CN105415709A - 3d尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具 - Google Patents

3d尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具，3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺包括以下步骤：步骤1：制作3D尼龙风管；步骤2：阻燃碳纤维预染浸料的选材；步骤3：预浸料的铺层、预成型；步骤4：复合材料的固化成型。制作模具包括：上模，下模，滑块，气嘴装置口，气嘴装置口位于下模上，滑块包括两块；气嘴装置口放置3D尼龙风管气嘴；下模作为产品放置基准，将两块滑块放置在下模的左右两边，再将上模盖在下模及两块滑块上固定模具进行阻燃弯梁的成型。使用3D尼龙风管一体成型出来的阻燃高强度高铁弯梁相比传统金属成型的弯梁同样达到阻燃的效果，且操作简单、产品造型灵活、强度更高、重量更轻、耐腐蚀。

Description

3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具
技术领域
本发明涉及一种成型工艺和制作模具，具体涉及一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具。
背景技术
较之传统金属材料，碳纤维复合材料拥有众多优异的性能，例如质量轻、比强度高、良好的尺寸稳定性、优秀的化学稳定性，因此其应用范围越发广泛，制作工艺也趋于成熟。而根据产品最终的用途和结构造型的不同，也广泛应运而生了许多碳纤维复合材料成型工艺。用3D尼龙风管一体成型阻燃高强度高铁弯梁相比传统金属高铁弯梁无需开口、折弯、烧焊等复杂工序，而且成型出来的产品轮廓造型得到了统一的标准(模具保证)，金属开口、折弯、烧焊纯手工成型出来的产品存在轮廓造型不一的现象。
本发明的提出主要是为了解决制造结构复杂、造型独特、减轻重量、增强力学性能的产品。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种成型工艺和制作模具，具体涉及一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺，所述3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺包括以下步骤：
步骤1：制作3D尼龙风管；将宽度为300-500mm的尼龙风管裁剪成需要制作的弯梁的内腔形状大小的原型风管，然后再利用封口机将原型风管周边密封起来，留出气嘴口，这样便形成了3D尼龙风管；
步骤2：阻燃碳纤维预染浸料的选材；使用环氧阻燃树脂跟碳纤维原丝预浸而成的材料称之为阻燃碳纤维预浸料；
步骤3：预浸料的铺层、预成型；将裁好尺寸的碳纤维预浸料依设计铺层结构顺序依次贴入模腔里及滑块上，铺料过程中要用塑料刮板压实；
然后将3D尼龙风管放入弯梁中间的空心位置，再给3D尼龙风管施加安全气压：0.1MPa，查看风管是否通气；
步骤4：复合材料的固化成型；将步骤(3)中的产品合好模后将模具放入热压机台上根据弯梁成型管制标准设定的温度、气压参数对产品进行热成型，具体参数如下：
成型时间：3600S，保压1.2MPa的成型时间；
成型温度：145±5℃
机台外压：4MPa
3D尼龙风管加压程式：0-50S时慢加压至0.2MPa，
50-300S时慢加压至0.6MPa，
300-600S时慢加压至1.0MPa，
600-3600S时慢加压至1.2MPa。
在本发明的一个具体实施例子中，所述3D尼龙风管的厚度根据产品形状大小的不同有：20um、40um、60um。
在本发明的一个具体实施例子中，铺料过程中要用塑料刮板压实，塑料板的材质是：PVC、PET、PTFE、和橡胶中的一种和多种的混合物。
一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，所述3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具包括：上模，下模，滑块，气嘴装置口，气嘴装置口位于下模上，滑块包括两块；所述气嘴装置口放置3D尼龙风管气嘴；下模作为产品放置基准，将两块滑块放置在下模的左右两边，再将上模盖在下模及两块滑块上固定模具进行阻燃弯梁的成型。
在本发明的一个具体实施例子中，所述上模包括带有弧形空间的上模本体，上模本体上开有弧形凹槽，弧形空间的左右两侧设置有切板，弧形空间的上下两侧设置有挡板，挡板中的其中一块上设置有台阶，台阶和另一块挡板上设置有和下模配套的上模凹槽，需要制作的阻燃弯梁位于切板和挡板之间，整个上模一体成型。
在本发明的一个具体实施例子中，所述弧形凹槽的长度范围为380-440mm，弧形凹槽的宽度范围为2-4mm。
在本发明的一个具体实施例子中，所述下模为产品放置基准面，下模包括下模底座、上下两端的台阶和两台阶中间的凸台，气嘴装置口开在上下两端的台阶中的台阶之一上，下模上开有和滑块上的凹槽对应的凸条，整个下模一体成型，在开气嘴装置口的台阶和下模底座结合处设置有边沿。
