CN106515039B - 一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法 - Google Patents

一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，包括涂刷离型剂、穿接皮筋、合模、预留注浆口、制备砂浆、制备树脂浆、浇注、干燥、拔出皮筋、分模、清理离型剂、接通气孔、封闭气嘴和皮筋孔、封闭树脂模背面、填充水泥等步骤，采用该方法制作的工作模，成本低廉，强度适中，便于在线上加工且使用寿命达到8000次以上。

Description

一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制造领域，具体涉及一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法。
背景技术
高压注浆成型用工作模一般采用纯多孔树脂模，其生产出来的工作模强度很高，韧性好，但成本高昂，尤其是加工不易，如在模具试上线过程中需要对模具进行修正，则必须将模具下线送CNC机台进行扫描、建模、编程和加工，因此加工周期很长，影响新产品开发周期。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，通过该方法制作的工作模，成本低廉，强度适中，便于在线上加工且使用寿命达标。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，包括：步骤1：涂刷离型剂，在母模外表面和盖模内表面涂刷离型剂；步骤2：穿接皮筋，在盖模内表面布置相互连接的皮筋和通气孔螺柱，每条皮筋的一端通过盖模上的皮筋孔伸出盖模外表面；步骤3：合模，母模与盖模合模；步骤4：预留注浆口，从盖模上所留树脂模注浆口插入堵头至母模上所留树脂模注浆口印记处；步骤5：制备砂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：硅砂粉69-72％、硫酸铝0.06-0.065％、其余为水；步骤6：制备树脂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：815环氧树脂13-17％、TAP促进剂0.2-0.7％、245环氧树脂硬化剂3-7％，其余为砂浆：步骤7：浇注，将树脂浆沿盖模浇注口壁倒入模腔，避免树脂浆直冲皮筋；步骤8：干燥，浇注后静置48-60小时；步骤9：拔出皮筋，通过每条皮筋露在盖模外表面的一端从树脂模内拔出皮筋；步骤10：分模，顶起盖模，使盖模与母模分离；步骤11：清理离型剂，用砂纸将树脂模背面残留的离型剂清理干净；步骤12：接通气孔，从树脂模背面旋出通气孔螺柱，用气嘴旋接螺孔；步骤13：封闭气嘴和皮筋孔，用粘接树脂粘接气嘴并封闭皮筋孔；步骤14：封闭树脂模背面，在树脂模背面涂刷一层封闭树脂；步骤15：填充水泥，根据工作模尺寸要求在树脂模背部填充水泥。
进一步地，步骤1和步骤11所述的离型剂为脱模蜡。
进一步地，步骤2包括如下步骤：步骤2.1：在盖模内表面各磁吸点放置通气孔螺柱或开口钉；步骤2.2：将皮筋和通气孔螺柱外表面涂刷离型剂；步骤2.3：将皮筋装设在开口钉开口，或穿接于模外通气孔螺柱开孔中，并使皮筋相互连接，每根皮筋的一端均通过盖模上的皮筋孔伸出盖模外表面。
进一步地，步骤4所述的堵头为PVC管。
进一步地，步骤5所述的硅砂粉粒度在5微米以下的占32-35％；步骤5所述的水要求电导率值为4-7；步骤5所述的搅拌持续24-48小时，并控制硅砂粉粒度在5微米以下的占33.1-34.2％，砂浆浓度值范围在330-340g/200ml，砂浆电导率值范围在485-515。
