用于压缩模具的活动垫块以及包括该活动垫块的压缩模具的制作方法

文档序号:4458694阅读:213来源:国知局
用于压缩模具的活动垫块以及包括该活动垫块的压缩模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于压缩模具的活动垫块(10)以及包括该活动垫块的压缩模具。所述活动垫块包括由钢制成的常规部分(12)和由高膨胀材料制成的部分(14),所述高膨胀材料的平均膨胀系数足以使得其在模制温度下的膨胀将所述垫块压在模制元件上,并保证所述垫块与所述模制元件的密封性,从而消除了所模制的部件上的毛刺。所述高膨胀材料有利地为聚醚醚酮,即PEEK。
【专利说明】用于压缩模具的活动垫块以及包括该活动垫块的压缩模具

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在基于粗胚来制造加强塑料壳部件或者薄部件的压缩模制中所使用的活动垫块的【技术领域】。

【背景技术】
[0002]通常使用称为“SMC”的复合材料,该缩写源于英语名称“sheet mouldingcompound”或者“sheet moulding composite”,即片状模塑料。SMC特别适合于模制大部件。
[0003]其例如涉及由热固性树脂构成的板片,该热固性树脂的类型通常是聚酯、乙烯基酯或者环氧树脂,但也可以是其它类型的热固性树脂,例如是浸溃了玻璃纤维或者其它加强体(加强体的重量例如占20%至30%)的热固性树脂,其常常具有添加物和/或催化剂(硬化剂)。
[0004]粗胚是在闭合模具中在压强下通过热压缩来模制的,通常通过模具的活动元件相对于模具的固定元件的移动来模制,这些元件通常由钢制成。
[0005]然而,这种压缩模制具有众所周知的缺点:由于这些不同的元件在高温下的相对移动,在模具的活动元件与固定元件之间几乎不可能留出足够小的运行间隙来保证这两个元件之间的密封性,尤其是由于模具的安装限制条件,在现有技术中,这些限制条件要求确保在环境温度下安装间隙不为零,以允许确保模具元件的相对运动而无阻滞。在模具上升到通常接近150°C的模制温度时,该安装间隙大致维持不变。在待模制部件尺寸大时,该间隙尤其较大。
[0006]由此,在模制时树脂在模具的固定元件和活动元件之间产生渗透,这导致所模制的部件上出现毛刺,毛刺通常出现在与模具闭合方向(通常为竖直方向)平行的平面中。除了产生相应的材料损失之外,这些毛刺还在之后的去毛刺操作中产生高成本,且该去毛刺操作花费负责这项操作的操作员大量时间。
[0007]此外,还提出了实现这样的压缩模具,该压缩模具包括与模具的主要活动元件不同的活动密封件或者活动垫块,这些活动密封件或者活动垫块被布置在一个或多个槽中,而槽则被布置在模具的固定元件中。然而,该技术方案并未令人满意地解决该问题,因为这些垫块的安装仍然会产生安装间隙和运行间隙,从而产生毛刺。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于弥补以上缺陷和实现一种能够制造毛刺非常有限的或者没有毛刺的模制胚件的压缩模制。
[0009]为此,特别地,本实用新型的一个主题在于用于压缩模具的活动垫块,该压缩模具用于在预定的最大模制压强下、通过模制制造由加强塑料制成的部件,该模具包括模制元件,该活动垫块可以在与模具的闭合方向平行的方向上平移,所述活动垫块所具有的模制表面用于在模制时与模制元件上的模制表面形成连续表面;其特征在于,该活动垫块在其与模具闭合方向垂直的方向上的至少一部分厚度上包括至少一个具有确定配置的部件,该部件被称为高膨胀部件,其包括一种或多种高膨胀材料,该高膨胀部件的平均膨胀系数足以使得在模制期间,至少当该高膨胀部件至少升温到介于115°C至170°C之间的模制温度Tm时,垫块与模制元件之间没有间隙,该高膨胀材料在该模制温度下还具有平均杨氏模量E.,该平均杨氏模量小于20000MPa ;其特征还在于,该高膨胀部件的配置和构成该部件的高膨胀材料被选择为使得当垫块被安装在模具中并且高膨胀部件从23°C的环境温度升温到所述模制温度时,该部件的膨胀在垫块与模制元件之间的密封区域处、在与模具的闭合方向垂直的方向上产生压缩应力,或者如果在环境温度下压缩应力就存在则增大该压缩应力,当高膨胀部件处于模制温度时,该压缩应力足以在模制过程中确保所述活动垫块和模制元件之间的密封性,该温度Tm是在该密封区域的中间位置处考量的。
[0010]因此,通过使用根据本实用新型的活动垫块,能够在高温下(在模制温度下)实现足够的密封性。
[0011]两个选择可以用来实现冷安装(通常在环境温度下,或者低于50°C ):
[0012]-设置非零的冷安装间隙(例如介于约0.005mm和约0.02mm之间):在这种情况下,由一种或多种高膨胀材料构成的高膨胀部件的膨胀使得最初的冷安装间隙能够被消除,并另外产生热压缩应力(在介于115°C和170°C之间、通常非常接近150°C的模制温度下),该应力足以在模制元件和垫块之间获得足够的密封性,以使得在活动垫块/模制元件接合处通常不存在毛刺,或者至少毛刺非常少,而且在这种情况下毛刺容易被去除,因而同时节省很多时间和材料。
[0013]可对上述一种或多种高膨胀材料和部件的配置进行选择,以消除在活动垫块/模制元件的近乎整条接合线上的毛刺。
[0014]-或者,直接将冷安装间隙设置为零:活动垫块因此通常被安装为具有冷压缩应力,该冷压缩应力通常较小。该安装可以通过在模制过程中压缩高膨胀部件来实现,通常包括斜面的垫块在应力的作用下被引入其在模制元件中的槽中。另一个可能性在于在安装之前,将高膨胀部件和/或活动垫块冷却至模制元件的温度以下,或者将模制元件预热至垫块的温度以上。在该零间隙安装的情况下,高膨胀部件的膨胀(大于模制元件的膨胀)导致热压缩应力增大(在模制温度下),该应力足以获得令人满意的与模制元件的密封性。
[0015]根据本实用新型的垫块的另一个特征在于,使用由一种或多种高膨胀材料制成的高膨胀部件,其在模制条件下具有小于40000MPa、优选地小于20000MPa的平均杨氏模量(或者平均弹性模量)。因此,该平均杨氏模量约小于钢的杨氏模量的1/5、优选地1/10(钢的杨氏模量通常接近于约200000Mpa)。这使得能够确保垫块的显著弹性,该弹性能够抵消和吸收制造的尺寸变化且不在该活动垫块和模制元件之间产生阻滞的风险。
[0016]术语“平均膨胀系数”特别地适用于包括多种不同的高膨胀材料的高膨胀部件。如果高膨胀部件是由单一材料制成,致使该部件具有相同的膨胀性,则该术语应该被理解为该单一材料的膨胀系数。
[0017]同样地,如果高膨胀部件是由单一材料制成,致使该部件具有相同的弹性,则术语“平均杨氏模量”应该被理解为该单一材料的杨氏模量。
[0018]高膨胀材料的选择和高膨胀部件的配置还与其它参数有关:在垫块中的该高膨胀部件的厚度、(模具闭合时,在模具的闭合方向上,密封区域的同一中间位置处的)模制元件的平均膨胀系数。还可以使用例如包括多个层的高膨胀部件,每层由不同的高膨胀材料制成。
[0019]通常而言,垫块自身没有用于改变其温度的装置(比如电加热装置、加热和/或冷却流体的循环管道,例如用于改变和/或控制垫块的温度)。事实上,活动垫块与模制元件之间的密封性是通过有差别的膨胀性实现的,而不需要通过该垫块自身的装置来改变垫块的温度。
[0020]或者,出于与模制而非密封性有关的原因,垫块自身可以包括用于改变其温度的装置,在这种情况下,具有确定配置的部件或者高膨胀部件不包括这类装置,对于该元件来说这类装置并无用处。
