CN105291372B - 热压注塑模具及一体成型麻纤维板与表皮层的加工工艺 - Google Patents
热压注塑模具及一体成型麻纤维板与表皮层的加工工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于一体热压注塑成型麻纤维板与其上面的表皮层的热压注塑模具，包括下模、上模和真空泵；所述上模活动配置在所述下模上，并在所述上模内具有型腔，所述下模上设置有与所述型腔配合的型芯，所述上模与所述下模之间设置有密封圈；所述上模上设置有多个通孔，所述通孔分别与所述真空泵连通；所述下模上设置有用于向所述型芯内浇注物料的浇口。本发明还公开了一种加工工艺。本发明提供的热压注塑模具及加工工艺，在加工过程中无需使用胶水，简化了加工工艺，并在麻纤维板的背面一体形成有注塑件及加强筋，提高了结构强度。
Description
技术领域
本发明涉及麻纤维板与其表皮层加工技术领域，尤其涉及一种热压注塑模具及一体成型麻纤维板与表皮层的加工工艺。
背景技术
现代汽车工业为了提升产品档次，营造温馨、舒适、豪华的内饰氛围往往会在零件表面包覆面料或人造皮革。传统工艺一般先通过塑料注塑工艺制成零件骨架，再将面料及人造皮革通过粘合剂包覆在骨架表面，完成最终的零件。
另一方面在如今越来越强调轻量化和节能减排的汽车发展趋势下，麻纤维热压成型工艺已经广泛应用在汽车内饰零件的加工制造。
麻纤维板通常通过热压工艺在模具内成型。但是因为麻纤维板表面粗糙通常需要包覆面料或者人造皮革。
现有技术中一般先将麻纤维板成型为零件，再将包覆面料或者人造皮革通过胶水粘结在麻纤维板的表面上。
由于麻纤维板材一般大于模具型腔，因此在包覆表皮之前还需要切除边缘多余部分的原材料。
此外热压之后的麻纤维板背面没有任何增加结构，为满足零件性能还需要将背面的注塑结构通过焊接或粘结方式和麻纤维骨架连接。
上述工艺模具投入大，加工时间长，零件成本高，而且需要使用胶水等容易导致零件散发性能超标的生产辅料，不利于产品的加工与使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够对麻纤维板及其上面的表皮层一体成型的热压注塑模具及加工工艺，在加工过程中无需使用胶水，简化了加工工艺，并在麻纤维板的背面一体形成有注塑件及加强筋，提高了结构强度。
本发明技术方案提供一种用于一体热压注塑成型麻纤维板与其上面的表皮层的热压注塑模具，包括下模、上模和真空泵；所述上模活动配置在所述下模上，并在所述上模内具有型腔，所述下模上设置有与所述型腔配合的型芯，所述上模与所述下模之间设置有密封圈；所述上模上设置有多个通孔，所述通孔分别与所述真空泵连通；所述下模上设置有用于向所述型芯内浇注物料的浇口。
进一步地，所述上模的下表面上设置有花纹。
本发明技术方案还提供一种采用上述技术方案所述的热压注塑模具来一体成型麻纤维板与其上面的表皮层的加工工艺，包括如下步骤：S001：将麻纤维板和表皮层在热压注塑模具外分别加热至预设温度；S002：将加热至预设温度的所述麻纤维板放置在所述热压注塑模具中的型芯上，将表皮层放置在所述热压注塑模具中的型腔内并位于所述麻纤维板的上方；S003：所述热压注塑模具中的上模与下模合模工作，并同时通过所述热压注塑模具中的真空泵的吸力将所述表皮层吸紧在所述上模的下表面上；合模的压力将所述麻纤维板成型在所述型芯上，成型的所述麻纤维板的边缘与所述下模的上表面之间形成有间隙；同时，合模的压力将所述表皮层压紧并包覆在所述麻纤维板的表面上；S004：通过所述下模中的浇口向型芯内浇注注塑液体；S005：一部分所述注塑液体填充密封在所述间隙内，并在所述麻纤维板的边缘形成注塑封边；另一部份所述注塑液体注塑成型在所述麻纤维板的背面，最终形成注塑件和/或加强筋，完成加工。
