压缩成型模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及压缩成型模具。具体而言，提供了一种压缩成型模具，包括上模和下模，其特征在于，围绕所述上模或所述下模安装有接收待成型材料的框形的模架，所述模架能够相对于其所围绕安装的所述上模或所述下模在合模方向上运动，并且在进行合模之前，所述模架与所述上模和所述下模在合模方向上距离开。由于该压缩成型模具与模架连为一体，模架只用于压缩成型步骤，因此大大缩减了需准备的模架的数量，减小了产能投资，降低了生产成本。另外，由于模架不再用于压缩成型前的待成型材料加热阶段，不会处于高温，无需待其冷却即可立刻进行下一压缩成型过程，因此不仅完全消除了操作人员被烫伤的风险，还进一步提高了生产效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及压缩成型模具。 压缩成型模具
【背景技术】
[0002] 预浸料(英文为"PREPREG"）是一种常用的制造复合材料的中间材料，通常由树脂 基体与浸渍在该基体中的增强体(例如：纤维或织物)构成。由于包含增强体，预浸料具有较 高的机械强度，经常用于制造局部区域或整个区域需要加强的部件，例如机动车部件。市场 上购买到的预浸料通常是片状或者卷状。为了制造具有复杂三维形状的机动车部件，已知 一种使用热塑性宽幅预浸料制成的半成品（术语"半成品"是指尚未制造完工为最终产品， 仍需进一步加工的中间产品）的工业方法主要包含以下步骤：
[0003] -将购买的热塑性宽幅预浸料半成品切割成合适的形状和尺寸；
[0004]-将切割好的待成型材料铺设于模架上，并与模架一起送入炉具中进行加热；
[0005] -从炉具中撤出模架和软化的待成型材料，并将它们一起转移至压缩成型模具 中；
[0006]-对模架上的待成型材料进行压缩成型。
[0007] 在该方法中除第一步切割步骤以外，待成型材料在压缩成型完成前一直被铺设于 模架之上，因此需要对模架和待成型材料共同进行操作。已知在现有技术中存在不同的对 待成型材料进行支承的装置，比如弹簧装置、夹式装置、爪式装置等，这些装置可以是固定 不动的或者可移动的。然而，现有技术具有如下所述的诸多弊端。
[0008] 首先，由于模架与待成型材料一同经历加热步骤，为容纳模架所需的炉具尺寸较 大，导致不必要的能源消耗。并且，在将模架与其上的待成型材料送入炉具或撤出炉具时都 需要机械臂来进行转运，通常为钢制的模架与宽幅的待成型材料一起的重量使得必须使用 昂贵的大功率机械臂。更为不便的是，单个模架在经历加热压缩成型之后冷却下来才能再 度使用，导致模架的使用周期长。于是为了减少炉具和模具等设备的空闲时间和并行制造 多个部件，不得不同时使用多个模架。这就增大了企业的产能投资，提高了生产成本，并且 存在操作人员被高温模架烫伤的风险。 实用新型内容
[0009] 为解决上述弊端，本实用新型提供了一种压缩成型模具，包括上模和下模，其特征 在于，围绕所述上模或所述下模安装有接收待成型材料的框形的模架，所述模架能够相对 于其所围绕安装的所述上模或所述下模在合模方向上运动，并且在进行合模之前，所述模 架与所述上模和所述下模在合模方向上距离开。
[0010] 根据本实用新型，压缩成型模具与模架连为一体，且模架只用于压缩成型步骤，因 此大大缩减了需准备的模架的数量，减小了产能投资，降低了生产成本。另外，由于模架不 再用于压缩成型前的待成型材料加热阶段，不会处于高温，无需待其冷却即可立刻进行下 一压缩成型过程，因此不仅完全消除了操作人员被烫伤的风险，还进一步提高了生产效率。 在加热步骤中将只对待成型材料进行加热，再用机械臂将加热好的待成型材料运送并铺设 在模具中的模架上，从而避免了需要与待成型材料一起加热和运送模架。并且，由于模架能 够相对于其所围绕安装的上模或下模在合模方向上运动，因此模架能够在上下模完全闭合 前带着铺设在其上的待成型材料在合模方向上移动，配合合模过程，从而获得理想的压缩 成型效果。进一步地，在进行合模之前模架与上模和下模在合模方向上距离开，使得温度较 高的待成型材料不与温度较低的上下模相接触，从而避免了加热好的待成型材料过早冷却 而硬化，这不利于待成型材料在模架上的铺设和随后的成型。
