用于固化塑料纤维构件的感应加热模具系统技术方案

描述了一种感应加热模具系统，感应加热模具系统用于容纳塑料纤维构件并且用于将其从初始温度加热到目标温度。感应加热模具系统包括具有模具部件，模具部件在处于初始温度与目标温度之间的范围内的温度下在容纳凹部的最大尺寸的平面中具有小于10

【技术实现步骤摘要】
用于固化塑料纤维构件的感应加热模具系统


[0001]本专利技术涉及一种感应加热模具系统，该感应加热模具系统用于利用至少一个模具部件来容纳塑料纤维构件和将塑料纤维构件从初始温度加热到目标温度，该至少一个模具部件由热形状稳定的材料制成。

技术介绍

[0002]从现有技术中已知有这样的模具系统，即利用这些模具系统可以固化具有塑料作为基质材料的塑料纤维构件，该塑料为了进行固化而必须被加热到处于140℃至180℃范围内的温度并且在特殊情况下还必须被加热到达400℃。为此，这样的模具系统具有带凹部的模具部件，待加热的塑料纤维构件可以被容纳在这些凹部中，从而使得其在这些凹部中贴靠模具部件的接触面。
[0003]尤其，在航空
存在如下问题：一方面，在该领域中所使用的塑料纤维构件在固化时必须非常均匀地(即在构件上仅以非常小的温度梯度)被加热，以便确保质量足以满足航空要求。在此需要的是：模具部件的接触面上的温差非常小，并且相应的模具部件并且尤其是其接触面非常均匀地被加热。
[0004]另一方面，进一步需要的是：在其中设计有用于容纳塑料纤维构件的凹部的模具部件在用于固化的加热期间仅在与构件相适配的程度上进行热膨胀，或者在随后的冷却过程中仅以对应的方式再次收缩，以便确保在冷却过程期间不会向已固化的构件施加可能会造成塑料纤维构件损坏的较大压力。
[0005]最后期望的是：所使用的模具部件具有相对较小的重量并且因此易于操作。这尤其对于在航空领域中所制造的大型构件而言具有重要意义。为了实现该目的，已经被证明为有利的是：模具部件并不借助于诸如油等、被模具部件内的管线引导的加热介质来加热，而是替代于此使用感应器并且感应式地通过感应涡流使模具部件达到期望的温度。
[0006]在该技术方案中，为了防止使模具部件的各个区域并且尤其是其接触面(模具部件借以与待固化的塑料纤维构件贴靠)达到过高的温度，从现有技术中还已知的是：使用铁磁性材料来作为与塑料纤维构件贴靠的并且尤其构成接触面的材料，该铁磁性材料所具有的居里温度大体上与塑料纤维构件须被加热到的温度相对应。由此，因为这样的铁磁性材料在例如在塑料纤维构件应被加热到的温度下失去了其铁磁特性并且以明显更小的程度吸收由感应器辐射的电能，所以实现了，在这样构造的模具部件中接触面不被加热超过塑料纤维构件应被加热到的温度。由此，其接触面由具有与塑料构件的固化温度相对应的居里温度的铁磁性材料构造而成的模具部件以一定的方式进行自我调节，因为这些接触面防止了它们尽管在有进一步辐射的电磁能的情况下被加热到过高的温度。
[0007]然而已证实的是，对于由具有特定居里温度的铁磁性材料制成的模具部件来说，温度膨胀系数并且尤其线性膨胀系数在居里温度附近急剧增大。这会导致这样的其居里温度根据固化温度而选择的模具部件同样在该居里温度附近强烈膨胀并且相反地在冷却时于是又再次强烈收缩，基于开头所述的原因，这是极其不利的。