进一步地，所述上模的下表面上设置有花纹，在表皮层被吸紧在所述上模的下表面上时，所述花纹的轮廓形成在所述表皮层上。
进一步地，所述麻纤维板是由黄麻、剑麻和/或洋麻的植物纤维材料与聚丙烯混合制成的板材。
进一步地，所述表皮层为由热塑性聚烯烃弹性体材料制成软性表皮层。
进一步地，所述麻纤维板被加热的预设温度为150℃-180℃；所述表皮层被加热的预设温度为60℃-70℃。
进一步地，所述注塑液体为注塑树脂。
进一步地，通过烘箱、热风或者红外加热管分别对所述麻纤维板和所述表皮层加热至预设温度。
进一步地，所述热压注塑模具还包括有加热单元，在所述上模与所述下模合模时，通过所述加热单元向所述型腔内持续供热。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
相比传统麻纤维板热压成型工艺，本发明提供的热压注塑模具及加工工艺，取消了单独的麻纤维板成型的热压模以及冲切工件边缘多余麻纤维板的工装，而且在成型的过程中将表皮层和麻纤维板一体覆合在一起，省去了传统工艺必须使用的喷胶和最后包覆的工装以及对喷胶零件进行表面活化的吊具等辅助工装。使得对设备和模具工装的投入大幅降低，简化了工艺，提高了工作效率，降低了成本。
传统工艺一般将麻纤维板背面的结构通过焊接或者粘结的方式与麻纤维板连接，为了保证连接强度就需要有足够大的接触面积。而本发明提供的热压注塑模具及加工工艺可以将麻纤维板背面的结构直接注塑在麻纤维板上，大幅降低了接触面积，减少材料使用。另外由于加强筋也可以直接注塑，使得零件的刚性和强度得到提高。
麻纤维板是黄麻，剑麻，洋麻等植物纤维的提取物，天然无毒可回收。它的使用可大大降低对塑料等石油提取物的使用量，减少对不可再生资源的依赖。同时在加工过程避免使用胶水等有一定挥发性的材料，提高整车室内空气质量。
综上，本发明提供的热压注塑模具及加工工艺，在加工过程中无需使用胶水，简化了加工工艺，并在麻纤维板的背面一体形成有注塑件及加强筋，提高了结构强度。
附图说明
图1为本发明提供的热压注塑模具的示意图；
图2为上模及下模的内部结构示意图；
图3为将麻纤维板及表皮层放入型腔内的示意图；
图4为麻纤维板成型在型芯上，并在其边缘与下模的上表面之间形成有间隙的示意图；
图5为表皮层包覆在麻纤维板上的示意图；
图6为在间隙内形成注塑封边，在麻纤维板的背面形成注塑件及加强筋的示意图；
图7为表皮层包覆在麻纤维板上后形成第一种结构零件的示意图；
图8为表皮层包覆在麻纤维板上后形成第二种结构零件的示意图；
图9为本发明提供的加工工艺的流程图。
附图标记对照表：
1-上模； 10-型腔； 11-下表面；
12-通孔； 2-下模； 20-型芯；
201-第一凹腔； 202-第二凹腔； 21-上表面；
22-浇口； 3-麻纤维板； 31-边缘；
32-背面； 4-表皮层； 5-间隙；
6-注塑封边； 7-注塑件； 8-加强筋；
a-真空泵； b-加热单元。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-8所示，本发明一实施例提供的一种用于一体热压注塑成型麻纤维板3与其上面的表皮层4的热压注塑模具，包括下模2、上模1和真空泵a。
上模1活动配置在下模2上，并在上模1内具有型腔10，下模2上设置有与型腔10配合的型芯20，上模1与下模2之间设置有密封圈。
上模1上设置有多个通孔12，通孔12分别与真空泵a连通；下模2上设置有用于向型芯20内浇注物料的浇口22。
也即是，该热压注塑模具主要用于一体热压注塑成型麻纤维板3与表皮层4，以形成所需零件。
