一种碳纤维复合材料拉挤模具的制作方法

1.本实用新型涉及模具制造技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维复合材料拉挤模具。


背景技术：

2.含碳量在90％以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用聚丙烯腈和沥青做原料，经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。碳纤维一般不能直接做成产品，现有技术是将碳纤维材料的纱线在集纱板上集束后，将集束后的纱线浸入液体环氧树脂胶粘剂中，当纱线完全浸吸环氧树脂后，再对其进行加热固化，制成的环氧树脂/碳纤维复合材料也就是人们常说的碳纤维复合材料。在碳纤维复合材料制造过程中，将集束后的纱线浸入液体环氧树脂胶粘剂中后，需要进入挤胶部件，排挤掉多余的环氧树脂胶粘剂，经过挤胶后的纱线进入到成型模具成型。现有的技术中上述挤胶和成型两步骤需要两种设备来分别完成，目前市场上还没有一款能够能够同时进行挤胶和成型的模具。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种碳纤维复合材料拉挤模具，其能够能够同时进行碳纤维材料的纱线挤胶和成型，减少了挤胶装置的使用，极大的节约了时间成本和设备成本。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种碳纤维复合材料拉挤模具，包括上模和下模，上模包括依次连接的上挤胶段和上成型段，下模包括依次连接的下挤胶段和下成型段，上挤胶段与挤胶段连接配合形成挤胶道，上成型段与下成型段连接后限定形成成型腔，挤胶道与成型腔连通，下挤胶段上开均匀间隔开设多个挤胶孔，上述挤胶孔与挤胶道连通。
6.在本实用新型的一些实施例中，上述上挤胶段上环形开设有第一隔热槽。
7.在本实用新型的一些实施例中，上述下挤胶段上环形开设有与第一隔热槽匹配的第二隔热槽。
8.在本实用新型的一些实施例中，上述第一隔热槽和第二隔热槽内都设置有隔热层。
9.在本实用新型的一些实施例中，上述挤胶孔的孔面在位于挤胶道的内表面的衔接处开设有倾斜槽口。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述挤胶道的进口端设置有粗刮胶部件，粗刮胶部件包括刮胶环，刮胶环设置在挤胶道的进口端上，刮胶环的内环面上设置有柔性刮胶层。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述挤胶道从进口方向至成型腔的直径逐渐减小，挤胶道的最小直径等于成型腔的直径。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述挤胶孔连接有排胶管。
13.在本实用新型的一些实施例中，上述排胶管下方设置有收集槽，排胶管伸入到收集槽内。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述挤胶孔为圆柱形结构。
15.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.本实用新型提供一种碳纤维复合材料拉挤模具，包括上模和下模，上述上模和下模完成合模后，能够完成对浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线进行挤压成型。上述上模包括依次连接的上挤胶段和上成型段，下模包括依次连接的下挤胶段和下成型段。上挤胶段与挤胶段连接配合形成挤胶道，上述挤胶道主要用于挤胶，现有的技术中一般在拉挤模具前设置有挤胶装置用于挤出纱线上的多余液体环氧树脂胶粘剂。上述挤胶道能够实现挤胶作用，通过挤胶道能够挤出多余的液体环氧树脂胶粘剂。上成型段与下成型段连接后限定形成成型腔，挤胶道与成型腔连通。上述经过挤胶道挤胶后的纱线进入到上述成型腔内，上述成型腔为拉挤成型的主要工作区，进入到成型腔的纱线在成型腔内受热后环氧树脂胶粘剂凝固，使纱线成型。上述下挤胶段上开均匀间隔开设多个挤胶孔，上述挤胶孔与挤胶道连通。上述多个挤胶孔与上述挤胶通道，在挤胶通道中，浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线挤出多余的环氧树脂胶粘剂，液体状态的环氧树脂胶粘剂通过挤胶孔流出下挤胶段，完成对根纱的挤胶工作。开设多个挤胶孔能够同时排出多余的环氧树脂胶粘剂，使纱线的挤胶效果更好。