在本发明的一个具体实施例子中，两块滑块的结构完全对称，滑块包括凸面和凸起，侧面有螺丝孔，采用螺钉穿过螺丝孔将滑块锁紧在下模上。
在本发明的一个具体实施例子中，将尼龙风管做成高铁弯梁内部形状一样的3D效果形状，在碳纤维复合材料模压成型时，将3D尼龙风管作为内胆放置在铺有碳纤维复合材料的模腔中，热成型时通过气嘴加压至产品内部，使碳纤维复合材料高铁弯梁达到一体成型固化。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺和制作模具具有以下优点：本发明为一种使用3D尼龙风管一体成型阻燃高强度的高铁弯梁，热成型主要是利用3D尼龙风管辅助碳纤维预浸料模压成型，其中涉及一种3D尼龙风管的制作，主要用于辅助成型曲面复杂结构的复合材料产品。使用3D尼龙风管一体成型出来的阻燃高强度高铁弯梁相比传统金属成型的弯梁同样达到阻燃的效果，且操作简单、产品造型灵活、强度更高、重量更轻、耐腐蚀。
附图说明
图1为本发明中3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具的整体结构示意图。
图2-1为本发明中上模的整体结构示意图的立体图。
图2-2为本发明中上模的整体结构示意图的主视图。
图2-3为本发明中上模的整体结构示意图的左视图。
图2-4为本发明中上模的整体结构示意图的仰视图。
图3-1为本发明中下模的整体结构示意图的立体图。
图3-2为本发明中下模的整体结构示意图的主视图。
图3-3为本发明中下模的整体结构示意图的左视图。
图3-4为本发明中下模的整体结构示意图的仰视图。
图4-1为本发明中滑块的整体结构示意图的立体图。
图4-2为本发明中滑块的整体结构示意图的主视图。
图4-3为本发明中滑块的整体结构示意图的左视图。
图4-4为本发明中滑块的整体结构示意图的仰视图。
图5为本发明中的模具制作的阻燃弯梁的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺，所述3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺包括以下步骤：
步骤1：制作3D尼龙风管；将宽度为300-500mm的尼龙风管裁剪成需要制作的弯梁的内腔形状大小的原型风管，然后再利用封口机将原型风管周边密封起来，留出气嘴口，这样便形成了3D尼龙风管；
步骤2：阻燃碳纤维预染浸料的选材；使用环氧阻燃树脂跟碳纤维原丝预浸而成的材料称之为阻燃碳纤维预浸料；
步骤3：预浸料的铺层、预成型；将裁好尺寸的碳纤维预浸料依设计铺层结构顺序依次贴入模腔里及滑块上，铺料过程中要用塑料刮板压实；
然后将3D尼龙风管放入弯梁中间的空心位置，再给3D尼龙风管施加小量气压，查看风管是否通气；
步骤4：复合材料的固化成型；产品贴模好后检查无异，合模后(确保无夹模)将模具放入热压机台上根据弯梁成型管制标准设定的温度、气压参数对产品进行热成型，在成型时间到后将模具从热压机台上拉出，放进冷却台进行模具冷却，待模具冷却后打开模具取出产品。得到图5中的高强度阻燃弯梁5。具体参数如下：
成型时间：3600S(保压1.2MPa的成型时间)
成型温度：145±5℃
机台外压：4MPa
3D尼龙风管加压程式：0-50S时慢加压至0.2MPa，
50-300S时慢加压至0.6MPa，
300-600S时慢加压至1.0MPa，
600-3600S时慢加压至1.2MPa。
所述产品使用的材料为高强度、高模量的碳纤维复合材料，同时能够达到阻燃效果。且碳纤维弯梁相比金属弯梁直接减重了40％。
所述3D尼龙风管的厚度根据产品形状大小的不同可以有：20um、40um、60um。
所述铺料过程中要用塑料刮板压实，塑料板的材质是：PVC、PET、PTFE、和橡胶中的一种和多种的混合物。
图1为本发明中3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具的整体结构示意图，如图1所示，制作模具包括：上模1，下模2，滑块3，气嘴装置口4，气嘴装置口4位于下模2上，滑块3包括两块；气嘴装置口4放置3D尼龙风管气嘴；下模2作为产品放置基准，将两块滑块3放置在下模2的左右两边，再将上模1盖在下模2及两块滑块3上固定模具进行阻燃弯梁的成型。
图2-1为本发明中上模的整体结构示意图的立体图，图2-2为本发明中上模的整体结构示意图的主视图，图2-3为本发明中上模的整体结构示意图的左视图，图2-4为本发明中上模的整体结构示意图的仰视图。如图2-1到2-4所示，制作模具的上模1的结构特点是保证阻燃弯梁上表面的形状及外观，上模1有两条随形凹槽作为产品加强劲。具体如下图：上模1包括带有弧形空间104的上模本体101，上模本体101上开有弧形凹槽102，弧形空间104的左右两侧设置有切板103，弧形空间104的上下两侧设置有挡板105，挡板105中的其中一块上设置有台阶106，台阶106和另一块挡板105上设置有和下模2配套的上模凹槽107，需要制作的阻燃弯梁位于切板103和挡板105之间，整个上模1一体成型。在具体的制作过程中弧形凹槽102的长度范围为380-440mm，弧形凹槽102的宽度范围为2-4mm。
