专利名称：制造纤维加强的模制件的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造纤维加强的模制件(SMC)的方法，根据如权利要求1所述的该方法，实现在一预浸树脂底材设备中的制造过程，其从树脂装料的各成分的混合到以连续加工方式进行的模制件的压制过程，本发明还涉及用来实施该方法的一如权利要求3所述的设备。
背景技术：
由于其良好的机械性能和合理的价格，所以，这种按照SMC方法制造的模制件是使用最为普遍的热固性纤维复合塑料。
迄今，为了制造SMC模制件，首先制造由树脂材料(树脂填料)和装入的剪碎的玻璃纤维组成的原料。将树脂填料放在薄的透明塑料薄膜(承载薄膜)上并经受一养护过程。其时的养护过程保持4-5天，从而有助于树脂填料中混入的填充剂的凝缩。树脂填料由树脂、热塑性塑料溶液、填充剂、增塑剂、一体的分离剂、缓蚀剂和硬化剂组成。该树脂填料在预先给定的温度下搅拌成充分弥散的液体，而且在预浸树脂底材设备中再配备一凝缩剂(粉末状或液体状)，并经刮板刮到下承载薄膜和上承载薄膜上，且在宽度上进行调整。例如使用切割机由卷筒的粗纱切割成的玻璃纤维分布到下面承载薄膜的树脂填料层上。然后，将带有树脂填料的上承载薄膜放置到剪碎的纤维层上。通过一紧接着的挤压过程，将纤维和树脂填料混合/浸渍，接着，作为预浸树脂底材卷绕在一卷筒上，或作为平的半成品，为养护过程作中间存放。通过养护过程，树脂填料强力地凝缩，以致承载薄膜可无残渣地被脱去，在挤压过程中，耐压玻璃(Glaspressung)相应地与基质一起流动。
由平的半成品或卷材，可调整成所要求制造的模制件，剪出下料底材，以及在一成形压机中简单地或形成板垛和挤压。
这种方法的缺点在于，SMC半成品只能在一长的养护时间之后才能被加工，由此，制造的成本会提高。
还有的缺点是，卷绕在卷筒上的半成品在养护过程中发生变形。如果放在地上，存在着压力施加在位于下部的SMC幅面上，由此，材料向侧边挤出。如果卷材挂在一轴上，则在养护储存期间，转向负面的效应。材料向下流动，且在卷材的下部范围内的幅面层的单位面积重量比上部的幅面层的更高。这种强制的不同的单位面积重量迫使每个底材不仅要按长度下料，而且还要附加称重，以使每个成品获得同样的填料和模制件厚度。倘然幅面的单位面积重量是常数，则所要求的SMC幅面切割只要用一长度计就可自动地剪下，制造成本原本可大大地降低，且模制件的质量本该得到提高。这个在截面厚度中的不同的下料底材-组成，也是至今SMC的模制件制造为何不能达到自动化的原因。
至今为止的SMC制造的另一个缺点是，承载薄膜不能反复使用，这是进入制造过程中的一成本因素。
发明内容
本发明的任务在于提供一种方法以及实施该方法的一种设备，采用该方法，预浸树脂底材(SMC半成品)能以合适的塑性为其后立即进行模制件的直接加工作好准备。
根据权利要求1实施该方法的过程在于，通过下列方法中的诸步骤实现从树脂填料到模制件的压制过程的连续加工的方式。在第一步骤中，精确称量的组分经强力混和而产生的树脂填料最后与快速反应的凝缩剂混合，接着，树脂填料根据预先规定借助于刮板按份额地在一下部带和一上部带上分刮成具有相应厚度的树脂填料层。此外，剪碎的玻璃纤维(例如，用剪切机剪切的环状粗纱(Endlos-Roving)和/或长纤维)称量到下面的树脂填料层上，该两个树脂填料层在作为执行挤压和浸渍区段的一预浸树脂底材设备内聚合在一起，此后，形成一环状预浸树脂底材。然后，环状预浸树脂底材为了经过一规定时间的养护过程，随带子迂回曲折地引导通过一调温的凝缩——连续式储存室(Eindick-Durchlaufspeicher)，其中，养护过程根据经过的时间和温度在箱形的凝缩过程的储存室内压紧，且按预定的下料预浸树脂底材划分之后，它们被引导到进一步的加工工段，例如，引导到一加热的成形压机中，并压制成模制件。
采用本发明方法中的措施，无需用于养护过程的中间储存，能以连续的直接法生产出纤维加强的模制件。
为了成功地实现生产过程，然而，必须一致地执行方法中的所有步骤。这既适合已知的步骤也适合新的方法步骤，其有如下的作用
树脂填料的混合配方必须正确地遵守，因为·树脂填料必须强力地混合，且一合适的快速反应的凝缩剂在一足够的剂量中混合，以及·必须将在凝缩——连续式储存室内的对于预浸树脂底材的短的养护时间和达到的热量调整到应用的个别成分上，且其在树脂填料中的百分比份额必须预先确定，并用测量技术加以控制。
