专利名称：具有加热冷却系统的轻质高强复合材料在线成形用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及复合材料成形技术领域，特别是一种轻质高强复合材料模压成形用模 具加热冷却系统。
背景技术：
轻质高强复合材料直接在线成形技术是指将长纤维与热塑性树脂、功能性填料等 在共混、浸溃设备中有效复合，经精确称量、保温输送、快速模压成形等工艺直接得到热塑 性复合材料制品，该技术具有生产效率高、自动化程度高、工艺调节灵活、产品强度高、可设 计性强、成本低等优点。与传统的复合材料制造技术相比，轻质高强复合材料直接在线成形 技术省却了中间工艺环节，可直接采购基础原材料一次加工成型，不需半成品加工过程，仅 这环节可至少降低20%的成本，且成形制件纤维长度可控、纤维分布均匀，可提供更加优异 的强度、硬度、抗冲击性、抗疲劳性，能替代汽车、工程机械、舰船、建筑等领域中现有的钢铁 结构部件，市场容量大、应用广泛。为了实现高效、快速生产，轻质高强复合材料直接在线成 形技术要求成形模具能够快速加热、快速冷却，这对模具加热冷却系统提出较高要求，目前 国内对轻质高强复合材料直接在线成形技术专用模具加热冷却系统的研究较少。发明内容
本发明目的在于针对以上问题提供一种轻质高强复合材料模压成形用模具加热 冷却系统。
本发明包括凸模、凹模，所述凹模配合设置在凸模的下方，在所述凸模下表面的两 侧分别设置厚度定位槽，在所述两个厚度定位槽之间的凸模上间隔设置若干凸模加热管道 和凸模冷却管道；在所述凹模上表面的两侧分别设置与厚度定位槽对应的支撑凸起，在所 述两个支撑凸起之间的凹模上间隔设置若干凹模加热管道和凹模冷却管道。
本发明在操作过程中，当热坯料从保温输送装置抓取放置到凹模上时，在程序控 制系统指令下，双通道加热冷却系统的油泵提供一定压力、一定量的150°C导热油进入凸模 加热管道以及凹模加热管道，通入导热油的同时合模；合模完成后凸模冷却管道以及凹模 冷却管道执行注入程序，注入一定压力、一定量的10°C冷却水，同时凸模加热管道以及凹模 加热管道执行排出程序，保压一段时间后开模；开模过程中，涂抹冷却管道以及凹模冷却管 道执行排出程序同时凸模加热管道以及凹模加热管道执行注入程序；注入及排出完成后， 下一件热坯料放置在凹模上，合模，进入下一件操作周期。
本发明与传统电加热、水冷却的加热冷却方案相比，双通道加热冷却方案可以实 现对模具进行快速加热、快速冷却，且可实现加热与冷却模式的快速切换，满足轻质高强复 合材料在线模压成形工艺要求，实现快速模压、快速固化，可提高整条模压生产线的生产效率。
本发明所述凸模加热管道的直径为凸模冷却管道的直径的两倍。凸模与热坯料接 触时间较短，模压热坯料成形后，凹、凸模同时进行冷却固化操作，凸模温度经多次反复成形周期后有温度降低的趋势，故凸模冷却管道采用的是较小直径管道、凸模加热管道采用 较粗直径管道，便于凸模实现快速降温、升温。
本发明所述凹模冷却管道的直径为凹模加热管道的直径的两倍。加热冷却系统主 要起降温作用，故凹模冷却管道采用较粗直径管道、凹模加热管道采用较细直径管道，便于 实现快速降温。
本发明所述凸模加热管道的直径与凹模冷却管道的直径相等；所述凸模冷却管道 的直径与凹模加热管道的直径相等，使各处加热、冷却效率近似相等。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括凸模1、凹模2，凹模2配合设置在凸模I的下方，在凸模 I下表面的两侧分别设置厚度定位槽3，在两个厚度定位槽3之间的凸模I上间隔设置若干 凸模加热管道4和凸模冷却管道5，凸模加热管道4的直径为凸模冷却管道5的直径的两 倍；在凹模2上表面的两侧分别设置与厚度定位槽3对应的支撑凸起6，在两个支撑凸起6 之间的凹模2上间隔设置若干凹模加热管道7和凹模冷却管道8，凹模冷却管道8的直径为 凹模加热管道7的直径的两倍；凸模加热管道4的直径与凹模冷却管道8的直径相等；凸模 冷却管道5的直径与凹模加热管道7的直径相等。
权利要求
1.具有加热冷却系统的轻质高强复合材料在线成形用模具，包括凸模、凹模，所述凹模配合设置在凸模的下方，在所述凸模下表面的两侧分别设置厚度定位槽，其特征在于在所述两个厚度定位槽之间的凸模上间隔设置若干凸模加热管道和凸模冷却管道；在所述凹模上表面的两侧分别设置与厚度定位槽对应的支撑凸起，在所述两个支撑凸起之间的凹模上间隔设置若干凹模加热管道和凹模冷却管道。
2.根据权利要求1所述模具，其特征在于所述凸模加热管道的直径为凸模冷却管道的直径的两倍。
3.根据权利要求1所述模具，其特征在于所述凹模冷却管道的直径为凹模加热管道的直径的两倍。
4.根据权利要求1所述模具，其特征在于所述凸模加热管道的直径与凹模冷却管道的直径相等；所述凸模冷却管道的直径与凹模加热管道的直径相等。
全文摘要
具有加热冷却系统的轻质高强复合材料在线成形用模具，涉及复合材料成形技术领域，本发明包括凸模、凹模，所述凹模配合设置在凸模的下方，在所述凸模下表面的两侧分别设置厚度定位槽，在所述两个厚度定位槽之间的凸模上间隔设置若干凸模加热管道和凸模冷却管道；在所述凹模上表面的两侧分别设置与厚度定位槽对应的支撑凸起，在所述两个支撑凸起之间的凹模上间隔设置若干凹模加热管道和凹模冷却管道。本发明可以实现对模具进行快速加热、快速冷却，且可实现加热与冷却模式的快速切换，满足轻质高强复合材料在线模压成形工艺要求，实现快速模压、快速固化，可提高整条模压生产线的生产效率。
文档编号B29C33/04GK103056991SQ20131001768
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者任明伟, 范广宏, 颜昌海, 李魏巍 申请人:江苏莘翔机电有限公司, 机械科学研究总院先进制造技术研究中心