧縮及び射出成型と異なって、圧力が非常により低かった時から、ツールは開いたカビであって、アルミニウムか鋼でできていることがありえる。
【００１９】
圧力室方法が非常により遅くてより労働集約的であるので、それは主に高度な精度を必要とする、非常に大きな、低容積部品のために利用される。
それは、生産ラインのために貢献しない。この方法の重要な効果は、高い繊維を含む。容積分数及び特定の具体的な特性を可能にするための繊維方位の制御である。
【００２０】
この過程は、特に道具による仕上げに役立つ。主に成型している間、完全なままである長い繊維（すなわち、１．５インチより大きい）で補強される熱可塑性混合を生産できる。これは、特に大きくてより合成の部品の生産にとって真実である。歴史的に、３ステップ方法は、
（１） プレ混合製剤で第三者に作ること、（２） プロの中で予熱すること、そして、 （３） 所望の一部を形成する型の溶融材料の中で挿入することである。この過程は、有する充分な構造上の強化を有するより混合の、大きな一部を生産するための産業の用途の広さを制限するいくつかの不利な点がある。
【００２１】
１つの不利な点は、成型シートの厚を変化させること、又は熱可塑性混合材料の「深いドロー」を必要とする部品を生産する場合である。より厚い押し出されたシート、それは、最終的な一部の構造上の形成を伴う課題を避けるためにその厚みで一様にシートを再溶融させるのはむずかしい。例えば、上面から垂直に押し出されている足を有するパレットは、パレット足の形成が「垂直面」の材料の深いドローを必要として、このように、押出加工されたシートの水平面の上のユニフォームでないので、より厚い押出加工されたシートを使用して成型されることができないパレットの深いドロー部分である。同一の厚みを有する押出加工されたシートの幾何学的な制限と関連する他の不利な点は、明らかで、説明とともに下記のより多くの詳細を中で後述する。本発明は、まだ厚板に切る熱可塑性物質が樹脂を押出型による材料の板を形成するための流体状態まで加熱する際に使用する熱を保持すると共に、本発明は押出型から型まで直接供給されている部品を有する真空か圧縮型を使用している熱可塑性混合部品の熱可塑性樹脂を生産する成型システムを目的とする。この発明は方法及び装置を成型している熱可塑性物質、そして、特に押出加工された材料の厚みを変化させることの可調ゲートを有するの熱可塑性押出型を使用している熱可塑性方法及び装置に。そして、それは、材料が、押出型から通過して、そのままに成型されているに関する。
【００２２】
現在の発明は、ある継続的な熱成型システムの方向を目指して、更にある現在は、押出機から直接に熱可塑性材料板に厚板を形成することを入れた位置の間で回転できる型の上の材料である。熱可塑性材料は、偏差を提供するために調節可能である押出型で押出加工されるからプラスチック厚板の表層全体の可変的な厚みに一定の厚みプラスチック厚板である。
【００２３】
現在の発明は、可変的な厚みはいかなる特定の成型している実行のためにも調整されることができるかまたは連続的に、多様でありえる。これは、成型された一部の全体にわたって要求されるにつれて成型された一部が厚いか薄い点を有することができるために、押し出された厚板全体の、そして、成型された一部による異なる厚みを有する連続成型しているか熱可塑性材料が成型された一部の臨時のパート厚みを制御するのを許す。本発明は、サイズ、形状、構成、重量、成型している押出により製造される所望の一部の強さに関しては制限されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
長年に渡り、圧力室の正確さ及び低圧を保ち、圧縮又は射出成型の効率及び労働効率を維持しながらの、大きな熱可塑性樹脂混合構造又は一部を集中製造するた方法の提供に失敗したという欠陥があった。本発明の本質は、この欠陥を埋めて上述の熱可塑性樹脂混合部品を製造する方法を提供する。その方法は、部品の高生産量を目指すのに有用であり、低圧成型で、高強度繊維を有する大きな部品又は構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
熱可塑性樹脂成型システムは、押出されたスラブの厚さを変化させるための、調整可能なダイゲート部材すなわち動的ダイの位置決めによって形成される熱可塑性樹脂スラブの押出しを含む。熱可塑性樹脂押出しダイは、熱可塑性樹脂押出しダイから押出される熱可塑性樹脂スラブを切断するためのトリマーを有する。真空又は圧縮型である複数の熱可塑性樹脂型は、熱可塑性樹脂押出しダイから切断される熱可塑性樹脂スラブを受け取るための位置内へ一度に１個の型を動かすための回転載置台のような移動可能な載置台上に各々載置される。成型された一部は、押出しダイから尚加熱されて送られる熱可塑性樹脂材料の加熱スラブから、異なる厚さで成型される。複数の型は、１つの型を型から形成された一部を取り出すための解放位置に押出型及び第２の型から熱可塑性厚板を受け取るための処理位置に入れるために、載置台に載置される。成型された他の部分が熱可塑性厚板を受けると共に、載置台はシャトルまたは回転載置台であってもよくて、冷やされる各々の成型された一部を許す。方法を成型している熱可塑性物質は、熱可塑性押出を選ぶがそれによって、押し出された厚板の異なる一部を渡している押出加工された材料の厚みを変化させるための熱可塑性押出型を調整している装置に従って固まるダイステップを有して提供される。熱可塑性材料は、流体状態まで加熱されて、押し出された厚板の異なる一部の押出加工された材料の厚みを変化させるために調整された選択された熱可塑性型によって、押出加工される。所定サイズに可変的な厚みを有する押し出された熱可塑性厚板を整えること、熱成型型上へ被加熱熱可塑性材料各々の整った板を導くこと、そして、成型されたものは分かれるために型との予め定められた関係を成型することは、材料の押出の間、加熱される材料板からの可変的な厚みを備えて形成されている。
【００２６】
「この押出成型」による熱可塑性混合構造は、長い繊維（１．５インチより大きい）で補強した。熱した熱可塑性混合材料は、動的ダイ上へ自然落下する。ここで使用しているように、「下側型」は、熱可塑性材料が目指す匹敵する型の下半型に関連する。同様に、「上側型」は、上下の金型半体がすなわち結合されるときに、所望の熱可塑性一部が閉じて形成される匹敵する型の上半型に関連する。下側型は、多量の熱可塑性混合材料を変化させることに関する型のキャビティをふさぐために、トロリーを経て移動できる。例えば、下及び上側型により定義されるキャビティが特定の横範囲以上より大きい場合、下側型はその領域のより溶融した熱可塑性混合材料を受けるために減速されることができる。選択的にそれが移動している方向に対して垂直な方向の下側型の幅全体の材料を堆積させるために動的ダイは、変化するかまたは各々のフロー制御部材から材料の異なる量を分配するために溶融した押出加工された熱可塑性混合材料の流れを調整するフロー制御部材を使用する。熱可塑性混合材料は、長い繊維により成型されていてもよい（約１．５インチより大きい）。溶融した押出加工された熱可塑性混合材料が下側型上へ下降されたあと、トロリーは混合部分を形成するために下側型上へ上側型を閉じる押圧に自動的に輸送される。
【００２７】
本発明の本質に従う一実施例は、以下を含む。それは、物品を熱可塑性材料及び繊維から形成することためのシステムと方法である。溶融した熱可塑性材料は、重量及び／又は容積によって、繊維の所望の濃度を有する溶融した混合材料を形成するために、繊維を混ぜ合わせられる。溶融した混合材料は、混合材料の定められた流れを形成するために動的ダイによって、押出加工されることができて、物品を形成するための下型上へ自然落下する。正確に必要な材料の量に沿った溶融した混合材料の予め定められた量を堆積させるように、混合材料の流れを受けると共に、下側型は様々な速度でスペース及び時間において、別々に移動できる。上型は、溶融した混合材料の予め定められた量で物品を形成するために、及び下型上の閉鎖のために押圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１及び図２に示すように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性混合材料から熱成型するための装置１０は、押出し機１１、型変換ステーション１２、及び圧縮型ステーション１３を有して描かれている。押出機は、オーガーが押出しダイ１６への押出し通路に沿ってその材料を送る間、ヒーターが熱可塑性樹脂材料を加熱して流体材料とする場所であるオーガー１５内へ熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂混合材料を送るために、頂上に設けられたホッパー１４を有する。送られて押出し機から出た材料は、ダイ１６の後端に設けられたトリマー１７により切断される。材料は、通常、平面スラブ（図示しない）状態で押出され、ダイ１６から離れた設定位置でトリマー１７により切断される。支持載置台１８は、熱可塑性樹脂材料のスラブを受け取るために押出しダイ１６の下で移動金型半体１９を支持する。図１において双方向性矢印２１´によって示される回転のために中心回転シャフト２２に設けられた回転載置台２１上へ載置台１８から半型１９（半型１９´として示される）を移動させる車輪２０を、移動半型１９は、有している。回転載置台２１は、半型１９が載置台１８上にある間、圧縮型ステーション１３内へ送られる第二の半型２３（半型２３´として示す）を有することとなる。成型処理される移動プラテン２６に設けられた一般的形状の固定金型半体２５の直接的下方において、圧縮ステーション内の静止台２４上で、半型２３´は、支持される。半型１９及び２３が往復させられて、他の型が部品を成型する間、１方の型は熱可塑性樹脂スラブを受け取る。各移動半型１９，２３は、載置台１８又は静止台２４上へ回転台２１から半型を動かすための電気モータ２７を有する。線形トランスデューサ２８は、移動半型の速度を制御するために台１８上に設けられ得る。
