本發(fā)明涉及一種用于制造三維復(fù)合物件的方法。

背景技術(shù)：

通過(guò)旋轉(zhuǎn)模制來(lái)制造三維制品這是已知的。旋轉(zhuǎn)模制是塑料技術(shù)的已建立的方法，通過(guò)其主要制造具有復(fù)雜幾何形狀的大的、中空部分。典型的應(yīng)用例如是用于器具和裝置的儲(chǔ)倉(cāng)或殼體。在該方法中，填充有塑料粉末的中空模具通常圍繞兩個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)和加熱。一般地，熱塑的基礎(chǔ)粉末繼而開(kāi)始在模具中熔化，且粘附接觸沖模壁，沖模壁被加熱到超過(guò)正被處理的熱塑材料的熔化溫度。熔體薄膜成形在沖模壁上。調(diào)整旋轉(zhuǎn)從而使得沖模壁的每個(gè)區(qū)域接觸未熔化的粉末，未熔化的粉末主要聚集在腔體的相應(yīng)下部區(qū)域中，以實(shí)現(xiàn)一致的壁厚。熔化物通過(guò)冷卻仍旋轉(zhuǎn)的沖模而固化。冷卻至脫模溫度的工件隨后被移出沖模。

例如，US4,093,219涉及體育用球。為了制造球膽，聚酯彈性體通過(guò)旋轉(zhuǎn)具有給定數(shù)量的細(xì)粉末形式的該種彈性體的中空的澆注模具而被離心模制。澆注模具同時(shí)圍繞兩個(gè)相互垂直的軸線旋轉(zhuǎn)，而壓縮模具移動(dòng)通過(guò)具有加熱單元(250℃)和冷卻單元的區(qū)域。澆注模具隨后被不旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)至脫模站。

US 8,210,973提出旋轉(zhuǎn)模制，作為借助于吹塑制造用于體育用球的球膽的替選方案。

US2009/0266823涉及用于制造含受壓液體的儲(chǔ)倉(cāng)的硬質(zhì)塑料聚合物的密封球膽的方法。該方法涉及諸步驟：(a)提供聚合混合物，其包含硬質(zhì)塑料聚合物的前體成分和任選地至少一種聚合催化劑；(b)聚合混合物以得到在旋轉(zhuǎn)的澆注模具中的硬質(zhì)塑料聚合物，從而形成球膽；以及(c)將產(chǎn)生的硬質(zhì)塑料聚合物球膽移出澆注模具。

US5,433,438關(guān)于用于比賽、治療以及體育訓(xùn)練的球。該球通過(guò)將沫聚氨酯混合物分布到澆注模具中和旋轉(zhuǎn)澆注模具預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)而被制造。澆注模具被旋轉(zhuǎn)，從而完全以泡沫材料覆蓋澆注模具的內(nèi)表面。

DE2723625關(guān)于熱塑材料的球以及用于制造該球的方法。離心澆注技術(shù)用于制造該球。在該方法中，兩個(gè)互補(bǔ)部分的球形模具執(zhí)行行星運(yùn)動(dòng)，期間該球的不同層的熱塑材料從外層至內(nèi)層熔化。該制造方法的特征在于，對(duì)用于內(nèi)層的材料的送料發(fā)生在模具在下述溫度打開(kāi)之后，在該溫度下形成之前一層或諸層的材料的熔化還未完成，從而使得所述一層或諸層可在模具的兩個(gè)互補(bǔ)部分的連接區(qū)域中被切斷。

US4,258,917涉及一種旋轉(zhuǎn)澆注方法，用于制造橡膠增強(qiáng)的物件。該方法涉及形成無(wú)紡布的兩個(gè)預(yù)模制和預(yù)縮的半殼，這兩個(gè)半殼隨后被插入到旋轉(zhuǎn)模具的上半和下半中，從而內(nèi)襯其內(nèi)表面。該無(wú)紡布被切掉，使得其覆蓋在澆注模具的兩半之間的凸緣區(qū)域，或使得一個(gè)半殼重疊另一個(gè)半殼。端胺液體聚合物制成的薄膜的圓帶隨后被插在凸緣區(qū)域中的無(wú)紡布的各層之間，或在無(wú)紡布的重疊段之間，且包含羧基的聚合物混合物被添加至澆注模具的下半。澆注模具被緊實(shí)閉合，且所述材料是在下述溫度下旋轉(zhuǎn)模制的，該溫度足以密封和浸漬無(wú)紡布的半殼，且以包含羧基的液態(tài)聚合物混合物封裝半殼，從而制造空間穩(wěn)定的球膽或球。

EP0365488關(guān)于制造中空彈性體(特別是球和類似物件)的方法以及通過(guò)該方式制造的球。以離心模制方法制造球，之后用于形成球體的塑料在由兩個(gè)可分開(kāi)的互補(bǔ)半部構(gòu)成的模具中層層澆注，行星運(yùn)動(dòng)被施加至互補(bǔ)半部，即，從外層開(kāi)始且朝向最內(nèi)層進(jìn)行，其中，用于形成內(nèi)層中的一個(gè)層的材料在下述溫度下打開(kāi)模具之后被引入，在該溫度下形成之前(諸)層的材料未完全熔化，使得所述一層或多層在兩個(gè)模具部分之間的連接部的區(qū)域中斷裂是可能的。

已經(jīng)證明已知的旋轉(zhuǎn)模制方法的缺點(diǎn)在于，通過(guò)其不能在制造三維復(fù)合制品時(shí)達(dá)到令人滿意的結(jié)果。這是由于下述事實(shí)，即，迄今為止在旋轉(zhuǎn)模具中形成復(fù)合材料的成分不能實(shí)現(xiàn)足夠的均勻性。對(duì)此推測(cè)的原因是各成分的不同尺寸、形狀和密度，使得其混合物在澆注模具中分離。此外，一些成分具有在澆注模具中形成團(tuán)聚體的傾向。

因此，本發(fā)明旨在解決的問(wèn)題在于指示用于制造三維復(fù)合物件的方法，該方法克服或至少緩解現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)使得在旋轉(zhuǎn)模具中的不同材料能夠?qū)崿F(xiàn)均勻混合和/或特定且受限定的分布。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)使得能夠?qū)崿F(xiàn)在被制造的復(fù)合物件中對(duì)給定的功能或功能性的特定引入。

