用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具及方法技术

本发明专利技术公开了用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具及方法，其包括模板、模仁和第一垫块；其中模板包括上模板和下模板；其中模仁包括上模仁和下模仁；若干所述第一垫块设于上模仁和下模仁之间；所述上模板和上模仁之间，还依次设有上冷却板、以及用于给上模仁加热的第一电磁加热板；所述下模板和下模仁之间，还依次设有下冷却板、以及用于给下模仁加热的第二电磁加热板。本发明专利技术能够实现快速升温及快速冷却降温，且使得同一副模具可生产多种不同厚度的预浸料制品，具有较高的通用性和灵活性；并可灵活调节形变量，有效降低模具受热发生热变形的问题，更大程度上保证了制品厚度的均一性，易用性高。易用性高。易用性高。

【技术实现步骤摘要】
用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具及方法


[0001]本专利技术属于热塑性复合材料预浸料制品成型
，具体涉及用于制备热塑性预浸料制品的模压模具及方法。

技术介绍

[0002]碳纤维增强树脂基复合材料具有优异的比强度、比模量、耐腐蚀、吸能等特点，在汽车、轨道交通、飞机等领域发挥着越来越重要的作用。热塑性复合材料以其高抗冲击、可回收、耐多种有机溶剂腐蚀、比重小等特殊优势已逐步为大家所熟知。但热塑性树脂粘度较高，成型难度大，寻求简单易行、低成本的制造工艺一直是现代新型复合材料领域的研究重点，而连续纤维热塑性复合材料制品成型工艺更是难点中的难点。
[0003]与热塑性复合材料相比，环氧预浸料制品成型工艺经过多年发展，已经形成多种稳定化规模化成型技术，如卷管工艺、模压工艺、热压罐工艺、缠绕成型工艺等。而热塑性预浸料制品成型工艺相对不成熟，成型工艺相对较少，目前主要成型工艺有两种：激光缠绕和模压。限制热塑性预浸料制造成制品最大阻碍是加工成型温度，常用的热塑性预浸料成型温度在350℃以上，远远高于热固性材料。
[0004]近几年，碳纤维领域发展迅猛，但忽视了碳纤维产业发展规律，低水平重复建设导致产业集中度较低的格局，具体表现为低水平、同质化现象严重；企业单条生产线规模小，大部分企业仅有百吨级生产能力；技术装备以及下游产品开发应用等方面与先进水平一直存在明显差距等。因此研发高性能预浸料复材模压设备，突破产品升级换代，是预浸料行业向产品高端化、产业安全化发展亟待解决的当务之急。