[0021]优选地,可使用包括一种或多种高膨胀材料的高膨胀部件,每种材料都包括由塑料材料形成的连续固相,其中,Echd介于900MPa和7500MPa之间。这赋予相对于垫块更大的弹性,从而能够吸收在垫块及其槽之间的对应于传统制造容差的尺寸变化。
[0022]这些材料的示例在下文中示出,其连续固相通常基本或主要是有机的(即主要包括元素C、H、O、N,但是也可以包括元素的杂原子,比如S或F)。
[0023]通常而言,高膨胀部件在与模具的闭合方向垂直的方向上承受压缩应力,该压缩应力介于4至40MPa之间,优选地介于6至25MPa之间(在部件升温至模制温度时)。通常选择在模制条件下只导致部件材料产生可忽略的蠕变的压缩应力。
[0024]优选地,高膨胀部件在23°C至150°C之间的平均膨胀系数λ CHD比模制元件在密封区域的中间位置处的平均膨胀系数λ EM至少大50%,优选地至少大100%。该系数可以在与模具的闭合方向垂直的平面中、在模制元件上的密封区域的中间位置处(该密封区域在模具的闭合方向上最高处和最低处的中间)测量。
[0025]术语“间隙”应该被理解为活动垫块与模制元件之间在密封区域处的平均距离。在模制温度下为零的该间隙在其它更低的温度下可以是非零的。
[0026]术语“膨胀系数”是所考虑的固体材料的线性膨胀系数,其有时候被称为CLTE (英语为 “Coefficient of Linear Thermal Expans1n”,指线性热膨胀系数)。
[0027]通常而言,模制元件的模制表面在钢支件上形成,该钢支件包括至少70%的铁,高膨胀部件在23°C至150°C之间的平均膨胀系数Aaro介于22X10—6和120X 10_6m/(m.K)之间。
[0028]有利地,高膨胀部件在与模具的闭合方向垂直的方向上的恒定厚度Ep上延伸,使得:
[0029]0.02 X l(T3〈Ep (Aciffl- λ ΕΜ) X 127〈0.25 X 1(Γ3 ;
[0030]优选地,0.05 X 1(Γ3〈Ερ (Aciffl- λ ΕΜ) X 127〈0.20 X 1(Γ3 ;
[0031]更优选地,0.08Χ1(Γ3〈Ερ(λ.- λ ΕΜ) X 127〈0.12 X 10_3。
[0032]术语“ λ _ - λ ΕΜ”代表高膨胀部件的膨胀系数与模制元件的膨胀系数之间的膨胀系数差值。数字127对应于150°C与23°C之间的温度差。然而,要注意的是,高膨胀部件的温度可以与模制元件的温度稍微不同。同样地,高膨胀部件或者模制元件的内部温度可以稍微变化。在这种情况下,考量的是密封区域的中间位置处的平均温度。
[0033]通常而言,所述密封区域在模具的闭合方向上的高度介于20至60mm之间,优选地介于25至50mm之间。
[0034]通常而言,所述部件在模具的闭合方向上的高度介于40至120mm之间,优选地介于50至IlOmm之间。
[0035]优选地,所述部件的高度大于密封区域的高度,优选地大至少1.5倍,例如介于1.7至5倍。这种布置在部件不与模制元件直接接触(该直接接触例如是通过钢元件来实现的)时尤其有用。在这种情况下,这允许在部件上使用小于高膨胀材料的显著的蠕变应力的适度的压缩应力,并且同时在垫块与模制元件之间的密封区域处施加大应力。
[0036]优选地,所述高膨胀部件包括在重量上至少占65 %、优选地至少90 %、更优选地100%的一种或多种聚合物,所述一种或多种聚合物选自被称为PEEK的聚醚醚酮、被称为PI的聚酰亚胺、被称为PAI的聚酰胺-酰亚胺和被称为PPS的聚苯硫醚。这些材料事实上是具有相对于钢来说非常高的平均膨胀系数并在接近150°C的温度下具有非常好的机械特性的技术塑料。
