用于制作燃料电池的倾斜浇注支架的系统和方法与流程

本公开涉及铸铝倾斜浇注燃料电池支架，更具体地，涉及一种用于制作在铸造过程中补偿收缩的倾斜浇注燃料电池支架的系统和方法。

背景技术：

1、燃料电池支架用于在将燃料电池安装至车辆时保持住燃料电池。很多燃料电池支架都是用金属材料(诸如，金属或金属合金)浇铸模塑而成的。在金属材料固化期间，模具可能出现不期望的收缩。

技术实现思路

1、因此，尽管当前制作燃料电池支架的系统和方法实现了它们的预期目的，但是仍需要一种新型改进的用于制作车辆燃料电池的铸铝倾斜浇注燃料电池支架的系统和方法。

2、根据本公开的一个方面，一种用于制作燃料电池的铸铝倾斜浇注燃料电池支架的方法。方法包括：提供具有空腔的阴铸塑模具，以形成支架。支架包括多个支撑腿，其相互连接设置以限定具有第一侧和第二侧的用于支撑燃料电池的框架。在这个方面中，框架具有用于铸造支架的水平和竖直铸造取向。每个支撑腿都具有围绕其的外围边缘。而且，每个支撑腿都具有相对于框架的第二侧上的竖直铸造取向形成在外围边缘上的第一外脊和第二外脊。此外，外脊中的每一个都在第二侧沿着其进行延伸。另外，至少一个支撑腿具有远离外围边缘形成的一个内脊并且在第二侧上横跨其延伸。

3、在这个方面中，支架还包括多个外围凸台，其形成于框架第二侧，用于进行结构附接。每个外围凸台都具有凸台直径。而且，每个外围凸台都形成于支撑腿中的一个上，并与第一外脊和内脊中的一个邻接。

4、支架还包括多个主肋，其布置于框架第二侧，以实现结构完整性。每个主肋都与一个外围凸台邻接布置，并相对于限定立管接触区域的竖直铸造取向竖直向上延伸至第一外脊。而且，每个主肋的宽度都是凸台直径的至少70％，并且每个主肋都相对于外围凸台以至少3°的拔模斜度自外围凸台延伸。

5、方法还包括：提供送料机构，其围绕铸塑模具布置并与其空腔流体连通。送料机构包括：流道，其围绕铸塑模具布置并与铸塑模具流体连通。送料机构还包括：多个内浇口，其与流道和铸塑模具的空腔流体连通。而且，每个内浇口都具有连接至流道的第一侧，并延伸至连接至铸塑模具的第二侧。

6、送料机构还包括：多个主立管，其连接至铸塑模具的空腔并与其流体连通。每个主立管都在立管接触区域中的一个处连接至一个支撑腿的第一外缘，并与一个外围凸台相邻设置。而且，每个主立管都相对于框架的竖直铸造取向竖直地设置在一个外围凸台上方。

7、方法还包括：以预定温度熔化第一金属材料，以限定熔融金属材料。方法还包括：围绕旋转轴，将铸塑模具和送料机构从水平铸造取向移动至竖直铸造取向，同时通过流道将熔融金属材料进给至铸塑模具的空腔。

8、方法还包括：在第一固化时间冷却铸塑模具中的熔融金属材料，并在第二固化时间冷却多个立管中的熔融金属材料，以限定具有铸铝燃料电池支架尺寸的立管和铸塑模具中的固化金属材料。第二固化时间大于第一固化时间，从而使得远离铸塑模具的立管出现固化金属材料收缩。方法还包括：将固化金属材料与阴砂铸塑模具分离，以限定铸铝倾斜浇注燃料电池支架。

9、在这个方面的一个示例中，每个主立管都具有至少是凸台直径两倍的高度。在另一个示例中，每个主立管都具有大于凸台直径的宽度。在又一个示例中，至少一个第二凸台与框架第二侧的一个外围凸台相邻布置，并相对于竖直铸造取向自一个外围凸台向下设置。每个第二凸台都具有凸台直径。