17.因此，该碳纤维复合材料拉挤模具能够同时进行碳纤维材料的纱线挤胶和成型，减少了挤胶装置的使用，极大的节约了时间成本和设备成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
20.图2为图1中a处的放大图。
21.图标：1-下成型段，2-上成型段，3-上挤胶段，4-隔热层，6-挤胶孔， 7-排胶管，8-挤胶道，9-成型腔，10-收集槽，11-下挤胶段，12-刮胶环，13-刮胶层，14-倾斜槽口。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
27.在本实用新型实施例的描述中，若出现“多个”代表至少2个。
28.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例
30.请参照图1，图1所示为本实用新型实施例的结构示意图，本实施例提供一种碳纤维复合材料拉挤模具，包括上模和下模，上述上模和下模完成合模后，能够完成对浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线进行挤压成型。上述上模包括依次连接的上挤胶段3和上成型段2，下模包括依次连接的下挤胶段11和下成型段1。上挤胶段3与挤胶段连接配合形成挤胶道8，上述挤胶道8主要用于挤胶，现有的技术中一般在拉挤模具前设置有挤胶装置用于挤出纱线上的多余液体环氧树脂胶粘剂。上述挤胶道8能够实现挤胶作用，通过挤胶道8能够挤出多余的液体环氧树脂胶粘剂。
31.在本实施例中，上成型段2与下成型段1连接后限定形成成型腔9，挤胶道8与成型腔9连通。上述经过挤胶道8挤胶后的纱线进入到上述成型腔9内，上述成型腔9为拉挤成型的主要工作区，进入到成型腔9的纱线在成型腔9内受热后环氧树脂胶粘剂凝固，使纱线成型。
32.在本实施例中，上述下挤胶段11上开均匀间隔开设多个挤胶孔6，上述挤胶孔6与挤胶道8连通。上述多个挤胶孔6与上述挤胶通道，在挤胶通道中，浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线挤出多余的环氧树脂胶粘剂，液体状态的环氧树脂胶粘剂通过挤胶孔6流出下挤胶段11，完成对根纱的挤胶工作。开设多个挤胶孔6能够同时排出多余的环氧树脂胶粘剂，使纱线的挤胶效果更好。
33.因此，该碳纤维复合材料拉挤模具能够同时进行碳纤维材料的纱线挤胶和成型，减少了挤胶装置的使用，极大的节约了时间成本和设备成本，提高生产效率，降低碳纱磨损，提高产品力学稳定性。
34.请参照图1，在本实施例的一些实施方式中，上述上挤胶段3上环形开设有第一隔热槽(图中未标出)。上述上成型段2在对纱线进行拉挤成型工作时，需要提升温度加热，使
上述液体环氧树脂胶粘剂受热后凝固。因此，上成型段2温度会较高，若上成型段2与上挤胶端直接接触，则容易通过热传递加热上述上挤胶段3。
35.若上述上挤胶段3通过热传递到达一定温度，则容易加热挤胶通道内的液体环氧树脂胶粘剂，使液体环氧树脂胶粘剂在挤胶过程中就凝固起来。这样会导致后续无法在成型腔9内进行拉挤成型，且容易凝固后的液体环氧树脂胶粘剂无法被挤出来，容易堵塞上述挤胶孔6。
36.因此，设置第一隔热槽能够有效的避免上成型段2通过热传递是上挤胶段3升温。
37.请参照图1，在本实施例的一些实施方式中，上述下挤胶段11上环形开设有与上述第一隔热槽匹配的第二隔热槽(图中未示出)。上述第二隔热槽的作用与上述第一隔热槽的作用相同，通过设置第二隔热槽，能够防止下成型段1通过热传递将温度传递到下挤胶段11，避免挤胶道8内温度过高，造成液体环氧树脂胶粘剂凝固。同时，也避免了挤胶孔6内温度过高，导致挤出的多余液体环氧树脂胶粘剂凝固堵塞上述挤胶孔6。
38.请参照图1，在本实施例的一些实施方式中，上述第一隔热槽和上述第二隔热槽内都设置有隔热层4。上述第一隔热槽内的隔热层4可进一步的隔离上成型段2与上挤胶段3之间的热量传递，到达更好的隔热效果。同样的，上述第二隔热槽内的隔热层4可进一步的隔离下成型段1与下挤胶段 11之间的热量传递，到达更好的隔热效果。
