一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具的制作方法

1.本实用新型涉及碳纤维复合材料成型技术领域，特别是涉及一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具。


背景技术：

2.碳纤维复合材料具有较高的比强度和比刚度，较好的抗冲击性,并具有独特的纤维纹理外观，可作为金属材料的替代品运用于汽车外饰件。同时，碳纤维复合材料具有较好的吸振效果，对撞击有较大的缓冲作用，且减少撞击碎片的产生，提高了安全性。热压罐工艺和模压工艺作为复合材料广泛使用的传统成型方式，也受到了汽车复合材料轻量化制造厂商的诸多青睐。
3.热压罐工艺具有成型温度和压力均匀，成型制品外观质量好，但存在设备投入大，单件生产成本高、效率低的缺点；模压工艺具有成型效率高，设备投入低的优点，缺点是成型制品外观质量不高，易存在针孔，贫脂等缺陷。现有碳纤维成型模具，只能适用于一种成型工艺，热压罐工艺或模压工艺，对于不同产品需要不同成型工艺时，需要准备适用于不同工艺的成型模具，导致模具开发量大、成本高，存放不方面。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合材料成型用模压和热压罐工艺共用模具，能够解决现有技术中存在的上述问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具，包括上模和下模，所述上模和下模之间构成模具型腔；还包括气袋和切换滑块，所述切换滑块嵌置在所述上模和下模的一侧，并位于所述模具型腔的外部，所述气袋的袋体内置在所述模具型腔内，并位于待成型碳纤维制品内部，其袋口通过所述切换滑块伸出模具。
6.在本实用新型一个较佳实施例中，所述切换滑块包括上滑块和下滑块，其中，所述下滑块和上滑块分别固定在所述下模和上模上，所述下滑块的上表面带有凹槽，与所述上滑块之间构成所述气袋袋口的通道。
7.在本实用新型一个较佳实施例中，所述气袋为尼龙气袋。
8.在本实用新型一个较佳实施例中，所述气袋的壁厚为0.05～0.09mm。
9.在本实用新型一个较佳实施例中，所述凹槽为喇叭形结构，其小口径端朝向所述模具的外部。
10.在本实用新型一个较佳实施例中，所述凹槽为矩形结构。
11.在本实用新型一个较佳实施例中，所述模具还包括真空袋，所述真空袋套置所述上模，并与所述下模的外周密封固定；所述真空袋还与所述气袋伸出所述切换滑块的部分密封固定。
12.在本实用新型一个较佳实施例中，所述下模上还带有第一滑块和第二滑块，所述
第一滑块拆卸式安装在所述下模相对于所述切换滑块的一侧；所述第二滑块拆卸式安装在所述下模相邻与所述切换滑块的一侧。
13.在本实用新型一个较佳实施例中，所述下模上第一滑块和第二滑块的分型线位于碳纤维制品的r角中心线处。
14.在本实用新型一个较佳实施例中，所述模具的上模和下模内均匀分布有加热管道。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具，通过换型滑块的设计，结合真空袋，可以分别满足模压工艺和热压罐工艺的使用要求，实现一模两用，提高了模具的利用效率，节约模具开发成本；通过气袋的设计使用，实现了碳纤维制品的柔性化制造；所制备的碳纤维制品的外观纹理清晰，外观质量优异。
附图说明
16.图1是本实用新型一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具一较佳实施例的立体结构示意图；
17.图2是所示上模的内部结构示意图；
18.图3是所示切换滑块应用于模压工艺的结构示意图；
19.图4是图3中的切换滑块的下滑快的结构示意图；
20.图5是所示切换滑块应用于热压罐工艺的结构示意图；
21.图6是图5中的切换滑块的下滑快的结构示意图；
22.图7是模具应用于模压工艺的示意图；
23.图8是模具应用于热压罐工艺的示意图；
24.附图中各部件的标记如下：1.上模，2.下模，3.气袋，4.切换滑块，5.加热管道，6.真空袋，7.真空阀，8.耐高温密封胶，9.热压罐，10.碳纤维制品，11.粗导向块，12.精导向块，13.模具抬手，21.第一滑块，22.第二滑块，41.上滑块，42.下滑块， 421.喇叭形结构，422.矩形结构。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
26.请参阅图1
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8，本实用新型实施例包括：
27.本实用新型揭示了一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具，包括上模1、下模2、气袋3和切换滑块4。
28.所述上模1和下模2之间构成模具型腔。所述上模1和下模2的内部均匀布置有加热管道5，加热管道5可以采用蒸汽加热，也可以采用油加热，其目的是使上模1和下模2均匀受热，从而提高碳纤维制品的成型质量。
