ES2245021T3 - Procedimiento de fabricacion de un molde de placas de molde y placa de molde de una placa plana. - Google Patents

Abstract

Un método de hacer un molde (2) incluyendo formar placas de molde (9) a partir de material de placa plana, incluyendo, para las placas de molde, formar una serie de superficies de molde (20) que se extienden hacia dentro de dichas placas de molde (9); caracterizado por cortar con láser cada placa (9) para formar dicha serie de superficies de molde (20) en una superficie abierta (18) en un lado de la placa de molde (9); y configurar las superficies de molde (20) de tal manera que las superficies de molde (20) definan cavidades en forma de elemento sujetador (2).

Description

Procedimiento de fabricación de un molde de placas de molde y placa de molde de una placa plana.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere al moldeo de resina sintética para producir elementos que son integrales con una base, y tiene aplicación particular a la producción de elementos sujetadores para sujetadores de contacto y análogos.

La máquina y el método de la Patente de Estados Unidos 4.794.028 de Fischer producen efectivamente elementos de gancho para sujetadores de contacto de gancho y bucle y otros productos. En la producción comercial, se forma un rodillo de molde por gran número de aros de molde finos en forma de disco (llamados a veces placas de molde) y aros separadores que se apilan concéntricamente alrededor de un cañón central.

También se moldean por inyección productos discretos con elementos sujetadores que se extienden desde una superficie base empleando, como parte del molde, una serie de placas de molde apiladas que definen una serie de cavidades de molde.

En la periferia de los aros de molde o placas de molde hay cavidades para moldear los elementos de gancho. En las máquinas de producción actuales cada cavidad de un aro de molde se forma, de una vez, por maquinado por electrodescarga de alambre (EDM). En el proceso EDM de alambre, una descarga eléctrica entre un alambre y la placa quita material de la placa mientras el alambre se desplaza a lo largo de un recorrido especificado para cortar un perfil a través de la placa de molde. El arco de radio mínimo que se puede cortar se determina por el radio del alambre EDM.

Se empuja a las cavidades de molde resina fundida, que tiende a elevar la temperatura de los aros de molde. En la práctica del método Fischer, se hace circular un fluido refrigerante a través de pasos de enfriamiento dentro del cañón en el que se montan los aros para quitar el calor de los aros. De esta forma se mantiene una temperatura apropiada de las cavidades de molde de manera que el producto resulte suficientemente sólido para poder retirarlo de forma continua, típicamente sin abrir las cavidades de molde.

US-A-5 505 747 describe un método y aparato para formar placas de molde que tienen una serie de superficies de molde que se extienden hacia dentro de dichas placas de molde.

El objeto de la invención es proporcionar un método mejorado de hacer un molde diseñado para formar elementos sujetadores y un aparato correspondiente por el que se puede facilitar la fabricación de los elementos sujetadores y por el que se puede formar un sujetador de gancho/bucle favorable.

Este objeto se cumple con un método que tiene las características descritas en la reivindicación 1 y un aparato correspondiente que tiene las características descritas en la reivindicación 12. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

Resumen de la invención

Dados los grandes costos de capital del equipo y la necesidad de formar productos mejorados, es deseable hallar mejoras para realizar la máquina Fischer y para moldear elementos sujetadores muy pequeños.

Según un aspecto de la invención se ha observado que, dado que el dispositivo de enfriamiento ha sido un elemento separado de los aros de molde, la velocidad con la que se puede extraer calor queda afectada perjudicialmente por la resistencia a la transferencia de calor en la interface entre los aros y el dispositivo de enfriamiento. Hemos observado que incluso en las zonas en las que se puede producir contacto directo entre los aros y el dispositivo de enfriamiento, la resistencia a la transferencia de calor producido, por ejemplo por imperfecciones microscópicas superficiales, puede limitar adversamente la operación del proceso. Además, hemos observado que las tolerancias de fabricación de los aros y el dispositivo de enfriamiento, y la manera en que se montan, dan lugar a pequeños intervalos de aire no uniformes entre varias porciones de las superficies del aro y el dispositivo de enfriamiento. Éstas hacen de aisladores térmicos perjudiciales que producen desuniformidades.

Hemos observado que el enfriamiento no uniforme, las desuniformidades en el producto producido, las limitaciones de la velocidad de operación, y otros inconvenientes pueden ser superados eliminando interfaces entre el medio de enfriamiento y los aros del rodillo de molde.

Según un aspecto de la invención, se definen pasos de enfriamiento de fluido en los aros de molde propiamente dichos y se han previsto medios para evitar el escape del fluido refrigerante entre los aros individuales.

La invención permite mantener la temperatura de las cavidades de molde más uniformemente alrededor y a lo largo del rodillo de molde incluso en operación a alta velocidad, logrando por ello ventajas en la calidad del producto y la producción.

Según otro aspecto de la invención, los medios para evitar el escape en los aros de acoplamiento incluyen una serie de varillas de unión que se extienden axialmente y que aplican fuerza de compresión significativa entre los aros de la pila. Además de crear un efecto hermético entre las caras de aros de acoplamiento en los pasos de refrigerante alineados, se ha hallado que esta compresión axial es importante para mejorar la resistencia a la curvatura del rodillo montado. Esto permite lograr un grosor uniforme y controlado estrictamente de la capa base del producto. A su vez, esto permite la producción de capas base más finas. Esto puede disminuir el costo de producto y lograr productos altamente flexibles que son útiles, por ejemplo, en superficies curvadas o de flexión. La mayor rigidez del rodillo de molde permite además el uso de rodillos de molde más largos y mejores geometrías de máquina para producir productos más anchos.

Según un aspecto de la invención, un aparato de moldeo útil para la formación continua de elementos de resina sintética integrales con una base tiene un eje y un rodillo de molde que tiene un eje e incluyendo una multiplicidad de aros finos en forma de hoja de material conductor térmico. Los aros tienen un diámetro interno, un diámetro externo, y una serie sustancialmente circular de agujeros de refrigerante. Los aros se montan para formar una pila alrededor del eje del rodillo de molde. Al menos muchos de los aros son aros de molde, teniendo cada aro de molde una serie de cavidades de molde dispuestas en su periferia.