在预浸树脂底材内涉及的温度一方面造成受时间限制的粘度降低，其可形成快速的填料源，且另一方面，引导塑料的预先的互连。通过采用多个带承载器和在凝缩——连续式储存室内的选定的长度，可在时间上确定养护过程，和/或通过生产速度的变化进行调节。
根据权利要求3，实施上述方法的设备由用于树脂填料组分诸混合的工位(Mischstation)组成，·两个刮板，其将树脂填料涂抹到一下部带和一上部带上；·一用来将剪碎的玻璃纤维放置到下面的树脂填料层上的装置；·一用来形成环状预浸树脂底材的挤压和浸渍区段；·一用于养护过程的凝缩——连续式储存室，其中，预浸树脂底材经调温的带承载器迂回曲折地经过；·一剪切机，在预浸树脂底材从凝缩——连续式储存室内出来时，剪切机用来按下料底材的合适形状切断；以及·一成形压机，下料的底材简单地或作为板跺放入该压机内，并压成模制件。
该设备提供这样的优点，即，以精确和有控制的连续的生产来实现目标规定的方法并实施得卓有成效。采用本发明的凝缩——连续式储存室特别成功之处在于，根据调温带承载器所要求的长度，在垂直方向上迂回曲折地布置，将规定时间的养护过程放置在一紧凑的容器内。
通过带承载器的布置和其在长度上和数量上的互相构造，可对养护过程设计出相应的养护时间。下列方面也应看作是节约成本的优点(Kostenvorteil)和设备的简化，即，对于模制过程，没有一次性废弃的薄膜和环状预浸树脂底材的运输(尽管这种做法也是可以的)，但设置长时间可使用的循环带。
下面列举本方法和设备的诸优点·提高制造优质模制件的加工能力。
·通过避免半成品提高加工效率，由此降低模制件成本。
·没有不同调温的半成品的储存，没有基于不同储存材料(例如，夏季/冬季物品)的材料性能的波动。中间储存能力必定不再存在。在SMC加工中可有多种配方。
·通过连续的过程，预浸树脂底材鲜明地形成非常强的均质性，这样，导致非常匀的模制件，明显减少后续加工。
·通过在过程中的极少的材料量保证其再生性。
·可避免在半成品运输中产生的诸如温度变化的影响、储存时间、湿度之类的诸多困难。
·通过再生的流动特性提高表面质量。
·通过相应设计的多个预浸树脂底材单元，可馈送多个压制工位。
·纤维加强的热塑性材料混合物的连续、直接的制备，阻止在加工过程中的材料质量的波动。
根据本发明，作为方法中的所有步骤的优点和结果以及设备的特征，在继续加工的SMC直接法(SMC-Direktvehfahren)中，带有合适的塑性的下料底材引导到纤维加强的热塑性模制件，这就是说，根据本发明的SMC直接法能够为加工设备提供再生的长纤维加强的热固性材料。
附图
的简要说明从下面的权利要求书和结合附图的描述，可呈现本发明主题中的其它的有优点的方法和结构。
具体实施例方式
附图示出实施本方法用的本发明的预浸树脂底材的设备1的侧视图。该设备在其显著部分由树脂填料筹措区段A、挤压和浸渍区段B以及凝缩——连续式储存室14组成。用来混合树脂填料9的各个组分的混合工位未在图中示出，因为其在本技术领域内是熟知的。预浸树脂底材的设备1特别示出，在挤压和浸渍区段B和凝缩——连续式储存室14中没有应用一次性的薄膜，而是采用反复使用的环形带2和3，它们经换向滚轮22引导预浸树脂底材10通过该设备。预先混合的树脂填料9首先用刮板4刮到下部带2上成为树脂填料层5。然后，剪碎的玻璃纤维6或长纤维称量后到达该下部树脂填料层。也可采取这样的做法，特别是对于承载部分，嵌入环形纤维(Endlosfasern)或纤维底材。同时，借助于刮板7将树脂填料层8刮到上部带3上。两层树脂填料层5和8聚合，且引入到下部辊和上部辊11和13之间后，预浸树脂底材10在挤压和浸渍区段B成形，其中，玻璃纤维或其它的纤维与树脂填料9中的塑料透彻地浸渍并挤压在一起。这样形成的环形的预浸树脂底材10，然后借助于驱动辊12(其中，始终紧贴在带2和3上)，引导到养护过程，在该过程中，通过一调温的封入箱内的凝缩——连续式的储存室14。其时，环状带2和3连同预浸树脂底材10同样地通过驱动辊12的驱动，并绕到带承载器15。带承载器15根据预定的养护时间，则在其数量上、其长度上以及引入的热量上进行不同的实施。总的养护区段的长度S是相加之和，例如，通过应用的带承载器15的各个别区段s1至s5的长度。通过迂回曲折地上下重叠排列的带承载器15，预浸树脂底材设备1显得短而紧凑。凝缩——连续式储存室14在其规模大小上，对其必要的参数进行了细致地计算，这一点也是其优点之一。