[0011] 按照本实用新型的压缩成型模具还可以包含以下技术特征中的一个或多个： [0012] 优选地，所述模架被安装在所述下模上。这样便于机械臂实现对待成型材料的装 卸操作。当所述压缩成型模具进行合模时，所述上模向着所述下模平移，从而推动所述模架 也向着所述下模平移。
[0013] 优选地，所述模架包括所述待成型材料的支承装置，所述待成型材料的支承装置 分布在所述模架的内周上。
[0014] 优选地，所述待成型材料的支承装置是针式装置。
[0015] 优选地，所述针式装置包括分布在所述模架的内周上并能够在所述模架的径向方 向上移动的多个推杆，每个推杆的一端连接针。
[0016] 优选地，所述每个推杆的另一端连接致动推杆的弹簧或导向缸。这样，各个推杆通 过针向待成型材料施加的力更加可控，从而可以更好地适应该材料在压缩成型过程中因变 形而产生的位移。
[0017] 优选地，所述压缩成型模具还包括所述模架的多个缓冲装置，所述缓冲装置的一 端固定在所述模架的边框上，另一端固定在所述下模上。当合模时，所述上模推动所述模架 向着所述下模平移，所述缓冲装置能够提供给所述模架向着所述上模运动的反向作用力， 以使得所述模架与其上的待成型材料一起以理想的速度逐渐地向着所述下模平移，避免了 所述模架与待成型材料的运动过快。当开模时，所述缓冲装置提供给所述模架的向着所述 上模运动的作用力使得所述模架向上升起，回复到与所述上模和所述下模距离开的准备位 置。
[0018] 优选地，所述缓冲装置是气动缸或液压缸。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面将参照附图对本实用新型作进一步的详细说明。本领域技术人员容易理解的 是，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中相 同的附图标记表示相同或相似的部件。为了说明的目的，这些图并非完全按比例绘制。
[0020] 图1示意性地示出了根据本实用新型一种实施方式的压缩成型模具的俯视图；
[0021] 图2示意性地示出了根据本实用新型另一实施方式的压缩成型模具的俯视图；
[0022] 图3示意性示出了在根据本实用新型的压缩成型模具中包括的用于支承待成型 材料的针式装置，其中图（a)至（c)分别示出了该针式装置的推杆的三种不同的实施方式； 以及
[0023] 图4至图8示意性地示出了利用本实用新型的压缩成型模具的压缩成型过程。
【具体实施方式】
[0024] 图1示意性地示出了根据本实用新型一种实施方式的压缩成型模具1的俯视图。 在本实施方式中，模具1包括上模10 (在此未示出）、下模20以及围绕安装在下模20上的 可相对于下模20移动的模架30。框形的模架30包括支承待成型材料40的多个支承装置 32,其分布在模架30的内周上，彼此隔开，用于固定和支承由机械臂50转运过来的待成型 材料40。应理解，模架30也可围绕着上模安装。
[0025] 支承装置32可以是固定不动的或者可移动的弹簧装置、夹式装置、爪式装置等， 优选地是针式装置。并且，支承装置32优选地可移动，从而适应于不同形状和尺寸的待成 型材料，以将其铺设得既快又好。应理解，支承装置32的数量不限于图示，而是取决于待成 型材料40的形状和尺寸。如图2所示，在根据本实用新型的压缩成型模具Γ的另一实施 方式中，在模架30'的内周上分布了6个针式装置32'。
[0026] 针式装置32'利用推杆322来推动一端的针324在模架的径向方向前或向后平移， 如图3(a)所示。另外，该推杆也可由连接在与针324相对的另一端的弹簧326或导向缸 328来致动，如图3 (b)和图3 (c)中分别所示。这样，各个推杆通过针向待成型材料施加 的力更加可控，从而可以更好地适应该材料在压缩成型过程中因变形而产生的位移。
[0027] 可预先根据待成型材料40'的形状和尺寸设置好针324的位置。当机械臂将待成 型材料40'转运至模架30'上时，推杆322-端的针324刺破待成型材料40'，从而将待成 型材料40'固定并支承在适当的位置。由于针324相对于模架可移动，在压缩成型过程中 可对针324的位置进行调节，以保持对待成型材料40'的张力，避免待成型材料40'出现不 希望的褶皱或者位移，影响随后的压缩成型效果。