El rodillo de molde incluye medios para comprimir axialmente la pila y una serie de pasos de fluido para refrigerante líquido. Los pasos se forman por los agujeros de refrigerante alineados de cada aro, y se extienden a través del rodillo para enfriar las cavidades de molde mediante transferencia de calor del material de los discos de forma sustancialmente directa a refrigerante líquido en contacto con los bordes del material de disco alrededor de los agujeros.

El aparato también incluye medios para introducir resina calentada a la superficie del rodillo de molde en condiciones de presión, llenar las cavidades de molde y formar una capa base integral con los elementos moldeados en las cavidades. También se incluyen en el aparato unos medios para sacar el producto resultante del rodillo de molde después de haber enfriado el producto a una temperatura deseada inferior a la temperatura de introducción de la
resina.

En una realización preferida, el aparato incluye además un colector de entrada montado en un primer extremo del rodillo de molde para dirigir líquido de enfriamiento a los pasos de refrigerante a través de los aros.

En otra realización, un paso de retorno comunica con los pasos de refrigerante a través de los aros y se extiende axialmente a través del rodillo. Preferiblemente, el paso de retorno está en un eje en que se montan los aros. En una configuración corriente, gran número de los pasos de refrigerante están dispuestos en un círculo adyacente a la periferia del rodillo de molde, preferiblemente de aproximadamente 50 pasos de enfriamiento dispuestos dentro de aproximadamente media pulgada (1,27 cm) de la periferia de un rodillo de molde con un diámetro de entre aproximadamente 8 a 12 pulgadas (4,32-30,48 cm).

En las realizaciones preferidas, las cavidades están configuradas para formar elementos sujetadores para sujetadores de contacto. Preferiblemente, las cavidades de molde tienen forma de gancho para formar ganchos de sujetador.

En una realización las cavidades y los agujeros tienen forma atacada químicamente. En otra realización, las cavidades y los agujeros tienen forma maquinada por láser.

En algunas realizaciones, los medios para comprimir la pila incluyen una serie circunferencial de varillas de unión que se extienden a través de los aros paralelos al eje y ejercen fuerza de compresión axial en los aros alineados. En una configuración actualmente preferida, hay al menos 6 varillas de unión dispuestas dentro de aproximadamente 2 pulgadas (5,08 cm) de la periferia de un rodillo de molde con un diámetro del orden de 8 a 12 pulgadas (4,32-30,48 cm).

Algunas realizaciones incluyen medios para mantener presión subatmosférica en fluido refrigerante en los pasos.

En algunas realizaciones se emplea un material sellante cerca de los agujeros de fluido para promover el sellado. En algunos casos los aros se recubren en sus lados junto a los agujeros de fluido con material sellante. En algunos casos el material sellante se deposita por fluido en intersticios entre los aros. El material sellante es preferiblemente hidrófobo.

En algunas realizaciones las cavidades no se extienden a través del grosor del aro.

En algunas configuraciones las cavidades están en un primer lado de un aro de molde. En otras configuraciones las cavidades están en ambos lados de un aro de molde.

En algunas situaciones las cavidades tienen ventajosamente una cara circundante que es sustancialmente cóncava.

En algunas realizaciones los agujeros de fluido, el diámetro interno y el diámetro externo del aro de molde tienen forma atacada químicamente que se extiende a través del grosor del aro.

En la realización actualmente preferida el aparato también tiene un rodillo de presión colocado cerca del rodillo de molde para formar al menos una superficie amplia de la base. El rodillo de presión tiene una serie circular de pasos para refrigerante líquido, extendiéndose los pasos a través del rodillo para enfriar la periferia del rodillo de presión mediante transferencia de calor del material del rodillo sustancialmente directamente al refrigerante líquido en contacto con la superficie interior de los pasos.

En algunas realizaciones el rodillo de presión también tiene cavidades de molde dispuestas en su periferia.

Según otro aspecto de la invención, se facilita un método de formar un rodillo de molde para formar elementos sujetadores para sujetadores de contacto. El rodillo de molde incluye una pila de aros de molde finos en forma de hoja de material conductor térmico que tienen un diámetro interno y un diámetro externo, teniendo cada aro una serie circular de agujeros cerca de su periferia. Al menos algunos aros son aros de molde, teniendo cada uno una serie de cavidades de molde dispuestas en su periferia. El método incluye formar las cavidades y agujeros, y apilar los aros en alineación de tal manera que los agujeros alineados formen pasos de refrigerante a través del rodillo de molde. Los pasos se extienden a través del rodillo para enfriar las cavidades de molde mediante transferencia de calor del material de los discos sustancialmente directamente al refrigerante líquido en contacto con los bordes del material de disco alrededor de los agujeros.

En algunas realizaciones, la formación de las cavidades y agujeros se lleva a cabo por un proceso de ataque fotoquímico. En algunas otras realizaciones, la formación de las cavidades y agujeros se lleva a cabo por un proceso de maquinado con láser.

Según otro aspecto de la invención, un método de moldear un artículo compuesto de resina sintética incluye disponer el aparato descrito anteriormente, llenar las cavidades de molde con resina calentada en condiciones de presión pasando al mismo tiempo líquido de enfriamiento a través de los pasos de enfriamiento, y sacando el producto resultante del rodillo de molde después de que el producto se ha enfriado a una temperatura deseada inferior a la temperatura de introducción de la resina.

Según otro aspecto de la invención, se facilita un método de alinear una multiplicidad de aros de molde finos en forma de disco, teniendo cada uno una serie de agujeros alineantes y una superficie circunferencial externa, para formar un rodillo de molde. El método incluye:

1. Disponer una envuelta de alineación que define una superficie circular de alineamiento, y al menos una barra de alineación;

2. Apilar los aros juntos para formar una pila, soportándose cada aro en su superficie circunferencial externa por la superficie de alineación, extendiéndose la barra de alineación a través del agujero de alineación en cada aro;

3. Comprimir axialmente la pila de aros para mantener la alineación radial proporcionada por la superficie circular de alineamiento; y

4. Sacar la pila alineada de aros de la envuelta de alineación.

También hemos observado que las cavidades para moldear elementos sujetadores, especialmente elementos sujetadores con elementos pequeños (por ejemplo, ganchos con puntas afiladas), se pueden formar por métodos de corte con láser. Según otro aspecto de la invención, se facilita un método de hacer un molde con cavidades en forma de elemento sujetador. El método incluye formar placas de molde de placa plana cortando con láser cada placa para formar una serie de superficies de molde que se extienden hacia dentro de un borde de la placa de molde para definir respectivas cavidades en forma de elemento sujetador.

