CN103692662A - 真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置，模具是由内模、外模以及柱塞缸三部分构成，形成模具的密封模腔。将纤维预制件安放在内模与外模之间，树脂添加在柱塞缸内，对密封模腔进行抽真空、加热使树脂完全熔融，推动柱塞压缩密封模腔，使树脂熔体充分浸渍到纤维预制件中，最后至合模状态。其特点是：在真空条件下，通过柱塞移动合模，对熔体产生压力，使树脂熔体能够充分均匀地浸渍到纤维预制件内，将纤维预制件完全包覆，不受熔体树脂黏度的限制，可以加工壁薄、异形、结构复杂的构件，满足使用要求。

Description

真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置
技术领域
本发明涉及一种树脂浸渍模塑成型的方法，特别是一种通过柱塞高压将熔体树脂浸渍到纤维或纤维编织物的真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及实现该方法的装置。
背景技术
目前，树脂传递模塑技术（RTM）一般是在低压条件下进行浸渍，适合比较容易扩散的低粘度熔体树脂，随着低粘度熔体树脂向模具中的注入，并通过一定的压力使其向模腔中扩散浸渍到纤维层中。这种低压注入成型方法，对于熔体流程较长和薄壁构件容易堵塞熔体通道，树脂难以迅速均匀地扩散到纤维中，浸渍不够充分等问题，特别是对于高黏度的熔体树脂，上述问题更加突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足高、低黏度熔体树脂，并且在熔体流程长、浸渍均匀的真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法，该方法制造的高分子复合材料构件的性能优异。
本发明的另一目的在于提供一种结构简单且能满足上述方法的真空膜腔柱塞高压浸渍模塑装置。
本发明的技术解决方案是：一种真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法，其特征在于该方法是：
1、在模具的外模上至少设置一个柱塞缸，模具的密封模腔由内模、外模以及柱塞三部分构成，柱塞缸体空间为料仓。一个或多个柱塞缸全部容积大于一次性注模成型所需树脂的体积；
2、将纤维预制件紧密贴合在内模上，纤维预制件与外膜之间预留一定的间隙；
3、按超过实际需要量的5%-10%的质量向柱塞缸即料仓内添加树脂，加料后安装柱塞；
4、对密封模腔抽真空，保持密封模腔内的真空度在-0.096MPa以下，然后对模具整体进行加热，温度控制在树脂熔点与分解温度的区间范围内，在该温度条件下保持1-1.5小时，以确保柱塞缸内的树脂完全熔融；
5、用驱动装置推动柱塞向缸体内移动，树脂熔体被挤压不断流向由内模与外模构成的熔体成型通道内，当有树脂熔体从真空抽吸口溢出时，止动柱塞，将真空抽吸管口封堵，再继续推动柱塞，使密封模腔内的压力应达到30MPa以上，树脂熔体充分浸渍到纤维预制件中，在此压力状态下保持0.5-1小时后拆除封堵，继续推动柱塞至合模状态，然后对模具进行冷却，当温度降至树脂的玻璃化温度后即可卸模。
一种真空模腔柱塞高压浸渍模塑装置，模具包括内模和外模，其特征在于在外模上设有柱塞缸和柱塞，柱塞缸、柱塞与内模和外模共同构成模具的密封模腔，模具上设置有真空抽吸管口。
所述的柱塞缸可以设置在外模的上部或四周任意位置处，柱塞缸可以是一个或多个。
所述的柱塞缸体与外模为一体结构。
本发明的特点是：模具的密封模腔由内模、外模以及柱塞三部分构成，在真空条件下，通过柱塞移动合模，直接在密封模腔内对树脂熔体施加压力，推进树脂熔体的流动，使树脂熔体能够充分均匀地浸渍到纤维预制件内，不受熔体树脂黏度的限制，既适合低黏度熔体树脂，也适合高黏度熔体树脂，可以加工壁薄、异形、结构复杂的构件，制成品的强度高、性能优异，满足使用要求。
附图说明
图1是本发明合模前的结构示意图；
图2是本发明合模状态的结构示意图。
具体实施方式
    下面结合附图对本发明作进一步详述：
如图1、2所示，真空模腔柱塞高压浸渍模塑装置，其模具是由内模1、外模2和柱塞4三部分构成，形成模具的密封模腔。柱塞缸体设置在外模上，且与外模为一体结构。如果预制复合构件的形状复杂、面积大，可在外模的前后、左右不同位置处设置一个或多个柱塞缸体，并配置相匹配的柱塞4，这样就可以分别从不同方向向密封模腔内注入树脂熔体。柱塞缸体空间为料仓，其体积应满足一次性注模所需的树脂量。本实施例复合构件为一端开口的容器状构件5，向缸体内添加树脂后，安装上柱塞，并用压盖9固定，柱塞与缸体之间设置有密封环6。柱塞可以在外力驱动下向腔内移动。真空抽吸管口10设置在熔体流程的末端，与密封模腔相连通。
复合构件的制作过程：将纤维预制件即纤维编织物紧密贴合在内模上，然后安装上外模，在纤维编织物与外膜之间预留0.3mm的间隙，构成熔体通道，内、外模之间设有静密封环8，用螺栓7将内、外模固定连接。向柱塞缸体即料仓投入树脂，树脂可以是液体、粉料或颗粒料，按超过实际需要量5%-10%的质量加入树脂，加料后安装上柱塞，形成密封模腔。将真空抽吸管口与抽真空系统连接，对密封模腔抽真空，腔内真空度保持在-0.096MPa以下，然后对模具进行加热，温度控制在树脂熔点和分解点之间，在该温度条件下保持1小时至柱塞缸内的树脂完全熔融。用液压驱动装置推动柱塞向腔内移动，树脂熔体受压流向由内模与外模构成的熔体成型通道内，当有树脂熔体从真空抽吸口溢出时，止动柱塞，将真空抽吸管口封堵，再继续推动柱塞，使密封模腔内的压力达到30MPa，以上，使树脂熔体充分浸渍到纤维预制件中，保持压力状态0.5-1小时，然后拆除封堵，继续推动柱塞至合模状态。最后对模具进行冷却，当温度降至树脂的玻璃化温度后即可卸模。根据实际情况，对模塑成型件进行去除富胶层以及修整。