技术实现思路
/>[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种用于制备热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，同时提供了一种用于制备热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压方法。
[0006]技术方案：本专利技术提供了一种用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其包括模板、模仁和第一垫块；
[0007]其中模板包括上模板和下模板；其中模仁包括上模仁和下模仁；若干所述第一垫块设于上模仁和下模仁之间；
[0008]所述上模板和上模仁之间，还依次设有上冷却板、以及用于给上模仁加热的第一电磁加热板；
[0009]所述下模板和下模仁之间，还依次设有下冷却板、以及用于给下模仁加热的第二电磁加热板。
[0010]优选的，所述第一电磁加热板中设有第一电磁线圈，所述第一电磁线圈与高频电流发生器连接；所述第二电磁加热板中设有第二电磁线圈，所述第二电磁线圈与高频电流发生器连接。
[0011]优选的，所述上冷却板和下冷却板，均为水冷却板。
[0012]优选的，所述上冷却板上还设有第三高压水冷管道；该第三高压水冷管道为贯穿上冷却板的单向直通管道；所述下冷却板上还设有第四高压水冷管道；该第四高压水冷管道为贯穿下冷却板的单向直通管道。
[0013]优选的，所述上模仁的中部设有第一热电偶，所述第一热电偶与第一电磁加热板信号连接；所述下模仁的中部设有第二热电偶，所述第二热电偶与第二电磁加热板信号连接。
[0014]进一步优选的，所述上模仁上还设有第一高压水冷管道；该第一高压水冷管道为贯穿模具的单向直通管道；所述下模仁上还设有第二高压水冷管道；该第二高压水冷管道为贯穿模具的单向直通管道。
[0015]进一步优选的，所述模仁为包括上模仁和下模仁的阴阳模，其中位于下方的下模仁为凹模，位于上方的上模仁为凸模。
[0016]进一步优选的，若干设于上模仁和下模仁之间的第一垫块，均为可更换或可调节的第一垫块。
[0017]优选的，所述第一垫块均布于上模仁和下模仁对合的周边。
[0018]作为优选的，所述第一垫块的厚度为0.5～10mm。
[0019]优选的，所述模板和模仁为空冷硬化型热作模具钢制成的模板和模仁；所述模板和模仁为表面硬度为50～70HRC的模板和模仁。
[0020]优选的，所述第一电磁线圈均匀分布在第一电磁加热板上；所述第二电磁线圈均匀分布在第二电磁加热板上。
[0021]进一步优选的，所述上冷却板和上模板之间通过若干第二垫块进行连接；所述下冷却板和下模板之间通过若干第二垫块进行连接。
[0022]优选的，所述若干第二垫块的宽度为1～10cm。
[0023]优选的，相邻第二垫块的间距为1～10cm。
[0024]优选的，各第二垫块采用M10沉头螺栓固定在与之对应的上冷却板或下冷却板上。
[0025]更进一步优选的，还包括受热变形修正结构；所述受热变形修正结构包括：
[0026]位于模具中间部位的若干根第一紧固螺丝，所述若干根第一紧固螺丝依次贯穿上模板、上冷却板和第一电磁加热板后，和上模仁上开设的螺纹内孔紧固连接；以及
[0027]位于模具中间部位的若干根第二紧固螺丝，所述若干根第二紧固螺丝依次贯穿下模板、下冷却板和第二电磁加热板后，和下模仁上开设的螺纹内孔紧固连接；
[0028]所述第一紧固螺丝通过锁紧拉力使得上模仁发生形变；所述第二紧固螺丝通过锁紧拉力使得下模仁发生形变。
[0029]优选的，所述上模板和下模板的厚度大于等于7cm。
[0030]优选的，所述上模板和上冷却板之间相互隔热；所述下模板和下冷却板之间相互隔热。
[0031]本专利技术同时提供了一种用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压方法，其使用如上任一所述的急冷急热快速模压模具，其包括如下步骤：
[0032]步骤1)：将热塑性预浸料裁切叠料完成后，放入快速模压模具当中，通过调整第一垫块的厚度控制预浸料成品厚度；其中快速模压模具合模时，只施加接触压力而不是全压，
同时启动电磁加热进行快速加热升温；
[0033]步骤2)：当快速模压模具达到预设温度阈值时，进行预设时长的保温，以使模具温度传导到预浸料中，从而使其中的树脂达到熔融；
[0034]步骤3)：对快速模压模具进行合模，施加全压并进行抽真空，从而使预浸料在加热挤压中成型；
[0035]步骤4)：待制品成型完成后，将冷却水注入到上水冷板和下水冷板的单向直通高压水冷管道中，进行快速降温定型；
[0036]步骤5)：开模取出制品。
[0037]更进一步优选的，上述用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压方法，还包括如下步骤：
[0038]通过调节若干第一紧固螺丝的扭力来修正上模仁的热变形量，实现上模仁形变的步骤；以及
[0039]通过调节若干第二紧固螺丝的扭力来修正下模仁的热变形量，实现下模仁形变的步骤。
[0040]进一步优选的，所述步骤1)中，启动电磁加热进行快速加热升温的升温速率为10～50℃/min；所述步骤4)中，进行快速降温定型的降温速率为20～80℃/min。
[0041]更进一步优选的，所述步骤4)中，待制品成型完成后，将冷却水注入到上水冷板和下水冷板的单向直通高压水冷管道中的同时，将冷却水注入到上模仁和下模仁的单向直通高压水冷管道中，进行快速降温定型。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：其包括模板、模仁和第一垫块(3)；其中模板包括上模板(11)和下模板(21)；其中模仁包括上模仁(14)和下模仁(24)；若干所述第一垫块(3)设于上模仁(14)和下模仁(24)之间；所述上模板(11)和上模仁(14)之间，还依次设有上冷却板(12)、以及用于给上模仁(14)加热的第一电磁加热板(13)；所述下模板(21)和下模仁(24)之间，还依次设有下冷却板(22)、以及用于给下模仁(24)加热的第二电磁加热板(23)。2.根据权利要求1所述的用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：所述第一电磁加热板(13)中设有第一电磁线圈，所述第一电磁线圈与高频电流发生器连接；所述第二电磁加热板(23)中设有第二电磁线圈，所述第二电磁线圈与高频电流发生器连接。3.根据权利要求1所述的用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：所述上冷却板(12)和下冷却板(22)，均为水冷却板；和/或所述上冷却板(12)上还设有第三高压水冷管道(17)；该第三高压水冷管道(17)为贯穿上冷却板(12)的单向直通管道；所述下冷却板(22)上还设有第四高压水冷管道(27)；该第四高压水冷管道(27)为贯穿下冷却板(22)的单向直通管道。4.根据权利要求1所述的用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：所述上模仁(14)的中部设有第一热电偶(15)，所述第一热电偶(15)与第一电磁加热板(13)信号连接；所述下模仁(24)的中部设有第二热电偶(25)，所述第二热电偶(25)与第二电磁加热板(23)信号连接；和/或所述上模仁(14)上还设有第一高压水冷管道(16)；该第一高压水冷管道(16)为贯穿模具的单向直通管道；所述下模仁(24)上还设有第二高压水冷管道(26)；该第二高压水冷管道(26)为贯穿模具的单向直通管道；和/或所述模仁为包括上模仁(14)和下模仁(24)的阴阳模，其中位于下方的下模仁(24)为凹模，位于上方的上模仁(14)为凸模。5.根据权利要求1所述的用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：若干设于上模仁(14)和下模仁(24)之间的第一垫块(3)，均为可更换或可调节的第一垫块(3)；和/或所述第一垫块(3)均布于上模仁(14)和下模仁(24)对合的周边；和/或所述第一垫块(3)的厚度为0.5～10mm。6.根据权利要求1或2所述的用于热塑性预浸料制品的急冷急热快速模压模具，其特征在于：
所述模板和模仁为空冷硬化型热作模具钢制成的模板和模仁；所述模板和模仁为表面硬度为50～70HRC的模板和模仁；和/或所述第一电磁线圈均匀分布在第一电磁加热板(13)上；所述第二电磁线圈均匀分布在第二电磁加热板(23)上；和/或所述上冷却板(12)和上模板(11)之间通过若干第二垫块(4)进行连接；所述下冷却板(22)和下模板(21)之间通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁平才，薛胜，朱业，岳晓东，经运敏，
申请(专利权)人：江苏兆鋆新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：