39.在本实施例中，上述隔热层4选用隔热材料，隔热材料能阻滞热流传递，能够阻隔上述上挤胶段3和上成型段2之间的热传递。同样的，上述隔热材料也能阻隔上述下挤胶段11和下成型段1之间的热传递。
40.在本实施例中，上述隔热材料具体选用气凝胶毡材料，其是以纳米二氧化硅或金属类气凝胶为主体材料，通过特殊工艺同碳纤维或陶瓷玻璃纤维棉或预氧化纤维毡复合而成的柔性保温毡。其特点是导热系数低，有一定的抗拉及抗压强度，隔热效果极佳。上述气凝胶毡材料具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性。因此，其绿色环保的特性更适用于作为本实施例中的隔热材料。
41.请参照图2，在本实施例的一些实施方式中，上述挤胶孔6的孔面在位于上述挤胶道8的内表面的衔接处开设有倾斜槽口14。上述倾斜槽口14能够使挤出的多余的环氧树脂胶粘剂更容易沿挤胶孔6排出。同时，上述清洗槽口的倾斜面能够避免上述纱线在挤胶过程中出现划伤现象。
42.请参照图2，在本实施例的一些实施方式中，上述挤胶道8的进口端设置有粗刮胶部件，上述粗刮胶部件包括刮胶环12，上述刮胶环12设置在上述挤胶道8的进口端上，上述刮胶环12的内环面上设置有柔性刮胶层13。
43.在本实施例中，上述粗刮胶部件能够在上述挤胶道8的进口端先对纱线进行粗略的刮胶，刮掉一部分多余的液体环氧树脂胶粘剂，避免太多液体环氧树脂胶粘剂进入到挤胶道8内，致使挤胶孔6无法满足过胶，导致挤胶道8挤胶效果不佳。
44.请参照图1，在本实施例的一些实施方式中，上述挤胶孔6连接有排胶管7。上述排胶管7主要用于引导排挤孔流出的多余液体环氧树脂胶粘剂，避免液体环氧树脂胶粘剂流出后粘连在下模具上，不能有效的回收利用。
45.请参照图1，在本实施例的一些实施方式中，上述排胶管7下方设置有收集槽10，上述排胶管7伸入到上述收集槽10内。上述收集槽10用于收集多个排胶管7排出的多余液体环
氧树脂胶粘剂。
46.在本实施例的一些实施方式中，上述挤胶孔6为圆柱形结构。在其他实施例中，上述挤胶孔6还可以是其它结构，例如正方体结构、长方体结构和棱形结构等。
47.在使用时，将碳纤维材料的纱线在集纱板上集束后，将集束后的纱线浸入液体环氧树脂胶粘剂中。当纱线完全浸吸环氧树脂胶粘剂后，使纱线进入到挤胶道8内。位于挤胶道8进入端处的刮胶部件能够在上述挤胶道8 的进口端先对纱线进行粗略的刮胶，刮掉一部分多余的液体环氧树脂胶粘剂。进入到挤胶通道后，对纱线进行挤胶，多余的液体环氧树脂胶粘剂从挤胶孔6挤出后流入收集槽10。经过挤胶后的纱线进入到成型腔9内，在成型腔9内进行拉挤成型。
48.综上，本实用新型的实施例提供一种碳纤维复合材料拉挤模具，包括上模和下模，上述上模和下模完成合模后，能够完成对浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线进行挤压成型。上述上模包括依次连接的上挤胶段3和上成型段2，下模包括依次连接的下挤胶段11和下成型段1。上挤胶段3与挤胶段连接配合形成挤胶道8，上述挤胶道8主要用于挤胶，现有的技术中一般在拉挤模具前设置有挤胶装置用于挤出纱线上的多余液体环氧树脂胶粘剂。上述挤胶道8能够实现挤胶作用，通过挤胶道8能够挤出多余的液体环氧树脂胶粘剂。上成型段2与下成型段1连接后限定形成成型腔9，挤胶道8与成型腔9连通。上述经过挤胶道8挤胶后的纱线进入到上述成型腔9内，上述成型腔9为拉挤成型的主要工作区，进入到成型腔9的纱线在成型腔9内受热后环氧树脂胶粘剂凝固，使纱线成型。上述下挤胶段11 上开均匀间隔开设多个挤胶孔6，上述挤胶孔6与挤胶道8连通。上述多个挤胶孔6与上述挤胶通道，在挤胶通道中，浸入液体环氧树脂胶粘剂后的纱线挤出多余的环氧树脂胶粘剂，液体状态的环氧树脂胶粘剂通过挤胶孔6 流出下挤胶段11，完成对根纱的挤胶工作。开设多个挤胶孔6能够同时排出多余的环氧树脂胶粘剂，使纱线的挤胶效果更好。因此，该碳纤维复合材料拉挤模具能够同时进行碳纤维材料的纱线挤胶和成型，减少了挤胶装置的使用，极大的节约了时间成本和设备成本，提高生产效率，降低碳纱磨损，提高产品力学稳定性。
49.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。