Algunas realizaciones preferidas del método de la invención incluyen: apilar las placas de molde con sus bordes alineados para formar una superficie de un molde que tiene filas de cavidades de molde en forma de sujetador; cortar con láser agujeros de refrigerante a través del grosor de las placas en posiciones espaciadas de sus bordes; preferiblemente, alinear los agujeros durante el apilamiento para formar pasos de refrigerante.

En algunos casos el molde incluye placas redondas de molde con bordes externos cortados con láser; preferiblemente, las placas de molde están apiladas axialmente para formar un rodillo de molde. En otros casos, el molde define una cavidad de molde cerrable y abrible para el moldeo por inyección de la pieza.

En algunas realizaciones preferidas, las superficies de molde definen características de elemento sujetador que tienen radios de extremo de menos de aproximadamente 0,001 pulgada (0,0254 mm); preferiblemente, menos de aproximadamente 0,0005 pulgada (0,0127 mm).

En una realización especialmente preferida, algunas cavidades de molde en forma de sujetador se forman por las superficies de molde de dos o más placas de molde apiladas adyacentes.

En algunas realizaciones, el corte con láser se controla para producir superficies de molde que se extienden a través de solamente una porción del grosor de sus respectivas placas de molde; preferiblemente, las superficies de molde son cóncavas. En otras realizaciones, al menos algunas superficies de molde se extienden a través de sus respectivas placas de molde; preferiblemente, estas superficies son generalmente paralelas a la superficie del molde.

Para mayor eficiencia, las superficies de molde de una pluralidad de placas de molde se pueden formar simultáneamente por corte con láser.

En algunos casos, la formación de las placas de molde incluye, después de cortar con láser las superficies de molde, alisar las superficies de molde, tal como inmersión en un agente de ataque químico.

Según otro aspecto, la invención proporciona una placa de molde producida por corte con láser, que tiene cualquier número de las características hasta ahora descritas con respecto al método de la invención.

La invención puede proporcionar una o varias ventajas. Por ejemplo, la invención es especialmente adecuada para formar pequeños elementos sujetadores (por ejemplo, elementos que tienen una altura general menor que 0,020 pulgada (0,508 mm)) con radios de punta sumamente pequeños (por ejemplo, inferiores a 0,001 pulgada (0,0254 mm)). El borde externo de una placa de molde y las superficies de molde alrededor del borde se pueden formar simultáneamente. Así se puede producir placas de molde a un costo razonable con superficies de molde formadas con precisión.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de moldeo que emplea un rodillo de molde.

La figura 2 es una vista fragmentaria de un rodillo de molde, según la invención.

La figura 3 es una vista en sección transversal ampliada, tomada a lo largo de la línea 3-3 en la figura 2.

La figura 4 es una vista ampliada de la zona 4 en la figura 3.

La figura 5 es una vista en sección transversal ampliada, tomada a lo largo de la línea 5-5 en la figura 4.

Las figuras 5A a 5C son vistas ampliadas de una realización preferida de un elemento de gancho formado por una cavidad del rodillo de molde.

La figura 6 es una vista en sección transversal ampliada, tomada a lo largo de la línea 6-6 en la figura 2.

Las figuras 7A a 7C son vistas ampliadas de las realizaciones preferidas de la zona 7 en la figura 2.

La figura 8 es una vista esquemática que ilustra un proceso para formar la estructura de la figura 7C.

La figura 9 es una ilustración esquemática de un sistema de refrigeración.

Las figuras 10A y 10B ilustran métodos preferidos de fabricar aros.

La figura 11 ilustra un método para alinear y montar el rodillo de molde.

Las figuras 12 y 13 ilustran máquinas y métodos para hacer varios productos sujetadores utilizando el rodillo de molde.

La figura 14 es una vista ampliada de la zona 14 en la figura 13.

La figura 15A es una vista lateral de un elemento sujetador moldeado con una punta afilada.

La figura 15B es una vista frontal del elemento sujetador de la figura 15A.

La figura 15C es una vista detallada de la zona 200 de la figura 15A.

La figura 16A es una vista en perspectiva de una superficie cóncava de molde.

La figura 16B es una vista lateral en sección transversal del maquinado con láser de la superficie de molde de la figura 16A.

La figura 17A es una vista de extremo de placas de molde un borde vistas que forman una cavidad de molde con una superficie de molde curvada y una superficie lateral de placa opuesta.

La figura 17B es una vista de extremo de placas de molde que forman una cavidad de molde con dos superficies de molde curvadas opuestas.

Y la figura 18 es una vista en perspectiva de un molde de inyección mostrando diagramáticamente la orientación de una cavidad de molde.

Descripción de las realizaciones preferidas

Las figuras 1-14 ilustran equipo útil para el moldeo continuo de resina sintética para producir elementos que son integrales con una hoja base, que tiene aplicación especial a la producción de elementos sujetadores para sujetadores de contacto y análogos.

La figura 1 muestra un sistema de moldeo usando el rodillo de moldeo para la producción de elementos de gancho para productos sujetadores de contacto. El proceso y la máquina básica mostrados son según las técnicas Fischer descritas en las Patentes de Estados Unidos 4.775.310, 4.794.028 y 4.872.243, que se incorporan aquí por referencia como si se expusieran completamente.

El rodillo de molde 1 tiene cavidades de molde miniatura en forma de gancho alrededor de su periferia para formar salientes de gancho en un producto sujetador extruido en forma de tira 4. El rodillo de molde 1 incluye muchos aros de molde anulares finos, por ejemplo de 0,006 a 0,020 pulgada (0,508 mm) de grosor, que se mantienen juntos como una pila. Se empuja resina sintética ablandada por calor 5 a las cavidades a presión. En un procedimiento continuo, los salientes en forma de gancho solidifican al menos parcialmente en las cavidades de molde, y después son expulsados de las cavidades en la zona 8 después de que el producto se ha enfriado a una temperatura a la que los salientes han solidificado suficientemente para sacarlos intactos de sus cavidades de molde, permaneciendo integrales con la hoja base del producto. Los salientes se expulsan del rodillo de molde 1 pasando el producto alrededor de un rodillo loco 44, y de allí al conjunto de recogida 50.