图3-1为本发明中下模的整体结构示意图的立体图，图3-2为本发明中下模的整体结构示意图的主视图，图3-3为本发明中下模的整体结构示意图的左视图，图3-4为本发明中下模的整体结构示意图的仰视图。如图3-1到3-4所示，下模2的结构特点是保证产品(阻燃弯梁)下表面的基本形状及外观。下模2为产品放置基准面，下模2包括下模底座205、上下两端的台阶201、202和两台阶中间的凸台203，气嘴装置口4开在上下两端的台阶中的台阶之一上，下模2上开有和滑块3上的凹槽304对应的凸条205，整个下模2一体成型。在开气嘴装置口4的台阶202和下模底座205结合处设置有边沿206(在上下模结合时，边沿206和上模凹槽107对应)。
图4-1为本发明中滑块的整体结构示意图的立体图，图4-2为本发明中滑块的整体结构示意图的主视图。图4-3为本发明中滑块的整体结构示意图的左视图。图4-4为本发明中滑块的整体结构示意图的仰视图。如图4-1到4-4所示，滑块3的结构特点是保证产品(阻燃弯梁)两侧面的基本形状及外观。两块滑块3的结构完全对称，滑块3包括凸面301和凸起302，侧面有螺丝孔303，采用螺钉穿过螺丝孔303将滑块3锁紧在下模2上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺，其特征在于：所述3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺包括以下步骤：
步骤1：制作3D尼龙风管；将宽度为300-500mm的尼龙风管裁剪成需要制作的弯梁的内腔形状大小的原型风管，然后再利用封口机将原型风管周边密封起来，留出气嘴口，这样便形成了3D尼龙风管；
步骤2：阻燃碳纤维预染浸料的选材；使用环氧阻燃树脂跟碳纤维原丝预浸而成的材料称之为阻燃碳纤维预浸料；
步骤3：预浸料的铺层、预成型；将裁好尺寸的碳纤维预浸料依设计铺层结构顺序依次贴入模腔里及滑块上，铺料过程中要用塑料刮板压实；
然后将3D尼龙风管放入弯梁中间的空心位置，再给3D尼龙风管施加安全气压：0.1MPa，查看风管是否通气；
步骤4：复合材料的固化成型；将步骤(3)中的产品合好模后将模具放入热压机台上根据弯梁成型管制标准设定的温度、气压参数对产品进行热成型，具体参数如下：
成型时间：3600S，保压1.2MPa的成型时间；
成型温度：145±5℃
机台外压：4MPa
3D尼龙风管加压程式：0-50S时慢加压至0.2MPa，
50-300S时慢加压至0.6MPa，
300-600S时慢加压至1.0MPa，
600-3600S时慢加压至1.2MPa。
2.根据权利要求1所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺，其特征在于：所述3D尼龙风管的厚度根据产品形状大小的不同有：20um、40um、60um。
3.根据权利要求1所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的成型工艺，其特征在于：铺料过程中要用塑料刮板压实，塑料板的材质是：PVC、PET、PTFE、和橡胶中的一种和多种的混合物。
4.一种3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，其特征在于：所述3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具包括：上模，下模，滑块，气嘴装置口，气嘴装置口位于下模上，滑块包括两块；所述气嘴装置口放置3D尼龙风管气嘴；下模作为产品放置基准，将两块滑块放置在下模的左右两边，再将上模盖在下模及两块滑块上固定模具进行阻燃弯梁的成型。
5.根据权利要求4所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，其特征在于：所述上模包括带有弧形空间的上模本体，上模本体上开有弧形凹槽，弧形空间的左右两侧设置有切板，弧形空间的上下两侧设置有挡板，挡板中的其中一块上设置有台阶，台阶和另一块挡板上设置有和下模配套的上模凹槽，需要制作的阻燃弯梁位于切板和挡板之间，整个上模一体成型。
6.根据权利要求5所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，其特征在于：所述弧形凹槽的长度范围为380-440mm，弧形凹槽的宽度范围为2-4mm。
7.根据权利要求4所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，其特征在于：所述下模为产品放置基准面，下模包括下模底座、上下两端的台阶和两台阶中间的凸台，气嘴装置口开在上下两端的台阶中的台阶之一上，下模上开有和滑块上的凹槽对应的凸条，整个下模一体成型，在开气嘴装置口的台阶和下模底座结合处设置有边沿。
8.根据权利要求4所述的3D尼龙风管成型阻燃弯梁的制作模具，其特征在于：两块滑块的结构完全对称，滑块包括凸面和凸起，侧面有螺丝孔，采用螺钉穿过螺丝孔将滑块锁紧在下模上。
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