【００２９】
圧縮型１３へ送られ熱可塑性材料を再加熱することなく部品に成型される場所で、移動半型上へ熱エネルギーを維持しつつ加熱押出しスラブを押出し機１１は製造することを、ポイントとして留意しなけらばならない。また、図４及び５に関連して、熱可塑性樹脂スラブは、型から製造された熱成型部品の品質向上のために、厚さ変化可能であることにも留意しなければならない。
【００３０】
図３Ａ−３Ｅにおいて、装置１０は、金型半体１９、１９‘を有して例示される。そして、各々の図は熱可塑性樹脂を供給しているホッパー１４を有する押出機１１を示す。図３Ａにおいて、半型１９に押出される。図３Ｂにおいて、回転台２１上で、金型半体１９及び２３を動かす。図３Ｃにおいて、回動台２１は、金型半体２３及び金型半体１９’位置間の中心軸２２（図示せず）を中心に回転する。図３Ｄにおいて、空の金型半体２３が熱可塑性材料スラブを受けるために押出型１６下に移動する間に、金型半体１９‘が型１３へ移動する。図３Ｅにおいて、金型半体２３が熱い溶融材料により満たされる間に、金型半体１９’は成型される。
【００３１】
図４及び５については、押出しダイ３０が、流体熱可塑性樹脂材料を送る通路３２を有する外型３１を含んで描かれている。口３４から押し出される熱可塑性樹脂材料のシート又はスラブを形成するための押出し通路３３を通過する図１及び図２のオーガー１５が備えられる。ダイ３０は、ゲートアクチェータモータ３７によって動かされるねじ軸３６に各々接続している複数のゲートプレート３５を備える。モータ３７は、油圧又は空気圧モータであるが、図示するように、リモートコントローラ４０へ送られるコントロールライン３８を有する電気ステップモータである。リモートコントローラ４０は、プレート３５を動かして、通路部分４１を通過する熱可塑性樹脂スラブの厚さを変化させる。図５において、複数のモータ３７が、複数のプレート３５を動かしている。また、次のプレートに据え付けられる。プレートは、通路４１のプレート３５を変化させるために、夫々制御される。押出されるスラブの幅を変えることのできる厚さを有する口３４の外でスラブを形成する。押出し型のあらゆる部分の厚さを調整するために各ゲートに個々に捻じ込まれることにより、ゲート３５が手動制御されることは明らかである。あるいは、要求に従い遠隔制御で押し出されたスラブのあらゆる部分の厚さを変化させるコンピュータープログラムたり得るコントローラ４０により制御され得ることが明らかである。
【００３２】
成型している熱可塑性物質は、熱可塑性厚板の押出のための押出型１６を選ぶことを含んで提供される。その押出型は、押し出されたスラブの異なる部分において押し出された材料の厚さを変えるために調整する型ゲートを有する。その方法は、押し出されたスラブの異なる部分において渡される押出し材料の厚さを変えるために熱可塑性樹脂押出し型を調整することを含む。そして、流体まで熱可塑性材料を加熱することを含む。そして、選ばれ調整された熱可塑性樹脂押出し型の流体熱可塑性材料のスラブの押出しを含む。それから、加熱熱可塑性樹脂材料のスラブは、熱成型型１９又は２３へ加熱熱可塑性樹脂材料上を目指す。そして、厚み可変的に、成型装置１３において、成型される。
【００３３】
押出し型は、成型される押出しスラブ熱可塑性樹脂スラブの厚みを変化させように制御できる。押出し方法から熱エネルギーを利用するために、熱が維持される間、成型が完成する。と共に、押し出された材料の厚みを変化させように制御できる。本発明はいずれかに限定されない。図示される形式に限られて、考慮されることになっていないことをはっきりさせる。例えば、押出された材料が一般に平坦なスラブとして、時折、示される。また、（１）再加熱を取り除くために圧縮型１３に分配される熱エネルギー、（２）その幅の全体にわたって可変的な厚みを有すること、
（３）押出機１１から金型半体１９に入れられるときに熱い溶融体であること、 （４）押出し材料の厚みを変化させるために押出し材料の異なる部分で複数のゲート３５を使用すること、（５）可変的な厚みを一部において、成し遂げるために、選択され調整された押出し型において流体熱可塑性樹脂材料を押出すこと、として示される。このように、押出機が一般に動的ダイにおける熱可塑性樹脂材料の流れを提供する。そして、この熱可塑性樹脂材料金型半体または下型上へ自然落下する。
【００３４】
上で記載した「押出し成型すること」は、少し例を挙げればガラス、カーボン、金属または有機の繊維で補強される大きい熱可塑性混合構造へ媒体を製造することである。押出し成型方法は、コンピュータ制御の押出システムを含む。このコンピュータ制御の押出システムは、匹敵する型である下半型へ自然落下する溶融混合材料の作られた量を分配するために、鋳型及び補強構造の混合を統合し自動化する。下半型の動きは、材料を受ける間制御される。上半型の押圧のために下半型を受ける圧縮形成ステーションへの動きが制御される。匹敵する型の下半型は、遅い速度で厚く材料を堆積するため、及び、速い速度で薄く材料堆積するために、様々な速度で、スペース及び時間において、別々に移動する。上で記載されている熱可塑性装置は、押出し成型する方法を実施するための一実施例である。混合材料は、押出機１１によって混合でき及び／又は増加できる。図６Ａ及び図６Ｂの実施例で後で示すように、ゲート３５及び押出し機１１の位置に関係する下半型１９の動きとともに、押出し機１１の出力を制御することにより、下半型１９上へ堆積できる。それらの実施例において、対応する下型部分は、動的ダイの下に位置して移動するトロリに固定される。対応する下型部分は、押出加工された混合材料を正確な量受け取る。
【００３５】
従来技術において理解されるように、混合材料を形成するために方法を成型している利用できる熱可塑性鋳型材料は熱可塑性樹脂を含む。
本発明の本質に従って利用できる熱可塑性樹脂は、溶融することができて、押出機１１により混合されることができるいかなる熱可塑性樹脂も含むことができる。実施例が完全なリストであることを目的としないという了解の下で、この種の熱可塑性樹脂の実施例は表
１において、提供される。そして、熱可塑性樹脂及び材料はシステムを成型している押出しを利用している構造的部品を生産する際に利用できる。加えて、表 １の熱可塑性樹脂が、単独で用いられることが可能である。
【００３６】
ポリプロピレン（ポリエチレン）を含む特定の熱可塑性材料、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル類、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリビニクロライド、ナイロン、ポリメチル、ポリメタクリレート、（アクリルの）ポリウレタン及び混合物は、特に押出し成型している過程に適していた。
【００３７】
一般に熱可塑性混合材料のための強化構成要素として役立つ繊維は、熱可塑性樹脂を補強するために利用できるそれらの材料を含む。本発明の本質との一致のために、適切な繊維材としては、ガラス、カーボン、金属及び天然材料（例えば亜麻、綿）が挙げられるが、これに限定されるものではない。
従来技術からわるような、一覧で示さない他の繊維も利用できる。繊維の直径は一般に制限されない。一般に、より大きな構造的部品を成型するための繊維直径は変動する。しかしながら、繊維の直径が多くの要因に従い、より大きくてもよいと理解されなければならない。その要因には、要求される構造的部品の強さ、要求される繊維の密度、構造的部品、その他の容積を含む。特には、ほぼ１つの直径を有する繊維を利用するという特徴がある。
【００３８】
繊維にもおいて束にされるフィラメントの数は、一般に制限されない。しかしながら、１0,000〜２0,000のフィラメントまたはモノフィラメントのファイバーバンドルは、通常の考慮を扱うために要求される。これらの繊維を補強するロービングが、シランまたは他の結合薬品によって、表層処理の後、用いられることが可能である。ポリエステル樹脂の場合熱可塑性の樹脂を、例えば、異種間に結合することを改善する。表層処理は、重合体、結合薬品、繊維潤滑油、その他を形成している熱可塑性フィルムにより実行されることができる。この種の表層処理は補強している繊維の使用に先立って実行されることができる、または、ちょうど補強している繊維が押出機に入る前に、表層処理を、実行できる。溶融した熱可塑性混合を合間なく生産して、押出方法を為すためである。それが熱可塑性混合を生産するために可能で、使用の最終的な目的に従って構成のいかなる比率も使用している物品を形づくったので、熱可塑性樹脂及び繊維間の比率は特に制限されない。しかしながら、充分な構造上の補強を構造部品に提供するために、繊維の平均繊維長さは、１．５インチより大きい。
【００３９】
システム６００Ａの押出し成型により生産される典型的な構造的部品は、約１インチより長い繊維を利用する。以下、注意されなければならないことについて詳細に説明する。溶融して圧縮されるときに繊維及び熱可塑性樹脂が分かれるために、熱可塑性混合材料の繊維の配布は通常、均一である。繊維の配布は、以下を含む。繊維を備える方法は、単一のフィラメントレベルから多数のフィラメント（すなわち繊維のいくつかの束）のレベルまで分れる。実施例において、繊維の束は、効率及び構造上の性能を提供するために分散する。更に、「くしですく程度」は、以下により評価されることができる。顕微鏡によって、１構造の断面を観察すること、そして、１０００以上の観測可能な補強している繊維（繊維を補強する総数）の全ての束の繊維を補強することの数の比率を決定する。本発明の本質によって生じられる典型的値は、３５％以下に結果としてなる。