La figura 2 ilustra mejoras realizadas por la presente invención puesto que se refieren a un rodillo de molde 1 de la figura 1. Hemos observado que la compresión axial sustancial del rodillo de molde 1 cerca de su periferia, producida por la estructura representada en la figura 2, reducirá la deflexión de curvatura del rodillo de molde 1 durante el proceso de moldeo de manera que se obtengan ventajas. La carga transversal aplicada al rodillo de molde por el rodillo de presión 6 (figura 1), o por otros medios para aplicar resina a presión, tiende a hacer que el rodillo de molde 1 se curve, lo que puede dar lugar a grosor no uniforme del producto. Reforzar el rodillo de molde 1 de la manera representada en la figura 2 facilita la producción de producto 4 con una base deseablemente más fina, y también permite el uso de rodillos de molde más largos 1, produciendo deseablemente productos más anchos 4.

En la presente invención, los aros de molde individuales 9 del rodillo de molde 1 están alineados y apilados axialmente alrededor de un eje común 15. Los aros 9 se mantienen juntos bajo compresión axial por una serie de varillas de unión 16 que se extienden a través de agujeros alineados en la pila de aros, extendiéndose paralelos al eje 15 y tensados por tuercas roscadas 17 en cada extremo.

Según esta invención, una serie de muchos pasos de refrigerante 22 pasan a través del rodillo de molde 1 cerca de la periferia de los aros de molde 9 para enfriar mejor las cavidades de molde en la periferia del rodillo de molde. En la configuración actualmente preferida, se bombea fluido refrigerante al rodillo de molde a través de una entrada anular 60 en el eje 15, y pasa a través de agujeros de eje 62 y pasos 64 de un colector de entrada 26. Desde el colector de entrada, el refrigerante pasa a través del rodillo de molde a lo largo de pasos de enfriamiento 22 a un colector de salida 25 en el otro extremo del rodillo de molde, que también tiene pasos 64 para dirigir el refrigerante a través de agujeros de eje 65 y un paso de retorno 66 en el eje 15, a la salida 68.

La figura 3 es una vista en sección transversal del rodillo de molde 1 de radio R, mostrando la disposición de varillas de unión 16 alrededor del eje 15. En una realización, una serie circular de ocho varillas de unión de una pulgada (2,54 cm) de diámetro dentro de aproximadamente 2 a 3 pulgadas (5,08-7,62 cm) de la periferia de un rodillo de radio R de 5,0 pulgadas (12,7 cm), en un círculo de perno de radio R2 de 3,8 pulgadas (9,65 cm), apretada cada una para establecer tensión de precarga sustancial, permiten la compresión axial del rodillo de molde para proporcionar una resistencia ventajosa a la curvatura. También se ve una serie de muchos agujeros de refrigerante relativamente pequeños 21 cerca de la periferia del aro de molde en el radio R1. Los agujeros de refrigerante 21 en cada aro están alineados para formar los pasos de enfriamiento 22 que se extienden a través del rodillo de molde montado 1 (figura 2). Para un radio de rodillo de molde R de aproximadamente 5,0 pulgadas (12,7 cm), una serie de aproximadamente 60 agujeros de refrigerante de un cuarto de pulgada (6,35 mm) de diámetro, dispuestos en un radio R_{1} de aproximadamente 4,75 pulgadas (12,06 cm), proporciona mejor coherencia de temperatura alrededor del rodillo de molde. La compresión axial del rodillo de molde por las varillas de unión tensadas 16 establece un grado de contacto térmico entre las caras de los aros y sirve para evitar que el refrigerante líquido dentro de los agujeros de refrigerante 21 escape entre aros de molde 9. Se emplea una chaveta 41 para transferir par de accionamiento del eje 15 a los aros de molde apilados.

Con referencia a la figura 4, las cavidades de molde 2 cerca de la periferia del rodillo de molde 1 se configuran para formar elementos sujetadores integrales a una hoja base. Estas cavidades de molde 2 forman elementos de aproximadamente 0,005 a 0,100 pulgada (0,127-2,54 mm) de altura, y del orden de 0,005 a 0,100 pulgada (0,127-2,54 mm) de ancho. Para mejor enfriamiento, agujeros de refrigerante 21 están muy cerca de las cavidades de molde 2, dentro de una distancia d de, por ejemplo, 0,2 pulgada (0,508 cm). También se puede ver en esta vista un intervalo 70 entre la varilla de unión 16 y la pared de un agujero asociado 71 a través del rodillo de molde. Este intervalo permite mejor alineación de los aros de molde, como se explicará más adelante.

Como se ve en la figura 5, en algunas circunstancias las cavidades de molde 21 se forman de tal manera que no se extiendan a través de todo el grosor de un aro de molde 9. Con las cavidades de molde así formadas, se apilan aros de molde 9 directamente uno sobre otro, con la superficie abierta 18 de un aro, por ejemplo el aro 9a, contra la superficie cerrada 19 del aro siguiente, por ejemplo el aro 9b, que forma un lado de las cavidades de molde en el aro 9a.

Una ventaja de formar cavidades de molde 21 de tal manera que no se extiendan a través del grosor del molde de aro 9 es que se pueden utilizar para formar elementos con al menos un lado curvado, formado por una superficie cóncava 20. La naturaleza ahusada y convexa resultante de los ganchos, como se representa en las figuras 5A a 5C, puede contribuir a la penetrabilidad de los ganchos en bucles poco profundos, tal como los que presenta una tela no tejida. En el caso de ganchos sumamente pequeños en filas próximas, la porción 72 del aro de molde que funciona como un separador entre filas de ganchos añade grosor al aro y hace más fácil el manejo durante la fabricación y el montaje.