进一步地，步骤6、步骤7、步骤8的环境控制在以下参数：温度在30-36℃，湿度在40-70％。
进一步地，步骤6包括以下步骤：步骤6.1：按以下重量百分比称取各组份：815环氧树脂13-17％、TAP促进剂0.2-0.7％、245环氧树脂硬化剂3-7％，其余为砂浆；步骤6.2：将砂浆降温至23-25℃；步骤6.3：依次将砂浆、TAP促进剂、245环氧树脂硬化剂、815环氧树脂倒入搅拌机，时间控制在4min内；步骤6.4：搅拌17-20min,搅拌转速250-500RPM。
进一步地，步骤7在5min内完成。
进一步地，所述的步骤15包括以下步骤：步骤15.1：根据工作模尺寸要求为树脂模制作混凝土浇注框；步骤15.2：在树脂模背面涂抹一层封闭树脂；步骤15.3：将通气孔和注浆口通过气管导出至混凝土浇注框边缘预留孔洞处；步骤15.4：在混凝土浇注框内每80-120mm放置螺纹钢，并形成网状；步骤15.5：将下组份按重量百分比在搅拌机中搅拌均匀：石英砂28-33％、石子35-40％、普通硅酸盐早强水泥25-27％、水5-6％、水泥膨胀剂0.3-0.5％；步骤15.6：将搅拌好的组合物浇注入混凝土浇注框中，用振动器充分振动至浇注完成；步骤15.7：浇注完成后1-2小时内补水；步骤15.8：将模具放置于温度28-32℃、湿度65-80％的环境中45-50小时待混凝土完全固化。
进一步地，步骤15.5中，所述的石子直径在20mm内，所述的普通硅酸盐早强水泥强度等级为42.5R，所述的水为纯水或地下水。
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
1、步骤1中，通过涂刷离型剂，工作模便于从母模和盖模中脱出；
2、步骤2中，穿接皮筋和通气孔螺柱并最后拔出，以建立工作模的通水通气路，这种方法要比通过钢钎钎插建立通水通气路更方便更快捷；
3、步骤5中，通过硅砂粉与水混合，形成硅砂悬浮液，使水分子包围在硅砂颗粒周围，未来形成孔道；
4、步骤5中，在砂浆中加入硫酸铝，便于在树脂模干燥失水过程中慢慢析出自身所含结晶水以对孔道内的水分子进行补充，维持孔道形状，防止孔道堵塞，提高通气性能；
5、步骤6中，在树脂浆中，815环氧树脂为主剂，245环氧树脂硬化剂起固化作用，TAP促进剂使各组份混合均匀，反应更快发生；
6、步骤6中，树脂比例超过规定比例，则固化后工作模排水排气效果达不到成型要求，树脂比例低于规定比例，则固化后工作模硬度不够，强度太少；
7、步骤6中，砂浆比例过高，则树脂浆密度过大，排水排气效果不好，砂浆比例过小，则同样孔道不足，树脂比例过大，排水排气效果不好，且强度太少；
8、步骤7中，浇注过程中，将树脂浆沿盖模浇注口壁倒入模腔，避免树脂浆直冲皮筋，以提高工作模通气路的可靠性，降低工作模废品率；
9、步骤14中，封闭树脂模背面，使树脂模只在工作面排水排气；
10、步骤1中，采用脱模蜡，能有效地提高脱模效率，提高工作模合格率；
11、步骤2中，皮筋相互连接，使通水路彼此连通，穿接在通气孔螺柱开孔中，使通水路与气嘴得以有效连接；
12、步骤5中，控制砂浆电导率值范围在485-515，能够有效反映水包裹硅砂颗粒情况并预示树脂浆浇注后微小孔道建立情况；
13、步骤6、步骤7、步骤8的环境温度在30-36℃，湿度在40-70％。温度过高，反应过快会让浇注时间减短，温度过低，会让材料不能充分融合，导致浆料搅拌不均匀，强度不足；湿度过高，模具不能充分干燥，多余水份不能及时排出，模具强度不足，容易开裂；湿度过低，模具干燥过快，模具自身收缩导致内部开裂；
14、步骤6.2中，将砂浆降温至23-25℃，是为了在后续的树脂调配中，控制树脂浆温度在27-33℃，如果不降温，在后续操作中，树脂浆温度会继续升高，导致反应过快，浇注时间减短；
15、步骤6.3中，组份倒入时间超过4min，部分树脂在添加过程中反应并升温，导致搅拌不均匀；