[0028] 根据本实用新型的压缩成型模具还包括模架30或30'的多个缓冲装置（图4至8 中示出），其优选地是气动缸或液压缸。这些缓冲装置的一端固定在模架的边框上，另一端 固定在模架所围绕安装在的上模或下模上。在模架围绕安装在下模上的情况下，当合模时， 上模推动模架向着下模平移，这时缓冲装置提供给模架向着上模运动的反向作用力，使得 模架与其上的待成型材料一起以理想的速度逐渐地向着下模平移，避免了模架与待成型材 料的运动过快。当开模时，缓冲装置提供给模架的向着上模运动的作用力还能使得模架向 上升起，回复到与上模和下模距离开的准备位置。
[0029]下文将参照示意性的图4至图8来描述利用本实用新型的压缩成型模具的压缩成 型过程。
[0030] 如图4所示，在压缩成型的准备位置，铺设有加热好的待成型材料的模架30与上 模10和下模20在合模方向上距离开，使得温度较高的待成型材料40 (-般为300°C)不与 温度较低的上下模(一般为80°C至150°C)相接触，从而避免了加热好的待成型材料40过早 冷却而硬化，这不利于待成型材料40在模架30上的铺设和随后的成型。
[0031] 图5至图8示出了合模过程。如图所示，上模10向下平移，其两侧设置的端块12 在接触到模架30后推动模架30-起向下平移。这时，模架30的上述缓冲装置34提供模 架向上运动的反向作用力。上模10与缓冲装置34-起作用的结果使得模架30与其上的 待成型材料40-起以理想的速度逐渐地向下平移，在此过程中待成型材料40与上下模逐 渐接触，直至上下模完全闭合，成型完成。
[0032] 与现有技术相比，根据本实用新型的压缩成型模具至少具有以下优点：
[0033]-为并行进行切割、加热、转运、成型这四个步骤所需的模架数量减少，减少了产能 投资，从而降低了生产成本；
[0034]-模架不离开模具，也不参与待成型材料的加热过程，不会处于高温，从而杜绝了 必须快速铺设下一张待成型材料时热模架烫伤操作人员的可能性；以及
[0035] -可以缩短生产周期，例如使之小于1分钟，从而大大提高生产效率。
[0036] 附图和以上说明描述了本实用新型的非限制性特定实施例。为了教导发明原理， 已简化或省略了 一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施例的变型落在本实 用新型的范围内。本领域技术人员应该理解上述特征能够以各种方式结合以形成本实用新 型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于上述特定实施例，而仅由权利要求和它们的等 同物限定。
【权利要求】
1. 一种压缩成型模具，包括上模和下模，其特征在于，围绕所述上模或所述下模安装有 接收待成型材料的框形的模架，所述模架能够相对于其所围绕安装的所述上模或所述下模 在合模方向上运动，并且在进行合模之前，所述模架与所述上模和所述下模在合模方向上 距离开。
2. 如权利要求1所述的压缩成型模具，其特征在于，所述模架被安装在所述下模上。
3. 如权利要求1或2所述的压缩成型模具，其特征在于，所述模架包括所述待成型材料 的支承装置，所述待成型材料的支承装置分布在所述模架的内周上。
4. 如权利要求3所述的压缩成型模具，其特征在于，所述待成型材料的支承装置是针 式装置。
5. 如权利要求4所述的压缩成型模具，其特征在于，所述针式装置包括分布在所述模 架的内周上并能够在所述模架的径向方向上移动的多个推杆，每个推杆的一端连接针。
6. 如权利要求5所述的压缩成型模具，其特征在于，所述每个推杆的另一端连接致动 推杆的弹簧或导向缸。
7. 如权利要求2所述的压缩成型模具，其特征在于还包括所述模架的多个缓冲装置， 所述缓冲装置的一端固定在所述模架的边框上，另一端固定在所述下模上。
8. 如权利要求7所述的压缩成型模具，其特征在于，所述缓冲装置是气动缸或液压缸。
【文档编号】B29C70/54GK203864031SQ201320839025
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】派垂克·博思格 申请人:全耐塑料公司