En otras realizaciones (no representadas), las cavidades de molde se extienden a través del grosor de los aros de molde. En estas configuraciones, aros separadores sin cavidades de molde se apilan entre aros de molde para encerrar las cavidades de molde definidas de otro modo en los aros de molde. En otra realización, se forman cavidades de molde en ambos lados de algunos aros de molde, estando desviada circunferencialmente la serie de cavidades de molde en los dos lados del aro para evitar la interferencia entre cavidades de molde al acoplar aros. En otra realización preferida se forma una cavidad de molde para un elemento dado por porciones de cavidad alineadas con precisión en dos o más aros de molde para formar una sola cavidad de molde.

Con referencia a la figura 6, el lado del colector de escape 25 que mira al aro tiene un rebaje interior y otro exterior, 74 y 76, respectivamente, conectados por varias ranuras radiales 78. Los rebajes 74 y 76 y las ranuras 78 forman un paso hidráulico (por ejemplo 64 en la figura 2) para conectar hidráulicamente los pasos de refrigerante en los aros de molde con el eje 15. Agujeros 80 en el eje 15, parecidos a los agujeros de eje 62 cerca del colector de entrada 26 (figura 2), permiten que fluya refrigerante desde el rebaje interior de colector 74 al paso de retorno 66.

Con referencia a las figuras 7A y 7B, se emplea material sellante 30 para contribuir a sellar los pasos de enfriamiento 22 dentro de aros de molde 9 en una realización preferida. El sellado se aumenta por la compresión axial del rodillo de molde realizada por las varillas de unión. En una realización actualmente preferida, se coloca sellante 30 a lo largo de las superficies de aros de molde 9 antes del montaje, como se representa en la figura 7, y se comprime por la compresión axial del rodillo de molde. En otra realización (figura 7B), el sellante se deposita por fluido, por ejemplo transportado por fluido reparador de radiadores de automóvil, por el escape de refrigerante a cualquier espacio intersticial entre los aros de molde 9 cerca de los pasos de refrigerante 22. También se coloca material sellante 30 en cada extremo de los rodillos apilados de aros de molde 9, cerca de la posición de las varillas de unión 16 y el eje 15, para efectuar un cierre hermético contra el escape de colectores 25 y 26 (figura 2). El uso de un material hidrófobo como sellante 30 contribuye a restringir la migración de refrigerante a base de agua entre los aros de molde.

Con referencia a la figura 7C, en otra realización de la invención, se deposita un material conductor térmico 39 en la superficie de los pasos de enfriamiento 22, y hace de un sellante para evitar que el refrigerante escape entre aros de molde 9. Este material conductor se puede depositar en un proceso de electrochapado como se representa en la figura 8 después de apilar y comprimir los aros de molde 9. En el proceso de electrochapado, la pila de aros comprimida 38 sirve como un electrodo cuando se hace circular fluido de electrochapado 40 a través de los pasos de enfriamiento 22. De esta manera se deposita una capa de material de galvanoplastia (por ejemplo material conductor térmico 39) a lo largo de la superficie de los pasos de enfriamiento 22. Una suficiente compresión axial de la pila 38 durante este proceso, junto con una viscosidad apropiada del fluido 40, evita que el fluido 40 migre entre los aros de molde, aunque una cantidad pequeña de migración de fluido 40 entre los aros 9 no es nociva para la función del rodillo de molde montado.

Aunque no se muestra, también se puede emplear otras juntas estancas según sea preciso para mantener la integridad del sistema de refrigeración, tal como juntas estancas estáticas en las interfaces de los colectores 25 y 26 con el eje 15 y con la pila de aros de molde, y juntas estancas dinámicas entre los extremos de eje 15 y las tuberías estacionarias.

Con referencia a la figura 9, se hace circular refrigerante a través del sistema de refrigeración con una bomba 23, y fluye al rodillo de molde 1, a través del colector de entrada 26 en comunicación con todos los pasos de enfriamiento 22, a lo largo de pasos de enfriamiento 22, a través del colector de salida 25, al eje 15 y de nuevo a un depósito de enfriamiento 27. Para reducir el efecto de escapes entre los aros de molde, en algunas realizaciones preferidas el sistema refrigerante incorpora una fuente de vacío 31A y/u otros medios, incluyendo una restricción del flujo hacia arriba 42, para mantener una presión subatmosférica dentro de los pasos de enfriamiento 22.

Con referencia a la figura 10A, en algunas realizaciones preferidas se utiliza un proceso de ataque fotoquímico (PC) para formar cavidades de molde 2, pasos de refrigerante 22, y otros elementos, tal como un chavetero de alineación para la chaveta 41 (figura 3). En la realización ilustrada, las cavidades de molde 2 no se extienden a través del grosor del aro de molde 9. En el proceso de fabricación de aros, se fija un material de fotorresist resistente al ataque 31 a las superficies de una hoja 82 de material de aro de molde del grosor apropiado y después se revela por exposición a luz ultravioleta a través de una máscara (no representada) que se corta para producir la configuración superficial final deseada, incluyendo preferiblemente los diámetros interior y exterior acabados del aro de molde. El material de fotorresist no revelado en zonas debajo de la máscara permanece fijado a la hoja cuando se quita el material revelado 31. Posteriormente se rocía fluido de ataque 32 sobre las superficies de la hoja, atacando las zonas no cubiertas por material de ataque químico 31. Cuando ha terminado el proceso de ataque, se quita material 31 del aro de molde acabado 9. Como un resultado natural del proceso de ataque PC, la velocidad de ataque es más lenta en la parte inferior de la cavidad de molde, debido en parte a la dilución del fluido de ataque, creando así una superficie cóncava 20 en la parte inferior de la cavidad de moldeo 2, y muescas útiles (no representadas) en algunas disposiciones.

En otras realizaciones preferidas, especialmente las que implican grandes elementos de gancho y otras características, las cavidades de molde se forman con técnicas PC por ataque a través del grosor de la hoja, desde ambos lados o por ataque a través de ambos lados.

Una ventaja del proceso PC es que todas las características en un aro de molde 9, incluyendo los diámetros interior y exterior, los agujeros de refrigerante 21 y las cavidades de molde 2, se pueden producir ventajosamente al mismo tiempo o en una secuencia apropiada, usando máscaras colocadas exactamente según técnicas fotolitográficas generales, como las empleadas, por ejemplo, en la industria de semiconductores. En algunos casos, por ejemplo, un lado de una hoja de material de aro de molde se enmascara apropiadamente para atacar todas las características a la profundidad de las cavidades de molde 2, y el otro lado de la hoja se enmascara por un sistema que mantiene la correspondencia para completar el ataque de los diámetros interior y exterior y los agujeros de refrigerante 21 a través del grosor del molde de aro 9.