16、步骤7在5min内完成，超过5min，树脂浆开始变得粘稠，流动性变差，浇注时会产生较多气泡。
17、步骤15.4中，放置螺纹钢，便于提高工作模强度；
18、步骤15.8中，在温度28-32℃、湿度65-80％的环境中放置45-50小时，主要为了减少混凝土在干燥时发生开裂；
19、步骤15中，普通硅酸盐早强水泥强度等级为42.5R，水泥干燥收缩最小；
20、采用本方法制备的工作模，成本降低到1.5万元人民币以下，使用次数达到8000次，且模具强度适中，适合在线上修模，使修模周期缩小一半以上。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为开口钉示意图；
图2为通气孔螺柱示意图；
图3为皮筋穿接示意图；
图4为皮筋在盖模内表面连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一个实施例，利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法包括：
步骤1：涂刷离型剂，在母模外表面和盖模内表面涂刷离型剂，本实施例中，所选离型剂为脱模蜡。
涂刷离型剂，工作模便于从母模和盖模中脱出。
步骤2：穿接皮筋，在盖模内表面布置相互连接的皮筋和通气孔螺柱，每条皮筋的一端通过盖模上的皮筋孔伸出盖模外表面；本实施例的具体实施方法见图1至图4，包括：
步骤2.1：在盖模4内表面41各磁吸点放置通气孔螺柱2或开口钉1；
步骤2.2：将皮筋3和通气孔螺柱2外表面涂刷离型剂；
步骤2.3：将皮筋3装设在开口钉1开口，或穿接于通气孔螺柱2开孔中，并使皮筋3相互连接，每根皮筋的一端均通过盖模4上的皮筋孔伸出盖模外表面42。
通过穿接皮筋和通气孔螺柱并最后拔出，以建立工作模的通水通气路，这种方法要比通过钢钎钎插建立通水通气路更方便更快捷。皮筋相互连接，使通水路彼此连通，穿接在通气孔螺柱开孔中，使通水路与气嘴得以有效连接。
步骤3：合模，母模与盖模合模。
步骤4：预留注浆口，从盖模上所留树脂模注浆口插入堵头至母模上所留树脂模注浆口印记处，本实施例中，堵头采用PVC管。
步骤5：制备砂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：硅砂粉70％、硫酸铝0.065％、其余为水；本实施例中，硅砂粉粒度在5微米以下的占34％；水要求电导率值为4-7；搅拌持续24小时，并控制硅砂粉粒度在5微米以下的占34％，砂浆浓度值范围在335g/200ml，砂浆电导率值范围在500。
通过硅砂粉与水混合，形成硅砂悬浮液，使水分子包围在硅砂颗粒周围，未来形成孔道。在砂浆中加入硫酸铝，便于在树脂模干燥失水过程中慢慢析出自身所含结晶水以对孔道内的水分子进行补充，维持孔道形状，防止孔道堵塞，提高通气性能。
在本实施例中，步骤6、步骤7、步骤8的环境控制在以下参数：温度在33℃，环境湿度在55％。
环境温度在30-36℃，环境湿度在40-70％。温度过高，反应过快会让浇注时间减短，温度过低，会让材料不能充分融合，导致浆料搅拌不均匀，强度不足；湿度过高，模具不能充分干燥，多余水份不能及时排出，模具强度不足，容易开裂；湿度过低，模具干燥过快，模具自身收缩导致内部开裂。
步骤6：制备树脂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：815环氧树脂15.7％、TAP促进剂0.4％、245环氧树脂硬化剂4.9％，其余为砂浆；本实施例中，该步骤具体包括：
步骤6.1：按以下重量百分比称取各组份：815环氧树脂15.7％、TAP促进剂0.4％、245环氧树脂硬化剂4.9％，其余为砂浆；
步骤6.2：将砂浆降温至25℃；
