一种自校准复合材料成型装备制造技术

本专利公开了一种自校准复合材料成型装备，本专利的设计理念为在模具下板下方引入弹簧，解决压机上下面板平行度的问题。本专利的模压装置包括上模具承力板区域、上模具加热区域、下模具承力板区域、下模具加热区域；上述承力板区域和加热区域为一体化模具，保证了模具的刚度，同时采用“弹簧

【技术实现步骤摘要】
一种自校准复合材料成型装备


[0001]本技术属于复合材料领域，尤其是一种自校准复合材料成型装备。

技术介绍

[0002]采用模压成型工艺制备的产品被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车零部件和新能开发等领域，但是工业化的模压机存在升温速度慢、降温速度慢和局部温度无法独立控制等问题。
[0003]中国专利CN104441695 B专利中，公布了一种制备低孔隙率PPS/CFF热塑性复合材料的方法，该专利将CFF与PPS薄膜(或无纺布)交替叠层，升温至320
‑
340℃，使PPS全部熔融；待PPS全部熔融后对PPS熔体和CFF加压至0.5
‑
2.1MPa；然后，以一定的速度进行冷却，降温至室温进行脱模。该专利从选材和铺层角度制备低孔隙率的复合材料，而忽略了在模压过程中，由于上下模具平行度差，无法进行自校准。
[0004]为了从根源解决产生孔隙率的原因，本专利开发了一种自校准复合材料成型装备及其工艺。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种自校准复合材料成型装备，在模具引入弹簧，解决压机上下面板平行度的问题，定位平行度自校准。
[0006]本技术的目的是这样实现的：模具承力板区域和模具加热区域采用一体化结构方式，保障了模具的刚度和快速加热的效果；同时，将承力板区域和加热区域在功能上进行层次划分，实现了功能化无干涉运行。具体的讲，承力板区域采用网格细化法，即将加热平台划分为若干个单元承力区域，对其进行独立控压，实现了模具面精细化控压；同时，单元承力板区域采用“弹簧
‑
压力柱”的控压方式，即每个单元独立设置4个弹簧的模式、4个压力柱和 1个压力传感器，其中，压力柱采用油压或者气压的方式调节压力，实现了模具面精细化控压，解决压机上下面板平行度的问题，实现平行度自校准，同时保证了模具面的等压性。
[0007]进一步地，上模具承力板区域以“正方形”网格为原则划分为若干单元，第一行分别为 1
‑
1a单元控压区域、1
‑
2a单元控压区域、1
‑
3a单元控压区域和1
‑
4a单元控压区域等，
……
第4行分别为4
‑
1a单元控压区域、4
‑
2a单元控压区域、4
‑
3a单元控压区域和4
‑
4a单元控压区域等；每个单元具有4个弹簧的模式和4个压力柱，保证了单元性的精细化空压，同时，4 个“弹簧
‑
压力柱”中心设置有对应的压力传感器，压力传感器贯穿承力板区域连接于加热区域。
[0008]进一步地，上模具加热区域位于上模具承力板区域下方，加热方式采用电阻式加热管加热。
[0009]进一步地，下模具承力板区域以“正方形”网格为原则划分为若干单元，第一行分别为 1
‑
1b单元控压区域、1
‑
2b单元控压区域、1
‑
3b单元控压区域和1
‑
4b单元控压区域
等，
……
第4行分别为4
‑
1b单元控压区域、4
‑
2b单元控压区域、4
‑
3b单元控压区域和4
‑
4b单元控压区域等(划分类似于上模具，未画图)；每个单元具有4个弹簧的模式和4个压力柱，保证了单元性的精细化空压，同时，4个“弹簧
‑
压力柱”中心设置有对应的压力传感器，压力传感器贯穿承力板区域连接于加热区域。
[0010]本技术的有益效果是：在模压的成型过程中，实现了模具面精细化控压，解决压机上下面板平行度的问题，实现平行度自校准，同时保证了模具面的等压性。
