CN101491944A - 一种制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，主要采用模压工艺基于长纤维增强热塑性塑料材质制造压力膜壳产品。具体包括如下步骤：1.制作模具；2.准备原材料，原材料为2－3毫米厚板材形式的长纤维增强热塑性塑料；3.将原材料加热至190℃，模具加热到90－110℃；4.在模具上定位原材料，利用压力成型机压制，成型压力控制在9－12MPa，保压时间为2－3分钟；5.在保压、定型后开模、取出成品。本发明采用的模压工艺是一种高效、低耗的生产方式；而选用了长纤维增强热塑性模压材料来生产压力膜壳，能够进一步满足产品成型的需要。因此，本发明适于较复杂结构的产品生产，具有能耗小、生产效率高、成本低、产品质量高等诸多优点。

Description

一种制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法

技术领域

本发明涉及一种以复合材料制造压力膜壳的方法，更具体地说，涉及一种压力膜壳的模压工艺方法

背景技术

长纤维增强热塑性塑料(LFT)成为热塑性塑料市场增长最快的品种，其具有重量轻、价廉、易于回收重复利用的优点。大部分长纤维增强热塑性塑料使用连续玻璃纤维或长纤维增强的热塑性复合材料，目前这种材料已成为生产压力膜壳的材料之一。

而在现有技术下压力膜壳的制造方法多采用缠绕工艺，具体地说，将浸过树脂胶液的连续纤维按照一定规律缠绕芯模上，然后经固化脱模，后期高温固化处理后获得的产品。

问题在于，作为较常见的制造压力膜壳的工艺方法——缠绕工艺，已经存在很长的阶段，其主要局限性包括：①产品结构有一定的限制，只能缠绕回转体类的产品；②产品制造周期长；③能耗高，效率较低。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种制造工艺，克服了缠绕工艺局限性，应用长纤维增强热塑性复合材料，采用模压工艺，在满足产品质量要求的前提下，高效、低耗的生产压膜壳产品。本发明引入的模压生产工艺尤其适用于生产中、低压膜壳，具有高效、环保、节能的特点。

为了实现上述目的，本发明制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，选用模压工艺基于长纤维增强热塑性塑料材质制造压力膜壳产品。

优选方式下，具体制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，包括如下步骤：

1、根据压力膜壳产品的结构制作模具。

2、准备用于压制压力膜壳产品的原材料；原材料为2-3毫米厚板材形式的长纤维增强热塑性塑料。

3、将原材料加热至190-200℃，将模具加热到90-110℃。

4、在模具上确定原材料的位置，利用压力成型机压制，其中，成型压力控制在9-12Mpa，保压时间2-3分钟。

5、在保压、定型后开模、取出压制成型的成品。

此外，本发明的压制方法还包括：在从模具中取出成品后，对成品做去除毛边处理，以及做检测的步骤。而且，通常情况下，一个成品成型，需要清理模具并重复上述压制过程，以便制造下一成品，从而达到工业化生产的目的。

优选方式下，本发明所用的模具选用钢制模具，并在模具的成型表面进行镀铬处理。

本发明采用的模压工艺是将一定量的模塑复合材料放置在金属制作的对模内，在一定的温度、压力下，进行保温固化，压制成型产品，是一种以复合材料压力制造产品的方法。通过上述方案，本发明以模压工艺基于纤维增强塑料生产压力膜壳产品，与现有技术缠绕工艺相比，具体差异如下表所示：

特征点	缠绕工艺	模压工艺
			1.产品结构	适于外形无内凹的回转体零件	适于较复杂的产品结构
2.制造场地需求	较大	较小
			3.能源消耗	较高	较低
4.生产效率	低	高
			5.人工及后续工作量	较多	较少
6.生产环境	产生二次污染	环保并可回收再利用
			7.产品压力适用范围	较宽	较窄(适于中、低压)
8.产品耐蠕变性	较差	较好
			9.产品制造尺寸准确性	较差	较好
10.生产成本	较高	较低

通过对比可以明显看出，缠绕工艺生产压力膜壳存在着效率低、能耗高、产品结构存在着一定制约等局限，而模压工艺基本上可以弥补这些不足。尤其在中、低膜壳的生产上，采用缠绕工艺生产压力膜壳，效率低、能耗高、产品结构设计制约性大的不足格外突出。从理论上讲，采用一种高效、低耗的制造工艺来生产中、低压膜壳是完全可以实现的，而模压工艺正是一种高效、低耗的生产方式。此外，本发明选用了长纤维增强热塑性模压材料来生产压力膜壳，能够进一步满足产品成型的需要。