热压注塑模具主要由上模1、下模2和真空泵a组成。上模1内具有形状10。上模1上还设置有多个通孔12，其贯通上模1的上表面及下表面11，并与型腔10连通。通孔12通过连接管路与真空泵a连接，当真空泵a工作时，可以将表皮层4吸附在下表面11上，便于将下表面11上的纹路印制在表皮层4上。
下模2具有型芯20，其用于成型麻纤维板3，并在下模2内还设置有浇口22，用于向型芯20内浇注物料，以在麻纤维板3的背面32形成注塑件7和/或加强筋8。
为了实现上述功能，在型芯20上设置有至少一个第一凹腔201和至少一个第二凹腔202。
第一凹腔201用于形成注塑件7，第二凹腔202用于形成加强筋8。具体工作原理将在后面详述。
通过设置浇口22，还可以在麻纤维板3的边缘31处形成注塑封边6。
上模1活动地配置在下模2上，其可以向下运动，以将位于型腔10内和型芯20上的表皮层4和麻纤维板3压紧在一起。
当需要成型麻纤维板3与表皮层4时，其操作步骤如下：
首先，将预先加热好的麻纤维板3放置在型芯20上，将表皮层4放置在型腔10内，并位于麻纤维板3的上方。
同时，为了能够在麻纤维板3的边缘31处形成注塑封边6，将麻纤维板3的面积或背面32的面积(麻纤维板3的上下表面的面积相等)设置为小于型芯20的表面面积，当麻纤维板3成型在型芯20上，其被压弯成型在型芯20上，由于麻纤维板3的面积小于型芯20的表面面积，所以在边缘31与下模2的上表面21之间形成有间隙5。
该处表面面积为型芯20的侧面面积、顶面面积之和，其不包括第一凹腔201和第二凹腔202的侧面面积。
然后，将上模1与下模2合模，同时开启真空泵a，真空泵a通过通孔12将表皮层4吸附在上模1的下表面11上。
在合模的过程中，由于压力作用，麻纤维板3由型芯20定位成型，其边缘31与下模2的上表面21之间形成有间隙5。
同时，在合模的过程中，由于压力作用，表皮层4被要紧在麻纤维板3上，两者紧密连接在一起，形成零件。
为了提高零件的结构强度，在成型的过程中，通过浇口22向型芯20内浇注注塑液体。
一部分注塑液体通过通道进入间隙5内，并最终形成注塑封边6，包覆在麻纤维板3的边缘31上，成为麻纤维板3的封边。
另一部分注塑液体通过通道进入第一凹腔201和/或第二凹腔202内，最终形成注塑件7或加强筋8，以提高零部件的结构强度。
在成型过程中，由于表皮层4和麻纤维板3已经分别被加热到一定温度，麻纤维板3里的PP部分呈熔融状态深入到表皮层4内，使两者结合在一起形成复合体，这样就无须再喷涂胶水。
表皮层4为软质表皮层，可以在加热后被拉伸。
综上，本发明提供的热压注塑模具，在加工过程中无需使用胶水，简化了加工工艺，并在麻纤维板的背面一体形成有注塑件及加强筋，提高了结构强度。
优选地，该热压注塑模具还包括加热单元b，在成型过程中，加热单元6持续向型腔10内供热，便于表皮层4直接热合连接在麻纤维板3上。
较佳地，上模1的下表面11上设置有花纹，可以在成型时，将其花纹印制在表皮层4上，满足不同的需求。
如图9所示，本发明一实施例提供的采用上述热压注塑模具来一体成型麻纤维板3与其上面的表皮层4的加工工艺，包括如下步骤：结合图1-8所示，
S001：将麻纤维板3和表皮层4在热压注塑模具外分别加热至预设温度。
S002：将加热至预设温度的麻纤维板3放置在热压注塑模具中的型芯20上，将表皮层4放置在热压注塑模具中的型腔10内并位于麻纤维板3的上方。
S003：热压注塑模具中的上模1与下模2合模工作，并同时通过热压注塑模具中的真空泵a的吸力将表皮层4吸紧在上模1的下表面11上。
合模的压力将麻纤维板3成型在型芯20上，成型的麻纤维板3的边缘31与下模2的上表面21之间形成有间隙5。
