专利名称：多工位树脂传送加压模塑成型机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工玻璃钢制品的模塑成型机组。该机组具有自动化程度高、效率高、制品质量高等特点，能加工形状复杂的大型玻璃钢制品如汽车车体等，实现工业化生产。
玻璃钢是一种复合材料，其基体多采用不饱和树酯或环氧树酯，并加入玻璃纤维或其制品作为增强相，以提高复合材料的强度。这一种工程材料具有许多独特的优点，例如机械性能好、质轻高强、耐腐蚀性好、热性能好、电性能好、工艺性好等等。因此，这种复合材料自出现以来，发展得很快，应用的范围也很广，获得了很大的进展。
但是，对于一些形状复杂的大型制品，如汽车车体等，并未能获得广泛的应用。这里的原因很多，一方面是汽车的车体，不仅形状复杂，且结构复杂，是由许多形状复杂的空间曲面组成的整体式结构，受力情况也很复杂。而玻璃钢除了有上述的优点而外，还存在着弹性模量低等缺陷，因此在不断改进材料特性的同时，也必须探索适应于新材料的新结构，使之能发挥复合材料的优点，并能弥补其不足。在这方面发明人已申请了有关玻璃钢汽车车身新结构的专利88106442·4及88202023·4。问题的另一方面是现有的玻璃钢加工工艺及装备，还难于满足结构复杂的大型玻璃钢制件的要求。
目前，在国内外玻璃钢的加工工艺主要有以下几种(1)热压工艺这种工艺的特点是将玻璃钢材料予制成不同的模塑料，然后在模具中加热加压成型。根据模塑料制作的情况，又分为普通模塑料，层状模塑料SMC、团状模塑料DMC和散状模塑料BMC等四种模压成型工艺。这种工艺的优点是效率高，加工精度高，适宜于工业化生产，但缺点是仅能适用于形状简单的小型工件，对于形状复杂化的大型制品是难于应用的。
(2)缠绕工艺这种工艺是以浸有树酯的玻璃纤维丝束，缠绕到芯模或模具上成型的一种加工工艺，这种工艺的特点是强度高，仅适用于各种管道或压力容器，应用的范围较窄。
(3)手糊成型工艺这种工艺是将玻璃纤维布与树酯混合料分层次糊制到模型上而成型的一种工艺。这种工艺的特点是需用的设备简单，能加工形状复杂的大型的玻璃钢制品。我国目前加工汽车车体上使用的工艺均属于这种类型。但由于工艺落后，效率低，劳动条件差，产品质量的保证比较困难等原因，很难在现代化的生产线上应用。
(4)喷射成型工艺这种工艺是利用喷射枪将树酯混合料喷射到模具上，同时将玻璃纤维束切割成短切纤维，粘贴到模具壁上。这种工艺的优点是提高了效率，但降低了制品的强度，短切纤维玻璃钢的强度约为一般玻璃钢的1/2-1/3。同时，对于复杂制品的加工，也存在着一定的困难。
(5)树酯注入模塑成型法或称为树酯传递模塑成型法，这是国外近年来发展起来的一种工艺，ResinTransferMolding简称RTM。这种工艺的特点，将模具制成封闭的型腔在予铺设玻璃纤维制品后合模，再将树酯混合料注入模具型腔成型。这种工艺的特点是能生产形状复杂化的制品，也能加工一些大型的工件，表面的光洁度高，几何尺寸稳定等。其缺点是基体材料的致密度不够，影响到材料的强度;不能加工具有中空型腔的复杂制品;生产效率不高，目前还停留在单个零件小批量生产的水平，尚未达到工业化生产的程度。
本发明的目的是提供一种多工位的自动化的模塑成型机组，其主要特点是(1)能够加工形状复杂的大型玻璃钢制品。
(2)由于设置有蜡芯处理系统，能加工具有中空型腔，具有双层薄壳结构的制品，能使用一次成型的工艺，加工整体的箱型结构，而不需要予制成若干个构件后，再组装成整体结构。
(3)设置有负压系统及填充料加压系统，能提高充填速度，提高模塑料的填充密度。
(4)设置有加压系统及压力补偿系统，能对成型件加压，提高制品的密实度。
(5)设置有多工位加工系统，整个加工成型工艺是自动连续地进行的，具有现代化工业生产高节奏的特点。