[0037]通常而言,这些高膨胀材料的杨氏模量显著小于lOOOOMPa,且通常比钢的杨氏模量小很多,这赋予垫块/模制元件的整体很大的弹性。
[0038]非常优选地,所述高膨胀部件包括在重量上至少占65%、优选地至少90%和更优选地100%的PEEK和/或PAI,这些塑料材料具有相对于钢来说非常高的平均膨胀系数并在接近150°C的温度下具有杰出的机械特性。
[0039]通常而言,为了制造高膨胀部件,可以使用单层高膨胀材料,或者多层不同的高膨胀材料。
[0040]通常而言,高膨胀部件在环境温度下在模具的闭合方向上包括安装间隙,以便高膨胀材料在模制温度下在该方向上的膨胀。
[0041]按照惯例,环境温度可以被定义为等于23°C。然而,安装还可以在不同的温度下实现,和/或活动垫块和模制元件的安装在不同的温度下实现。
[0042]垫块或者垫块的端部部分可以在其整个厚度中包括高膨胀部件。这里,垫块或垫块部分的厚度对应于该垫块或垫块部分在与模具闭合方向垂直的方向上的最小厚度(通常为该垫块或垫块部分的两个平行于模具闭合方向的平坦表面之间的最小厚度)。
[0043]然而,有利地,在与模具闭合方向垂直的方向上,垫块在其厚度的至少一部分上(这可以适用于垫块的仅仅一部分,例如上端部)包括第一部分和第二部分,所述第一部分在硬度比包括在高膨胀部件中的所有材料的硬度都要大的材料中形成,而所述第二部分则由高膨胀部件形成,第一部分包括活动垫块的模制表面,而第二部分则不包括模制表面。
[0044]优选地,垫块还包括第三部分,所述第三部分在硬度比包括在高膨胀部件中的所有材料的硬度都要大的材料中形成,第二部分被布置为夹在第一部分和第三部分之间。
[0045]因此,垫块的通常由钢制成的第一部分与模制元件和待模制产品滑动地接触,所述模制元件通常也由钢制成,所述待模制产品可具有显著的磨蚀性或者化学侵蚀性。垫块的第二部分包括具有更脆弱的高膨胀材料的部件,从而免受这些困难的操作条件的不利影响。由于第三部分的存在,当活动垫块移动时,相对脆弱的第二部分完全不再承受摩擦机械应力。
[0046]本实用新型还涉及一种压缩模具,该压缩模具用于在预先确定的最大模制压强下通过模制来制造由加强塑料制成的部件,该压缩模具包括模制元件,其特征在于,该压缩模具包括至少一个如上所述的活动垫块。
[0047]通常而言,在23°C的环境温度下,垫块与模制元件之间的间隙介于[0mm,0.2mm]的区间内。
[0048]有利地,当模制元件升温至模制温度时,在密封区域处由垫块施加在模制元件上的力至少等于模制材料的压力在预先确定的最大模制压强下在垫块的模制表面(36)上对垫块施加的力的6倍(优选地至少为10倍),其中所述预先确定的最大模制压强通常介于8MPa 至 25MPa 之间。
[0049]优选地,模具的所有活动垫块都在其至少一部分厚度上包括高膨胀部件。如此,模制元件的模制表面在其周边上被由多个单元模制表面一起形成的模制表面所限定和包围,这些单元模制表面中的每个都由一个活动垫块的模制表面形成,这些活动垫块中的每个都如上所述。
[0050]这通常允许消除在活动垫块与模制元件之间的所有接合处的毛刺。
[0051]因此,采用根据本实用新型的压缩模具的压缩模制使得能够在环境温度下或者低于50°C的温度下在安装模具时采用非零的安装运行间隙,例如介于0.005至0.2_之间,然后在升温的情况下获得零间隙。该压缩模制还允许在环境温度下或者低于50°C的温度下,通过利用包括在垫块中的部件的弹性,采用零安装间隙来直接安装模具。
[0052]由于垫块不脱离其槽,该弹性还使得能够在模制温度下实现垫块的移动(相对于模制元件的重复性滑动)。另外,该弹性大大地降低了阻滞的风险。