29.所述气袋3为尼龙气袋，其壁厚为0.05～0.09mm。所述气袋3的袋体内置在所述模具型腔内，并位于待成型碳纤维制品内部，其袋口通过所述切换滑块伸出模具。
30.所述切换滑块4嵌置在所述上模1和下模2的一侧，并位于所述模具型腔的外部。具
体地，所述切换滑块4包括上滑块41和下滑块42，其中，所述上滑块41固定在所述上模1上，所述下滑块42固定在所述下模2上，所述下滑块42的上表面带有凹槽，与所述上滑块41之间构成所述气袋3的袋口伸出模具的通道。
31.所述上模1上位于所述成型膜腔的外周安装有粗导向块11和精导向块12，其中，所述粗导向块11有4个，位于所述上模的4个角处，用于上模1的合模导向，所述下模2上带有与所述粗导向块11配合的导向孔。所述上模1的两端还安装有模具抬手13，用于人工或龙门吊抬上模1合模。
32.所述下模2与所述切换滑块4相对的一侧带有可拆卸的第一滑块21，所述下模2与所述切换滑块4相邻的一侧带有可拆卸的第二滑块22，所述第一滑块21和所述第二滑块22均沿碳纤维制品的r角中心分模，方便预浸料贴料，保证成型后的碳纤维制品的大面外观纹路美观。
33.上述模具能够实现分别在模压工艺和热压罐工艺中使用。
34.实施例1
35.在模压工艺中使用。
36.所述切换滑块4的下模42上的凹槽为喇叭形结构421，其小口径端朝向所述模具的外部。
37.所述气袋3的壁厚为0.07mm，其袋口的宽度为50mm。所述气袋3的袋口从所述滑块4的喇叭形结构的凹槽伸出到模具外，并在其袋口中插入气嘴，采用胶布将气嘴与气袋3的袋口缠绕固定，然后将该气嘴部分插入锁紧固定在所述切换滑块4的上滑块41和下滑快42之间，并通过气嘴连通压缩空气。气袋3的造型结构与待成型的碳纤维制品一致。
38.利用上述模具采用模压工艺成型碳纤维制品的方法为：
39.将上模1、下模2、第一滑块21和第二滑块22预热至30℃，然后在上模1和下模2的膜腔内贴一层3k碳纤维预浸料，接着沿模具的膜腔边缘将第一层料片齐边削边，然后将所述第一滑块固定到下模2的对应位置处，再贴一层12k碳纤维预浸料，不用削边；
40.在下模2内放置所述气袋3，将第二层料片（12k碳纤维预浸料）边缘突出10mm对折包裹所述气袋3，气袋3的带有与气嘴规定，并锁紧在切换滑块4的喇叭形结构凹槽内；将所述第二滑块22固定在所述下模2的对应位置处，最后将上模1和下模2合模锁紧。成型过程将上模1和下模2的加热管道5与蒸气管路连接，再将整个模具放置模压机内加压，制备成碳纤维制品。
41.实施例2
42.在热压罐成型工艺中使用。
43.所述切换滑块4的下模42上的凹槽为矩形结构422。
44.所述气袋3的壁厚为0.07mm，其袋口的宽度为50mm。所述气袋3的袋口穿过所述滑块4的矩形结构的凹槽伸出到模具外。气袋3的造型结构与待成型的碳纤维制品一致。
45.所述模具还包括真空袋6，所述真空袋6套置所述上模1，并与所述下模2的外周采用高温密封胶8密封固定；所述真空袋6还与所述气袋3伸出所述切换滑块4的部分采用高温密封胶8密封固定。通过真空袋6的设计使用，可以防止上模1和下模2的合模间隙产生漏气。
46.所述真空袋6上还带有真空阀7，通过所述真空阀7将所述真空袋内抽吸成负压环境。
47.利用上述模具采用热压罐工艺成型碳纤维制品的方法为：
48.将上模1、下模2、第一滑块21和第二滑块22预热至30℃，然后在上模1和下模2的膜腔内贴一层3k碳纤维预浸料，接着沿模具的膜腔边缘将第一层料片齐边削边，然后将所述第一滑块固定到下模2的对应位置处，再贴一层12k碳纤维预浸料，不用削边；
49.在下模2内放置所述气袋3，将第二层料片（12k碳纤维预浸料）边缘突出10mm对折包裹所述气袋3，气袋3的袋口穿过换型滑块4，将所述第二滑块22固定在所述下模2的对应位置处，最后将上模1和下模2合模锁紧。将真空袋6套置上模1，并沿模具下模2的边缘密封，预留模具两侧吊环，真空袋6在吹气口处开剪刀口，并与气袋3的袋口采用高温密封胶8黏贴，通过真空袋6上的真空阀7抽气，保证整个真空袋6和气袋8内达到
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0.092mpa的真空负压。
50.然后将整个模具置入到热压罐9内，热压罐9内的正压通过气袋3的袋口吹入到气袋内，模具内的预成型碳纤维预浸料在热压罐9内的高温高压环境下成型，制得碳纤维制品。
51.本实用新型一种碳纤维制品成型用模压和热压罐工艺共用模具，具有如下优点：
52.1、通过换型滑块的设计，结合真空袋，可以分别满足模压工艺和热压罐工艺的使用要求，实现一模两用，提高了模具的利用效率，节约模具开发成本；
53.2、通过气袋的设计使用，实现了碳纤维制品的柔性化制造；
54.3、通过将模具的分型线设计在制品的r角中心线处，可有效避免碳纤维纹理在制品的大面断开拼接，有利于提高制品的外观纹理，提高制品的外观质量。
55.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。