專利名稱：具有加熱冷卻系統(tǒng)的輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料在線成形用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料成形技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料模壓成形用模 具加熱冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料直接在線成形技術(shù)是指將長(zhǎng)纖維與熱塑性樹(shù)脂、功能性填料等 在共混、浸潰設(shè)備中有效復(fù)合，經(jīng)精確稱量、保溫輸送、快速模壓成形等工藝直接得到熱塑 性復(fù)合材料制品，該技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高、工藝調(diào)節(jié)靈活、產(chǎn)品強(qiáng)度高、可設(shè) 計(jì)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造技術(shù)相比，輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料直接在線成形 技術(shù)省卻了中間工藝環(huán)節(jié)，可直接采購(gòu)基礎(chǔ)原材料一次加工成型，不需半成品加工過(guò)程，僅 這環(huán)節(jié)可至少降低20%的成本，且成形制件纖維長(zhǎng)度可控、纖維分布均勻，可提供更加優(yōu)異 的強(qiáng)度、硬度、抗沖擊性、抗疲勞性，能替代汽車、工程機(jī)械、艦船、建筑等領(lǐng)域中現(xiàn)有的鋼鐵 結(jié)構(gòu)部件，市場(chǎng)容量大、應(yīng)用廣泛。為了實(shí)現(xiàn)高效、快速生產(chǎn)，輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料直接在線成 形技術(shù)要求成形模具能夠快速加熱、快速冷卻，這對(duì)模具加熱冷卻系統(tǒng)提出較高要求，目前 國(guó)內(nèi)對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料直接在線成形技術(shù)專用模具加熱冷卻系統(tǒng)的研究較少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)以上問(wèn)題提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料模壓成形用模具加熱 冷卻系統(tǒng)。
本發(fā)明包括凸模、凹模，所述凹模配合設(shè)置在凸模的下方，在所述凸模下表面的兩 側(cè)分別設(shè)置厚度定位槽，在所述兩個(gè)厚度定位槽之間的凸模上間隔設(shè)置若干凸模加熱管道 和凸模冷卻管道；在所述凹模上表面的兩側(cè)分別設(shè)置與厚度定位槽對(duì)應(yīng)的支撐凸起，在所 述兩個(gè)支撐凸起之間的凹模上間隔設(shè)置若干凹模加熱管道和凹模冷卻管道。
本發(fā)明在操作過(guò)程中，當(dāng)熱坯料從保溫輸送裝置抓取放置到凹模上時(shí)，在程序控 制系統(tǒng)指令下，雙通道加熱冷卻系統(tǒng)的油泵提供一定壓力、一定量的150°C導(dǎo)熱油進(jìn)入凸模 加熱管道以及凹模加熱管道，通入導(dǎo)熱油的同時(shí)合模；合模完成后凸模冷卻管道以及凹模 冷卻管道執(zhí)行注入程序，注入一定壓力、一定量的10°C冷卻水，同時(shí)凸模加熱管道以及凹模 加熱管道執(zhí)行排出程序，保壓一段時(shí)間后開(kāi)模；開(kāi)模過(guò)程中，涂抹冷卻管道以及凹模冷卻管 道執(zhí)行排出程序同時(shí)凸模加熱管道以及凹模加熱管道執(zhí)行注入程序；注入及排出完成后， 下一件熱坯料放置在凹模上，合模，進(jìn)入下一件操作周期。
本發(fā)明與傳統(tǒng)電加熱、水冷卻的加熱冷卻方案相比，雙通道加熱冷卻方案可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)模具進(jìn)行快速加熱、快速冷卻，且可實(shí)現(xiàn)加熱與冷卻模式的快速切換，滿足輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù) 合材料在線模壓成形工藝要求，實(shí)現(xiàn)快速模壓、快速固化，可提高整條模壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所述凸模加熱管道的直徑為凸模冷卻管道的直徑的兩倍。凸模與熱坯料接 觸時(shí)間較短，模壓熱坯料成形后，凹、凸模同時(shí)進(jìn)行冷卻固化操作，凸模溫度經(jīng)多次反復(fù)成形周期后有溫度降低的趨勢(shì)，故凸模冷卻管道采用的是較小直徑管道、凸模加熱管道采用 較粗直徑管道，便于凸模實(shí)現(xiàn)快速降溫、升溫。
