树脂传递模塑成型用模具的制作方法

本实用新型涉及复合板材成型技术领域，尤其涉及一种树脂传递模塑成型用模具。

背景技术：

树脂传递模塑成型(RTM)工艺是先将纤维增强织物置于模具中形成一定的形状，再将树脂注入树脂传递模塑成型(RTM)模具、浸渍纤维增强织物并固化的一种复合材料生产工艺，是纤维增强复合材料(FRP)的主要成型工艺之一。树脂传递模塑成型(RTM)工艺的最大特点是污染小，为闭模操作系统。采用树脂传递模塑成型(RTM)工艺制备纤维增强复合材料(FRP)板材过程中，可以通过控制垫片的厚度精确的控制纤维制品的纤维质量分数，使得纤维制品的性能达到最优值。

实验室中使用树脂传递模塑成型(RTM)模具进行真空灌注工艺制取测试试样时，一般会经历如下几个步骤：(1)裁取所需纤维基材的尺寸和配备相应的树脂和固化剂体系；(2)铺放纤维层于树脂传递模塑成型(RTM)第一模具和第二模具间并合模；(3)连接管路并抽真空；(4)灌注树脂后待体系固化；(5)取出纤维增强复合材料(FRP)板材并进行切割；(6)对纤维增强复合材料(FRP)板材进行打磨并粘贴加强片；(7)对板材进行切割成试样；(8)对试样进行测试。目前常规树脂传递模塑成型(RTM)模具合模方式为螺栓紧固，使用扭力扳手扭紧螺栓以紧固树脂传递模塑成型(RTM)第一和第二模具，提供螺栓紧固力。

采用扭力扳手扭紧螺丝固定第一模具和第二模具，具有以下几个缺点：影响工作效率、浪费时间。在常规的树脂传递模塑成型(RTM)模具中，固定第一模具和第二模具的螺丝多达16个以上，在进行铺布工艺前需要将第一模具和第二模具拆分开，铺布完成后又需要人工将第一模具和第二模具扭紧，浪费时间和影响工作效率；螺丝个头较小易丢失，也容易使螺丝上的油污沾染到操作人员的手；使用扭力扳手扭紧螺丝固定第一模具和第二模具，第一模具和第二模具的连接点只是螺丝提供的16个点，受力方式为点受力，易导致整个模具局部受力不均匀，不能保证制备纤维增强复合材料(FRP)板材的厚度均一性，造成纤维增强复合材料(FRP)板材的厚度存在一定的离散，影响测试结果。

技术实现要素：

本实用新型提供一种模具及其使用方法，以解决现有技术中固定第一模具和第二模具效率低下且注塑成型后板材受力不均的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种模具，该模具包括第一模具和第二模具，该模具还包括电磁吸合装置，电磁吸合装置设置在第一模具和/或第二模具上，电磁吸合装置用以将第一模具和第二模具吸合。

进一步地，电磁吸合装置包括第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁设置在第一模具上，第二电磁铁设置在第二模具上。

进一步地，电磁吸合装置包括第一电磁铁和第一铁磁性元件，第一电磁铁设置在第一模具和第二模具中的一个上，第一铁磁性元件设置在第一模具和第二模具中的另一个上。

进一步地，电磁吸合装置包括第一电磁铁，第一电磁铁设置在第一模具和第二模具中的一个上，第一模具和第二模具中的另一个由铁磁性材料制成。

进一步地，第一模具和第二模具上设有用于在第一模具和第二模具连接时进行定位的定位机构。

进一步地，第一模具是上模具，第二模具是下模具，第一模具的重量小于第二模具的重量。

进一步地，模具还包括电源和控制装置，电磁吸合装置与电源连接，控制装置用于控制电磁吸合装置吸合或者断开。

进一步地，模具是树脂传递模塑成型用模具。

进一步地，树脂传递模塑成型用模具还包括垫片，垫片设置在第一模具和第二模具之间，垫片由刚性的非磁性材料制成。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