同时，合模的压力将表皮层4压紧并包覆在麻纤维板3的表面上。
S004：通过下模2中的浇口22向型芯20内浇注注塑液体。
S005：一部分注塑液体填充密封在间隙5内，并在麻纤维板3的边缘31形成注塑封边6。
另一部份注塑液体注塑成型在麻纤维板3的背面32，最终形成注塑件7和/或加强筋8，完成加工。
由于麻纤维板3和表皮层4的加热预设温度不同，如果一起加热会导致表皮层4烧坏烧化的问题，所以需要分开模外加热。
将片状的麻纤维板3和表皮层4分别加热到预设温度，合适的温度不仅能使原材料软化便于成型，而且良好的延展性也可以使材料易于成型形面拉伸比较大的零件，并降低加工压力，提高模具寿命。此外合适的温度可以让麻纤维板3和表皮层4熔融并粘合在一起，避免了胶水的使用，不仅降低了零件散发性能超标的可能同时也节约了工时和零件成本。
为了能够在麻纤维板3的边缘31处形成注塑封边6，将麻纤维板3的面积或背面32的面积(麻纤维板3的上下表面的面积相等)设置为小于型芯20的表面面积，当麻纤维板3成型在型芯20上，其被压弯成型在型芯20上，由于麻纤维板3的面积小于型芯20的表面面积，所以在边缘31与下模2的上表面21之间形成有间隙5。
该处表面面积为型芯20的侧面面积、顶面面积之和，其不包括第一凹腔201和第二凹腔202的侧面面积。
通过上述工艺可以实现两种结构的最终零件：
第一种结构的零件：如图7所示，表皮层4仅包覆在麻纤维板3的表面上。
第二种结构的零件：如图8所示，表皮层4包覆在麻纤维板3和注塑封边6的表面上。
上述加工工艺，在成型的过程中将表皮层4和麻纤维板3一体覆合在一起，省去了传统工艺必须使用的喷胶和最后包覆的工装以及对喷胶零件进行表面活化的吊具等辅助工装。使得对设备和模具工装的投入大幅降低，简化了工艺，提高了工作效率，降低了成本。
传统工艺一般将麻纤维板背面的结构通过焊接或者粘结的方式与麻纤维板3连接，为了保证连接强度就需要有足够大的接触面积。而本发明提供的加工工艺可以将注塑件7直接注塑在麻纤维板上，大幅降低了接触面积，减少材料使用。另外由于加强筋8也可以直接注塑，使得零件的刚性和强度得到提高。
较佳地，上模1的下表面11上设置有花纹，在表皮层4被吸紧在上模1的下表面11上时，花纹的轮廓形成在表皮层4上，以满足不同的需求。
较佳地，麻纤维板3是由黄麻、剑麻和/或洋麻的植物纤维材料与聚丙烯混合制成的板材。麻纤维板是通过黄麻，剑麻，洋麻等植物纤维材料与聚丙烯及其他助剂混合制成的板材，可以通过选择不同成分配比，不同克重和厚度的麻纤维板制造符合性能要求的零件。
麻纤维板是黄麻，剑麻，洋麻等植物纤维的提取物，天然无毒可回收。它的使用可大大降低对塑料等石油提取物的使用量，减少对不可再生资源的依赖。
较佳地，表皮层4为由热塑性聚烯烃弹性体材料制成软性表皮层。表皮层4泛指各类针织或梭织面料，尤其指TPO，PVC等软质表皮材料。
TPO(Theroplastic polyolefin)---热塑性聚烯烃弹性体是一种新型的汽车内饰材料，相对于PVC材料，其具有密度低，节能环保等优点，其除具备软质材料的特点以外对拉伸性能有一定要求。
较佳地，麻纤维板被加热的预设温度为150℃-180℃；表皮层被加热的预设温度为60℃-70℃。
较佳地，注塑液体为注塑树脂，利于注塑成型注塑封边6、注塑件7和加强筋8，并且成型后的结构强度高。
较佳地，通过烘箱、热风或者红外加热管分别对麻纤维板3和表皮层4加热至预设温度。普通的烘箱，热风或者红外加热管都可以对麻纤维板3和表皮层4加热，便于加工。
较佳地，热压注塑模具还包括有加热单元b，在上模1与下模2合模时，通过加热单元b向型腔10内持续供热。便于表皮层4直接热合连接在麻纤维板3上。