10、在一个示例中，支架还包括第二肋，其布置在框架第二侧。在本示例中，第二肋与第二凸台邻接设置，并相对于竖直铸造取向竖直向上延伸至外围凸台。在另一个示例中，第二肋具有至少是凸台直径70％的宽度，并相对于第二凸台以至少3°的拔模斜度自第二凸台延伸。

11、在一个示例中，至少一个支撑腿设置在相对于限定第二腿的竖直铸造取向的竖直位置上。而且，送料机构还包括侧立管，其设置到所述铸塑模具的第二腿并在相应立管接触区处与所述铸塑模具的第二腿流体连通。在本示例中，侧立管设置成具有熔融金属材料流动通过的连接器。连接器具有与至少一个模制腔体流体连通的颈部。连接器具有设置成在立管接触区域处延伸到至少一个模制腔体的开口端，立管接触区域限定相对于水平面至少45°的立管连接角度。

12、在一个示例中，第一金属材料包括：7.0wt％硅(si)、0.4wt％镁(mg)、0.14wt％铁(fe)以及余量为铝(al)。

13、根据本公开的另一个方面，提供一种用于制作燃料电池的铸铝倾斜浇注燃料电池支架的系统。系统包括模制单元，其设置成形成铸铝倾斜浇注燃料电池支架的阴铸塑模具。模具包括具有带有所述铸铝支架尺寸的图案的至少一个模制腔体。

14、支架包括多个支撑腿，其相互连接设置以限定具有第一侧和第二侧的用于支撑燃料电池的框架。框架具有用于铸造支架的水平和竖直铸造取向。每个支撑腿都具有围绕其的外围边缘。而且，每个支撑腿都具有相对于框架第二侧上的竖直铸造取向形成于外围边缘的第一外脊和第二外脊。在这个方面中，外脊中的每一个都在第二侧沿着其进行延伸。另外，至少一个支撑腿具有远离外围边缘形成的一个内脊并且在第二侧上横跨其延伸。

15、支架还包括多个外围凸台，其形成于框架第二侧，用于进行结构附接。每个外围凸台都具有凸台直径。而且，每个外围凸台都形成于支撑腿中的一个上，并与第一外脊和内脊中的一个邻接。

16、支架还包括多个主肋，其布置于框架第二侧，以实现结构完整性。每个主肋都与一个外围凸台邻接布置，并相对于限定立管接触区域的竖直铸造取向竖直向上延伸至第一外脊。在这个方面中，每个主肋的宽度都是凸台直径的至少70％，并且每个主肋都相对于外围凸台以至少3°的拔模斜度自外围凸台延伸。

17、系统还包括：送料机构，其围绕铸塑模具布置并与其空腔流体连通。在这个方面中，送料机构包括：流道，其围绕铸塑模具布置并与铸塑模具流体连通；并且包括：多个内浇口，其与流道和铸塑模具的空腔流体连通。每个内浇口都具有连接至流道的第一侧，第一侧延伸至连接至铸塑模具的第二侧。

18、在这个方面中，送料机构还包括：多个主立管，其连接至铸塑模具的空腔并与其流体连通。每个主立管都在立管接触区域中的一个处连接至一个支撑腿的第一外缘，并与一个外围凸台相邻设置。而且，每个主立管都相对于框架的竖直铸造取向竖直设置在一个外围凸台上方。

19、系统还包括：炉，其设置成以预定温度熔化第一金属材料，以限定熔融金属材料。系统还包括：倾斜装置，其活动连接至铸塑模具和送料机构。倾斜装置设置成：围绕旋转轴，将铸塑模具和送料机构从水平铸造取向移动至竖直铸造取向，同时通过流道将熔融金属材料进给至铸塑模具的空腔。

20、系统还包括：冷却区域，其设置成在第一固化时间固化铸塑模具中的熔融金属材料，并在第二固化时间固化多个立管中的熔融金属材料，以限定具有铸铝燃料电池支架尺寸的立管和铸塑模具中的固化金属材料。第二固化时间大于第一固化时间，从而使得远离铸塑模具的立管出现固化金属材料收缩。