Con referencia a la figura 10B, se emplea una técnica de maquinado con láser en otras realizaciones para producir aros de molde 9 de una hoja 33 de material de aro. Usando el proceso de maquinado con láser, se forman fácilmente perfiles de gancho cortados a través del grosor de hoja 33, y estos pueden ser ventajosamente de menor tamaño que los formados previamente usando métodos EDM de alambre. Por ejemplo, se puede formar elementos de gancho de sólo 0,005 a 0,008 pulgada (0,127-0,203 mm), con radios apropiadamente pequeños de 0,001 o 0,002 pulgada (0,025-0,050 mm). Para producir un aro de molde por el proceso de maquinado con láser, se fija la hoja 33 del grosor apropiado para presentarla a un cabezal láser 34. Un haz 35 del cabezal de energía de láser 34 quita material de la hoja 33, según una configuración programada, para producir un aro de molde acabado. El cabezal 34 se monta típicamente en una base colocable, de tal manera que el movimiento del cabezal se pueda controlar según se desee para formar las características del aro acabado. También se puede emplear movimiento X-Y transversal de una plataforma de transporte de hoja 33. La profundidad de la ranura producida por el efecto del haz 35 en la hoja 33 es una función de la intensidad o potencia del haz 35, las propiedades materiales de la hoja 33, y la velocidad a la que se desplaza el cabezal 34 o la hoja 33. La variación de estos parámetros puede producir la profundidad deseada de las cavidades de molde, cortando también al mismo tiempo todo el grosor de la hoja para formar los agujeros de refrigerante 21, los agujeros 71 para las varillas de unión, y los diámetros interior y exterior del aro. En caso de que no se desea una muesca, el control especialmente estricto de la deposición de energía láser se mantiene para limitar la vaporización del material de aro para producir, por ejemplo, la forma de cavidad general de las figuras 5A, 5B y 5C.

Con referencia a la figura 11, la estructura del rodillo de molde según la invención permite un mejor método de alineación de aros de molde, usando una envuelta de alineación radial 36 y una o varias barras de orientación 37. Preferiblemente, los aros se apilan secuencialmente alrededor del eje 15 que está alineado concéntricamente a la envuelta 36 por los colectores de entrada y salida (es decir, 25) u otros medios. Varillas de unión 16 (u otras barras de alineación introducidas en agujeros 71) alinean los agujeros 71 cuando se apilan aros 9, alineando también agujeros de refrigerante 21 en cada aro para formar los pasos de enfriamiento del rodillo montado. Especialmente útil en el montaje de un rodillo de molde para la producción de productos sujetadores con buena consistencia del grosor de base, la superficie interior 37 de la envuelta 36 alinea la superficie exterior de los aros, de tal manera que el rodillo montado tenga una circunferencia muy cilíndrica para producir un grosor de base uniforme en el producto sujetador moldeado. Además, la pila de aros está alineada concéntricamente con el eje 15. El intervalo (70, figura 4) entre las varillas de unión 16 y los bordes internos de agujeros 71 permite alinear radialmente cada aro por la superficie 37 de la envuelta 36 sin restricción radial de las varillas de unión 16. Después de apilar los aros 9, el otro colector se pone en posición y la pila 38 se comprime y saca de la envuelta de alineación 36.

En una realización alternativa (no representada), los aros se alinean con un eje central expansible.

Entre las ventajas del mejor rodillo de molde enfriado y los métodos de fabricación de la presente invención, en lo que se refiere a la producción de productos de plástico en forma de tira, está que la invención permite velocidades de producción más altas y por lo tanto costos de producción unitarios más bajos, productos formados con mayor precisión, y productos con características más finas y mayor flexibilidad de la capa base de soporte.

En máquinas de moldeo que emplean sustancialmente el proceso Fischer, otros sistemas distintos del representado en la figura 1 pueden introducir resina sintética fundida o ablandada por calor presionizada a la superficie del rodillo de molde en condiciones que llenan las cavidades de molde y forman una capa base integral con elementos moldeados en las cavidades. Por ejemplo, un extrusor se puede aproximar más al rodillo de lo que se representa en la figura 1 y la boquilla del extrusor puede confinar la resina de manera que se aplique con presión directamente al rodillo de molde, llenando las cavidades y formando una capa base de grosor deseado. En tal configuración, la estructura del rodillo de molde de la invención puede reforzar ventajosamente y alinear el rodillo para mejor coherencia del grosor de la base, permitiendo la producción de bases más finas, y productos más anchos.

La figura 12 muestra un rodillo de molde según la invención dispuesto para hacer un producto con elementos sujetadores moldeados en un lado y bucles enganchables en el otro lado, según las ideas de las Patentes de Estados Unidos 5.260.015 y 5.518.795, que se incorporan aquí por referencia como si se expusiesen aquí plenamente.

La figura 13 muestra rodillos de molde según la invención empleados al hacer un producto denominado de espalda con espalda según las ideas de WO 94/07556, que se incorpora a la presente memoria por referencia como si se expusiese aquí plenamente. En este caso el rodillo de molde 1 y el rodillo de presión 46 se construyen y enfrían según la invención. Como se ve en la figura 14, ambos rodillos tienen cavidades de molde para formar elementos en el producto acabado.

En algunos casos se puede obtener en la zona de formación suficiente enfriamiento para que el producto se saque directamente de la zona de formación después de ser transportado una corta distancia en la periferia del rodillo de molde enfriado, sin necesidad de enfriamiento adicional. Éste se puede facilitar empleando pasos de enfriamiento en el rodillo de presión 6 así como el rodillo de molde 1, como se representa en la figura 13.