[0053]可采用根据本实用新型的压缩模具来压缩模制机动车部件,比如活动板(厢体、后车门皮、侧门或汽车发动机罩内层)、地板、顶盖板、结构部件(车体加强件、A柱或B柱或C柱、挡泥板支架、电池箱)、工艺前脸或者挡泥板,这样的机动车部件由包括热固性树脂和加强体的这种类型的材料制成,该加强体例如包括由选自玻璃、碳、芳纶或聚乙烯的材料制成的珠体或纤维。所获得的机动车部件包括具有表面连续性的外表面,该表面几乎没有由抛光和/或磨削和/或切割和/或铣削造成的机械精加工痕迹。没有角点(表面的不连续点)避免了例如由于振动产生的局部应力的集中。没有角点还加强了例如对腐蚀的化学耐受性,该效果在模制后覆层的部件(例如喷漆的部件)的情况下更为显著。这些不连续点是覆层的脆弱区域。
[0054]因此,表面状态通常是模制的毛胚的表面状态,而不是机械精加工的表面状态。
[0055]对于卡车而言,上述机动车部件可以是保险杠、散热器护栅、门的延长部分、踏板、圆形角件(“coin-rond”)、工具箱或行李箱、车顶加高部件或偏导部件、车身饰带(“bandeau”)。

【专利附图】

【附图说明】
[0056]通过阅读示例性地给出而不具备任何限制性特征的附图,将更好地理解本实用新型。在这些附图中:
[0057]图1示意地以与模具闭合方向平行的平面中的剖视图的形式示出了根据本实用新型的第一实施方式的模具,该模具处于打开位置;
[0058]图2示出了处于闭合位置的图1的模具;
[0059]图3以与模具闭合方向平行的平面中的剖视图的形式示出了根据本实用新型的第二实施方式的模具的一部分;
[0060]图4以透视的形式示出了根据本实用新型的同一模具的两个相邻的活动垫块。

【具体实施方式】
[0061]下面参考图1,图1示出了用于制造由加强塑料材料制成的部件的压缩模具2,该模具处于打开位置。模具2包括固定的模制元件4和可沿着模具闭合方向8移动的活动的模制元件6。图1还示出了布置在模制元件4的两个槽中的两个活动垫块10。在根据本实用新型的第一实施方式的该模具中,每个活动垫块包括钢制的部分12和高膨胀部件14,该高膨胀部件14由例如是半结晶的PEEK(聚醚醚酮)的高膨胀材料制成。模制元件4的每个槽还包括至少一个千斤顶16,并通常包括多个千斤顶,从而能够通过至少一个千斤顶杆18来移动布置在该槽中的活动垫块10。该千斤顶及千斤顶杆18不被视作活动垫块10的元件,而被视作该垫块的移动装置。
[0062]因此,每个活动垫块的上部分20都包括由钢制成的、属于垫块的部分12的厚度,和由PEEK等高热膨胀材料制成的、构成高膨胀部件的厚度。
[0063]图1最后示出了由SMC复合材料制成的模制粗胚22。
[0064]在冷安装活动垫块时,例如在23°C的常规的环境温度下,借助于例如为0.1mm的安装运行间隙,将活动垫块10引入模制元件4的槽中。
[0065]作为变型,可以使用零间隙安装的垫块,例如将垫块冷却到5°C和/或如有必要将模制元件预热到例如45°C。在这种情况下,如果或者当垫块和模具恢复到23°C的统一的环境温度时,可以在高膨胀部件的材料中和在垫块与模制元件之间实施轻微的压缩应力。
[0066]当模具整体升温达到约为150°C的模制温度时,由于高膨胀部件14是由膨胀系数比钢高得多的材料PEEK制成的,因此垫块的上部分20膨胀得比模制元件4的由钢制成的槽要大。导致活动垫块10与模制元件4之间在该活动垫块的部分20处的间隙减小,或者在初始间隙为零的情况下,垫块的压缩增大。
[0067]PEEK的厚度有利地被计算为使得在模制温度下垫块与模制元件之间的间隙为零,并使得在最大模制压强下垫块在模制元件10上施加的力为模制材料在垫块上施加的压力的10倍。
[0068]通常而言,可调整制成高膨胀部件的高膨胀材料的厚度,以获得期望的垫块压缩应力。高膨胀材料的厚度一般可以在8mm至60mm之间、优选地在12mm至40mm之间变化。