步骤6.3：依次将砂浆、TAP促进剂、245环氧树脂硬化剂、815环氧树脂倒入搅拌机，时间控制在4min内；
步骤6.4：搅拌17-20min,搅拌转速250-500RPM。
这里的815环氧树脂是一种由双酚A和环氧丙烷制造的低粘度环氧树脂，添加了一定比例的新癸酸缩水甘油酯作为活性稀释剂。
245环氧树脂硬化剂为低分子聚酰胺固化剂，粘度低、硬化速度适中，与环氧树脂混合比相当小，主要作为815树脂的固化剂。主要成份包括二聚脂肪酸、大豆油脂肪酸、四乙烯五胺。
TAP促进剂是环氧树脂的固化剂催化剂，可能聚硫、聚硫醇、脂及胺和脂环胺、聚酰胺和酰胺基胺、双氰胺、酸酐等多种固化剂配用。它还是环氧树脂抱均聚反应的催化剂，可用于浸渍和高性能复合材料。
步骤6中，在树脂浆中，815环氧树脂为主剂，245环氧树脂硬化剂起固化作用，TAP促进剂使各组份混合均匀，反应更快发生。树脂比例超过规定比例，则固化后工作模排水排气效果达不到成型要求，树脂比例低于规定比例，则固化后工作模硬度不够，强度太少。砂浆比例过高，则树脂浆密度过大，排水排气效果不好，砂浆比例过小，则同样孔道不足，树脂比例过大，排水排气效果不好，且强度太少。将砂浆降温至23-25℃，是为了在后续的树脂调配中，控制树脂浆温度在27-33℃，如果不降温，在后续操作中，树脂浆温度会继续升高，导致反应过快，浇注时间减短。组份倒入时间超过4min，部分树脂在添加过程中反应并升温，导致搅拌不均匀。
步骤7：浇注，将树脂浆沿盖模浇注口壁倒入模腔，避免树脂浆直冲皮筋；本实施例中，步骤7必须在5min内完成。
浇注过程中，将树脂浆沿盖模浇注口壁倒入模腔，避免树脂浆直冲皮筋，以提高工作模通气路的可靠性，降低工作模废品率。步骤7在5min内完成，超过5min，树脂浆开始变得粘稠，流动性变差，浇注时会产生较多气泡。
步骤8：干燥，浇注后静置55小时。
步骤9：拔出皮筋，通过每条皮筋露在盖模外表面的一端从树脂模内拔出皮筋。
步骤10：分模，顶起盖模，使盖模与母模分离。
步骤11：清理离型剂，用砂纸将树脂模背面残留的离型剂清理干净。
步骤12：步骤12：接通气孔，从树脂模背面旋出通气孔螺柱，用气嘴旋接螺孔。
步骤13：封闭气嘴和皮筋孔，用粘接树脂粘接气嘴并封闭皮筋孔。
步骤14：封闭树脂模背面，在树脂模背面涂刷一层封闭树脂。
封闭树脂模背面，使树脂模只在工作面排水排气。
步骤15：填充水泥，根据工作模尺寸要求在树脂模背部填充水泥，本实施例中，包括：
步骤15.1：根据工作模尺寸要求为树脂模制作混凝土浇注框；
步骤15.2：在树脂模背面涂抹一层封闭树脂；
步骤15.3：将通气孔和注浆口通过气管导出至混凝土浇注框边缘预留孔洞处；
步骤15.4：在混凝土浇注框内每80-120mm放置螺纹钢，并形成网状；
步骤15.5：将下组份按重量百分比在搅拌机中搅拌均匀：石英砂31％、石子37％、普通硅酸盐早强水泥26％、水5.6％、水泥膨胀剂0.4％；石子直径控制在20mm内，普通硅酸盐早强水泥强度等级为42.5R，水为纯水或地下水；
步骤15.6：将搅拌好的组合物浇注入混凝土浇注框中，用振动器充分振动至浇注完成；
步骤15.7：浇注完成后1-2小时内补水；
步骤15.8：将模具放置于温度28-32℃、湿度65-80％的环境中45-50小时待混凝土完全固化。
放置螺纹钢，便于提高工作模强度。步骤15.8中，在温度30℃、湿度70％的环境中放置48小时，主要为了减少混凝土在干燥时发生开裂。
采用本方法制备的工作模，整体通气量达到或超过100L/min，模具成本降低到1.5万元人民币以下，使用次数达到8000次，且模具强度适中，能够在线上修模(例如修R角)，使修模周期缩小一半以上。
上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于包括：
步骤1：涂刷离型剂，在母模外表面和盖模内表面涂刷离型剂；