該問(wèn)題通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方法解決。從屬權(quán)利要求包含有利的變型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的用于制造三維復(fù)合物件的、特別用于制造體育用品的方法具有下述步驟：(a.)提供可旋轉(zhuǎn)的澆注模具；(b.)將第一材料注入澆注模具中；(c.)將第二材料注入澆注模具中，其中，材料中的至少一種是聚合物材料；(d.)移動(dòng)澆注模具；以及(e.)在執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)前述步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)第二材料在被制造的復(fù)合物件中的均勻分布。

根據(jù)本發(fā)明，兩種材料被注入旋轉(zhuǎn)的模具中，材料中的至少一種是聚合物材料。

根據(jù)本發(fā)明使用的聚合物材料可以是熱塑材料和/或交聯(lián)材料。

若被注入的聚合物材料是熱塑材料，優(yōu)選地完成對(duì)被注入的材料的加熱和/或冷卻。該材料在加熱之際開(kāi)始熔化，且因此形成基體或基質(zhì)材料。第二材料可以是纖維，例如其在旋轉(zhuǎn)模制之后被嵌入第一基體材料中，或成層地粘附至第一基體材料表面。

若被注入的聚合物材料是交聯(lián)材料，則可以省去對(duì)被注入的材料的加熱和/或冷卻。當(dāng)使用硬質(zhì)塑料材料時(shí)，可額外添加粘合劑，從而有助于所使用材料的混合。替選地，對(duì)于所使用的硬質(zhì)塑料材料，也可僅基于其固有特性而相互結(jié)合。替選地，也可使用催化劑。

替選地，也可在澆注模具外完成兩種材料的混合。此外，例如在根據(jù)本發(fā)明的方法開(kāi)始時(shí)，第一材料和第二材料也可同時(shí)被注入澆注模具中。

應(yīng)注意，基本有三種可能的注入順序，即：

a)同時(shí)注入材料；

b)首先注入第一材料，然后注入第二材料；或

c)首先注入第二材料，然后注入第一材料。

在b)和c)變型中，在注入之前在第二材料中可引起溫度變化。

在本發(fā)明的上下文中，澆注模具的運(yùn)動(dòng)例如表示澆注模具的旋轉(zhuǎn)、澆注模具(例如圍繞軸線)的旋體、往返運(yùn)動(dòng)以及上下運(yùn)動(dòng)等。

為實(shí)現(xiàn)第二材料在被制造的復(fù)合物件中的均勻分布，在實(shí)施前述步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。嵌入材料的均勻分布對(duì)于致使復(fù)合材料具有所期望的穩(wěn)定性是重要的。

在本發(fā)明的上下文中，當(dāng)?shù)诙牧虾芎玫嘏c第一材料混合時(shí)，認(rèn)為第二材料的分布是均勻的。具體而言，下述情況存在均勻分布，即，在宏觀觀察典型表面件中的塊時(shí)，第二材料一致地分布在表面中。在該情況下，第二材料的表面主要與第一材料交聯(lián)。典型表面件的大小取決于借助于旋轉(zhuǎn)模制而制造的三維復(fù)合物件的大小。具體而言，若第二材料形成所謂的團(tuán)聚體則存在均勻的分布。然而，只要第二材料遍布于第一材料中，在下述情況下認(rèn)為分布是均勻的，即，承受密度波動(dòng)或具有密度梯度。第一材料甚至可形成微小的島狀物，在其中找不到第二材料。

在纖維的示例中，若未與第一聚合物基體混合或與第一聚合物基體充分混合且與其積極結(jié)合，纖維實(shí)際上可能對(duì)于復(fù)合材料的強(qiáng)度沒(méi)有效果。如已知的，復(fù)合纖維通過(guò)其兩種成分的相互作用而獲得有利的特性，其僅在充分混合時(shí)得到確保。

發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，第一聚合物材料(嵌入的“基質(zhì)”)與第二材料的均勻的和/或特定且受限定的混合可通過(guò)下述方式完成，即，在本發(fā)明的前述步驟的一個(gè)或多個(gè)步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。下文中給出針對(duì)工藝參數(shù)的示例，對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)導(dǎo)致第二材料在被制造的復(fù)合物中的均勻分布。

這些工藝參數(shù)取決于所使用的材料、澆注模具的旋轉(zhuǎn)速度、澆注模具的運(yùn)動(dòng)速度、澆注模具在旋體運(yùn)動(dòng)情況下的偏轉(zhuǎn)、材料中的至少一種的加熱時(shí)間、材料中的至少一種的冷卻時(shí)間、第一材料的粘度和澆注模具的旋轉(zhuǎn)軸線的角度、圍繞澆注模具的各旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)速度的比、第一材料和/或第二材料在澆注模具中的保持時(shí)間、第一材料和/或第二材料的注入時(shí)間，以及這些工藝參數(shù)的組合。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的一工藝參數(shù)為澆注模具的旋轉(zhuǎn)速度。若在根據(jù)本發(fā)明的方法中根據(jù)材料中的至少一種材料而選擇旋轉(zhuǎn)速度，這導(dǎo)致該材料的均勻分布。例如，當(dāng)使用兩種根據(jù)權(quán)利要求的材料時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度可小于或大于當(dāng)僅使用單一材料時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。后一旋轉(zhuǎn)速度被限定成其使得第一材料在澆注模具中可統(tǒng)一分布。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的另一工藝參數(shù)是澆注模具運(yùn)動(dòng)的速度。若在根據(jù)本發(fā)明的方法中根據(jù)材料中的至少一種材料而選擇該速度，這導(dǎo)致該材料的均勻和/或特定且受限定的分布。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的又一工藝參數(shù)是澆注模具在旋體運(yùn)動(dòng)情況下的偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)表示最大獲取的角度，澆注模具以該角度在旋體運(yùn)動(dòng)期間相對(duì)于其靜止位置旋體。若根據(jù)材料中的至少一種材料而選擇該角度，這可確保該材料的均勻和/或特定且受限定的分布。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的另一工藝參數(shù)是材料的加熱時(shí)間，例如通過(guò)加熱澆注模具(尤其當(dāng)使用熱塑材料時(shí))。當(dāng)該加熱時(shí)間短于在旋轉(zhuǎn)澆注中通常使用的加熱時(shí)間時(shí)，實(shí)現(xiàn)第二材料在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。因此，若根據(jù)權(quán)利要求而使用兩種材料，其中至少一種是熱塑基體材料，為了實(shí)現(xiàn)第二材料的均勻分布，該加熱時(shí)間必須短于當(dāng)僅使用第一材料的情況。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的又一工藝參數(shù)是材料中的至少一種材料至固化的時(shí)間，例如通過(guò)冷卻澆注模具。若至第一材料固化的時(shí)間短于在旋轉(zhuǎn)澆注中一般使用的至固化的時(shí)間，則實(shí)現(xiàn)第二材料在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。因此，若根據(jù)權(quán)利要求而使用兩種材料，其中至少一種材料是聚合物基體材料，為了實(shí)現(xiàn)第二材料的均勻分布，則至固化的時(shí)間必須短于當(dāng)僅使用第一材料的情況。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的另一工藝參數(shù)為澆注模具的旋轉(zhuǎn)軸線的角度。若澆注模具具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線，該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線必須是相互基本垂直的，以實(shí)現(xiàn)第二材料的均勻分布。在一般制造波動(dòng)的上下文中，“基本垂直”在此表示90°的角度。在本發(fā)明的上下文中，旋轉(zhuǎn)軸線表示旋轉(zhuǎn)軸線也表示旋體軸線。因此，對(duì)于澆注模具來(lái)說(shuō)例如可具有旋體軸線形式的單軸線。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的有關(guān)的另一工藝參數(shù)為第二材料的注入時(shí)間。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若在第一材料在遠(yuǎn)離沖模的一側(cè)上完全軟化之前第二材料被注入澆注模具中，則實(shí)現(xiàn)第二材料最均勻的可能分布。