[0069]例如,关于环境温度和模制温度之间的膨胀,可以零间隙地安装垫块,压缩几乎为零,该活动垫块的理论上的膨胀(在厚度方向上)为0.24mm,垫块的槽的膨胀为0.1mm,因此该垫块的压缩对应于在厚度上减小0.14mm,该压缩由PEEK吸收。
[0070]在图1及其后的图中,由SMC制成的部件和相应的模制表面的中间平面以垂直于模具闭合方向的方式示出。然而,这不是必须的,本实用新型还可以被实现为具有一个或多个倾斜垫块,所模制的部件的中间平面与模具的闭合方向形成锐角或钝角。
[0071]下面参考图2,其示出了与图1相同的模具,但该模具处于模制后的闭合位置。活动模制元件6相对于其在图1中的位置有过移动,以支承在活动垫块10上并使活动垫块10朝下移动,并通过压缩形成由SMC制成的粗胚,从而获得由SMC制成的所模制的部件。由于每个由PEEK制成的高膨胀部件14的高膨胀性,垫块的高膨胀部件14与模制元件4之间的间隙至少在模制温度下为零。另外,垫块在模制元件上施加足以确保这两个元件之间的密封性的压缩力。由此,所模制的粗制部件在垫块的高膨胀部件14与模制元件4之间不再或几乎不再包括毛刺。
[0072]下面参考图3,其示出了在模制之后的根据本实用新型第二实施方式的模具的一部分。在本实用新型的第二实施方式中,活动垫块10包括附图标记为20的上部分,其由三个部分(厚度叠置)形成:
[0073]-由钢制成的第一部分26,其在模制温度下在密封区域27处与模制元件4紧密地接触,所述密封区域在第一部分26的高度部分上延伸,该第一部分与模制元件4接触,尤其在图3中的接合点J处紧密接触,该接合点对应于垫块和模制元件的模制表面的接合线;
[0074]-由PEEK制成的高膨胀部件(或由多种高膨胀材料的叠置)所形成的第二部分28 ;
[0075]_(在活动垫块10的上部分20中延伸的)由钢制成的第三部分30。
[0076]该垫块10还包括由钢制成的下部分31,该下部分31与第三部分30形成一个整体。
[0077]这三个部分26、28和30由螺钉32组装,由PEEK制成的第二部分28被布置为夹在第一部分26和第三部分30之间。这样,由在机械性能上比钢更脆弱的PEEK制成的高膨胀部件在活动垫块10平移时不承受摩擦应力。另外,高膨胀部件不与形成所模制的部件24的待模制产品接触,从而该产品可以有磨蚀作用或者具有显著的化学反应性。
[0078]在第二部分28处,螺钉32通常以带有间隙的方式被冷安装在该第二部分28的PEEK与螺丝的材料(通常为钢)之间,其中所述间隙容许之后有差异的膨胀。还可以通过使用小应力或零应力安装并由于PEEK膨胀而受到热应力作用的这样的弹性垫片(例如碟形垫片)来校准该间隙。
[0079]在其它的实施方式中,螺钉的头部可以位于高膨胀材料中,螺纹留在由钢制成的部分中。
[0080]图3还示出了模制元件4上的模制表面34和活动垫块上的模制表面36。由于所获得的热密封性,这两个模制表面在模制过程中彼此之间紧密地形成连续表面,以使得在与图3上的接合点J对应的接合线处不形成毛刺。
[0081]图3的模具包括4个如上所述的活动垫块(只图示出了 I个),每个活动垫块均包括模制表面36,4个模制表面36 —起形成了围绕模制兀件的模制表面34的单个模制表面。2个相邻的活动垫块通常彼此垂直,而2个相对的垫块则彼此平行。
[0082]下面参照图4,其示出了如上所述类型的两个相邻的活动垫块,其中每个活动垫块都包括上部分,该上部分包括第二部分,所述第二部分由PEEK制成的高膨胀部件28形成并夹在由钢制成的第一部分26和第三部分30之间。活动垫块的每个第一部分26都与相邻的活动垫块的第一部分26相接触,这确保了在角K处的良好的密封性。更具体而言,在两个相邻的活动垫块之间的角K处,第一部分26的边与另一第一部分26的侧面相接触。