【００４０】
図６Ａは、構造的部品を形成するように操作可能なシステム６００Ａの押出し成型の典型的なブロック線図である。システム６００Ａの押出し成型は、構造的部品を混合材料から形成するための多くの構成要素により成立する。構成要素は、材料受取装置６０２、ヒーター６１８、押出し機６０４、動的ダイ６０６、トロリー６0８、圧縮押圧機６１０、コントローラ６１２を含む。他の補足的な構成要素も、また、押出し成型システム６００Ａを形成するために含むことができる。
【００４１】
材料受取装置６０２が材料Ｍ１及びＭ２を受け取って、熱可塑性混合材料が形成される。追加的フィーダを利用してもよい。実施例において、材料Ｍ１及びＭ２は、出発原料（好ましくはペレットの形の補強された熱可塑性材料）を表す。材料Ｍ１及びＭ２は同じであってもよい。または、異なる熱可塑性材料を補強してもよい。従来技術においても理解されるように、熱可塑性材料は繊維（例えばガラスまたは炭素繊維）により補強されることができる。非熱可塑性物質材は、現在の発明の原則に従って利用できると更に理解されなければならない。
【００４２】
ヒーター６１８は、熱可塑性材料Ｍ１及びＭ２を予熱する。押出機６０４は、フィーダ通路６１６に連結してオーガー６２０を経た被加熱熱可塑性材料Ｍ１及びＭ２を混合するように操作可能である。押出機６０４は、更に熱可塑性材料を溶融させる。オーガー６２０は、螺旋形でもよいが、他のいかなる形状でもよく、押出し機６０４において混合材料を流してもよい。
押出機出力通路６２２は、押出機６０４に連結して、混合材料を動的ダイ６０６へ送るために利用される。
【００４３】
動的ダイ６０６は、多数のフロー制御部材６２４Ａ−６２４ｎ（集合的に６２４）を含む。フロー制御部材６２４は、個々のゲート、弁又は動的ダイ６０６から押出された混合材料６２５を制御するために作動する他の機構であってもよい。そこにおいて、押し出された混合材料６２５Ａ−６２５ｎ（集合的に６２５）は、、フロー制御部材６２４の下で平面Pの容積測定流れ率において変化する。異なる容積測定流れを出力することは、毎時ほぼ０及び３０００ポンド間で変動する。より好ましくは、毎時ほぼ２５００及び３０００ポンドの間で変動する。実施例においては、フロー制御部材６２４は、別のアクチュエータによって、上下するゲートである。アクチュエータとしては、電気モータ（例えばステップモータ）、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、又は個々に若しくは集合的に、調節可能なフロー制御部材６２４から混合材料の流れを変えるように操作可能な他のアクチュエータである。フロー制御部材６２４は、隣接する別のフロー制御部材６２４のために提供するために隣接して設定されることができる。フロー制御部材６２４はトリマー１７のように最適に作動できる。本発明の実施例において、溶融した混合材料は、押出機６０４及び動的ダイ６０６の間で配置されたアキュムレータに届けられることが可能である。
【００４４】
トロリー６０８は、押出混合材料６２５が、予め定められた垂直距離ｄで動的ダイ６０６の下を移動する下型６２６に自然落下又は堆積するように、動的ダイ６０６の下で移動できる。下部の型６２６は、構造的部品を形成するためのキャビティ６３０を定める。押出混合材料６２５は、混合部分を形成するために下型６２６及び上型６３２内のキャビティ６３０により定義される量を満たすために、下型６２６上で堆積（６２８）される。２軸制御の場合、離散的な運動及び可変的な速度に基づいて、動的ダイ６０６から又は垂直面６０６に沿って、一定容積の流れで、下型６２６上に堆積される。これにより、下型６２６及び上型６３２内のキャビティ６３０を満たすための、垂直面Ｐに沿って略同じ厚さ又は容積を有する混合材料堆積部６２８を形成する。３軸制御の場合、動的ダイ６０６から又は垂直面６０６に沿って、異なる容積の流れで、下型６２６上に堆積される。これにより、下型６２６及び上型６３２内のキャビティ６３０を満たすための、垂直面Ｐに沿って異なる厚さ又は容積を有する混合材料堆積部６２８を形成する。２軸制御が、垂直面内の厚さ一定のキャビティ６３０を有する型への混合材料の堆積のために有利である。３軸正制御は、厚さ変化するキャビティ６３０を有する型への混合材料の堆積のために有利である。
【００４５】
トロリー６０８は、レール６３６に沿った動きを提供する車輪６３４を更に含むことができる。レール６３６は、トロリー６０８が動的ダイ６０６の下で、プレス機６１０に入ることを可能にする。プレス機６１０は、下型６２６に上型６３２２を押圧するために作動する。本発明の本質は、動的ダイ６０６から下型６２６へ直接堆積している混合材料層６２８についての方法である。プレス６１０により印加される力は車輪６３４に損害を与えるのに十分である。したがって、車輪６３４は、選択的に係合することができて、プレスベース６４０の上側表面６３８により分離されることができる。実施例において、トロリー６０８は、膨張可能な管（図示せず）により上げられる。トロリー６０８がプレス機６１０ダイ６０６の下から移動可能とするために、車輪６３４はレール６３６と係合する。管が空気を抜かれるときに、トロリー６０８のボディがプレスベース６４０の上側表面６３８に着席するために、車輪６３４は分離される。他の作動構造的部品が、車輪６３４とかみ合わせて分離するために利用できる。例えば、プレスベース６４０の上側表面６３８は、トロリー６０８のベースプレート６４２と接触させるために上がることができる。
【００４６】
コントローラ６１２は、押出し成型システム６００を形成するさまざまな構成要素に電気的に結合される。コントローラ６１２は、構造的部品を形成することを組織的に操作する装置である。コントローラ６１２は、ヒーターを制御するように更に操作可能である。コントローラ６１２は、オーガー６２６の率を、動的ダイ６０６への混合材料のかなり安定した流れを維持するために、制御できる。コントローラ６１２、混合材料の容積測定流れ率を変えるために、オーガーの率を変えることができる押出機６０４及び動的ダイ６０６のヒーター（図示せず）を更に制御できる。形成される構造に基づいて、パラメータの組は、押出された混合材料６２５を塗布するために、動的ダイ６０６のために決めることが可能である。トロリー６０８の移動がキャビティ６３０に従った混合材料の容積測定流れ率によって、位置的に同期するように、フロー制御部材６２４が選択的に配置されることができるように、パラメータを定めることが可能である。
【００４７】
トロリー６０８は、コントローラ６１２により制御されて、加熱であるか溶融された状態の押出混合材料６２５を維持するように操作可能である。コントローラ６１２は、トロリー６０８の必須の速度を変化させることによって、下部金型６２６に塗布されている押出混合材料のために、トロリー６０８を制御できる。下部金型６２６に塗布されている押出混合材料６２５が完成したときに、コントローラ６１２は、プレス６１０及びトロリー６０８を駆動する。コントローラ６１２は、押圧機６１０で分離する車輪６３４を破損することのないように信号を送り、下型６２６に対する上側型６３２を規制できる。
【００４８】
図６Ｂは、押出し成型システムの典型的な他のブロック図である．押出し成型システム６００Ｂは、構造的部品を形成するために下型６２６を支持するトロリー６０８を受けるように操作可能である。２個の押圧機６１０Ａ及び６１０Ｂを支持するように構成される。単一の押出機６０４及び動的ダイ６０６によって複数の構成要素を提供するために、２台のトロリー６０８がとトラック又はレール６３６によって支持される。実施例において、車輪６３４及びレール６３６が運動をトロリー６０８に提供するために利用できる。一方、他の運動メカニズムがトロリー６０８の運動を制御するために利用できる。例えば、運搬装置又はトラックドライブ装置は、トロリー６０８の運動を制御するために利用できる。
【００４９】
コントローラ６１２は、押出し成型システム６００Ｂが同時に異なる押圧機６１０Ａ及び６１０Ｂを経て異なる構造的部品を形成できるために、多数の構造的部品を支持するように構成される。コントローラ６１２ｈＡパラメータを格納できるので、多数の構造的部品を形成するように操作可能である。コントローラ６１２は、一般のソフトウェアプログラムのパラメータを利用することにより、動的ダイ６０６，トロリー６０８Ａ及び６０８Ｂの制御を変えることができる。それによって、単一の押出機６０４及び動的ダイ６０６を使用して，異なる構造的部品の形成を提供する。追加的な押圧機６１０及びトロリー６０８が、同時に単一の押出機６０４及び動的ダイ６０６を介して構造的部品を生産するために利用できる。
【００５０】
図７は、動的ダイ６０６から押出し混合材料６２５を下型６２６へ堆積する状態の典型的な図である。動的ダイ６６０６は、多数のフロー制御部材６２４Ａ−６２４ｉを含む。フロー制御部材６２４の数は、形成する構造によって、増減される。フロー制御部材６２４は、より多くの以下に各々のフロー制御部材６２４と関連して押出混合材料６２２の、より多くの又は少ない容積流れ率を提供するために、異なる高さに置かれる。例えば、動的ダイ６０６の断面を混合材料が通過するのを防止するために、フロー制御部材６２４Ａは、完全に閉じる。容積流れ率は、フロー制御部材６２４と関連する。フロー制御部材６２４Ｂは、高さを有する開口を形成するために開かれる。同様に、フロー制御部材６２４ｃは、下型６２６上で、より多い容積流れ率ｆｃを出力するために、押出混合材料６２５ｃのためのより大きな開口を形成するために開かれる。