如果预浸树脂底材10已经养护，则它从环形带2和3的切割刀压板(Messerleiste)上脱开并引导到切割机17。在切割机17中，预浸树脂底材10根据长度的号料，或也在宽度上的号料，进行切割，经过输送带19，作为下料底材18引导到成形压机20，压制并硬化成模制件21。
标号清单1.预浸树脂底材设备2.下部带3.上部带4.下刮板5.树脂填料层6.由粗纱和/或长纤维构成的剪碎的玻璃纤维7.上刮板8.树脂填料层9.树脂填料10.预浸树脂底材11.下部辊12.驱动滚轮13.上部辊14.凝缩——连续式储存室15.带承载器16.切割刀压板17.切割机18.下料底材19.输送带20.成形压机21.模制件22.换向滚轮23.驱动滚轮S带承载器15的长度A树脂填料涂复区段B挤压和浸渍区段
权利要求
1.一种制造纤维加强的模制件(SMC)的方法，在该方法中，在预浸树脂底材设备(1)中的制造过程，从混合树脂填料(9)的各组分到一模制件的压制过程，通过下列方法中的诸步骤，以连续加工的方式实现1.1通过精确称量的各份额组分的强力的混合制成的树脂填料(9)，最后与快速反应的凝缩剂混合，1.2树脂填料(9)借助于刮板(4和7)根据规定的量刮到一下部带(2)和一上部带(3)上，形成具有相应厚度的树脂填料层(5和8)，1.3在下树脂填料层(5)上称量分配上剪碎的玻璃纤维(6)(例如，用剪切机剪切的卷筒的粗纱，和/或长纤维)，两个树脂填料层(5和8)在作为挤压和浸渍区段(B)实施的预浸树脂底材设备(1)中互相聚合之后，形成为一连续的环形预浸树脂底材(10)。1.4环形预浸树脂底材(10)为经受一时间预定的养护过程，连同带(2和3)迂回曲折地引导通过调温的凝缩——连续式的储存室(14)，其中，养护过程根据经过的时间和热量紧闭在关在箱内的凝缩——连续式储存室(14)内，以及1.5在划分成预定的下料底材(18)之后，它们引导到下一步的加工中，例如，一加热的成形压机(20)，压制成模制件(21)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，养护过程的时间的预定量，通过选定在凝缩——连续式的储存室(14)内的带承载器(15)的长度和生产速度得以确定。
3.在一预浸树脂底材设备(1)中实施如权利要求1和2所述的方法用的设备，其由用于树脂填料组分混合的诸工位组成，·两个刮板(4和7)，其将树脂填料(9)涂抹到一下部带和一上部带(2和3)上；·一用来将剪碎的玻璃纤维(6)放置到下面的树脂填料层(5)上的装置；·一用来形成环状预浸树脂底材(10)的挤压和浸渍区段(B)；·一用于养护过程的凝缩——连续式储存室(14)，其中，预浸树脂底材(10)经调温的带承载器(15)迂回曲折地经过；·一剪切机(17)，在预浸树脂底材(10)从凝缩——连续式的过程的储存室(14)内出来时，剪切机(17)用来按下料底材(18)的合适形状切断；以及·一成形压机，下料的底材(18)简单地或作为板跺放入该压机内，并压成模制件(21)。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，带(2和3)是环形的，并具有足够的强度以实施长久的运行。
5.如权利要求3和4所述的设备，其特征在于，养护区段的长度通过上下重叠布置的带承载器(15)的多个部分区段(s1+s2+s3…sn)合成。
全文摘要
一种制造纤维加强的模制件的方法及设备，其中，从树脂装料混合到压制的制造过程在连续加工中实现精确称量的份额组分经混合产生的树脂装料(9)与凝缩剂混合，树脂装料借助于刮板(4和7)在下和上部带(2和3)上刮成具有相应厚度的树脂装料层(5和8)。玻璃纤维(6)称量到下面的树脂装料层(5)，该两个树脂装料层在作为执行挤压和浸渍区段(B)的一预浸树脂底材设备(1)内聚合，形成一环形预浸树脂底材(10)，该预浸树脂底材为了经过一养护过程随同两带子迂回引导通过储存室(14)，其中，养护过程适应于在储存室内的经过时间和温度，且划分成按预定的下料预浸树脂底材(18)之后它们被引导到进一步的加工工段并进行压制。
文档编号B29C43/48GK1513662SQ03178729
公开日2004年7月21日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年7月22日
发明者理查德·布吕塞尔, 理查德 布吕塞尔 申请人:J.迪芬巴赫机器制造有限公司