附图说明
[0011]图1本技术的整体示意图。
[0012]图2主视剖视示意图。
[0013]图3“弹簧
‑
压力柱”原理图。
[0014]1‑
上模具承力板区域、2
‑
上模具加热区域、3
‑
下模具加热区域、4
‑
下模具承力板区域、 5
‑
上模具弹簧控压装置、6
‑
上模具压力传感器、7
‑
上模具加热装置、8
‑
下模具加热装置、9
‑ꢀ
下模具压力传感器、10
‑
下模具弹簧控压装置、11
‑
下模具压力柱控压装置、12
‑
上模具压力柱控压装置、13
‑
主控压装置。
[0015]具体实施案例
[0016]下面结合附图1
‑
3对本技术的具体实施做进一步的说明。
[0017]本技术的一种自校准复合材料成型装备及其工艺，包括上模具承力板区域1、上模具加热区域2、下模具加热区域3、下模具承力板区域4、上模具弹簧控压装置5、上模具压力传感器6、7
‑
上模具加热装置7、下模具加热装置8、下模具压力传感器9、下模具弹簧控压装置10、11
‑
下模具压力柱控压装置11、上模具压力柱控压装置12、主控压装置13。
[0018]所述的模压装置，根据成型工艺设计上模具1
‑
1a、1
‑
2a、1
‑
3a、1
‑
4a等和下模具1
‑
1b、 1
‑
2b、1
‑
3b、1
‑
4b等控压程序，待温度达到设定温度并保温30min后，将产品模具放入上下模具之间，根据模压工艺进行操作；在成型的过程中，每个单元均可进行独立控压，保证了产品质量。
[0019]以上所述仅为本技术优选实施例说明而已，或者理解为解释本技术的技术原理，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自校准复合材料成型装备，包括上模具承力板区域(1)、上模具加热区域(2)、下模具承力板区域(4)、下模具加热区域(3)、上模具弹簧控压装置(5)、上模具压力柱控压装置(12)、下模具弹簧控压装置(10)、下模具压力柱控压装置(11)、主控压装置(13)；上模具承力板区域(1)和下模具承力板区域(4)的特征在于，采用网格细化模式，将承力板区域划分为若干单元独立控制区域，在该区域采用“弹簧
‑
压力柱”的模式进行控压，即每四个弹簧和压力柱配置一个压力传感器，在承力板区域引入“弹簧
‑
压力柱”，解决压机上下面板平行度的问题，实现平行度自校准；压力控制的特征在于，分为两级控压，其中：一级控压为主控压装置(13)，二级控压由上模具弹簧控压装置(5)、上模具压力柱控压装置(12)、下模具弹簧控压装置(10)和下模具压力柱控压装置(11)组成；其中一级控压提供主要成型压力，二级控压对模压进行微调，保证模具面的等压性及压机上下面板平行度的问题；上模具压力柱控压装置(12)、和下模具压力柱控压装置(11)采用气压或油压的方式提供模具所需要的压力；主控压装置(13)采用油压的方式提供模具所需要的压力。2.根据权利要求1所述的一种自校准复合材料成型装备，其特征在是：上模具承力板区域(1)呈现正方形形状，位于上模具加热区域(2)的上方，且该区域按照“正方形”网格等分若干个加热单元；第一行分别为1
‑
1a单元控压区域、1
‑
2a单元控压区域、1
‑
3a单元控压区域和1
‑
4a单元控压区域，第二行分别为2
‑
1a单元控压区域、2
‑
2a单元控压区域、2
‑
3a单元控压区域和2
‑
4a单元控压区域，第三行分别为3
‑
1a单元控压区域、3
‑
2a单元控压区域、3
‑
3a单元控压区域和3
‑
4a单元控压区域，第4行分别为4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈同海，张守玉，王孝军，杨杰，水锋，杨红野，
申请(专利权)人：南京特塑复合材料有限公司，
类型：新型
国别省市：