通过在第一模具和/或第二模具上设置电磁吸合装置，代替使用螺栓紧固第二模具的方式，在实际操作时，能够省去紧固螺栓所需要的时间，有效提高了工作效率；同时，电磁吸合装置能够提供持续恒定的吸合力，能够更好地实现合模，并且电磁吸合装置的吸合力的大小可控，可以使第一模具和第二模具合模时均匀地受力，而且相较于现有技术中使用螺栓紧固第一模具和第二模具，第一模具1与第二模具2之间的受力方式为面受力，电磁吸合装置可增大第一模具与第二模具在合模时的受力面积，可有效地保证注塑成型的产品具有均匀的厚度以及良好的力学性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的模具的示意性结构图；

图2为本实用新型实施例的第一模具的示意性结构图；

图3为本实用新型实施例的第二模具的示意性结构图。

附图标记说明：

1、第一模具；11、抽气孔；12、灌注孔；13、把手；2、第二模具；21、固定装置；3、电磁吸合装置；31、第一电磁铁；32、第二电磁铁；4、定位机构；41、第一定位孔；42、定位销；43、第二定位孔；5、垫片。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型实施例的示例性实施例。

实施例一

结合参考图1至图3，本实用新型实施例一提供了一种模具，该模具包括第一模具1和第二模具2，该模具还包括电磁吸合装置3，电磁吸合装置3设置在第一模具1和/或第二模具2上，电磁吸合装置3用以将第一模具1和第二模具2吸合。

本实用新型实施例提供的模具，通过在第一模具1和/或第二模具2上设置电磁吸合装置3，代替使用螺栓紧固第二模具的方式，省去了紧固螺栓所需要的时间，有效提高了工作效率，同时，电磁吸合装置3能够提供持续恒定的吸合力，能够更好地实现合模，使得第一和第二模具受力均匀，而且由于采用了电磁吸合装置进行合模，第一模具1与第二模具2之间的受力方式为面受力，增大了第一模具1与第二模具2在合模时的受力面积，使第一模具1与第二模具2之间的连接更加稳定，进而可有效地保证注塑成型的产品具有均匀的厚度以及良好的力学性能。

在本实用新型实施例中，第一模具1为上模具，第二模具2为下模具，但不限于上下布置的方式，也可以将第一模具1与第二模具2左右布置或以其他任意方式布置。

具体地，该电磁吸合装置3包括第一电磁铁31和第二电磁铁32。其中，第一电磁铁31设置在第一模具1上，第二电磁铁32设置在第二模具2上。当通电后，第一电磁铁31与第二电磁铁32在相对的一侧产生相反的极性，相互吸引。通过第一电磁铁31与第二电磁铁32的吸合，从而完成对第一和第二模具合模的目的。

进一步地，设置在第一模具1上的第一电磁铁31的数量可以为一个也可以为多个并沿第一模具1的周向均匀布置。同样，设置在第二模具2上的第二电磁铁32的数量也可以为一个或多个，并沿第二模具2的周向均匀的布置。当第一模具1和第二模具2相连接时，第一电磁铁31与第二电磁铁32的位置相对应。优选地，在第一模具1和第二模具2上分别位置相对的设置多个第一电磁铁31和第二电磁铁32，且第一电磁铁31与第二电磁铁32一一对应地设置在第一模具1和第二模具2上。这样布置可使得第一和第二模具在合模时受力均匀，从而保证注塑成型的产品具有平整、光滑的外观，以保证其力学性能。同时，第一电磁铁31和第二电磁铁32的磁力大小以能够保证第一模具1和第二模具2在合模时完全密封为准。

