聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具制造技术

本发明专利技术涉及一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具，该工艺包括：1)确定薄膜毛坯；2)将聚酰亚胺薄膜卷料切成薄膜毛坯；3)将待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具放入50T平板硫化机上进行预热，将薄膜毛坯置于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具中恒温处理；在薄膜毛坯的上表面放置压制件并通过平板硫化机缓慢加压，随后保压；压制件是硅胶块；4)压制完成后，去除压制件，取下热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件，按照零件的尺寸要求冲切加工热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸。本发明专利技术提供了一种压制过程不会产生褶皱以及不会损伤薄膜的聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具。

Hot pressing process and forming die for polyimide heteromorphic film parts

The invention relates to a hot pressing forming process and molding mold for polyimide thin film parts. The process includes: 1) determining the film blank; 2) cutting the polyimide film volume into thin film blank; 3) preheating the moulds used by the polyimide heteromorphic thin film parts to be processed by the 50T plate vulcanizing machine. The blank is placed at constant temperature in the mold used for the pending polyimide thin film parts. The pressing parts are placed on the top surface of the film blank and the press is slowly pressurized through the flat vulcanizing machine. The pressing part is the silica gel block; 4) after the compaction is completed, the pressing parts are removed and the hot pressed polyimide special form thin film parts are removed. According to the size requirement of the parts, the size of the hot pressing polyimide special shaped film parts is punched. The invention provides a hot pressing forming process and a forming mould for a polyimide heteromorphic film component which does not cause wrinkles and does not damage the film in the pressing process.