本发明所提供的成型机组是在树酯传递模塑成型工艺，即RTM工艺的基础上，加以改进和发展的一种自动连续作业的成型机组。这种机组是由(1)负压系统;(2)填充系统;(3)加压系统;(4)加热系统;(5)压力补偿系统;(6)多工位成型系统;(7)蜡处理系统;(8)控制系统等组成。
为了对本发明进行进一步的阐述，以加工汽车车体为实施例，并并参照附
图1，进行说明如下图1中的0～1为汽车车身外模具，0～2为内模具，组合后的模具中，予铺设有玻璃纤维或其制品的增强材料，并设置有所需的予制件、镶嵌件、蜡芯等。
(1)负压系统是由真空泵1-1、电磁阀1-2、负压计1-3、负压罐1-4、分水滤清器1-5、快速接头1-6、管道1-7、排气阀1-8等组成。其工作过程如下机组开始工作，真空泵1-1启动，使负压罐1-4，达到所需的真空度，打开电磁阀1-2后，模型型腔形成负压，并使型腔保持所需的真空度。以提高充填速度，并减少制品的气泡及孔隙。
(2)填充系统是由封闭式容器2-1、搅拌器2-2、管道2-3、电磁阀2-4、进口分流阀2-5、快速接头2-6等组成。其工作过程如下机组开始工作前，首先向容器2-1中，按比例投入(树酯+固化剂)及(树酯+促进剂)，封盖后，启动搅拌器，将混合料搅拌均匀。电磁阀打开后，树酯混合料通过分流阀进入型腔。由于模具型腔是处于负压状态，树酯混合料将顺延型腔壁由下而上，逐步将型腔填满，并将预置的玻璃纤维制品、镶嵌件、预制件、蜡芯等包容其中。充填完成后，电磁阀关闭，充填过程完成。
(3)加压系统是由空气压缩机3-1、贮气罐3-2、电磁阀3-3、管路3-4、滤清器3-5、压力计3-6、安全阀3-7等组成。其工作过程如下机组工作开始，电源接通，空压机3-1开始工作，贮气罐3-2保持所需的压力。电磁阀3-3打开后，压缩空气进入树酯混合料封闭容器2-1的上部，以提高树酯混合液的充填速度。充填完成后，截止阀关闭，压力加大，以提高树酯混合料的充填密度。
(4)加热系统是由电源4-1、电源开关4-2、电热元件4-3、温度计4-4等组成。其工作过程是这样的。电源接通后，设置于模具中的电热元件发热，促使周围温度增高。其作用如下①加热-加压。模具升温后，预置于模具中的蜡芯溶化，液态的石蜡在升温中体积膨胀，在密封的型腔中压力升高，并对包容于其外侧的模型件加压，以提高玻璃钢制品的致密度;②加热-脱蜡。在加热-加压过程完成后，打开模型底部的放蜡阀7-2，将模具型腔中的液态石蜡，排出至集蜡池7-1;③加热-固化。在加热过程中，充填进型腔中的树酯混合液，将加速固化。
(5)压力补偿系统是由上述加压系统中的空压机3-1、贮压罐3-2等，并增加电磁阀5-1、压力计5-2、气液作动器5-3、单向阀5-4等组成。其工作过程如下当加热-加压过程所形成的压力，由于泄漏或其它原因，而不能达到所需的压力时，打开电磁阀，气压作动器中的气压加大，并使作动器隔膜另一边的液态石蜡的压力增高，以保证成型件在所需的压力作用下固化，提高其致密度。
(6)多工位成型系统是由设置于成型机组周围的多组工位模型架组成的。包括模型放置架6-1、电源插头6-2、负压管插座6-3、充填管插座6-4、气压管插座6-5、放蜡接口6-6等组成。其工作原理是整个模塑成型工艺，是由不同的工序组成的，利用各个不同工序之间的时间差，组成空间交叉的多工位作业系统，以提高整个成型机组的工作效率。详见图2。图中①负压系统;②-填充系统;③-加压系统;④-加热系统;⑤压力补偿系统;⑥(61-66)-多工位成型系统;⑦-蜡处理系统;⑧-控制系统。
(7)腊处理系统是由集蜡池7-1、放蜡阀7-2等组成。其工作过程如前述。