[0083]在图4的实施方式中,每个垫块还包括紧固片38,这些紧固片38被布置在部分30的挖空部分中,每个紧固片38都包括用于紧固螺钉的孔40。
[0084]本实用新型不限制于所示出的实施方式,且其它实施方式对本领域技术人员而言是显而易见的。尤其而言,只要与本实用新型的实施相兼容,就可以以上述技术特征结合或替代的方式使用现有技术中已知的所有技术特征。特别地,可以使用PEEK以外的其它高膨胀材料来实施本实用新型。
【权利要求】
1.一种用于压缩模具(2)的活动垫块(10),所述压缩模具用于在预先确定的最大模制压强下通过模制来制造加强塑料部件(24),所述模具包括模制元件(4),所述活动垫块(10)可以在平行于所述模具的闭合方向(8)的方向上平移,所述活动垫块(10)具有在模制过程中与所述模制元件上的模制表面(34)形成连续表面的模制表面(36),其特征在于: 所述活动垫块(10)在其垂直于所述模具的闭合方向的方向上的至少一部分厚度上包括至少一个被称为高膨胀部件的具有确定配置的部件,所述高膨胀部件的平均膨胀系数足以使得所述活动垫块与所述模制元件之间的间隙至少在模制过程中为零,所述高膨胀部件至少升温至介于115°C和170°C之间的模制温度TM,另外所述高膨胀部件在所述模制温度下的平均杨氏模量E.小于20000MPa ;以及 制成所述高膨胀部件的高膨胀材料和所述高膨胀部件的配置被选择为使得在将所述活动垫块安装在所述模具中时和在模制过程中,所述高膨胀部件从23°C的环境温度升温到所述模制温度,其膨胀在所述活动垫块和所述模制元件之间的密封区域处产生在垂直于所述模具的闭合方向的方向上的压缩应力,或者如果在所述环境温度下该压缩应力就存在的话则增大该压缩应力,当所述高膨胀部件处于所述模制温度时,所述压缩应力足以在模制过程中确保所述活动垫块(10)与所述模制元件(4)之间的密封性,所述模制温度Tm是在所述密封区域的中间位置处考量的。
2.如权利要求1所述的活动垫块,其中,所述高膨胀部件包括一种或多种高膨胀材料,所述高膨胀材料每种都包括由塑料材料形成的连续固相,并且所述平均杨氏模量Earo介于900MPa 和 7500MPa 之间。
3.如权利要求1或2所述的活动垫块,其中,所述高膨胀部件在升温至所述模制温度时承受在垂直于所述模具的闭合方向的方向上的、介于4至40MPa之间的压缩应力。
4.如权利要求3所述的活动垫块,其中,所述压缩应力介于6至25MPa之间。
5.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述高膨胀材料在23°C和150°C之间的平均膨胀系数比所述模制元件(4)在所述密封区域的中间位置处的平均膨胀系数大至少50%。
6.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述高膨胀材料在23°C和150°C之间的平均膨胀系数比所述模制元件(4)在所述密封区域的中间位置处的平均膨胀系数λΕΜ大至少100%
7.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其自身没有用于改变其温度的装置。
8.如权利要求5所述的活动垫块,其中,所述模制元件的模制表面(34)在钢支件上形成,所述钢包括在重量上至少占70%的铁,并且所述高膨胀部件在23°C和150°C之间的平均膨胀系数λ cm介于22 X Kr6和120 X 10、/ (m.K)之间。
9.如权利要求5所述的活动垫块,其中,所述高膨胀垫块在垂直于所述模具的闭合方向的方向上的恒定厚度Ep上延伸,使得0.02 X 10_3 < Ep ( λ CHD- λ ΕΜ) X 127 < 0.25 X 10'