附图说明

下面结合具体实施例、参考附图进一步说明本发明。

图1是本发明工艺方法的流程示意图；

图2是本发明一种实施例生产的产品结构示意图；

图3是本发明生产图2所示产品在模压状态下结构的半剖侧视示意图；

图4是图3所示状态下结构的俯视透视示意图。

具体实施方式

本发明基于模压工艺制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳，在前期需要准备工艺装备，如压力成型机、加热器等。其中，压力成型机，又称压机，压机的作用在于通过模具对材料施加压力。压机的主要参数包括公称吨位、压板尺寸、工作行程和柱塞直径，这些指标决定着压机所能模压制品的面积、高度或厚度，以及能够达到的最大模压压力。本发明根据具体压力膜壳产品的结构、工艺要求、产品特性选择适用的压力成型机。

此外，根据具体压力膜壳产品的结构，需要前期制备压力模具。具体模具的结构、合模方式，以及芯模、上下对模设计，根据压力膜壳产品的结构具体设计。利用本发明的制造方法可以针对非回转体压力膜壳产品设计模具。

本发明压力膜壳的制造方法，采用模压工艺基于长纤维增强热塑性塑料材质制造压力膜壳产品，具体如图1所示包括如下步骤：

1、根据压力膜壳产品的结构制作模具

优选方式下模具选用钢制模具，主要包括成型部分、侧抽芯部分、加热部分、顶出部分等。具体模具的制造可参考现有技术下模具的制造方式，而本发明最优方式下，对模具的成型表面需要进行镀铬处理。

2、计量、裁剪，准备原材料

根据待压制压力膜壳产品的结构，计算出所需原材料的数量、形式，并由此裁剪制备原材料，本发明所用原材料为2-3毫米厚板式长纤维增强热塑性塑料，而且选用的长纤维增强的热塑性塑料必须保证产品所需要的强度，原材料优选经长纤维浸渍增强的板材。

3、预热原材料及模具

通常因原材料形态为板材状，所以又称坯料。在膜壳压制成型前，需要在专门制做的加热装置中加热到190-200℃，优选方式下190℃或190℃左右；然后才能将热坯料铺放到模具上进行压制成型，而模具通常需要加热到90-110℃左右。

4、定位铺料并压制成型

此步骤，需要在模具上确定预热后的原材料位置，因为成品的结构不同，而选用的原材料纤维取向与分布也有所变化，而纤维取向与分布对产品的机械性能又有决定性影响，因此铺料方式需要分析具体产品的结构决定，同时需要考虑成品在使用时的受力情况。在完成铺料操作后，利用压力成型机合模、压制压力膜壳产品；此时，优选方式下，成型压力控制在9-12Mpa，保压时间为2-3分钟。

5、在保压、定型后开模、取出压制成型的成品。

6、对成品做去除毛边处理，并对其进行检测。

此后，对模具进行清理，以便重复上述步骤，进行下一压力膜壳的制造。

下面参考图2-4，结合具体实施方式，说明本发明的制造过程。

如图2所示，本发明制造的压力膜壳非完全对称的回转体结构。图3为图4中A-A向剖视图，图4相对图3为俯视状态下的透视图，图中显示出产品在投影状态下部分不可见的线条。

在图3、图4中显示出压制状态下图2所示压力膜壳以及其制造所需的模具结构。其中，成型压力膜壳产品如标号3所示，而模具包括图中上模体2、下模体5、主芯4，以及图4中的侧芯7。图3还标示出压力成型机的上活动台面1和下活动台面6。

图2-4所示产品的具体制造参考图1所示流程。首先，设计制作上模体2和下模体5，以及主芯4和侧芯7等必要模具；而后，利用具有上活动台面1和下活动台面6的压力成型机在计量准备原材料以及预热处理后，利用模具合模、压制产品，在保压、定型后开模、取件，并去除毛边，进行成品检测即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，其特征在于，以模压工艺基于长纤维增强热塑性塑料材质制造压力膜壳产品。

2、根据权利要求1所述制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、根据压力膜壳产品的结构制作模具；

S2、准备用于压制压力膜壳产品的原材料，所述原材料为2-3毫米厚板材形式的长纤维增强热塑性塑料；

S3、将所述原材料加热至190-200℃，将所述模具加热到90-110℃；

S4、在所述模具上确定所述原材料的位置，利用压力成型机压制，其中，成型压力控制在9-12Mpa，保压时间2-3分钟；

S5、在保压、定型后开模、取出压制成型的成品。

3、根据权利要求2所述制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，其特征在于，还包括步骤S6，去成品的毛边并做检测。

4、根据权利要求3所述制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，其特征在于，在一个成品成型后，清理模具，重复上述步骤S1-S6，制造下一成品。

5、根据权利要求1-4任一所述制造长纤维增强热塑性塑料压力膜壳的方法，其特征在于，步骤S1中，模具选用钢制模具，并在模具的成型表面进行镀铬处理。

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