(8)控制系统是由显示部分、控制部分、传感部分及驱动部分组成。显示部分包括负压计1-3、压力计3-6、温度计4-4、压力计5-2等。控制部分包括控制台及单片计算机。驱动部分包括放大电路、光电隔离电路及负压系电磁阀1-2、充填系电磁阀2-4、加压系电磁阀3-3、加热系电源开关4-2、压力补偿系电磁阀5-1、放蜡阀7-2等。传感部分包括位置传感器、压敏传感器、温度传感器及相应电路。以上详见图1及图3。控制系统的工作主要是控制整个的模塑成型工艺，按予定的程序工作，以保证整个工艺的协调进行。其工作程序为(Mo+Mi+Mk)1(进入工位)/() (Mo+Mi+Mk)2(接电、气、液)/()(Mo+Mi+Mk)3(↓负压)/() (Mo+Mi+Mk)4(↓充填)/()(Mo+Mi+Mk)5(↓加压)/() (Mo+Mi+Mk)6(静置)/()(Mo+Mi+Mk)7(↓加热-加压)/() (Mo+Mi+Mk)8(↓加压补偿)/()(Mo+Mi+Mk)9(加热脱腊)/(↓) (Mo+Mi+Mk)10(加热固化化)/()(MO+ Mi+ Mk)11(静置、退出工位 →)/() (MO+ Mi+ Mk)12(脱膜 )/(↓ MO+ MK) Mi(脱模 )/(↓ Mi) 汽车车身式中Mo-组合式外模Mi-组合式内模Mk-底模。
控制系统的工作原理详见图4。
本发明所能适用的范围为大型复杂的制品，除汽车车体外，农用飞机、滑翔机的机体亦能适用。
本发明提到的增强材料，除玻璃纤维及其制品而外，人造纤维、自然纤维及其制品亦能适用。
本发明所提到的模芯材料，除石蜡外，其它如蜂蜡混合料，低熔合金等亦可适用。
权利要求
1.一种加工复杂的大型玻璃钢制品的树酯传送加压模塑成型机组，该机组是由负压系统、充填系统、加压系统、加热系统、压力补偿系统、腊处理系统、多工位系统及控制系统所组成。
2.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的负压系统，是由真空泵、负压罐、电磁阀等组成，能使需要充填树酯的模型型腔处于真空状态，便于树酯注入，并减少空隙。
3.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的充填系统，是由封闭式容器、搅拌器、阀门等组成，按所需比例配制成的树酯混合料，通过该系统能均匀地注入所需的模型型腔。
4.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的加压系统及压力补偿系统，是由空压机、贮气罐、阀门等组成。加压系统能提高液态树酯的压力，提高充填速度及密实度，压力补偿系统用于补偿对成型件加压时的压力不足。
5.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的加热系统，是由电源，电热元件等组成，该系统能使模型中的蜡芯溶化，并利用石蜡升温时膨胀所产生的压力给成型件加压，提高其密实度;并将溶化的石蜡送回集蜡池;同时并可加速树酯的固化。
6.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的多工位成型系统，是由多个模型架组成的，能间时存贮加工多组模型，使成型机组具有高节奏，连续作业的特点。
7.由权利要求1所述的模塑成型机组，其特征在于构成该机组的控制系统，是由显示部分、控制部分、传感部分及驱动部分所组成。能控制整个模塑成型机组按所需的程序进行工作。
全文摘要
一种用于加工玻璃钢制品的多工位树脂传送加压模塑成型机组，是由负压系统、充填系统、加压系统、加热系统、压力补偿系统、蜡处理系统、多工位系统及控制系统等组成。其特点是能加工大型形状复杂的玻璃钢制品如汽车车体等，具有高节奏、高效率、高质量、连续生产等特点，从而为复杂的大型玻璃钢制品的工业化生产，提供了现实的可能性。
文档编号B29C45/17GK1046700SQ89102370
公开日1990年11月7日 申请日期1989年4月24日 优先权日1989年4月24日
发明者于耀庆 申请人:于耀庆