當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中第二材料具有纖維時(shí)，發(fā)明人認(rèn)為纖維的長(zhǎng)度是另一有關(guān)的工藝參數(shù)。該纖維長(zhǎng)度有利地明顯長(zhǎng)于關(guān)鍵纖維長(zhǎng)度，關(guān)鍵纖維長(zhǎng)度可作為纖維強(qiáng)度、纖維直徑以及纖維/塑料粘附強(qiáng)度的函數(shù)來(lái)計(jì)算。該關(guān)鍵纖維長(zhǎng)度指示復(fù)合物件在何種纖維長(zhǎng)度下開(kāi)始借助于纖維而強(qiáng)化。更長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度增加了復(fù)合物件的抗拉強(qiáng)度，且也特別增加了在沖擊應(yīng)力下的韌性。

總之，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)一些工藝參數(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)第二材料在復(fù)合物件中的均勻分布是關(guān)鍵的。已經(jīng)指示了這樣的工藝參數(shù)的示例以及其可如何調(diào)節(jié)，且在對(duì)優(yōu)選樣本實(shí)施例的描述中將更加詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

在此必須強(qiáng)調(diào)，可同時(shí)調(diào)節(jié)所述工藝參數(shù)中的多個(gè)參數(shù)，從而完成第二材料的均勻分布。例如，可同時(shí)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和加熱時(shí)間，若本文中所述的。同樣地，可同時(shí)調(diào)節(jié)加熱時(shí)間和冷卻時(shí)間或者旋轉(zhuǎn)速度和纖維長(zhǎng)度。本文中提到的工藝參數(shù)的任何給定組合對(duì)于第二材料的均勻分布而言重要是可能的。

纖維例如可以是芳香族聚酰胺纖維。芳香族聚酰胺纖維具有非常低的熱膨脹系數(shù)。結(jié)合第一聚合物材料的通常更高的熱膨脹系數(shù)，可獲得高空間穩(wěn)定的復(fù)合物件。也可使用諸如有機(jī)纖維(聚合物纖維、天然纖維等)的有機(jī)纖維或無(wú)機(jī)纖維。然而，使用由與基質(zhì)相同的材料制成的纖維(同材料纖維)也是可能的。在該情況下，纖維有利具有比基質(zhì)更大的強(qiáng)度。

作為第二材料的纖維可涂覆有聚合物材料，例如第一材料。這實(shí)現(xiàn)了第一材料和第二材料更好的混合，因?yàn)楸煌扛怖w維的表面結(jié)構(gòu)例如與第一材料的表面結(jié)構(gòu)鍵合兼容。

第一和/或第二材料可以是反應(yīng)材料。例如該材料可以是反應(yīng)塑料。該第一材料和/或第二材料也可以是聚酰胺或聚乙烯。

第一材料可以是熱塑的聚氨酯或TPU。TPU相對(duì)容易合作。此外，TPU是彈性體，其是形狀穩(wěn)定的，在張力和壓縮應(yīng)力下形變，但大體返回其無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下的原始形狀。因此，TPU非常好地適用于制造承受壓力的三維制品，例如球的球膽。TPU同樣適用于通常受到?jīng)_擊的三維制品，例如足球運(yùn)動(dòng)員的護(hù)脛。

可按液體和/或顆粒形式提供第一材料。這使得能夠?qū)⒉牧习从?jì)量注入澆注模具中，例如通過(guò)使用流速計(jì)。因此，也可自動(dòng)地完成注入第一材料。

可旋轉(zhuǎn)的澆注模具可圍繞至少兩個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)該方式，特別可制造具有球形形狀的制品，因?yàn)閲@兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)確保第一材料和第二材料在澆注模具中的均勻分布。

第一軸線可以是旋轉(zhuǎn)軸線而第二軸線可以是旋體軸線。

可旋轉(zhuǎn)的澆注模具可圍繞三個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)。這使得有可能產(chǎn)生更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)(有可能具有底切)。

根據(jù)本發(fā)明的方法步驟可至少執(zhí)行兩次，在期間不將冷卻的材料移出澆注模具，從而獲得多層的復(fù)合物件。通過(guò)該方式可得到多層的三維制品?；旌系牡谝徊牧虾偷诙牧弦粚咏右粚拥爻练e在前一層上。因?yàn)閱为?dú)各層薄于復(fù)合物件的整個(gè)壁厚，防止了或至少部分減弱了第一材料和第二材料從混合狀態(tài)分離，因?yàn)楦駥又械膬煞N材料相比于在更薄層中的材料更容易分開(kāi)。

如上所述的方法還可包括將至少一個(gè)部件置于澆注模具中的步驟。該部件可以是半成品，例如多層的面板、電子元件、薄膜、織物(機(jī)織物、經(jīng)編針織物、緯編針織物、無(wú)皺褶織物、無(wú)紡布等)、單絲或加強(qiáng)件。這樣的部件可以是預(yù)成形(三維)部件或是平坦的(二維)部件。該部件可在方法步驟(b.)之前、在方法步驟(c.)之前或在方法步驟(c.)之后被置于模具中。