本發(fā)明所述凹模冷卻管道的直徑為凹模加熱管道的直徑的兩倍。加熱冷卻系統(tǒng)主 要起降溫作用，故凹模冷卻管道采用較粗直徑管道、凹模加熱管道采用較細(xì)直徑管道，便于 實(shí)現(xiàn)快速降溫。
本發(fā)明所述凸模加熱管道的直徑與凹模冷卻管道的直徑相等；所述凸模冷卻管道 的直徑與凹模加熱管道的直徑相等，使各處加熱、冷卻效率近似相等。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括凸模1、凹模2，凹模2配合設(shè)置在凸模I的下方，在凸模 I下表面的兩側(cè)分別設(shè)置厚度定位槽3，在兩個(gè)厚度定位槽3之間的凸模I上間隔設(shè)置若干 凸模加熱管道4和凸模冷卻管道5，凸模加熱管道4的直徑為凸模冷卻管道5的直徑的兩 倍；在凹模2上表面的兩側(cè)分別設(shè)置與厚度定位槽3對(duì)應(yīng)的支撐凸起6，在兩個(gè)支撐凸起6 之間的凹模2上間隔設(shè)置若干凹模加熱管道7和凹模冷卻管道8，凹模冷卻管道8的直徑為 凹模加熱管道7的直徑的兩倍；凸模加熱管道4的直徑與凹模冷卻管道8的直徑相等；凸模 冷卻管道5的直徑與凹模加熱管道7的直徑相等。
權(quán)利要求
1.具有加熱冷卻系統(tǒng)的輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料在線成形用模具，包括凸模、凹模，所述凹模配合設(shè)置在凸模的下方，在所述凸模下表面的兩側(cè)分別設(shè)置厚度定位槽，其特征在于在所述兩個(gè)厚度定位槽之間的凸模上間隔設(shè)置若干凸模加熱管道和凸模冷卻管道；在所述凹模上表面的兩側(cè)分別設(shè)置與厚度定位槽對(duì)應(yīng)的支撐凸起，在所述兩個(gè)支撐凸起之間的凹模上間隔設(shè)置若干凹模加熱管道和凹模冷卻管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具，其特征在于所述凸模加熱管道的直徑為凸模冷卻管道的直徑的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具，其特征在于所述凹模冷卻管道的直徑為凹模加熱管道的直徑的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具，其特征在于所述凸模加熱管道的直徑與凹模冷卻管道的直徑相等；所述凸模冷卻管道的直徑與凹模加熱管道的直徑相等。
全文摘要
具有加熱冷卻系統(tǒng)的輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料在線成形用模具，涉及復(fù)合材料成形技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明包括凸模、凹模，所述凹模配合設(shè)置在凸模的下方，在所述凸模下表面的兩側(cè)分別設(shè)置厚度定位槽，在所述兩個(gè)厚度定位槽之間的凸模上間隔設(shè)置若干凸模加熱管道和凸模冷卻管道；在所述凹模上表面的兩側(cè)分別設(shè)置與厚度定位槽對(duì)應(yīng)的支撐凸起，在所述兩個(gè)支撐凸起之間的凹模上間隔設(shè)置若干凹模加熱管道和凹模冷卻管道。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模具進(jìn)行快速加熱、快速冷卻，且可實(shí)現(xiàn)加熱與冷卻模式的快速切換，滿足輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料在線模壓成形工藝要求，實(shí)現(xiàn)快速模壓、快速固化，可提高整條模壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B29C33/04GK103056991SQ20131001768
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者任明偉, 范廣宏, 顏昌海, 李魏巍 申請(qǐng)人:江蘇莘翔機(jī)電有限公司, 機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心