【００５１】
各々のフロー制御部材６２４と関係する押出混合材料いのバリエーションにより示されるように、フロー制御部材６２４は、上部型６２６及び６３２を経て形成される構造的部分に基づいて動的に調整される。したがって、形成される（例えば特定領域の上の深い部分）構造的部分に基づいて、フロー制御部材６２４は、上部型６２６上の押出混合材料６２４の容積流れ率を変えるように調整される。換言すれば、混合材料層は厚みにおいて、変化させられる。例えば、混合材料層領域６２８Ａは混合材料層領域６２８Ｂ（キャビティ６３０あを十分に満たすためにより厚い）より薄い。そして、それは、型６２６のキャビティの他の位置より深い。換言すれば、押出混合材料層６２８は、キャビティ深さに基づいて、動的に変えられる。
押出混合材料層６２８は、押出混合材料の容積流れ率、及びトロリー６０８の移動速度に関係して変えられる。
【００５２】
下型上へ押出混合材料を堆積させることは、生産する構造的部分に従い、２又は３軸で堆積される押出混合材料の量を制御することにより実行されることができる。
２軸制御のために、堆積軸に沿ったさまざまな量で押出し混合材料を堆積するための軸沿って、トロリーの動きが制御される。 ３軸制御のために、押出機の出力はフロー制御部材を含む動的ダイを利用できる。それによって、同時に運動の軸に対して直角をなす軸に沿って下型上へ堆積する異なる容積流れ率を提供する。他の実施例が押出加工された混合材料を下型上の特定の場所に置くために、外れた軸又は非軸制御を提供できる。
【００５３】
下型に適用されているトロリー及び混合材料の制御によって、いかなるパターンも下型の上に形成できる。いかなる二次元の形状も、材料によって形成することが可能である。その上、与えられた領域に堆積する混合材料の量の制御により、３次元のパターンができる。例えば、深く及び／又は隠れたリブを有する構造的構成要素を提供することができる。一旦構造的部分が冷やされると、エジェクターを用いてもよい。二つ以上の特徴的な部品が同時に生じることができるように、本発明を設定できる。それによって、混合材料の実質的連続流れにより、生産効率を最大にする。
【００５４】
押出成型方法のさらに有利な利益を説明する。押出し成型システムにより、長い繊維の強化プラスチック部品をインラインで製造できる。強化プラスチック構成要素生産ラインのために押出システムの特徴が提供される。その生産ラインは、（１）材料汎用性、（２）堆積作用、（３）低圧、（４）機械効率を提供する。堆積方法は材料堆積方法の価値を付加する。そして、より複雑な形状（例えば大きな及びリブ）、より良い材料の流れ、及び型に大きな挿入物を含めることが容易となる。低圧成型により、構造的部分へ僅かな応力しか生じない。機械効率は、２つ以上の完全に異なる型を使用する能力を提供することにより、押出システムの効率を改善できる。それによって、生産作動のための機械の必須要件の数を減らす。その上、材料送出システムは、本発明の本質により、多くの既存の機械と統合することができる。
【００５５】
材料汎用性について説明する。押出成型方法によって、数種類の異なる樹脂及び繊維を使用して合成できる。押出システムは、上記の通りにいくつかの樹脂を有する部品を生産できる。共通に、樹脂を繊維と結合した従来の圧縮形成物（予め製造された熱可塑性シート）は、熱可塑性シート製作者から購入される。しかしながら、数人の仲介人を通過して、通常販売されるため高価である。本発明の押出し成型方法を利用することによって、これらの経費は、製造されたシートを購入しなければならないことなく、原料を利用した構造的部品インライン生産によって、減少できる。押出し成型システムによれば、オーブンが被加熱シートを型の方へ動かすために材料を予熱することを必要としないので、労働及び機械経費は激減する。所望の汎用性が方法に加えられるにつれて、比率、例えば、色の段階的な変化を引き起こすことを制御する。また、シートモールディングと異なって、押出し成型システムは、材料が溶融強さを有することを必要としない。実施例において、押出し成型システムは、構造的部品を生産するために、熱硬化性樹脂を利用できる。押出成型システムは、また、種々の繊維材料を使用できる。押出し成型システムは、カーボン、ガラス又は上述の他の繊維等の種々の繊維材料を使用できる。そして、原料から完成部品まで維持される繊維長の８５パーセント又はそれ以上で、５０パーセント以上の達成可能な繊維量で、１インチ〜４インチの繊維長さによる補強ができる。
【００５６】
堆積作用について説明する。押出システムは、例えば、深く又は隠れたリブのために利用されることになっている型において、混合材料の可変的堆積ができる。これにより、成型に利用される力を最小化している。可変的堆積により、より高い精度でより完全な成型となる。そして、典型的圧縮成型方法によって、より少しの「短い発射」に結果としてなる。可変的堆積も、挿入物の配置と同様に、成型のための大きな特徴を可能とする。最後に、材料が型上へ熱した状態で堆積され、比較的超低粘性を有するので、繊維は容易にリブに入る。そして、引っ掛かる又は望ましくなく位置に置かれることなく、大きな領域をカバーすることが可能である。
【００５７】
低圧について説明する。押出し成型工程において堆積される熱可塑性混合材料は、より流動性を増す。これにより、熱可塑性混合材料を容易に型内上へ堆積できる。この流動性により型圧を低圧とできる。この工程のための押圧は、圧縮成型の１平方インチにつき１０００ポンドに比して、１平方インチにつき１００ポンドの範囲で、一般に作用する。この低圧力は、より少ない被覆に関係する。低い圧力のために、２００，０００ドルを超える鋼鉄ツールを必要とする代わりに、アルミニュウム型は３００，０００サイクルが可能で最低４０，０００ドルで製造されることができる。より高価でない道具による仕上げも、将来の設計変化のためのより多くの汎用性を意味する。熱可塑性樹脂が再配置されて、低圧力領域の下で形成されるので、より少ない応力となる。
【００５８】
機械効率について説明する。押出し成型方法は２の型を同時に使用して作動させるから、第二の型が満たされる又は圧縮される時第一の型を冷やすことができ、生産性を向上させることができる。または、より多くの型が同時に動作して、平均的サイクル時間が減少する。このように、第二の型が満たされて、圧縮されると共に、る第一型が冷やされ、取り除かれることができるに従い、生産性を向上させる。また、押出し成型システムは、最小の冗長な構成要素を利用する。実施例において、押出システムは別々の押圧を各々の型のために利用する。しかし、他の器材で強化されることができて、型セットで分配されることができて、他の型に対応するためにソフトウェアで容易に修正されることができる。押出及び供給システム６００Ａを製造施設に組み込むことができる。そして、既存の圧縮型及び押圧機を結合できる。
【００５９】
図８Ａは、下型６２６上へ混合材料を堆積させるための２又は３軸制御を用いて物品または構造的部品を形成するために利用できる方法を成型している押出しを記載している典型的な工程系統図である。押出し成型方法は、ステップ８０２から始まる。ステップ８０４で、熱可塑性材料は、溶融した熱可塑性材料を形成するために加熱されて、混合材料を形成するために、ステップ８０２で繊維が混ざる。ステップ７０８で、溶融した混合材料は、下型６２６上へ自然落下するために、動的ダイによって、届けられる。２軸押出過程の間、型から出る固定出力は、利用できる。２軸方法において、トロリーの移動は、恒常的な速度に維持される。
３軸押出制御方法において、動的ダイ６０６は、様々なトロリーと連動して利用できるかまたは速度を成型できる。２及び３軸押出制御方法のために、ステップ８１０で下部で上部型６２６及び６３２により定義されるキャビティ６３０において、必要な混合材料の量を従わせるために混合材料を受けると共に、下型６２６はスペース及び時間において、移動できる。ステップ８１２で、上側型６３２は、下部で上部型６２６及び６３２に混合材料を押圧するために、下型６２６に押圧される。
【００６０】
図８Ｂは、３軸規制押出-塑造方法を経た６Ａ図の押出し成型システム６００Ａを利用している構造的部品を生産するための典型的な工程系統図である。構造的部分製造工程は、ステップ８１６から始まる。ステップ８１８で、熱可塑性材料は、受け取られる。熱可塑性材料は、ステップ８２２で加熱される。実施例において、熱可塑性材料は、溶融されたか熱した状態まで加熱される。ステップ８２０で、予め定められた繊維長を有する繊維は、受け取られる。ステップ８２２で、繊維は、混合材料を形成するために、被加熱熱可塑性材料を混ぜ合わせられる。繊維は、繊維の長い索であってもよい大きな構造的部品を形成するために利用されるガラスであるか他の固くなっている材料の中で形成される。
【００６１】
混合材料は、ステップ８２６で押出加工される。最初の繊維長がかなり維持される（例えば８５パーセント以上）ように、押出方法、オーガー６２０または利用される他の機構において、混合材料を押出加工することは実質的に繊維に損害を与えることを避けるように構成される。例えば、ネジタイプオーガー６２０を使用する場合、スレッド間隔は繊維の長さより大きいのが選ばれる。それによって、繊維に損害を与えることを避ける。
【００６２】