本發(fā)明的另一方面涉及三維復(fù)合物件(尤其是體育用品)，該三維復(fù)合物件通過(guò)上述的方法制造。

三維復(fù)合物件可以是中空體。具體而言，三維復(fù)合物件可以是用于球的球膽。該球可以是英式足球。更具體而言，三維復(fù)合物件可以是球，例如英式足球。

替選地，三維復(fù)合物件可以是護(hù)脛或鞋。

本發(fā)明的又一方面涉及可旋轉(zhuǎn)的澆注模具，該澆注模具適用于執(zhí)行所描述的方法。

澆注模具可有利地具有至少一個(gè)傳感器，其在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法期間探測(cè)至少一個(gè)工藝參數(shù)。該工藝參數(shù)可以是溫度、澆注模具的旋轉(zhuǎn)速度、澆注模具運(yùn)動(dòng)的速度、澆注模具在旋體運(yùn)動(dòng)情況下的偏轉(zhuǎn)、作用在澆注模具上和/或被注入澆注模具的材料上的加速度、至少一個(gè)材料層的厚度，或者第一材料和/或第二材料的分布。傳感器所探測(cè)的數(shù)據(jù)可在執(zhí)行該方法期間被評(píng)估，從而調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。該傳感器可以是溫度傳感器、轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)、加速度傳感器、光學(xué)傳感器或聲學(xué)傳感器。通過(guò)使用傳感器，可以進(jìn)行目標(biāo)過(guò)程控制，從而使得一些功能或功能性可被針對(duì)地引入到正被制造的復(fù)合物件中。

附圖說(shuō)明

下文中，參考附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明的各方面。附圖中：

圖1A至1D為根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖；

圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中的可選的進(jìn)一步的工藝步驟；以及

圖3為用于產(chǎn)生多層的復(fù)合物件的根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖；

圖4A為根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖；

圖4B為在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法期間的轉(zhuǎn)數(shù)和溫度的曲線；

圖5示出在常規(guī)旋轉(zhuǎn)模制方法與根據(jù)本發(fā)明的方法的一實(shí)施例之間的比較；以及

圖6A和6B示出根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)覆蓋纖維來(lái)強(qiáng)化的樣本上執(zhí)行測(cè)量結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下文中，更進(jìn)一步描述本發(fā)明的樣本實(shí)施例和變型。

下文中，參考圖1A至1D描述用于制造三維復(fù)合物件(尤其是體育用品)的根據(jù)本發(fā)明的方法的樣本實(shí)施例。

該方法的第一步驟為(a.)提供可旋轉(zhuǎn)的澆注模具11。在圖1A至1D中示出圓形的澆注模具11，其例如適用于制造用于英式足球的球膽。然而，實(shí)際上，澆注模具也可具有其他幾何形狀，例如圓柱形形狀或復(fù)雜的三維幾何形狀。

在圖1A至1D的樣本實(shí)施例中，澆注模具11具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線：豎直旋轉(zhuǎn)軸線12和水平旋轉(zhuǎn)軸線13。然而，實(shí)際上，澆注模具11也可具有不同數(shù)量的旋轉(zhuǎn)軸線。例如，若是圓柱形的澆注模具，一般將僅具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線。若是具有復(fù)雜三維幾何形狀的澆注模具，則澆注模具可具有多于兩個(gè)的軸線，例如三個(gè)軸線。旋轉(zhuǎn)軸線可具有萬(wàn)向軸承，即，在兩個(gè)軸線的情況下，其通過(guò)具有相互垂直相交旋轉(zhuǎn)軸線的兩個(gè)軸承來(lái)安裝。

該方法還包括步驟(b.)：將第一材料14注入澆注模具11中。圖1A示出在第一材料14和第二材料15被注入澆注模具11中之后的狀態(tài)。在圖1A至1D中的根據(jù)本發(fā)明的方法的樣本實(shí)施例中，第一材料14和第二材料15在材料被注入澆注模具11中之前已經(jīng)被混合到一起。此外，可以同時(shí)將第一材料14和第二材料15注入澆注模具11中，尤其是在該方式開(kāi)始時(shí)。第一材料14是聚合物材料，例如熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)。實(shí)際上，可使用酯基TPU或醚基TPU。第一材料14可以按顆粒和/或液體的形式被注入澆注模具11中或與第二材料15混合。因?yàn)樵谠撉闆r下可使用流速計(jì)，也可完全自動(dòng)進(jìn)行注入。第一材料14的另一示例是SP 9305，其例如由BASF SE制造。該材料在未加工狀態(tài)下是具有低熔體粘度的粉末式材料。

該方法還包括將第二材料15注入澆注模具11中的步驟(c.)，如已經(jīng)說(shuō)明的圖1A示出第一材料14和第二材料15被注入澆注模具11中之后的狀態(tài)。第二材料15例如可以是纖維，例如芳香族聚酰胺纖維。通過(guò)該方式，可獲得具有出色強(qiáng)度和穩(wěn)定性的三維纖維復(fù)合制品。

第二材料15的一個(gè)示例是具有2500分特克斯的混纖紗，例如包芯紗1111。該材料具有420分特克斯的芳香族聚酰胺紗線的芯，其以100rpm的轉(zhuǎn)速被旋扭。護(hù)套材料是TPUSP 9305?；炖w紗的纖維組分是大致13.2vol.-％。

第一材料14和/或第二材料15也可以是聚酰胺或聚乙烯。

為了便于在澆注模具11中容易地混合第一材料14和第二材料15，纖維可涂覆有第一材料14，例如TPU。借助于第一材料14和第二材料15的類似表面結(jié)構(gòu)，防止或至少減少了兩種材料的混合物在澆注模具11中分離。

第二材料15同樣可以是聚合物材料，例如反應(yīng)材料。因此，根據(jù)本發(fā)明，例如針對(duì)第一材料和第二材料可以各自是2K PU材料或2K樹(shù)脂。第一材料也可以是2K PU材料，而第二材料是2K樹(shù)脂，或反之亦然。第一材料也可以是PU，而第二材料是TPU，或反之亦然。同樣地，第一材料14和/或第二材料15可以是聚酰胺。