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具
本专利技术属于异形薄膜成型
，涉及一种异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具，尤其涉及一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具。
技术介绍
聚酰亚胺薄膜类零件常规形状为平片形状，加工时领取聚酰亚胺薄膜卷料，按照零件尺寸要求，直接进行冲切加工。某型飞机发动机某部件为了使薄膜组件增加输出位移量，需通过提高薄膜两侧压力差实现，而将薄膜形状设计为圆弧带的异形薄膜满足功能需要，同时聚酰亚胺薄膜材料特殊，材料厚度为0.04mm，薄膜表面要求平整光洁，不应有褶皱、撕裂、颗粒、气泡、针孔和外来杂质等缺陷。传统薄膜加工过程为将预制好的坯料放入热压成型模具(预热完成)，通过在平板硫化机上控制成型温度、压力和时间进行压制成型，其中成型温度、压力和时间等工艺参数在原材料技术要求中进行了规定。聚酰亚胺异形薄膜的热压成型无相关工艺参数，无毛坯材料尺寸计算方法，无可依据热压模具结构。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种压制过程不会产生褶皱以及不会损伤薄膜的聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：根据待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件的成型尺寸确定薄膜毛坯；2)在钳工台将聚酰亚胺薄膜卷料切成薄膜毛坯，并在薄膜毛坯上开设定位孔；3)将待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具放入50T平板硫化机上进行预热，并最终达到热压成型温度250℃-270℃，在对薄膜毛坯定位后，将薄膜毛坯置于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具中恒温5±1分钟；恒温处理后，在薄膜毛坯的上表面放置压制件并通过50T平板硫化机缓慢加压到4±1Mpa，随后保压20±1分钟；所述压制件是硅胶块；所述硅胶块的硬度为40～60度；4)压制完成后，去除压制件，取下热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件，按照零件的尺寸要求冲切加工热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸。上述步骤1)中确定薄膜毛坯的具体实现方式是：L＝3d其中：L是薄膜毛坯的边长；d是聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸直径。上述步骤2)中定位孔的具体开设方式是：定位孔沿薄膜毛坯的对角线方向加工；D＝L其中：L是薄膜毛坯正方形边长；D是对角线方向定位孔的中心距尺寸。一种用于实现如上所述的聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺的成型模具，其特征在于：所述成型模具包括下模板、压块、定位销以及硅胶块；所述压块上设置有与硅胶块的外形型匹配的通孔；所述压块平铺在下模板的上表面；待热压的薄膜毛坯置于压块与下模板之间并通过定位销相连；所述硅胶块置于压块上的通孔中并置于待热压的薄膜毛坯的上表面；所述硅胶块的硬度为40～60度。上述下模板上设置有贯穿下模板厚度的跑气孔。上述下模板上表面的粗糙度不大于0.2。本专利技术的优点是：本专利技术提供了一种，聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺及成型模具，本专利技术根据聚酰亚胺异形薄膜零件的特殊结构，确定了毛坯尺寸，设计、加工了专用热压模具，根据聚酰亚胺的材料与加工性能，进行反复试验，确定了压制温度、压力、时间等压制工艺参数及相关工艺过程。本专利技术采用软体材料硅橡胶(硅胶块的硬度为40～60度)，在加压过程中，硅橡胶与薄膜全面接触，在硅橡胶产生变形时，对聚酰亚胺薄膜产生挤压力，聚酰亚胺薄膜沿着下模板1腔体发生线性膨胀并成型，聚酰亚胺异形薄膜表面不会产生褶皱，同时平板硫化机在缓慢加压过程中，由于硅橡胶是软体材料，与薄膜接触时不会损伤薄膜。附图说明图1a是本专利技术所要加工的聚酰亚胺异形薄膜的结构示意图；图1b是图1a的侧视结构示意图；图2是图1a所示的聚酰亚胺异形薄膜的毛坯结构示意图；图3是本专利技术所提供的热压成型模具的结构示意图；图4是本专利技术所提供的热压成型模具的工作原理图；其中：1-下模板；2-压块；3-定位销；4-硅胶块；5-待热压的薄膜毛坯。具体实施方式为满足某型飞机发动机某部件功能需要，按图1a以及图1b设计了聚酰亚胺异形薄膜的图形结构。本专利技术的思路就是根据聚酰亚胺异形薄膜零件的特殊结构，确定了毛坯尺寸，设计、加工了专用热压模具，根据聚酰亚胺的材料与加工性能，进行反复试验，确定了压制温度、压力、时间等压制工艺参数及相关工艺过程。鉴于此，本专利技术提供了一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺，该工艺包括以下步骤：1)根据待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件的成型尺寸确定待热压的薄膜毛坯5，薄膜毛坯的结构示意图如图2所示；确定薄膜毛坯的具体实现方式是：L＝3d其中：L是薄膜毛坯的边长；d是聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸直径。2)在钳工台将聚酰亚胺薄膜卷料切成待热压的薄膜毛坯，并在待热压的薄膜毛坯上开设定位孔；定位孔的具体开设方式是：定位孔沿薄膜毛坯的对角线方向加工；D＝L其中：L是薄膜毛坯正方形边长；D是对角线方向定位孔的中心距尺寸。3)在50T平板硫化机上将待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具预热至成型温度250℃-270℃，在对待热压的薄膜毛坯定位后，将待热压的薄膜毛坯置于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具中恒温5±1分钟；恒温处理后，在待热压的薄膜毛坯的上表面放置压制件并通过硫化机缓慢加压到4±1Mpa，随后保压20±1分钟；压制件是硅胶块；硅胶块的硬度为40～60度。4)压制完成后，去除压制件，取下热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件，按照零件的尺寸要求冲切加工热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸。硅胶块可以选用耐高温硅橡胶6144或其他耐高温的硅橡胶。参见图3以及图4，本专利技术在提供上述成型工艺的同时，还提供了一种用于实现如前的聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺的成型模具，该成型模具包括下模板1、压块2、定位销3以及硅胶块4；压块2上设置有与硅胶块的外形型匹配的通孔；压块2平铺在下模板1的上表面；待热压的薄膜毛坯5置于压块2与下模板1之间并通过定位销3相连；硅胶块4置于压块2上的通孔中并置于待热压的薄膜毛坯5的上表面；硅胶块4的硬度为40～60度。下模板1上设置有贯穿下模板1厚度的跑气孔，跑气孔的直径不大于Φ0.5；跑气孔是3个，3个跑气孔均布设置在存放区的正下方。硅胶块的硬度为40～60；下模板1上表面的粗糙度不大于0.2。按照本专利技术加工出的某型飞机发动机某部件的聚酰亚胺异形薄膜零件(2216.02.075-1T1)，经过试车各项指标和性能能够满足设计要求。本专利技术考虑到若采用硬体材料时，成型薄膜异形部位时需设计成凸体，当上模向下行进过程中，凸体与薄膜首先接触，导致在压制过程中，薄膜会发生起皱和损伤缺陷。因此，本专利技术采用软体材料硅橡胶，在加压过程中，硅橡胶与薄膜全面接触，在硅橡胶产生变形时，对聚酰亚胺薄膜产生挤压力，聚酰亚胺薄膜沿着下模板1腔体拉伸并成型，聚酰亚胺异形薄膜表面不会产生褶皱，同时平板硫化机在缓慢加压过程中，由于硅橡胶是软体材料，与薄膜接触时不会损伤薄膜。硅橡胶选用耐高温硅橡胶(6144)，常规使用最高温度达300℃，在260℃具有橡胶弹性体全部性能，能够进行反复使用。由于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所采用的断裂伸长率≥55％，根据零件的形状结构与尺寸计算，此零件加工过程中材料的伸长率为12％，生产出的薄膜装入组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：1)根据待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件的成型尺寸确定薄膜毛坯；2)在钳工台将聚酰亚胺薄膜卷料切成薄膜毛坯，并在薄膜毛坯上开设定位孔；3)将待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具放入50T平板硫化机上进行预热，并最终达到热压成型温度250℃‑270℃，在对薄膜毛坯定位后，将薄膜毛坯置于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具中恒温5±1分钟；恒温处理后，在薄膜毛坯的上表面放置压制件并通过50T平板硫化机缓慢加压到4±1Mpa，随后保压20±1分钟；所述压制件是硅胶块；所述硅胶块的硬度为40～60度；4)压制完成后，去除压制件，取下热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件，按照零件的尺寸要求冲切加工热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：1)根据待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件的成型尺寸确定薄膜毛坯；2)在钳工台将聚酰亚胺薄膜卷料切成薄膜毛坯，并在薄膜毛坯上开设定位孔；3)将待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具放入50T平板硫化机上进行预热，并最终达到热压成型温度250℃-270℃，在对薄膜毛坯定位后，将薄膜毛坯置于待加工的聚酰亚胺异形薄膜零件所使用的模具中恒温5±1分钟；恒温处理后，在薄膜毛坯的上表面放置压制件并通过50T平板硫化机缓慢加压到4±1Mpa，随后保压20±1分钟；所述压制件是硅胶块；所述硅胶块的硬度为40～60度；4)压制完成后，去除压制件，取下热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件，按照零件的尺寸要求冲切加工热压成型的聚酰亚胺异形薄膜零件的外形尺寸。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺异形薄膜零件热压成型工艺，其特征在于：所述步骤1)中确定薄膜毛坯的具体实现方式是：L＝3d其中：L是薄膜毛坯的边长；d是聚酰亚胺异形薄膜零件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运平，李宝清，魏涛，王明莉，孙涵郁，时辰光，
申请(专利权)人：中国航发西安动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61