技术实现思路

[0008]因此，基于现有技术，本专利技术的目的是，提供一种用于容纳和加热塑料纤维构件的感应加热模具系统，在该感应加热模具系统中防止用于容纳塑料纤维构件的凹部的接触面不均匀并且防止被加热到过高的温度，并且此外模具部件在凹部的区域中是热形状稳定的。
[0009]根据本专利技术，该目的通过一种感应加热模具系统来实现，该感应加热模具系统用于容纳塑料纤维构件并且用于将其从初始温度加热到目标温度，该感应加热模具系统具有至少一个模具部件，其中在该模具部件中设计有用于容纳塑料纤维构件的至少一个容纳凹部，其中该容纳凹部被模具部件的容纳表面区段所限定，从而使得被容纳在容纳凹部中的塑料纤维构件可以贴靠在容纳表面区段处。模具部件由热形状稳定的材料制成，因此模具部件在处于初始温度与目标温度之间的范围内的温度下在容纳凹部的最大尺寸的平面中、优选在容纳凹部的所有延伸方向上都具有小于10
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‑1、优选小于5
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‑1并且进一步优选小于4
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‑1的热线性膨胀系数。
[0010]此外，根据本专利技术的模具系统具有至少一个感受器元件，该至少一个感受器元件具有带有与目标温度相对应的第一居里温度的铁磁性材料，其中感受器元件布置在模具部件的、位于容纳凹部和容纳表面区段之外的表面区段处。
[0011]最后，设有至少一个感应装置，该至少一个感应装置被设计成用于至少在布置有该至少一个感受器元件的区域中产生交变磁场。
[0012]因此，根据本专利技术的模具系统具有至少一个在其中设计有凹部的模具部件，该凹部被模具部件的容纳表面区段所限定，从而使得待固化的塑料纤维构件能够以如下方式被容纳在该凹部中，即，其贴靠在容纳表面区段处。在此，以如下方式选择模具部件的材料，即，使得模具部件在处于初始温度与目标温度之间的范围内的温度下在容纳凹部的最大尺寸的平面中无论如何都具有小于10
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‑1的热线性膨胀系数。优选地，针对线性膨胀系数的这一要求适用于容纳凹部的所有延伸方向。这意味着，任何材料都可以用作模具部件的材料，前提是它们满足上面提到的关于膨胀系数的条件，即，这些材料在固化过程期间模具部件被加热的区域中仅轻微变形。
[0013]此外，根据本专利技术设有至少一个感受器元件，该至少一个感受器元件布置在容纳凹部之外并且与容纳表面区段间隔开地布置在模具部件处，即贴靠该模具部件并且与该模具部件具有尽可能好的热接触。在此，感受器元件由铁磁性材料制成并且具有与目标温度相对应的居里温度，应被容纳在容纳凹部中的塑料纤维构件应被加热到该目标温度。
[0014]最后，设有感应装置，该感应装置被设计成用于至少在布置有感受器元件的区域中产生交变磁场。
[0015]因此，根据本专利技术的模具系统以如下方式工作：借助于感应装置来加热感受器元件，该感受器元件随后再将热能传输给具有容纳凹部的模具部件。由于具有设置在其中的容纳凹部的模具部件由热形状稳定的材料制成，因此不会出现如下情况：设置在容纳凹部中的塑料纤维构件在加热或冷却时受到压力并且有可能受到损坏。此外，具有根据本专利技术所选择的居里温度的感受器元件防止感受器元件被加热超过与用于应被固化的塑料纤维构件的目标温度相对应的温度。由此进而得出：模具部件本身也不会被加热超过该温度。因此，系统也再次进行了自我调节。
[0016]此外，根据本专利技术的系统可以实现的是：感受器元件能够以适合的方式布置在容纳表面区段之外的模具部件表面上，使得模具部件的区域恰好通过与感受器元件的接触而被专门加热，这些区域在很大程度上又将热能输出给塑料纤维构件或周围环境，并且在没有额外的感受器元件的情况下不会达到期望的温度。因此，根据本专利技术布置在模具部件的表面上的感受器元件可以实现的是：通过将感受器元件安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感应加热模具系统，所述感应加热模具系统用于容纳塑料纤维构件并且将其从初始温度(T1)加热到目标温度(T2)，所述感应加热模具系统具有：至少一个模具部件(1，1')，其中在所述模具部件(1，1')中设计有用于容纳塑料纤维构件的至少一个容纳凹部(3)，其中所述容纳凹部(3)被所述模具部件(1，1')的容纳表面区段(5)所限定，从而使得被容纳在所述容纳凹部(3)中的塑料纤维构件能够贴靠在所述容纳表面区段(5)处，其中所述模具部件(1，1')由热形状稳定的材料制成，因此所述模具部件(1，1')在处于所述初始温度(T1)与所述目标温度(T2)之间的范围内的温度下在所述容纳凹部(3)的最大尺寸的平面中、优选在所述容纳凹部(3)的所有延伸方向上都具有小于10
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‑1并且进一步优选小于4
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‑1的热线性膨胀系数；至少一个感受器元件(17)，所述至少一个感受器元件具有带有与目标温度(T2)相对应的第一居里温度的铁磁性材料，其中所述至少一个感受器元件(17)布置在所述模具部件(1，1')的、位于所述容纳凹部(3)和所述容纳表面区段(5)之外的表面区段(13)处；以及至少一个感应装置(15)，所述至少一个感应装置被设计成用于至少在布置有所述至少一个感受器元件(17)的区域中产生交变磁场。2.根据权利要求1所述的感应加热模具系统，其中所述至少一个模具部件(1，1')由金属顺磁性材料制成。3.根据权利要求1所述的感应加热模具系统，其中所述至少一个模具部件(1，1')由金属铁磁性材料制成，其中所述金属铁磁性材料的居里温度高于所述目标温度(T1)。4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的感应加热模具系统，其中所述至少一个感受器元件(17)具有另外的铁磁性材料，所述另外的铁磁性材料具有低于所述第一居里温度的第二居里温度。5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的感应加热模具系统，其中所述至少一个感受器元件(17)具有高导热性的材料、优选铜。6.根据权利要求1至5中的一项或多项...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：