第一材料以及第二材料也可以是混合物。例如，第一材料可以是兩種成分的混合物，和/或第二材料可以是兩種成分的混合物。例如，第一材料可具有基體材料(也稱為基質(zhì))?；w材料可與至少一種另一成分混合。該另一成分例如可以是預(yù)制成分和/或中間產(chǎn)品。例如，電子元件或發(fā)光元件可與基體材料混合。這樣的元件的示例是發(fā)光元件(LED、OLED等)、傳感器、芯片或砝碼。此外，針對(duì)這樣的元件可滿足純裝飾目的。

第二材料15也可以按顆粒和/或液體形式被注入澆注模具11中。因?yàn)樵谠撉闆r下可使用流速計(jì)，也可完自動(dòng)地完成注入。

該方法還包括旋轉(zhuǎn)澆注模具11的步驟(d.),如在圖1A和1B中所示的。澆注模具在該情況下例如借助于發(fā)動(dòng)機(jī)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線12和13轉(zhuǎn)動(dòng)。在該過(guò)程中，第一材料14和第二材料15被混合且分布在澆注模具11中。

根據(jù)圖1的樣本方法還包括例如通過(guò)加熱澆注模具11而對(duì)材料14、15進(jìn)行加熱的步驟，如在圖1B中所示的。澆注模具11仍然持續(xù)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線12和13轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)澆注模具11達(dá)到第一聚合物材料14的熔化溫度時(shí)，其開(kāi)始熔化，且第二材料15開(kāi)始嵌入到熔化物中。由于澆注模具11的旋轉(zhuǎn)，熔化物開(kāi)始沉積在澆注模具11的內(nèi)壁上。優(yōu)選在使用熱塑聚合物時(shí)采用根據(jù)圖1B的方法步驟。當(dāng)使用硬質(zhì)塑料時(shí)可省略加熱步驟。

圖1B示出材料14、15借助于澆注模具11從外部被加熱。為此，例如澆注模具11可被置于爐中。替選地，為此，例如澆注模具11也可從內(nèi)部被加熱且具有孔洞，通過(guò)孔洞來(lái)泵壓熱的液體。也可設(shè)想，電操作的加熱件被布置在澆注模具11上或內(nèi)。例如，也可通過(guò)澆注模具11的一個(gè)或多個(gè)孔洞插入一個(gè)或多個(gè)加熱桿。

圖1的樣本方法還包括下述步驟：例如通過(guò)冷卻澆注模具11對(duì)材料進(jìn)行冷卻，如在圖1C中所示的。澆注模具11在該過(guò)程中仍持續(xù)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線12和13轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)澆注模具11下降到低于第一聚合物材料14的熔化溫度時(shí)，其固化且第二材料15被嵌入其中。借助于澆注模具11的旋轉(zhuǎn)，固化的第一材料14與嵌入其中的第二材料15沉積在澆注模具11的內(nèi)壁上，如在圖1C中所示的。優(yōu)選在使用熱塑聚合物時(shí)采用根據(jù)圖1C的方法步驟。當(dāng)使用硬質(zhì)塑料時(shí)可省略冷卻步驟。

圖1C示出從外部冷卻澆注模具11。為此，澆注模具11例如可被置于冷卻腔中。替選地，為此，澆注模具11例如也可從內(nèi)部被冷卻且具有孔洞，通過(guò)孔洞泵壓冷的液體。也可設(shè)想，電操作的冷卻件(例如珀耳帖元件)被布置在澆注模具11上或內(nèi)。例如，也可通過(guò)澆注模具11的一個(gè)或多個(gè)孔洞插入一個(gè)或多個(gè)冷卻桿。

上述的加熱桿和冷卻桿可被設(shè)計(jì)成使得其可沿著縱軸線相對(duì)于模具移動(dòng)。因此，模具內(nèi)的不同區(qū)域例如可不同地被冷卻或加熱。這對(duì)于制造多層的復(fù)合制品是特別重要的，因?yàn)樵谠撉闆r下不同的層可相繼被冷卻或加熱。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中，可至少兩次地執(zhí)行上述的方法步驟b.至f.，而不將冷卻下來(lái)的材料14和15從澆注模具11中移出，以得到多層的復(fù)合物件。通過(guò)澆注模具11旋轉(zhuǎn)而混合的第一材料14和第二材料15逐層沉積在之前的復(fù)合層上。因?yàn)閱为?dú)各層薄于材料的整個(gè)厚度，防止了第一材料14和第二材料15的混合物分離。具體而言，防止第二材料15沉積在第一材料14上。

該方法還包括下述步驟(g.)：在執(zhí)行前述步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。為了實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布，在執(zhí)行上述步驟(a.至g.)中的一個(gè)或多個(gè)步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。嵌入的材料15的均勻分布對(duì)于產(chǎn)生的復(fù)合材料具有所期望的穩(wěn)定性是重要的。

根據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)第一聚合物材料14(嵌入的“基質(zhì)”)與第二材料15的均勻混合，即，在執(zhí)行該方法的上述步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟期間調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。在下文中，給出工藝參數(shù)的示例，其可被調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。

取決于所使用的材料，這些工藝參數(shù)是澆注模具的旋轉(zhuǎn)速度、澆注模具的運(yùn)動(dòng)速度、澆注模具在旋體運(yùn)動(dòng)情況下的偏轉(zhuǎn)、材料中的至少一種材料的加熱時(shí)間、材料中的至少一種材料的冷卻時(shí)間、第一材料的粘度和澆注模具的旋轉(zhuǎn)軸線的角度、圍繞澆注模具的各旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)速度的比、第一材料和/或第二材料在澆注模具中的保持時(shí)間、第一材料和/或第二材料的注入時(shí)間，以及這些參數(shù)的組合。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)有關(guān)的一工藝參數(shù)為澆注模具11的旋轉(zhuǎn)速度。若在根據(jù)本發(fā)明的方法中根據(jù)材料14、15中的至少一種而選擇旋轉(zhuǎn)速度，這導(dǎo)致該材料14、15的均勻分布。例如，當(dāng)使用兩種根據(jù)權(quán)利要求的材料14、15時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度可小于或大于當(dāng)僅使用單一材料時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)使用熱塑的第一材料和/或熱塑的第二材料時(shí)，另一有關(guān)的工藝參數(shù)是澆注模具11的加熱時(shí)間。當(dāng)該加熱時(shí)間短于在旋轉(zhuǎn)澆注中一般使用的加熱時(shí)間時(shí)，實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。因此，若使用根據(jù)權(quán)利要求的兩種材料14和15以實(shí)現(xiàn)第二材料15的均勻分布(兩種材料中的至少一種是熱塑聚合物基體材料)，則加熱時(shí)間必須短于當(dāng)僅使用第一材料14時(shí)的情況。