ステップ８２８で、押出加工された混合材料６２５は、平面で出力され、る。別に下型６２６上へ押出加工された混合材料６２５を体制させることの制御が提供される下型６２６は、ステップ８３０で平面P全体の異なる容積測定流れ率に関して押出加工された混合材料６２５を受けるために、位置的に同期できる。実施例において、型６２６の位置同期はトロリー６０８より上に高さｄに位置するフロー制御部材６２４によって実行される。例えば、恒常的であるか平坦な押し出された混合材料層６２８を堆積させるために、トロリー６０８はかなり一定の率で移動する。しかし、押し出された混合材料層６２８（トロリー６０８）の量を増減する。それぞれ、より遅いかより速い率で移動できる。ステップ８３２で、押し出された混合材料層６２８を作る押出混合材料６２５は、熱可塑性構造上の部分を形成するために、型６２６で押圧される。
【００６３】
図９は、コントローラ６１２の典型的なブロック図である。図９００は、押出システム６００Ａの構成要素の範囲内で作動しているコントローラと通信する図である。従来技術において、理解されるように、コントローラ６１２はデジタル及び／又はアナログの通信路を使用している双方向通信のためのさまざまなコントローラと通信する。構成要素の範囲内で作動しているコントローラは、従来技術において、理解されて、操作の開いたか閉ループ制御ソフトウェアの基礎を形成されるプロセッサであることができて、コントローラ６１２に従属コンピュータとして作動できる。あるいは、コントローラは、非プロセッサベースのコントローラ、例えばアナログ又はコントローラ６１２の従属装置として作動するデジタル回路であってもよい。
【００６４】
フィーダ６１４は、以下を含むことができる。速度及び混合材料Ｍ１を混合するためのフィーダ６１４の制御速度及び温度に操作可能である温度制御器９０２は、制御モーター及びヒーターに一つであるか多数のコントローラで形成されることができる。コントローラ６１２はフィーダ６１４で速度を特定するかまたは命令するように操作可能であるか率で温度である。その一方で、フィーダ６１４の速度及び温度コントローラ８０２はコントローラ８１２によって、受け取られるコマンドを実行するように操作可能である。例えば、動的ダイ６０６を経て押出混合材料の量に基づいて、コントローラ６１２は、材料Ｍ１の率及び押出機６０６に入れられているＭ２を増やすことができる。
【００６５】
コントローラ６１２は、ヒータコントローラ９０４と更に連絡する。コントローラ６１２は、データがヒータコントローラ９０４から受け取ったフィードバックに基づいて、ヒータコントローラ９０４に制御データを通信できる。例えば、ヒータコントローラ９０４により温度減少する場合、コントローラ６１２はヒーター６１８の温度を増やすためにヒータコントローラ９０４に制御データ１０１８を経た命令を出すことができる。あるいは、コントローラ６１２により命令される温度及びモニタリングのためのコントローラ６１２までの温度である。従来技術において、理解されるように、ヒータコントローラ９０４はフィードバック調節装置ループを利用している温度を調整できる。
【００６６】
コントローラ６１２は、押出機の速度及び温度の制御器９０６と通信する。そして、それはオーガー速度及び押出機６０４の温度の制御を提供する。押出機の速度及び温度の制御器９０６は、押出機６０４のゾーンの中で多数のヒーターを制御して、コントローラ６１２に各々のヒーターの温度を伝達するように操作可能であってもよい。制御器９０６が多数のコントローラで形成され得ると理解されなければならない。
【００６７】
コントローラ６１２は、動的ダイ６０６のフロー制御要素６２４を制御する動的ダイコントローラ９０８と更に連絡する。動的ダイコントローラ９０８は、集合的にまたは個々に各々のフロー制御部材６２４を制御するために作動できる。あるいは、部材６２４が別々のコントローラにより制御される。したがって、６１２がコントローラ９０８にダイ動力の命令を出すために操作できるコントローラは、位置を開ループ方法の各々のフロー制御部材６２４に設定した。例えば、ステップモータは、開ループ方法で利用できる。各々のフロー制御部材６２４は、コントローラ６１２がフロー制御部材６２４の位置を制御する際に利用するフィードバックデータ１０２２を経たコントローラ６１２へ伝達されることができる。
【００６８】
コントローラ６１２は、トロリー６０８と連結するトロリーコントローラ９１０と更に連絡して、トロリー６０８のコントロール及び下型６２６の温度の操作可能である。
コントローラ６１２は、コントロール信号１０１８を出力できる。トロリー６０８をドライブするためにサーボモータとして作動するトロリーコントローラ９１０はコントローラ６１２によって命令される。そして、下型６２６上へ押出された材料６２５を堆積させる場合、下型６２６を配置する。下型６２６上へ堆積する押出混合材料層６２８が堆積時に加熱しているにもかかわらず、後の押出された混合材料６２５が堆積しているにつれて、最初に堆積する押出された混合材料層６２８は冷える傾向がある。したがって、コントローラ６１２は、トロリーコントローラ９１０にコントロールデータ１０１８を伝えることができる。押出混合材料層６２８の中で実質的に押出された混合材の堆積の時間に基づいて、及び／又は他の要因（例えば熱可塑性物質的なＭ１の加熱状態温度要求）に基づいて、コントローラ６１２が管理及び監視機能を実行できるために、フィードバックデータ１０２２は現在の温度及びトロリー６０８及び下型６２６の温度、位置及び速度の状態を提供できる。
【００６９】
コントローラ６１２はヒート／クールコントローラ９１２と更に連絡する。そして、それは.、ヒーターのコントロール温度及び／又は押出し成型システム６００Ａのための冷却の操作可能である。ヒート／クールコントローラ
９１２は、ヒート／クールコントローラ９１２に特定であるか可変的な温度で作動するよう命令するコントローラ６１２から、コントロールデータ１０１８を受け取ることができる。多くの要因（例えば熱可塑性材料Ｍ１の周囲温度、生産されている一部の特徴、生産率、その他）に基づいてヒート／クールコントローラ９１２はコントロールすることができる。そして、システムはヒーター及び冷却器または構成要素レベルのヒーター及び冷却器を制御する。
コントローラ６１２が管理及び監視機能を実行できるために、フィードバックデータ１０２２は現在の温度及びヒーター及び冷却器の状態を提供できる。
【００７０】
コントローラ６１２は押圧コントローラ９１４と更に連絡する。そして、上型６３２のコントロール押圧動作及び温度の操作可能である。押圧コントローラ９１４は、製造業者が提供する標準のコントローラであってもよい。コントローラ６１２が管理及び監視機能を実行できるために、フィードバックデータ６１２は上側型６３２の温度、位置及び力を提供できる。
【００７１】
コントローラ６１２は、成型される構造上の構成要素上の摘出動作を制御するように操作可能である摘出ツールコントローラ９１６と更に連絡する。６１０が動作完了した押圧コントローラ９１４から受け取っているコントローラ６１２に応答して、コントローラ６１２は、成型された構造上の構成要素を引き出すことを始めるために、摘出ツールコントローラ９１６に、制御信号１０１８を出すことができる。したがって、フィードバックデータ１０２２は、摘出ツールの現在の動作を示すために利用できる。フィードバックデータ１０２２が摘出ツールが成型される構造上の構成要素を引き抜くのが困難になっていることを示す場合、型６２６及び６３２（押圧機６１0）によって、存在すると通知されることができる。
【００７２】
コントローラ６１２は、押出し成型システム６００Ａの各構成要素のマスターコントローラであるように構成され、より分散的コントローラ方法における構成要素を管理するように構成される。換言すれば、構成要素のコントローラは、構造的部品のパラメータをコントローラ６１２によって機能を実行するよう命令されるサーボモータの作動を計算して、パラメータを制御するためにできていて、インテリジェントコントローラとして作動できる。コントローラ６１２が押出し成型システムの異なる機械の構成に対応するようにプログラムされることができると更に理解されなければならない。例えば、押出機６０６の出力または静止下型６２６（それはトロリー６０８に連結するかまたは連結しない）と関連して移動するように、押出し成型システム６００Ａが構成される場合、コントローラ６１２はトロリー６０８の移動，押出機６０６の出力の変化を制御するようにプログラムされることができる。
【００７３】
図１０は、コントローラ６１２の典型的なブロック図である。コントローラ６１２は、メモリ１００４及びユーザインタフェース１００６に連結するプロセッサ１００２を含む。従来技術において、理解されるように、ユーザインタフェース１００６は、タッチスクリーン、電子ディスプレイ、または他のいかなるユーザインタフェースでもあってもよい。プロセッサ１００２は、入出力（Ｉ/O）に更に連結する。記憶装置１０１０はデータベースの情報又はファイル１０１２Ａ−１０１２ｎ（集合的に、１０１２）を格納する。データベース１０１２は、押出し成型システム６００Ａの制御パラメータ（例えば下部で上型６２６及び６３２と関連するデタ）をを格納するために利用できる。データベース１０１２は、加えて、動作の間、押出システム６００Ａから供給されるデータを格納するために利用できる
【００７４】
プロセッサ１００２は、押出し成型システム６００Ａに利用されるソフトウェア１０１４を実行して、データベース１０１２を管理可能である。押出し成型システム６００Ａ（ソフトウェア１０１４）を制御している。押出し成型システム６００Ａに装置１００８及びコントロールバス１０１６を介して接続されている。制御データ１０１８は、押出し成型システム６００Ａに、制御バス１０１６全体のデータパケット及び／又はアナログ制御信号を経て伝達される。コントロールバス１０１６が多数の制御バスの中で形成されることができると理解されなければならない、それによって各々の制御バスは、押出し成型システム６００Ａの異なる構成要素と関係している。コントロールバス１０１６ができる連続であるか平行したプロトコルを利用すると更に理解されなければならない。