综上，本发明提供的加工工艺，在加工过程中无需使用胶水，简化了加工程序，并在麻纤维板的背面一体形成有注塑件及加强筋，提高了结构强度。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于一体热压注塑成型麻纤维板与其上面的表皮层的热压注塑模具，其特征在于，包括下模、上模和真空泵；
所述上模活动配置在所述下模上，并在所述上模内具有型腔，所述下模上设置有与所述型腔配合的型芯，所述上模与所述下模之间设置有密封圈；
所述上模上设置有多个通孔，所述通孔分别与所述真空泵连通；
所述下模上设置有用于向所述型芯内浇注物料的浇口，在所述型芯上设置有用于形成注塑件的至少一个第一凹腔和/或用于形成加强筋的至少一个第二凹腔；
其中，该热压注塑模具还包括有用于在所述上模与所述下模合模时向所述型腔内持续供热的加热单元。
2.根据权利要求1所述的热压注塑模具，其特征在于，所述上模的下表面上设置有花纹。
3.一种采用权利要求1所述的热压注塑模具来一体成型麻纤维板与其上面的表皮层的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S001：将麻纤维板和表皮层在热压注塑模具外分别加热至预设温度；
S002：将加热至预设温度的所述麻纤维板放置在所述热压注塑模具中的型芯上，将表皮层放置在所述热压注塑模具中的型腔内并位于所述麻纤维板的上方；
S003：所述热压注塑模具中的上模与下模合模工作，通过所述热压注塑模具中的加热单元向所述型腔内持续供热，并同时通过所述热压注塑模具中的真空泵的吸力将所述表皮层吸紧在所述上模的下表面上；
合模的压力将所述麻纤维板成型在所述型芯上，成型的所述麻纤维板的边缘与所述下模的上表面之间形成有间隙；
同时，合模的压力将所述表皮层压紧并包覆在所述麻纤维板的表面上；
S004：通过所述下模中的浇口向型芯内浇注注塑液体；
S005：一部分所述注塑液体填充密封在所述间隙内，并在所述麻纤维板的边缘形成注塑封边，所述表皮层仅包覆在所述麻纤维板的表面上或所述表皮层同时包覆在所述麻纤维板和所述注塑封边的表面上；
另一部份所述注塑液体通过通道进入第一凹腔和/或第二凹腔内，并注塑成型在所述麻纤维板的背面，最终形成注塑件和/或加强筋，完成加工。
4.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述上模的下表面上设置有花纹，在表皮层被吸紧在所述上模的下表面上时，所述花纹的轮廓形成在所述表皮层上。
5.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述麻纤维板是由黄麻、剑麻和/或洋麻的植物纤维材料与聚丙烯混合制成的板材。
6.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述表皮层为由热塑性聚烯烃弹性体材料制成软性表皮层。
7.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述麻纤维板被加热的预设温度为150℃-180℃；所述表皮层被加热的预设温度为60℃-70℃。
8.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，所述注塑液体为注塑树脂。
9.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于，通过烘箱、热风或者红外加热管分别对所述麻纤维板和所述表皮层加热至预设温度。
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