當(dāng)使用熱塑的第一材料和/或熱塑的第二材料時(shí)，又一有關(guān)的工藝參數(shù)是澆注模具11的冷卻時(shí)間。當(dāng)該冷卻時(shí)間短于在旋轉(zhuǎn)澆注中一般使用的冷卻時(shí)間時(shí)，實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。因此，若使用根據(jù)權(quán)利要求的兩種材料14和15從而實(shí)現(xiàn)第二材料15的均勻分布(兩種材料中的至少一種是熱塑聚合物基體材料)，則加熱時(shí)間必須短于當(dāng)僅使用第一材料14時(shí)的情況。

另一有關(guān)的工藝參數(shù)是澆注模具11的旋轉(zhuǎn)軸線12和13的角度。若澆注模具11具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線，其必須基本相互垂直，以實(shí)現(xiàn)第二材料15的均勻分布。在一般制造波動(dòng)的上下文中，“基本垂直”在此表示90°的角度。

另一有關(guān)的工藝參數(shù)是第二材料的注入時(shí)間。若第二材料在第一材料軟化之前被注入澆注模具中，則可實(shí)現(xiàn)第二材料15在復(fù)合物件中最均勻的可能分布。若第一材料14是熱塑材料，第二材料15可被注入澆注模具11中，例如不晚于第一材料14之后的200秒。

當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中第二材料15具有纖維時(shí)，纖維長(zhǎng)度是另一有關(guān)的工藝參數(shù)。該纖維長(zhǎng)度有利地明顯長(zhǎng)于關(guān)鍵纖維長(zhǎng)度，關(guān)鍵纖維長(zhǎng)可作為纖維強(qiáng)度、纖維直徑以及纖維/塑料粘附強(qiáng)度的函數(shù)來(lái)計(jì)算。該關(guān)鍵纖維長(zhǎng)度指示復(fù)合物件在何種纖維長(zhǎng)度下開(kāi)始借助于纖維而強(qiáng)化。取決于正被制造的復(fù)合物件，纖維長(zhǎng)度可在30與120mm之間。更長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度增加了復(fù)合物件的抗拉強(qiáng)度。

最后，圖1D示出將包括第一材料14和第二材料15的完成的三維復(fù)合物件從澆注模具11中移出。

根據(jù)本發(fā)明的方法任選地可包括一系列預(yù)處理步驟。例如，澆注模具11的內(nèi)部可被臨時(shí)或永久地涂覆(例如通過(guò)噴射或氣相淀積)，以防止或至少部分減少模制的三維復(fù)合物件的粘附。例如，三維復(fù)合物件可被壓印或涂覆。同樣可設(shè)想機(jī)械的后處理。例如若涉及用于球的球膽，氣門(mén)可被布置在其上。

在本發(fā)明的上下文中，通?？蓪⒁粋€(gè)或多個(gè)部件放置在澆注模具11中，該一個(gè)或多個(gè)部件變成三維復(fù)合物件的部分。這樣的部件例如可以是半成品，例如多層的面板、電子元件、薄膜、織物(機(jī)織物、經(jīng)編針織物、緯編針織物、無(wú)皺褶織物、無(wú)紡布等)、單絲或加強(qiáng)件。這樣的部件可以是預(yù)成形(三維)或是平坦的(二維)部件。

可在將第一材料14注入澆注模具11中之前裝入這樣的部件。為此，澆注模具11的內(nèi)表面可包括相應(yīng)的保持裝置以相對(duì)于澆注模具11固定所述部件。這樣的保持裝置可使用真空來(lái)保持所述部件就位。例如，澆注模具11的內(nèi)表面可包括連接至真空源的孔。被置于一個(gè)或多個(gè)孔之上的部件將經(jīng)受壓力抵靠在澆注模具11的內(nèi)表面。另一示例是固定所述部件的諸如夾子的機(jī)械緊固件。又一示例分別是基于靜電力或磁力的保持裝置，如金屬板或線圈。另一示例是保持所述部件就位的諸如熱熔化物的粘合劑。

通常，在將第一材料14注入澆注模具11中之前，所述部件(例如半成品)可被置于澆注模具11中。然后，第一材料14和第二材料15可被注入澆注模具11中，且澆注模具11移動(dòng)，其中如本文中所述那樣調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)第二材料15在被制造的復(fù)合物件中的均勻分布。因此，第一材料14和第二材料15的混合物可作為一個(gè)或多個(gè)層覆蓋所述部件。因此，所述部件成為復(fù)合物件的部分(尤其是其外表面的部分)。

然而，在三維復(fù)合物件的第一層已經(jīng)如本文中所述那樣通過(guò)旋轉(zhuǎn)模制而成形之后，也可將部件(例如半成品)放置在澆注模具11中。在該情況下，如上所述，一個(gè)或多個(gè)部件被放置在第一層上且保持就位。然后，如本文中所述那樣通過(guò)旋轉(zhuǎn)模制成形第二層。由此，所述部件被集成到第一層與第二層之間的三維復(fù)合物件中。

最后，可將一個(gè)或多個(gè)部件(例如半成品)置于復(fù)合物件的最內(nèi)層的內(nèi)表面上。

圖2示出針對(duì)三種不同幾何形狀的三維復(fù)合物件的可選的后處理步驟。圖2的左列示出圓柱形的復(fù)合物件21a，且在其之下示出通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中的旋轉(zhuǎn)模制獲得的復(fù)合物件21a的外壁22a的示意性橫截面視圖。相應(yīng)地，外壁22a具有第一聚合物材料和均勻嵌入其中的加強(qiáng)纖維。在外壁22a上有隨后放置的泡沫23a，且在其頂部上放置鑲嵌或裝飾部件24a。最后，外壁22a涂覆有薄層25a。

圖2的中間列示出球形復(fù)合物件21b，且在其之下示出通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中的旋轉(zhuǎn)模制獲得的復(fù)合物件21b的外壁22b的示意性橫截面視圖。相應(yīng)地，外壁22b具有第一聚合物材料和均勻嵌入其中的加強(qiáng)纖維。在外壁22b上有隨后放置的泡沫23b，且在其頂部上放置鑲嵌或裝飾部件24b。最后，外壁22b涂覆有薄層25b。