10.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述密封区域在所述模具的闭合方向上的高度介于20至60mm之间。
11.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述高膨胀部件在所述模具的闭合方向上的高度介于40至120mm之间。
12.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述高膨胀部件包括在重量上至少占65%的一种或多种聚合物,所述聚合物选自被称为PEEK的聚醚醚酮、被称为PT的聚酰亚胺、被称为PAI的聚酰胺-酰亚胺和被称为PPS的聚苯硫醚。
13.如权利要求12所述的活动垫块,其中,所述聚合物在重量上至少占90%。
14.如权利要求12所述的活动垫块,其中,所述高膨胀部件包括在重量上至少占65%的PEEK和/或PAI。
15.如权利要求14所述的活动垫块,其中,所述PEEK和/或PAI在重量上至少占90%。
16.如权利要求1至2中任一项所述的活动垫块,其中,所述垫块在其垂直于所述模具的闭合方向的方向上的至少一部分厚度上包括第一部分(26)和第二部分(28),其中所述第一部分在硬度比包括在所述高膨胀部件中的任何材料的硬度都要大的材料中形成,而所述第二部分则由所述高膨胀部件形成,所述第一部分(26)包括所述活动垫块的模制表面(36),而所述第二部分(28)则不包括模制表面。
17.如权利要求16所述的活动垫块,其中,至少所述活动垫块的所述部分还包括第三部分(30),该第三部分在硬度比包括在所述高膨胀部件中的任何材料的硬度都要大的材料中形成,所述第二部分(28)被布置为夹在所述第一部分(26)和所述第三部分(30)之间。
18.—种压缩模具(2),用于在预先确定的最大模制压强下通过模制来制造加强塑料部件(24),所述压缩模具包括模制元件(4),其特征在于包括至少一个如权利要求1至17中任一项所述的活动垫块。
19.如权利要求18所述的压缩模具,其中,所述活动垫块和所述模制元件之间的间隙在23°C的环境温度下介于[0mm,0.2mm]的区间内。
20.如权利要求18或19所述的压缩模具,其中,在所述模制元件升温至所述模制温度时,在所述预先确定的最大模制压强下,所述活动垫块在所述模制元件上在所述密封区域处施加的力至少是所述活动垫块的模制表面(36)上的模制材料的压强在所述活动垫块上施加的力的6倍。
21.如权利要求18或19所述的压缩模具,其中,在所述模制元件升温至所述模制温度时,在所述预先确定的最大模制压强下,所述活动垫块在所述模制元件上在所述密封区域处施加的力至少是所述活动垫块的模制表面(36)上的模制材料的压强在所述活动垫块上施加的力的10倍。
22.如权利要求18或19所述的压缩模具,包括多个活动垫块(10),其中,所述模制元件上的模制表面(34)在其周边被由多个单元模制表面一起形成的模制表面所限定和包围,每个所述单元模制表面都由一个所述活动垫块的模制表面(36)形成,每个所述活动垫块(10)都如权利要求1至17中任一项所述。
【文档编号】B29C43/32GK204160682SQ201420260479
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】弗雷德里克·阿赫诺, 派垂克·博思格, 丹尼·吉勒, 塞尔日·莫南, 奥利维埃·托雷斯, J-Y·索泽 申请人:全耐塑料公司
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