En las figuras 15A y 15B se representa un elemento sujetador fino de punta afilada formado con placas de molde fabricadas por el proceso de maquinado con láser ilustrado en la figura 10B. Se pueden obtener elementos con puntas que tienen radios, R (figura 15C), de aproximadamente 0,001 pulgada (0,0254 mm) o menos (preferiblemente solamente aproximadamente 0,0005 pulgada (0,0127 mm)), con moldes maquinados con láser. Los elementos sujetadores de punta afilada ofrecen algunas ventajas incluyendo penetrabilidad en los bucles de materiales de bucle de enganche. La punta afilada permite la penetración entre un bucle enganchable y el resto de la masa del bucle de un elemento sujetador en bucle. La mejora de la probabilidad de enganche de bucle de un gancho individual de un elemento sujetador de gancho aumenta la relación de enganche de una serie de ganchos, es decir, el porcentaje general de ganchos de la serie que, en un tiempo dado, enganchan bucles. Las relaciones de enganche más altas dan lugar típicamente a mejor rendimiento del sujetador.

Como se ilustra en la figura 16A, el proceso de maquinado con láser permite la formación de superficies de molde 20 de manera que no se extiendan a través de todo el grosor de placa de molde 9. Una ventaja de formar superficies de molde que no se extienden a través de la placa de molde es que se pueden utilizar para formar elementos sujetadores con al menos una superficie convexa que puede contribuir a la penetrabilidad de los elementos en bucles poco profundos, tal como los presentados por tela no tejida. En este caso, el control especialmente estricto de la deposición de energía láser se mantiene por controles apropiados de la máquina para limitar la vaporización del material de placa para producir, por ejemplo, la superficie cóncava de molde 20 representada en las figuras 16A y 16B.

Con referencia a la figura 16B, la profundidad del corte con láser producido por el efecto del haz 35 en la hoja 33 es una función de la intensidad o potencia del haz 35, las propiedades del material de la hoja 33, y la velocidad a la que se desplaza el cabezal láser o la hoja 33. La variación de estos parámetros puede producir una superficie cóncava de molde de una profundidad deseada (figura 16A) o puede cortar todo el grosor de la hoja para formar cavidades de molde y/o agujeros de enfriamiento o diámetros interior y exterior de la placa. Durante el maquinado con láser de las superficies de molde, se produce residuos fundidos calientes 106 de material de placa. Se emplea un ventilador 108 para mantener un flujo de aire 105 suficiente para desplazar continuamente residuos 106 de la zona de formación en la dirección general indicada con la flecha 102. Esto es especialmente importante cuando se forma superficies cóncavas que no se extienden a través de la placa, como en la figura 16B.

Se produjeron elementos sujetadores formados con estas superficies maquinadas con láser más pequeños que los formados previamente con superficies de molde producidos por métodos EDM de alambre. Por ejemplo, se producen fácilmente pequeños elementos sujetadores que tienen una altura general de 0,020 pulgada (0,508 mm), o incluso elementos más pequeños, por ejemplo, que tienen una altura del orden de 0,008 pulgada (0,203 mm), con cavidades formadas por este método. Dichos ganchos pequeños se pueden usar para enganchar materiales de bucle con bucles bajos como los de la tela no tejida.

La figura 17A muestra una cavidad de molde 90 formada apilando una placa de molde 9a con la superficie maquinada por láser 20 de la figura 16A contra el lado plano de una placa separadora 9b. También se forman cavidades similares apilando placas de molde 9a' y 9a'', de tal manera que sus superficies de molde 20 no se solapen. Esta disposición se puede usar para producir productos sujetadores con densidades especialmente altas.

En la realización representada en la figura 17B, se forma una cavidad de molde para una característica dada con superficies de molde alineadas con precisión y cooperantes 118 y 120 en dos placas de molde adyacentes 9c y 9d, respectivamente, para formar una sola cavidad de molde 114.

En la figura 18 se muestra diagramáticamente la porción de formación de gancho de un molde de inyección 130 para suministrar resina moldeable a las cavidades de molde. La resina moldeable se inyecta a cavidades de molde adyacentes 127, formando por ello los elementos sujetadores por moldeo por inyección. El molde de inyección está formado por una serie de placas 122 dispuestas cara con cara para crear una superficie plana (o curvada) 123 que tiene cavidades de molde. Las cavidades de molde se pueden formar en una o varias placas. Después de moldear, se abre el molde general, se retiran los ganchos de las cavidades de molde cuando se saca la pieza moldeada, y se cierra el molde general para otro ciclo de inyección. Se puede emplear moldeo por inyección para formar los elementos de gancho directamente sobre un refuerzo rígido que, a su vez, se puede unir a una parte separada. También se puede emplear moldeo por inyección para formar los elementos de gancho integralmente con una parte, de tal manera que los elementos de gancho no tengan que unirse después a la pieza.

La resina moldeable puede ser cualquier material plástico moldeable dependiendo de la aplicación prevista del elemento sujetador. Actualmente se prefiere polipropileno. También se puede usar nylon, poliésteres, polietileno, propileno, polietileno y sus copolímeros u otras resinas termoplásticas.

Con métodos de maquinado con láser, las superficies de molde se pueden cortar a través del grosor de una placa de molde a velocidades de hasta una pulgada (2,54 cm) circunferencial por minuto. Una placa de molde acabada se puede maquinar típicamente en menos de una hora. En aplicaciones en las que se desea un control estricto de la profundidad de la superficie de cavidad, se prefiere un láser pulsado.

Para proporcionar acabados superficiales muy lisos en superficies de molde maquinadas por láser, de tal manera que los ganchos solidificados se suelten más fácilmente, las placas de molde maquinadas con láser se sumergen en un agente de ataque químico que quita preferentemente material de placa de molde de las asperezas microscópicas que deja el proceso de maquinado con láser. Se ha hallado que las superficies de molde acabadas con una aspereza de 63 micropulgadas (1.600 milimicrómetros), por ejemplo, sueltan adecuadamente elementos sujetadores
moldeados.

Las realizaciones caen dentro del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, se puede formar superficies de molde en ambos lados de algunas placas de molde, estando desviada circunferencialmente la serie de cavidades de molde en los dos lados de la placa para evitar la interferencia entre cavidades de molde al acoplar placas. También se puede apilar múltiples piezas de placa de molde en bruto, maquinándose por láser simultáneamente elementos que se extienden a través del grosor de las placas a través de todas las placas apiladas. Estas y otras características y ventajas se entenderán por las reivindicaciones siguientes, tomadas en unión con la memoria descriptiva anterior y los dibujos acompañantes.