21、系统还包括：分离单元，其设置成将固化金属材料与阴铸塑模具分离，以限定铸铝倾斜浇注燃料电池支架。

22、系统还包括：控制器，其与模制单元、炉、送料机构、倾斜装置和分离单元连通。控制器设置成控制模制单元、炉、送料机构、倾斜装置和分离单元。

23、系统还包括：电源，其设置成为模制单元、炉、送料机构、倾斜装置、分离单元和控制器供电。

24、在一个实施例中，每个主立管都具有至少是凸台直径两倍的高度。在另一个实施例中，每个主立管都具有大于凸台直径的宽度。

25、在一个实施例中，支架还包括至少一个第二凸台，其与框架第二侧的一个外围凸台相邻布置，并相对于竖直铸造取向自一个外围凸台向下设置。每个第二凸台都具有凸台直径。在本实施例的一个示例中，支架还包括第二肋，其布置在框架第二侧。第二肋与第二凸台邻接设置，并相对于竖直铸造取向竖直向上延伸至外围凸台。在一个示例中，第二肋具有至少是凸台直径70％的宽度，并相对于第二凸台以至少3°的拔模斜度自第二凸台延伸。

26、在一个实施例中，至少一个支撑腿设置在相对于限定第二腿的竖直铸造取向的竖直位置上。在本实施例中，送料机构还包括侧立管，其设置到所述铸塑模具的第二腿并在相应立管接触区处与所述铸塑模具的第二腿流体连通。侧立管设置成具有熔融金属材料流动通过的连接器。连接器具有与至少一个模制腔体流体连通的颈部。而且，连接器具有设置成在立管接触区域处延伸到至少一个模制腔体的开口端，立管接触区域限定相对于水平面至少45°的立管连接角度。

27、在另一个实施例中，第一金属材料包括：7.0wt％硅(si)、0.4wt％镁(mg)、0.14wt％铁(fe)以及余量为铝(al)。

28、根据本公开的又一个方面，提供一种燃料电池的铸铝倾斜浇注燃料电池支架。支架包括多个支撑腿，其相互连接设置以限定具有第一侧和第二侧的用于支撑燃料电池的框架。框架具有用于铸造支架的水平和竖直铸造取向。每个支撑腿都具有围绕其的外围边缘。而且，每个支撑腿都具有相对于框架第二侧上的竖直铸造取向形成于外围边缘上的第一外脊和第二外脊。此外，外脊中的每一个都在第二侧沿着其进行延伸。至少一个支撑腿具有远离外围边缘形成的一个内脊并且在第二侧上横跨其延伸。

29、支架还包括多个外围凸台，其形成于框架第二侧，用于进行结构附接。每个外围凸台都具有凸台直径。而且，每个外围凸台都形成于支撑腿中的一个上，并与第一外脊和内脊中的一个邻接。

30、支架还包括多个主肋，其布置于框架第二侧，以实现结构完整性。每个主肋都与一个外围凸台邻接布置，并相对于限定立管接触区域的竖直铸造取向竖直向上延伸至第一外脊。而且，每个主肋的宽度都是凸台直径的至少70％，并且每个主肋都相对于外围凸台以至少3°的拔模斜度自外围凸台延伸。

31、在一个实施例中，支架还包括至少一个第二凸台，其与框架第二侧的一个外围凸台相邻布置，并相对于竖直铸造取向自一个外围凸台向下设置。每个第二凸台都具有凸台直径。

32、在另一个实施例中，支架还包括第二肋，其布置在框架第二侧。第二肋与第二凸台邻接设置，并相对于竖直铸造取向竖直向上延伸至外围凸台。

33、在又一个实施例中，第二肋具有至少是凸台直径70％的宽度，并相对于第二凸台以至少3°的拔模斜度自第二凸台延伸。

34、根据本文提供的描述，进一步的适用领域将变得显而易见。应该理解，说明书和具体示例仅仅是为了说明的目的，而不是旨在限制本公开的范围。