圖2的右列示出具有復(fù)雜幾何形狀的復(fù)合物件21c，在且其之下示出通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中的旋轉(zhuǎn)模制獲得的復(fù)合物件21c的外壁22c的示意性橫截面視圖。相應(yīng)地，外壁22c具有第一聚合物材料和均勻嵌入其中的加強(qiáng)纖維。在外壁22c上有放隨后置的泡沫23c，且在其頂部上放置鑲嵌或裝飾部件24c。最后，外壁22c涂覆有薄層25c。

圖3示出在本發(fā)明的上下文中的用于制造多層的復(fù)合制品的樣本方法。類似于圖2，圖3的左列示出對(duì)圓柱形復(fù)合物件的制造，中間列示出對(duì)球形復(fù)合物件的制造，且右列示出對(duì)具有復(fù)雜幾何形狀的復(fù)合物件的制造。

首先，第一組方法步驟“A”，在可旋轉(zhuǎn)的澆注模具11中制造復(fù)合物件的第一層31。當(dāng)該第一層31是復(fù)合層時(shí)，即，是具有第一聚合物材料和第二材料(例如纖維材料)的層時(shí)，該組方法步驟“A”涉及已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟(a.)至(g.)。若第一層31不是復(fù)合層，該組方法步驟“A”不需要包括所有方法步驟(a.)至(g.)。例如，在該情況下，層31可僅包括單一材料，且由此可省略注入第二材料的方法步驟(c.)。替選地，也可將第一層31插入模具11的凹處或凹部34中。因此，層31可在模具11外由一種或多種材料預(yù)制。此外，第一層31也可直接被模制到上述的凹處和凹部34中(例如，通過(guò)合適的噴射處理)。

第一層31也可涉及諸如預(yù)制成分和/或中間產(chǎn)品的部件。例如，電子元件或發(fā)光元件可被插入到模具11的上述的凹處或凹部34中。這樣的元件的示例為發(fā)光元件(LED、OLED等)、傳感器、芯片或砝碼。此外，針對(duì)這樣的元件可滿足純裝飾目的。

替選于提供凹處或凹部34，第一層31或形成第一層的部件可以其他方式被保持在模具11中，例如借助于磁引力或真空。因此，代替凹部34，可在模具11中提供真空孔洞，第一層31可通過(guò)該孔洞被吸入。

對(duì)于澆注模具11，也可具有升高部而不是圖3中所述的凹部34。升高部可用于產(chǎn)生在第一層31的外表面中的槽。

接下來(lái)，在第二組方法步驟“B”中，在可旋轉(zhuǎn)的澆注模具11中產(chǎn)生復(fù)合物件的第二層32。該層32沉積在第一層31上且與其連接。若該第二層32是復(fù)合層，即，是包括第一聚合物材料和第二材料(例如纖維材料)的層，該組方法步驟“B”涉及已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟(a.)至(g.)。若第二層32不是復(fù)合層，則該組方法步驟“B”不需要包括所有方法步驟(a.)至(g.)。例如，在該情況下，該層32可僅包括單一材料，且由此可省略注入第二材料的方法步驟(c.)。

最后，在第三組方法步驟“C”中，在可旋轉(zhuǎn)的澆注模具11中產(chǎn)生復(fù)合物件的第二層33。該層33沉積在第二層32上且與其連接。若該第二層33是復(fù)合層，即，是包括第一聚合物材料和第二材料(例如纖維材料)的層，該組方法步驟“C”涉及已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟(a.)至(g.)。若第二層33不是復(fù)合層，則該組方法步驟“C”不需要包括所有方法步驟(a.)至(g.)。例如，在該情況下，該層33可僅包括單一材料，且由此可省略注入第二材料的方法步驟(c.)。

然而，在任何情況下，三層31、32和33中的至少一者是根據(jù)已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟(a.)至(g.)制造的層。在圖3中的層的數(shù)量?jī)H是示例。代替三層，復(fù)合物件也可具有兩層或多于三層。在任何情況下，這些層中的至少一者是根據(jù)已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟(a.)至(g.)制造的層。根據(jù)本發(fā)明的方法允許不同層或涂層被均勻地制造。

參照?qǐng)D4A和4B，在下文中說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一樣本方法，其尤其有關(guān)于所使用的澆注模具11的轉(zhuǎn)數(shù)和溫度。在此，圖4A示出在各單獨(dú)方法步驟期間的圓柱形澆注模具11，且圖4B示出在該過(guò)程期間的溫度43和轉(zhuǎn)數(shù)44的曲線。代替圓柱形的澆注模具11，可使用任何給定形狀的澆注模具，例如球形的澆注模具。如在圖4A中所示的，在第一工藝步驟“P1”中，澆注模具11(也被稱為沖模)被注入第一熱塑材料14(也被稱為基質(zhì))。接下來(lái)，在工藝步驟“P2”中，澆注模具11和包含在其中的第一材料14被加熱到第一溫度，該溫度在工藝步驟“P3”期間被保持，如在圖4B中所示的。例如可借助于紅外輻射器41來(lái)完成加熱。澆注模具11和包含在其中的第一材料14在工藝步驟“P3”中被冷卻，例如借助于壓縮空氣冷卻42。接下來(lái)，在工藝步驟“P4”中，澆注模具11被注入第二材料15，其在圖4A的示例中包括纖維。如在圖4B中所示的，在工藝步驟“P1”、“P2”、“P3”和“P4”期間，澆注模具11的轉(zhuǎn)數(shù)近似恒定在相對(duì)低的水平。

在工藝步驟“P5”中，澆注模具和包含在其中的第一材料14及第二材料15被加熱至相對(duì)高的溫度，例如借助于紅外輻射器41。在達(dá)到該溫度之后，澆注模具11的轉(zhuǎn)數(shù)提高。該溫度在被稱為保持時(shí)間45的時(shí)間段期間處于恒定的高的水平。在最后的工藝步驟“P6”中，澆注模具11以及第一材料14和第二材料15所產(chǎn)生的復(fù)合物件被冷卻。在此之后，澆注模具11的轉(zhuǎn)數(shù)降低至零，且復(fù)合物件從模具中剝離。例如可借助于壓縮空氣冷卻42來(lái)進(jìn)行冷卻。