优选地，第一电磁铁31和第二电磁铁32的材料可选用消磁较快的阮铁或硅钢等材料制成，这样保证了当通电后会立刻产生磁性，断电后磁性立刻消失，不会影响合模、脱模等工序的进行。选用电磁铁作为电磁吸合装置3，当需要调整电磁吸合装置3的磁力大小时，可通过改变电流强弱或线圈的匝数来调整，不仅调整方便，而且能够精确地控制、改变磁力的大小，进而使模具受力均匀。

优选地，为了保证电磁铁的磁力效果，可将电磁铁设置成条形或者U型，以使其更容易被磁化。

另外，在上述实施例中，设置在模具中的第一电磁铁31和/或第二电磁铁32不仅可用来将第一模具1和第二模具2进行吸合、固定，还可以通过电磁吸合装置3的电磁感应来加热模具内所填充的材料。

在实施例一的变形方式一中，电磁吸合装置3包括第一电磁铁31和第一铁磁性元件，第一电磁铁31设置在第一模具1或者第二模具2上，对应的，第一铁磁性元件设置在第二模具2或者第一模具1上。进一步地，第一电磁铁31的数量可以为一个也可以为多个并沿第一模具1或第二模具2的周向均匀布置。同样，第一铁磁性元件的数量也可以为一个或多个，并沿第二模具2或第一模具1的周向均匀布置。当第一模具1和第二模具2相连接时，第一电磁铁31与第一铁磁性元件的位置相对应。优选地，第一电磁铁31与第一铁磁性元件均为多个，且位置相对地设置第一和第二模具上。

优选地，在变形方式一中，该第一铁磁性元件选择由硅钢或者铁镍系合金等软磁性材料制成，这样可保证当第一电磁铁31通电时，可将第一铁磁性元件牢牢吸合住，从而保证第一模具1和第二模具2的合模效果，进而确保了合模时的密封性。

在实施例一的变形方式二中，电磁吸合装置3包括第一电磁铁31，第一电磁铁31设置在第一模具1或第二模具2中的一个上，第一模具1或第二模具2中的另一个由铁磁性材料制成。这样设置省去了布置第二电磁铁32或第一铁磁性元件的步骤，进一步简化了合模的工序步骤。

进一步地，在变形方式二中，该铁磁性材料可选用硅钢或铁镍系合金等软磁性材料制成。当第一电磁铁31通电后，可将另一半模具牢牢吸附，从而完成合模的步骤。

再进一步地，在变形方式二中，可在其中一个模具上均匀设置多个第一电磁铁31，从而使得第一和第二模具合模时，能够产生均匀的磁力，进而保证注塑成型的产品能够具有良好的外形及力学性能。

为了方便地控制电磁吸合装置3的状态，本实用新型实施例提供的模具还包括有电源和控制装置，电磁吸合装置3与电源连接，控制装置用于控制电磁吸合装置3的吸合或断开，从而实现将第一模具1和第二模具2合模、脱模的目的。

本实用新型实施例提供的模具，在第一模具1和第二模具2上还设置有用于在第一模具1和第二模具2连接时进行定位的定位机构4。该定位机构4包括设置在第一模具1上的第一定位孔41和设置在第二模具2上的定位销42。也就是说，当第一模具1和第二模具2进行合模时，通过定位销42与第一定位孔41的配合，可更好的将第一模具1与第二模具2对齐并合模。当然，在其他的一些实施例中，也可通过其他方式实现将第一模具1和第二模具2完成定位的目的。

参考图2和图3，如图2所示，本实用新型实施例提供的第一模具1，在其上还设置有抽气孔11和灌注孔12。优选的，抽气孔11设置在第一模具1的四个顶角，这样可更快的完成对模具内抽真空的操作。灌注孔12设置在第一模具1的中间位置，这样可保证在灌注填充材料时，填充材料可均匀地注满模具。

一般的，模具在脱模时，操作很不方便，而且容易造成注塑产品表面的磕损。因此，为了解决这一问题，本实用新型实施例提供的第一模具1的重量小于第二模具2的重量，这样一来，通过改变第一模具1的重量保证了操作人员可以方便独立地将第一模具1移开，进而完成脱模工作。如图2所示，为了进一步方便操作人员能够完成脱模工作。