【００７５】
フィードバックバス１０２０（それは単一であるか多数のバス構造であってもよい）は、動作の間、押出し成型システム６００Ａから、フィードバックデータ１０２２まで操作可能である。フィードバックデータ１０２２は、検知データ（例えば押出し成型システムから測定される温度、位置、速度、レベル、圧力または他のいかなる検知情報も）あってもよい。したがって、装置１００８が操作可能である押出し機からフィードバックデータ１０２２を受け取る。そして、ソフトウェア１０１４により利用されるプロセッサ１００２に、フィードバックデータ１０２２を通信する。ソフトウェア１０１４は、フィードバックデータをデータベース１０１２に格納することができて、押出し成型システム６００Ａの中の構成要素をコントロールするために、フィードバックデータ１０２２を利用できる。例えば、ヒーター６１８の温度があまりに低くなる場合、コントローラ６１２はそれの温度を増やすためにヒーター６１８にコントロールデータ１０１８を経た命令を出すことができる。コントローラ６１２または構成要素（例えばヒーター）は、コントロールの実行及び構成要素の調節の技術たる自動コントロールシステムを含むことができる。
【００７６】
作動中に、コントローラ６１２は、押出し成型システム６００Ａによって、一つ以上の構造的部品を生産するためのコントロールパラメータを格納できる。例えば、型６２６及び６３２のパラメータと関連するデータベース１０１２に格納する。さまざまな構造的部品のパラメータの格納によって、押出し成型システム６００Ａは、同時にこれら構造的部品を形成するために利用できる。プロセッサ１００２は、同時に構造的部品を形成するために、平行してパラメータの異なるセットを有するソフトウェア１０１４を実行できる。
構造的部分が押圧されるとき、もう一方は下型６２６上へ押出混合材料６２５を塗布することによって、動的ダイ６０６を経て形成できる。
【００７７】
図１１は、プロセッサ１００２により実行されるソフトウェア１０１４の典型的なブロック図である。システム管理部１１００は、コントローラ６１２のさまざまな態様を管理するように操作可能である。システム管理部１１00は、オペレータインタフェース１１０２、システムドライバ１１０４及びデータベース管理部１１０６と入出力を行う。
【００７８】
オペレータインタフェース１１０２は、押出し成型システム６００Ａ又は構造的部品の生産のためのプログラムを制御するために、押出し成型システム６００Ａもオペレータにインターフェースを提供するために利用される。オペレータインタフェース１１０２はプログラムセレクタ１１０８と通信する。そして、プログラムされるときに、構造的部品を生産するためのプログラムをオペレータが選択できる。。例えば、パレットを生産するために決められるプログラムは、押出し成型システム６００Ａを下部で上部型６２６及び６３２に従うパレットのデザイナーによって定義済みのパレット生産の制御するために、オペレータによって、オペレータインタフェース１１０２を経て選択できる。実施例において、プログラムセレクタ１１０８は、単に、押出し成型システム６００Ａを制御することによって特定の構造的部品を生産するための一般的なプログラムを選ぶだけである。プログラムセレクタ１１０８は、オペレータがパラメータの特定の一組を特定の構造的部品を形成するために選ぶことができる。構造的部品を形成する方法を変えるパラメータのパラメータセレクタ/ディタ１１１０に知らせることができて及び／又は編集できる。 パラメータセレクタ/エディタ１１１０は、コントローラ６１２に利用できる種々の異なるパラメータデータファイルからパラメータの特定の一組を異なる構造的部品を形成するのに選ぶためのデータベース管理部１１０６と入出力を行うことができる。例えば、データベース管理部１１０６は、パレット、バックボード、その他を生じるための一組のパラメータにアクセスすることができる。押出し成型システム６００Ａの各々の構成要素は一般的なドライバにより制御されることができると理解されなければならない、そして、構造的部品を生産するために選ばれるパラメータが、押出し成型システム６００Ａの構成要素の反応を変えることができる。
【００７９】
システムドライバ１１０４は、従来技術において理解されるように、押出し成型システム６００Ａの構成要素と一体化するのに有効である。例えば、個々のドライバ１１０４は、フィーダ６１４、ヒーター６１８、押出機６０４、動的ダイ６０６、トロリー６０８及びプレス６１０の制御のために利用され得る。システムドライバ１１０４は、押出し成型システム６００Ａのオペレータによってカスタマイズされ、又は、特定の構成要素（例えば６１0）の製造業者により提供される一般的なドライバでありえる。押出し成型動作の間、システム６００Ａが構造的部品を生産して、システムドライバ１１０４は、押出し成型システム６００Ａの構成要素を動かすために構造的部品を生産するのに選ばれるパラメータを利用できる。
【００８０】
押出し成型システム６００Ａの構成要素を制御することにおいて、データベース１０１２及びフィードバック管理部１１１４は、フィードバック制御を.押出し成型システム６００Ａの各々の構成要素に提供するために利用する。例えば、ヒーター６１８は、フィードバック温度センサ（図示せず）を経て実際の温度をフィードバックできる。ヒーター６１８を制御するために利用されるシステムドライバ１１０４は、ヒーター６１８の測定された実際の温度に基づいて、ヒーター６１８の温度を増減できる。他のセンサが、温度、圧力、速度のフィードバックに利用できる。押出し成型システム６００Ａの構成要素を制御することにおいて、データベース１１０２及びフィードバック管理部１１１４は、フィードバック制御を押出し成型システム６００Ａの各々の構成要素に提供するために利用される。ヒーター６１８の測定された実際の温度に基づいて、ヒーター６１８を制御するために利用されるシステムドライバ１１０４は、ヒーター６１８の温度を増減できる。他のセンサは、温度、圧力、速度、重量、位置のフィードバックに利用できる。. 構成要素の重大な失敗の場合、警報がコントローラ６１２へフィードバックされ、フィードバック管理部１１１４によって検出される。警報が大きな失敗であるとみなされる場合、システムドライバ１１０４は、ハードウェアへの損害を予防するために、押出し成型システム６００Ａの一つ以上の構成要素をシャットダウンすることができる。この種の警報に応答して、システム管理部１１００は、修正処置または通知を提供するために、オペレータインタフェース１１０２を起こすことができる。
【００８１】
図１２はフロー制御部材６２４Ａ−６２４ｆ及び下型６２６の典型的な概略図である。そして、それは格子１２０２で区切って分解される。格子間隔は、ｙ軸（間隔１−５と確認された）に沿ったフロー制御部材６２４により定められ、ｘ軸に沿った間隔Ａ−ｅにより定められる。ｙ軸に沿ったより多くのフロー制御部材６２４を利用しても、ｘ軸に沿ったより小さい間隔を定めてもよい。オペレータによって決められるパラメータは、構造的部品を生産するために、データベース管理部１１０６を経てコントローラ６１２に格納されることができる。
【００８２】
表２−１０は、押出し成型システムの構成要素を制御するために利用される典型的なデータ表である。具体的には、表は部品を制御するための制御データ１０１８を提供する。そして、フィードバックデータ１０２２は構成要素からコントローラ６１２によって受ける。
表２は、構造的部品を形成するために熱可塑性混合材料Ｍ１、繊維材Ｍ２及び他のいかなる材料も供給するためのフィーダ６１４の制御を提供する。フィードバックデータ１０２２は、フィーダ６１４の材料レベルを含む。押出し成型システム６００Ａの動作の間、フィーダ６１４から解放される材料の率が制御されて、フィーダ６１４の材料の率を測定する。そして、フィードバックのレベルを知らせたために、オペレータが付加的部品をフィーダ６１４に適用できる。
【００８３】
表３は、押出機６０４のヒーターの温度調節を提供する典型的な表である。押出機６０４が７つの温度ゾーンを有するとして定められる場合には、各々のゾーンの温度は、押出機温度調節によって、熱さ又は涼しさ、オン／オフ、及び／又は特定の温度（図示せず）にセットされる。フィードバックデータ１０２２は、押出機６０４の各々のゾーンの実際の温度を含むことができる。したがって、温度センサは押出機６０４の各々のゾーンに組み込まれる。そして、検出される温度はフィードバック制御のためにコントローラ６１２に行くフィードバックバス１０２０を経ている。
【００８４】
表４は、締め出し手段６０４において、作動しているオーガー６２０を動かしているモーター（図示せず）のための速度調節を提供する典型的な表である。制御データ１０１８は、モーターを駆動するための速度調節設定データを含む。モーターの実際の速度及び負荷は、フィードバックデータ１０２２を経て、制御データ１０１８を経てオーガー６２０押出し機６０４の率の制御に利用されるシステムドライバ１１０４へ、フィードバックされる。
【００８５】
表５は、動的ダイ６０６のヒーターのための温度コントロールを定める。コントロールデータ１０１８は、動的ダイ６０６内のゾーン１−ｎにより定義される。押出機６０４の温度調節に類似して、ヒーター６１８は、冷暖房制御、及び／又は、制御のための設定、及び／又は、動的ダイ６０６内の異なるゾーンの温度調整、などを含めることができる。したがって、フィードバックデータ１０２２は、そうすることができる。そして、動的ダイ６０６内の各々のゾーンのための実際の温度を含む。