Claims (4)

1.一种真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法，其特征在于该方法是：
A、在模具的外模上至少设置一个柱塞缸，模具的密封模腔由内模、外模以及柱塞三部分构成，柱塞缸体空间为料仓，一个或多个柱塞缸全部容积大于一次性注模成型所需树脂量的体积；
B、将纤维预制件紧密贴合在内模上，纤维预制件与外膜之间预留一定的间隙；
C、向柱塞缸即料仓内投料，按超过实际需要量的5%-10%的质量加入树脂，加料后安装上柱塞；
D、对密封模腔抽真空，保持密封模腔内的真空度在-0.096MPa以下，然后对模具整体进行加热，温度控制在树脂熔点与分解温度的区间范围内，在该温度条件下保持1-1.5小时，使柱塞缸体内的树脂完全熔融；
E、用驱动装置推动柱塞向缸体内移动，压缩密封模腔，树脂熔体受压不断流向熔体通道内，当有树脂熔体从真空抽吸管口溢出时，止动柱塞，将真空抽吸管口封堵，再继续推动柱塞，使密封模腔内的压力达到30MPa以上，树脂熔体充分浸渍到纤维预制件中，在此压力状态下保持0.5-1小时后拆除封堵，继续推动柱塞至合模状态，然后对模具进行冷却，当温度降至树脂的玻璃化温度后即可卸模。
2.一种真空模腔柱塞高压浸渍模塑装置，模具包括内模、外模和柱塞，其特征在于在外模上设有柱塞缸，柱塞与内模和外模共同构成模具的密封模腔，模具上设置有真空抽吸管口。
3.根据权利要求2所述的真空模腔柱塞高压浸渍模塑装置，其特征在于所述的柱塞缸可以设置在外模的上部或四周任意位置处，柱塞缸可以是一个或多个。
4.根据权利要求2所述的真空模腔柱塞高压浸渍模塑装置，其特征在于所述的柱塞缸体与外模为一体结构。
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