在本实用新型实施例提供的第一模具1上还设置有把手13。再进一步地，把手13对称地设置在第一模具1上，这样设置不仅保证了操作人员可以方便地移除第一模具1，还保证了在移除第一模具1时不会因为第一模具1的受力不均对注塑成型的产品产生磕碰。

进一步地，为了方便脱模，如图3所示，在本实用新型实施例提供的第二模具2上，还设置有固定装置21。固定装置21可将第二模具2固定在地面上或其他平台上，也可在第一和第二模具合模时作为模具整体的固定装置。

在本实用新型实施例中，该模具不仅可以用在普通模具中，更可以用于树脂传递模塑成型用模具(即RTM模具)。RTM模具还包括垫片5，垫片5设置在第一模具1和第二模具2之间，该垫片5由刚性的非磁性材料制成。由于RTM工艺是通过控制垫片5厚度的方式控制纤维制品的纤维质量含量，因此所使用的RTM模具内表面必须提供足够的刚性，以确保在灌注过程中FRP板材表面平整，能够提供厚度均一的FRP板材。因此，本实用新型实施例提供的RTM模具，是由碳钢或合金钢等刚性高的材料制成。同时，为了保证电磁吸合装置的吸合效果，垫片5由非磁性材料制成，例如含镍的镍铬不锈钢材料等。

为了方便第一模具1和第二模具2的定位，在垫片5上还开设有第二定位孔43。当需要合模时，只需要将第二模具上的定位销42分别穿过第一定位孔41和第二定位孔43即可实现第一模具1和第二模具2的定位功能。

实施例二

实施例二提供了一种模具的使用方法，应用于实施例一的模具，该使用方法包括：控制电磁吸合装置3吸合进而将第一模具1和第二模具2固定连接。通过在模具中设置电磁吸合装置3，省去了紧固螺栓等步骤，极大地节省了加工时间，提高了生产效率。

在此基础上，本方法不仅仅适用于普通模具，还适用于RTM模具，具有很大的适用范围。

进一步地，该方法使用的是实施例一中的RTM模具，该使用方法包括：在第一模具1和第二模具2之间铺设填充材料，填充材料可包括纤维基材、树脂和固化剂等，控制电磁吸合装置3吸合将第一模具1和第二模具2固定连接。使用这种方法来制作纤维增强复合材料(即FRP)，可精确的控制纤维制品的纤维质量分数，使得纤维制品的性能达到最优值。同时，制备的FRP板材厚度均一，能够提供稳定的实验数据，保证实验的可重复操作性和结果精确性，避免了测试所用的FRP板材厚度不均一的现象，从而避免了实验结果不精确的可能性，也就更好的相关的研发设计提供了更好的指导作用。

本实用新型实施例提供的模具及其使用方法具有如下有益效果：

通过在第一模具和/或第二模具上设置电磁吸合装置，代替了使用螺栓紧固第一和第二模具，省去了紧固螺栓所需要的时间，有效提高了工作效率，同时，电磁吸合装置能够提供持续恒定的吸合力，能够更好地实现合模，使得第一和第二模具受力均匀，而且由于采用了电磁吸合装置进行合模，第一模具与第二模具之间的受力方式为面受力，增大了第一模具与第二模具在合模时的受力面积，使第一模具与第二模具之间的连接更加稳定，进而可有效地保证注塑成型的产品具有均匀的厚度以及良好的力学性能。另外，本实用新型实施例提供的模具不仅仅可以应用在普通模具中，也可以应用于RTM模具中。使用本实用新型实施例提供的RTM模具，可精确的控制纤维制品的纤维质量分数，使得纤维制品的性能达到最优值。同时，制备出的FRP板材厚度均一，能够提供稳定的实验数据，保证实验的可重复操作性和结果精确性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。