【００８６】
表６は、動的ダイ６０６のフロー制御部材６２４の制御のための典型的な表である。示すように、制御データは、フロー制御部材６２４のためのフロー制御部材及び位置を含む。フロー制御部材６２４は、が無限の数の位置を有すると理解されなければならない。しかしながら、実際上は、フロー制御装置の位置は、例えば、１／４インチずつゼロから６インチで設定される。フロー制御部材６２４の位置を制御することにおいて、ステップモータ又は他のモーターを利用できる。フロー制御部材６２４のためのフィードバックデータ１０２２は、動的ダイ６０６にコントローラ６１２により伝達される制御データ１０１８の位置データのいかなる偏差も含まれる。フィードバックデータ１０２２を経たフィードバックループにより修正されることができるフロー制御部材６２４の位置を含む。
【００８７】
表７は、下型６２６のための温度調節を提供する典型的な表である。類似した表が上型６３２の温度を制御するために利用できると理解されなければならない。下型６２６は、多くのゾーンに分割されることができる。そこにおいて、ヒーター及び／又は冷却器は、熱に対する各々のゾーンが制御データ１０１８により命令されて、下型６２６を冷やすために適用されることができる。したがって、フィードバック制御が、下型６２６の温度を調整するためにコントローラ６１２により実行されることができるために、フィードバックデータ１０２２は下型６２６の実際の温度を提供できる。例えば、押出された混合材料６２５が下のモード６２６に適用されるにつれて、混合材料が下型６２６上へ堆積するにつれて、そして、構造的部品が型６２６及び６３２から取り出されるまで、下型６２６の温度は時間及び他の要因に基づいて、押し出された混合材料層６２８の温度を調整するためにゾーン全体で調整することができる。
【００８８】
表８は、トロリー６０８の制御のための典型的な制御パラメータを提供する典型的な表である。制御データ１０１８は、トロリー６０８のための位置、速度、上昇コントロールを含む。追加的な制御データ１０１８がトロリー６０８の運動を制御するために含まれることができる。例えば、加速、回転または角位置、または、他の動的な制御データである。堆積する押出混合材料６２５に関して、適切に下型６２６を整列配置し、トロリー６０８に同期させるかまたは下型６２６上へ自然落下する。トロリー６０８のためのフィードバックデータ１０２２は、トロリー６０８の実際の位置及び現在の速度を含むことができる。リフト制御データは、下型６２６に押出された混合材料６２５中で堆積すること及び、型６２６及び６３２に押し出された混合材料層６２８を押圧している間、トロリー６０８の車輪６３４にかみ合わせて、分離するために利用できる。リフトの実際の位置は、車輪６３４がリフト機構（例えば空気管）を経て分離されるまで、プレス６１０が起動しないことを確実にするために供給されてもよい。
【００８９】
表９は、プレス制御を提供する典型的な表である。制御データ１０１８は、ロック制御データ及びサイクル連続印刷開始時刻を含むことができる。フィードバックデータ１０２２は、トロリー６０８及び押圧プラテンの位置の位置を含む。他のコントロール及びフィードバックパラメータは、加えて、プレスを制御するために含まれることができる。例えば、上側型６３２の温度、プレス力、その他が、含まれる。
【００９０】
表１０は、押圧して冷やして完成した後、型６２６及び６３２から、形成された構造的部品を抜き出す、摘出ツール（図示せず）のコントロールのための典型的な表を提供する。スタート抜き出しサイクル及びフィードバックデータ１０２２は、単一の抜き出しツール位置を含むことができる。多数の抜き出しツール又は抜き出しツールの要素が利用されると理解されなければならない、そして、他の検知フィードバックデータは検出されることができて、コントローラ６１２にフィードバックされることができる。
【００９１】
図６Ａの下型６２６上へ混合材料を堆積させるために整列配置されるにつれて、図１３はフロー制御部材６２４Ａ−６２４ｉの上面図である。示すように、フロー制御部材６２４はｙ軸に沿って配置される。そして、それは下型６２６上へ押出された混合材料６２５を堆積させるための３軸コントロールを提供する。したがって、押出された混合材料６２５を堆積させるためのｘ軸コントロールは、フロー制御部材６２４の下のトロリー６０８の速度変化のコントロールを提供することができる、押出された混合材料６２５を堆積させるためのｙ軸コントロールを、提供できる。フロー制御部材６２４の調整及び押出された混合材料６２５を堆積させるためのｚ軸制御は、x及びｙ軸に沿って押出された混合材料の堆積を制御することから生じることができる。
【００９２】
ｘ（ｙ）軸に沿って押出された混合材料６２５を堆積させるための制御について説明する。ｚ軸制御は、種々の技術を使用して実行されることができる。（１）オーガー６０４からの混合材料の容積測定流れ率を制御すること、（２）
単一軸でのトロリー６０８の変化率を制御すること、（３）フロー制御部材６２４の出力の開口を制御すること、（４） 多数のものを個々にコントロールすること、 （５）
多数の軸でのトロリー６０８の運動制御、の技術である。各々のこれらの技術は、オーガー６０４の出力開口部が固定され、トロリー６０８が出力開口部の下で一定の率で解かれると仮定する。技術（２）は、オーガー６０４からの混合材料の容積測定流れ率が一定であることであり、オーガー６０４の出力開口部が固定すると仮定する。図６Ａに関して議論される技術が結合されることができる。下型６２６上へ押出された混合材料６２５の配置の追加的な規制を提供する。技術（１）、（２）、（４）は、結合される。技術（５）は、下型６２６のｘ軸及びｙ軸の制御だけでなく、ｚ軸及びいかなる数の軸についての回転を含む。技術（５）を使用している下型６２６のこの種の制御を提供することによって、種々の構造的部品が形成される。要するに、発明のさまざまな要素の全体的な計算機制御は、全体的な実施可能性での重要な役割をつとめる。
【００９３】
最後に、下型６２６の移動を制御するよりはむしろ、押出し混合材料６２５は、押出し機６０４からの出力開口部の移動により、静止又は移動する下型６２６に堆積する。例えば、レールまたは他の機械式構造に沿って進行している出力開口部は、混合材料を下型６２６上の特定の場所に置くために制御されることができる。この種の機構と類似するものは、レーザージェットプリンタである。
【００９４】
図１３を再度参照する。動的ダイ６０６の下を通過するにつれて、フロー制御部材６２４は下型６２６に関係する。下型６２８は、下型６２８がトロリー６０８より小さいことにより、トロリー６０８に対して１0インチで始まる。 表１１−１２は、フロー制御部材６２４のための速度及びゲート制御のためのパラメータを提供する典型的な表である。パラメータは、押出し成型システム６００Ａを利用しているパレットを生産するために利用できる。
【００９５】
表１１及び１２は、フロー制御部材６２４及びトロリー移動の間の位置同期を提供する。
２つの構成要素（すなわち動的ダイ６０６及びトロリー６０８）間の運動を組織化する。これにより、上部型６２６及び６３２のキャビティ６３０の量により特定されるように、押出混合材料６２５は下型６２６に沿った位置で堆積できる。換言すれば、押出混合材料６２５は、構造的部品の特定の位置の深く及び隠れたリブを形成する能力を、それによって与えることで、上部型６２６及び６３２のキャビティ６３0をふさぐのに十分厚い押出し混合材料層６２８を形成するように、下型６２６上へ堆積する。
【００９６】
図１４は、システム６００Ａにより生産されるパレット１４００の角の典型的な斜視上面図である。図に示すように、パレット１４００の基部１４０２の深さｄ１は、パレット１４００の足部１４０４の深さｄ２より浅い。下型６２６上へ押出された混合材料６２５ｎｏ堆積を制御することによって、特定の領域でより深いｄ２（例えば足１４０４）を有する大きな構造的部品は、補強材料Ｍ２（例えば長い繊維）を使用して形成されることができる。
【００９７】
図１５Ａ及び１５Ｂは、隠れたリブ１５０２Ａ−１５０２ｅ（集合的に１５０２）を有する載置台１５００の斜視図及び上面図である。リブ１５０２のゾーンで混合材料６２５をより堆積する。システム６００Ａが成型するので、載置台１５００は多数の載置台と比較して構造的に少ない弱点を有する。
【００９８】
挿入技術を以下に示す。大部分を形成する際の強さを提供するためにその中で混合される繊維を有する混合材料を使用して、他の構成要素（例えば付属品、締着具及び／又は補剛材）を有する、嵌入される又は特定の部分に埋められることによって、更に構造的に改善される。例えば、連結を提供することになっている構造的部品において、強くて信頼性が高い相互接続を提供するために金属的部品を利用できる。そのような構造的部品は、図１６Ａにて図示するように、アイスリンクのためのカバーしている一部の床である。
カバーしている床は熱可塑性材料１６０２を含む。そして、それは熱可塑性物質Ｍ１及び繊維Ｍ２及び金属で形成される締着具１６０４により形成されることができる。
【００９９】
フロアーカバーリング １６００を形成することにおいて、締着具１６０４を有する結合層１６０６を押出し混合材料層６２８で形成できるように、締着具１６０４は配置される。更に締着具１６０４をカバー１６６０に固定するために、穴（図示せず）が、押し出された混合材料層６２８が穴を満たすことができるために、締着具１６０４に含まれることができる。形成の間、アクチュエータは締着具１６０４の位置を維持するために下型６２６において構成され、押し出された混合材料層６２８が熱した状態のとき、コントローラ６１２を経て解除される。締着具１６０４は上側型６３２において構成されると理解されなければならない。