Claims (16)

1. Un método de hacer un molde (2) incluyendo formar placas de molde (9) a partir de material de placa plana, incluyendo, para las placas de molde, formar una serie de superficies de molde (20) que se extienden hacia dentro de dichas placas de molde
(9);

caracterizado por cortar con láser cada placa (9) para formar dicha serie de superficies de molde (20) en una superficie abierta (18) en un lado de la placa de molde (9); y

configurar las superficies de molde (20) de tal manera que las superficies de molde (20) definan cavidades en forma de elemento sujetador (2).

2. El método de la reivindicación 1 para moldear un producto sujetador (4) que tiene filas de elementos sujetadores integrales con una base, caracterizado además el método por apilar dichas placas de molde (9) con sus bordes alineados para formar una superficie de un molde que tiene filas de cavidades de molde en forma de sujetador (2); y/o incluyendo el paso de cortar con láser agujeros de refrigerante (21) a través del grosor de las placas (9) en posiciones espaciadas de sus bordes; y/o incluyendo el paso de alinear los agujeros (21) durante el apilamiento para formar pasos de refrigerante (22); y/o donde las placas de molde (9) son redondas y el paso de formación incluye cortar con láser los bordes externos de las placas de molde (9).

3. El método de la reivindicación 2 donde las placas apiladas (9) forman parte de un molde construido para cerrarse y abrirse para moldear por inyección un producto y sacar el producto moldeado por
inyección.

4. El método de la reivindicación 2 donde el paso de apilar incluye apilar axialmente placas redondas de molde (9) para formar un rodillo de molde (1).

5. El método de la reivindicación 4 incluyendo además un colector de entrada (26) montado en un primer extremo del rodillo de molde (1) para dirigir líquido de enfriamiento a pasos de refrigerante (22) a través de dichas placas (9); y/o donde el rodillo de molde (1) incluye además un paso de retorno (66) que comunica con pasos de refrigerante (22) a través de las placas (9), y que se extiende axialmente a través del rodillo (1).

6. El método de la reivindicación 4 o 5 donde gran número de pasos de refrigerante (22) están dispuestos en un círculo adyacente a la periferia del rodillo de molde (1); y/o donde el rodillo de molde (1) tiene un diámetro entre aproximadamente 8 y 12 pulgadas (20,32-30,48 cm) y hay al menos aproximadamente 50 pasos de enfriamiento (22) dispuestos dentro de aproximadamente media pulgada (1,27 cm) de la periferia del rodillo (1).

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2-6 incluyendo medios (31) para mantener presión subatmosférica en fluido refrigerante en los pasos
(22).

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2-7 incluyendo además un material sellante (30; 39) cerca de los agujeros de refrigerante (21) para promover el sellado; y/o donde las placas (9) se recubren en sus lados adyacentes a los agujeros de refrigerante (21) con material sellante (39); y/o donde el material sellante (30) es depositado por fluido en intersticios entre dichas placas (9).

9. El método de la reivindicación 4 incluyendo además comprimir dicha pila usando una serie circunferencial de varillas de unión (16) que se extienden a través de las placas (9) paralelas a un eje (15) y que ejercen fuerza de compresión axial en las placas (9); y/o donde el rodillo de molde (1) tiene un diámetro del orden de 8 a 12 pulgadas (4,32-30,48 cm) y hay al menos 6 varillas de unión (16) dispuestas dentro de aproximadamente 2 pulgadas (5,08 cm) de la periferia del rodillo (1).

10. El método de la reivindicación 4 donde apilar axialmente placas redondas de molde (9) para formar un rodillo de molde (1) incluye disponer una envuelta de alineación (36) que define una superficie circular de alineamiento (37) y que soporta cada aro (9) en su superficie circunferencial externa por dicha superficie de alineamiento (37).

11. El método de la reivindicación 1, donde el paso de cortar con láser incluye cortar superficies de molde (20) que definen características de elemento sujetador que tienen radios de extremo (R) de menos de aproximadamente 0,001 pulgada (0,0254 mm), preferiblemente menos de aproximadamente 0,0005 pulgada (0,0127 mm); y/o incluyendo formar al menos algunas de dichas cavidades de molde en forma de sujetador (2) por las superficies de molde (118, 120) de dos o más placas de molde adyacentes, apiladas (9); y/o incluyendo controlar dicho corte con láser para producir superficies de molde (20) que se extienden a través de solamente una porción del grosor de sus respectivas placas de molde (9); y/o donde el paso de formación incluye cortar con láser al menos algunas de las superficies de molde (20; 118, 120) que se extienden a través de sus respectivas placas de molde (9); y/o donde dichas superficies de molde se forman simultáneamente cortando con láser una pluralidad de placas de molde (9); y/o donde el paso de formar incluye, después de cortar con láser dichas superficies de molde (20), alisar las superficies de molde; y/o donde las placas de molde (9) se sumergen en un agente de ataque químico para alisar las superficies de molde
(20).

12. Una placa de molde (9) formada a partir de material de placa plana, que tiene una serie de superficies de molde (20),

caracterizada porque

dicha serie de superficies de molde (20) se corta con láser en una superficie abierta (18) en un lado de la placa de molde (9) de tal manera que cuando la placa de molde (9a, 9a') se apila contra una placa separadora plana (9b) o una segunda placa de molde (9a''), la superficie de molde (20) define cavidades en forma de elemento sujetador.

13. La placa de molde de la reivindicación 12 que tiene un grosor de menos de aproximadamente 0,020 pulgada (0,508 mm); y/o incluyendo superficies cóncavas de molde (20) que se extienden a través de solamente una porción del grosor de la placa de molde (9); y/o incluyendo superficies de molde que se extienden completamente a través del grosor de la placa de molde (9).

14. La placa de molde de la reivindicación 12 que tiene agujeros de refrigerante (21) que se extienden a través de su grosor.

15. La placa de molde de la reivindicación 14 que tiene los agujeros de refrigerante cortados con láser (21) en posiciones espaciadas de su borde, extendiéndose dichas superficies de molde (20) y agujeros de refrigerante (21) completamente a través del grosor de la placa de molde (9).

16. La placa de molde de la reivindicación 14, donde los agujeros de refrigerante se cortan con láser.