在下文中，應(yīng)指示在工藝步驟“P5”中轉(zhuǎn)數(shù)和溫度的特別有利的組合，其引起容易加工成型的復(fù)合制品：在220-240℃，30rpm(澆注模具11每分鐘的旋轉(zhuǎn))；在230-240℃，100rpm；在200-220℃，200rpm；且在160-220℃，300rpm。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中，復(fù)合材料也可用作旋轉(zhuǎn)模制的起始材料以實(shí)現(xiàn)第二材料15在三維復(fù)合物件中的均勻分布。例如，可使用纖維束或紗，其包裹有聚合物材料，例如第一熱塑材料14(復(fù)合纖維)。在圖5的左半邊示意性地示出常規(guī)的旋轉(zhuǎn)模制過(guò)程，在其中既沒(méi)使用復(fù)合纖維，在實(shí)施該方法期間也不調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)第二材料15在所產(chǎn)生的復(fù)合物件中的均勻分布。相應(yīng)地，聚合物基體或基質(zhì)材料14和纖維15從混合物中分離。

在圖5的右半邊示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法，在其中，額外使用復(fù)合纖維。第二材料15的纖維包裹有第一聚合物材料14。由此獲得的三維復(fù)合物件具有纖維15在第一基質(zhì)材料14內(nèi)的非常均勻的分布。

圖6A和6B示出在根據(jù)本發(fā)明的具有包裹纖維的旋轉(zhuǎn)模制的TPU樣本上執(zhí)行測(cè)量的結(jié)果。針對(duì)每個(gè)測(cè)量位置實(shí)施總共四次試驗(yàn)。該纖維為芳香族聚酰胺纖維，其包裹有TPU。圖6A示出纖維填充量對(duì)樣本的抗拉強(qiáng)度的影響?？估瓘?qiáng)度在此對(duì)與被嵌入樣本中的芳香族聚酰胺纖維成0°的角度下被測(cè)量。未強(qiáng)化的樣本(填充量0％)具有20N/mm²的抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度通過(guò)芳香族聚酰胺纖維3.8％的填充量已經(jīng)提升至差點(diǎn)到40N/mm²，即，接近兩倍。

圖6B的圖示出纖維的填充量對(duì)產(chǎn)生1％的樣本拉長(zhǎng)所需應(yīng)力的影響。該應(yīng)力在與被嵌入樣本中的芳香族聚酰胺纖維成0°的角度下被施加至樣本。沒(méi)有芳香族聚酰胺纖維(填充量0％)，僅需要大致1N/mm²的應(yīng)力來(lái)拉長(zhǎng)樣本1％。在芳香族聚酰胺纖維的3.8％的填充量下，所需要的應(yīng)力已經(jīng)提升至出色的15N/mm²。通過(guò)5.3％的填充量實(shí)現(xiàn)超過(guò)20N/mm²的進(jìn)一步改進(jìn)。

在本發(fā)明的上下文中使用的澆注模具11可具有至少一個(gè)傳感器，其在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法期間探測(cè)至少一個(gè)工藝參數(shù)。該工藝參數(shù)可以是溫度、澆注模具的旋轉(zhuǎn)速度、作用在澆注模具上和/或被注入澆注模具中的材料上的加速度、至少一種材料層的厚度，或第一材料和/或第二材料的分布?？稍趯?shí)施該方法期間評(píng)估傳感器探測(cè)的數(shù)據(jù)以調(diào)節(jié)至少一個(gè)工藝參數(shù)。為此，傳感器可將被所探測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地(例如通過(guò)藍(lán)牙、WLAN等無(wú)線地)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)評(píng)估該數(shù)據(jù)且可布置對(duì)工藝參數(shù)的相應(yīng)調(diào)節(jié)。傳感器可以是溫度傳感器、轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)、加速度傳感器、光學(xué)傳感器或聲學(xué)傳感器。

在本發(fā)明的上下文中使用的澆注模具11可具有在其內(nèi)部上帶有凹部和/或升高部的圖案表面。通過(guò)該方式，借助根據(jù)本發(fā)明的方法制造的復(fù)合物件的外表面可設(shè)置有結(jié)構(gòu)。例如，澆注模具11的表面可借助于網(wǎng)形式的升高部來(lái)配置，從而使得復(fù)合物件的外表面具有槽。這樣的槽例如被用在英式足球中以改進(jìn)氣動(dòng)特性。另一示例是在高爾夫球中的“凹痕”，其同樣可借助于具有圖案表面的澆注模具11而制造。

借助于根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的可能三維復(fù)合制品是體育用球或球膽或用于體育用球的球膽和套的組合(復(fù)合球膽)。例如，若增強(qiáng)纖維15借助于根據(jù)本發(fā)明的方法直接均勻地分布在聚合物基體材料14中，在復(fù)合球膽中可省略額外的套。該復(fù)合球膽于是在沒(méi)有額外套的情況下具有所需的穩(wěn)定性和撕裂強(qiáng)度。通過(guò)該方式，省略針對(duì)分開(kāi)的套的整個(gè)系列的制造步驟。此外，材料消耗被最小化，且不需要粘合劑將套固定至球膽。由此得到的具有復(fù)合球膽的球大體是各向同性的。

可借助于根據(jù)本發(fā)明的方法制造的其他三維復(fù)合制品有護(hù)脛。護(hù)脛可通過(guò)圓柱形模具制造。在任選的后處理步驟中，所產(chǎn)生的復(fù)合物件可被切成兩半以得到兩個(gè)護(hù)脛。

最后，也可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法制造鞋或鞋的部件。借助于所述方法制造鞋的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于該制造可完全不需要鞋楦。根據(jù)本發(fā)明的方法，制造無(wú)鞋楦的鞋靈活性更大并且節(jié)省時(shí)間和成本。

參考標(biāo)記列表

11 澆注模具

12 豎直旋轉(zhuǎn)軸線

13 水平旋轉(zhuǎn)軸線

14 第一材料

15 第二材料

21a、21b、21c 三維復(fù)合體

22a、22b、22c 三維復(fù)合體的壁

23a、23b、23c 泡沫

24a、25b、24c 鑲嵌或裝飾件

25a、25b、25c 薄層

31 第一層

32 第二層

33 第三層

34 凹部

41 紅外輻射器

42 壓縮空氣冷卻

43 溫度曲線

44 轉(zhuǎn)數(shù)曲線

45 保持時(shí)間