【０１００】
図１６Ｂは、しばしば使われるバックボード（バックボード）１６１０の典型的な部分である。バックボード１６１０は、混合材料１６１２で形成されて、混合材料１６１２にカプセル化された挿入物１６１４を含む。バックボード１６１０を堅く、軽く、且つＸ線透過可能とするために、挿入物１６１４は炭素繊維管であってもよい。挿入物をカプセル化することにおいて、下部金型６２６は、押出し混合材料層６２８が結合層１６１６を形成する際に挿入物１６１４を維持するアクチュエータ又は単純ピンを備えていることができる。また、押出し混合材料層６２８が加熱された状態において、アクチュエータ又はピンは、押出し混合材料層押出し混合材料層６２８がアクチュエータ又はピンが除去されたいかなる空所も満たすように、解除できる。挿入物１６１４は、実質的に特定の用途に基づくいかなる材料又は構造的成型部品でもあってもよいと理解されなければならない。
【０１０１】
図１７は、押出し成型システム６００Ａを利用している構造的部品において、挿入物（例えば締着具、支持具又は他の要素）を埋めるか又は挿入するする動作を記載している典型的な工程系統図１７００である。挿入工程は、ステップ１７０２から始まる。ステップ１７０７で、挿入物は、下型６２６又は上型６３２において、構成される。ステップ１７０６で、溶融押出混合材料６２５が、下型６２６に置かれる。押出混合材料は、形成される構造的部品に挿入物を固定するために、ステップ１７０８で少なくとも挿入物部分で成型される。実施例において、挿入物は、カプセル化されるか又は完全に押出加工混合材料６２５（例えば、図１６Ｂを参照）に埋められる。又は、構造的部品から伸びるために、挿入物の一部だけが押出混合材料６２５に埋められる。
【０１０２】
ステップ１７１０で、下型６２６又は上型６３２の型内の挿入物のためにの支持具を用いる場合、支持具は取り外される。アクチュエータ制御によるもの、単純機械式ピン、その他下型６２６上に押出し混合材料６２５が堆積される間挿入物を支持できる支持具は、ステップ１７１２で押出し混合材料６２８が固くなる前に取り除かれる。押出し混合材料層６２８は、構造的部品を形成するための動作の間、自然又は強制的冷却によって、固くされる。押出し混合材料層６２８が固くなる前に支持具を取り外すことによって、支持具の隙間は、支持具の跡を残さないように満たされる。
ステップ１７１４において、埋められた挿入物を有する構造的部品は、下型６２６及び上型６３２から取り出される。ステップ１７１６で挿入工程は終了する。
【０１０３】
本発明の他の一実施例において、挿入物はカプセル化される。図１７に記載された方法に類似する方法において、締結具、支持具その他の要素が、請求項の押出し成型システムを利用して押出し熱可塑性材料でカプセル化される。本発明の他の実施例において、様々な厚みの材料の多数の層が、請求項の押出し成型システムを利用して堆積するものであってもよい。具体的には、熱可塑性材料の第１層は下型に押し出される。そして、同じ又は異なる熱可塑性材料の第２層が第１層の上に積層される。本発明のある実施例において、挿入物は、第１層の上に位置するか又は第２層とともに位置する。「積層」の形式は、同一又は異なる混合の熱可塑性樹脂の層、、及び、異なる挿入された材料の層を有する構造の形成を促進できる。前述の説明は、好ましい実施例であり、発明及び本発明の範囲は、この説明により制限されてはならない。発明は、その代わりに請求項により定義される。
【０１０４】
以下に熱可塑性樹脂の合成樹脂の表１を示す。
【０１０５】
【表１】
2006315418.tif 000003
【０１０６】
以下に材料フィーダーの表２を示す。
【０１０７】
【表２】
2006315418.tif 000004
【０１０８】
以下に押出し機温度コントロールの表３を示す。
【０１０９】
【表３】
2006315418.tif 000005
【０１１０】
以下に押出し機モータコントロールの表４を示す。
【０１１１】
【表４】
2006315418.tif 000006
【０１１２】
以下に動的ダイ温度コントロールの表５を示す。
【０１１３】
【表５】
2006315418.tif 000007
【０１１４】
以下に動的ダイフロー制御部材コントロールの表６を示す。
【０１１５】
【表６】
2006315418.tif 000008
【０１１６】
以下にヒート／クール型コントロールの表７を示す。
【０１１７】
【表７】
2006315418.tif 000009
【０１１８】
以下にトロリーコントロールの表８を示す。
【０１１９】
【表８】
2006315418.tif 000010
【０１２０】
以下にプレスコントロールの表９を示す。
【０１２１】
【表９】
2006315418.tif 000011
【０１２２】
以下に押出し機工具コントロールの表１０を示す。
【０１２３】
【表１０】
2006315418.tif 000012
【０１２４】
以下にトロリー速度コントロールパラメータパラメータの表１１を示す。
【０１２５】
【表１１】
2006315418.tif 000013
【０１２６】
以下にフロー制御部材パラメータの表１２を示す。
【０１２７】
【表１２】
2006315418.tif 000014
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の成型システムの平面図である。
【図２】図２の１０は、図１の成型装置の側面図である。
【図３Ａ】図１及び図２の本発明の異なるステップの平面図である。
【図３Ｂ】図１及び図２の本発明の異なるステップの平面図である。
【図３Ｃ】図１及び図２の本発明の異なるステップの平面図である。
【図３Ｄ】図１及び図２の本発明の異なるステップの平面図である。
【図３Ｅ】図１及び図２の本発明の異なるステップの平面図である。
【図４】図１及び図２の押出機の側面図である。
【図５】図４の押出機の背面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、構造的部品を形成するように操作可能な図１による押出成型システムの典型的なブロック線図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの押出成型システム６００Ａの典型的な他のブロック図である。
【図７】図６Ａの動的ダイの典型的な分解図である。トロリーで支えられるにつれて押出加工された混合材料を下型に置く。
【図８Ａ】図８Ａは、図６Ａの下型上へ混合材料を堆積させるための２又は３軸制御を用いて物品または構造的部品を形成するために利用できる押出成型している方法を記載している典型的な工程系統図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、３軸制御押出を経た図６Ａの押出を成型システムを利用している構造的部品を生産するために典型的な工程系統図である。
【図９】図９は、図６Ａ押出成型システムの構成要素において、作動しているコントローラと入出力を行って、図６Ａのコントローラの典型的なブロック図である。
【図１０】図６Ａのコントローラのより詳細な典型的なブロック図である。
【図１１】図１１は、図コントローラを作動しているプロセッサにより実行されるソフトウェアの典型的なブロック図である。
【図１２】図６Ａの押出し成型システムに従って、押出加工された混合材料を堆積させるための、フロー制御部材及び１１の型（それは、格子に区切って分解される）以下の典型的な概略図である。
【図１３】図１３は、図６Ａの下型上へ混合材料を堆積させるために整列配置されるフロー制御部材の上面図である。
【図１４】図１４は、図６Ａの押出し成型システムにより生産されるパレットの角の典型的な斜視上面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図６Ａの押出成型システムにより成型された骨格を含む載置台の典型的な下面斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図６Ａの押出成型システムにより成型された骨格を含む載置台の典型的な上面斜視図である。
【図１６Ａ】図１６Ａ図１６Ｂは、押出成型システムにより形成される挿入物を有する典型的な構造的部品である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、押出成型システムにより形成される挿入物を有する典型的な構造的部品である。
【図１７】図１７は、ファスナー、補強部材、その他の要素のような挿入物を、図６Ａの押出成型システムを用いて、１６Ａ及び１６Ｂに示すような構造的一部へはめ込む処理を示すフローダイアグラムである。
【符号の説明】
【０１２９】
１０：熱可塑性樹脂装置
１１：押出し機
１２：型交換ステーション
１３：圧縮型ステーション
１４：ホッパー
１５：オーガー
１６：押出し型
１７：トリマー
１８：支持載置台
１９：金型半体
２０：車輪
２１：回転載置台
２２：中心回転シャフト
２３：第二の金型半体
２４：静止載置台
２５：固定金型半体
２６：可動プラテン
２７：電気モータ
２８：線形トランスデューサ
３０：製品
３１：外型
３２：通路
３３：押出し通路
３４：口
３５：ゲートプレート
３６：螺子軸
３７：モーター
３８：コントロールライン
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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