步骤2：穿接皮筋，在盖模内表面布置相互连接的皮筋和通气孔螺柱，每条皮筋的一端通过盖模上的皮筋孔伸出盖模外表面；
步骤3：合模，母模与盖模合模；
步骤4：预留注浆口，从盖模上所留树脂模注浆口插入堵头至母模上所留树脂模注浆口印记处；
步骤5：制备砂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：硅砂粉69-72％、硫酸铝0.06-0.065％、其余为水；
步骤6：制备树脂浆，按以下重量百分比称取各组份并混合搅拌：815环氧树脂13-17％、TAP促进剂0.2-0.7％、245环氧树脂硬化剂3-7％，其余为砂浆；
步骤7：浇注，将树脂浆沿盖模浇注口壁倒入模腔，避免树脂浆直冲皮筋；
步骤8：干燥，浇注后静置48-60小时；
步骤9：拔出皮筋，通过每条皮筋露在盖模外表面的一端从树脂模内拔出皮筋；
步骤10：分模，顶起盖模，使盖模与母模分离；
步骤11：清理离型剂，用砂纸将树脂模背面残留的离型剂清理干净；
步骤12：接通气孔，从树脂模背面旋出通气孔螺柱，用气嘴旋接螺孔；
步骤13：封闭气嘴和皮筋孔，用粘接树脂粘接气嘴并封闭皮筋孔；
步骤14：封闭树脂模背面，在树脂模背面涂刷一层封闭树脂；
步骤15：填充水泥，根据工作模尺寸要求在树脂模背部填充水泥。
2.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于：步骤1和步骤11所述的离型剂为脱模蜡。
3.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于，步骤2包括如下步骤：
步骤2.1：在盖模内表面各磁吸点放置通气孔螺柱或开口钉；
步骤2.2：将皮筋和通气孔螺柱外表面涂刷离型剂；
步骤2.3：将皮筋装设在开口钉开口，或穿接于通气孔螺柱开孔中，并使皮筋相互连接，每根皮筋的一端均通过盖模上的皮筋孔伸出盖模外表面。
4.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于：步骤4所述的堵头为PVC管。
5.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于：步骤5所述的硅砂粉粒度在5微米以下的占32-35％；步骤5所述的水要求电导率值为4-7；步骤5所述的搅拌持续24-48小时，并控制硅砂粉粒度在5微米以下的占33.1-34.2％，砂浆浓度值范围在330-340g/200ml，砂浆电导率值范围在485-515。
6.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于：步骤6、步骤7、步骤8的环境控制在以下参数：温度在30-36℃，湿度在40-70％。
7.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于，步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：按以下重量百分比称取各组份：815环氧树脂13-17％、TAP促进剂0.2-0.7％、245环氧树脂硬化剂3-7％，其余为砂浆；
步骤6.2：将砂浆降温至23-25℃；
步骤6.3：依次将砂浆、TAP促进剂、245环氧树脂硬化剂、815环氧树脂倒入搅拌机，时间控制在4min内；
步骤6.4：搅拌17-20min,搅拌转速250-500RPM。
8.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于，步骤7在5min内完成。
9.如权利要求1所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于，所述的步骤15包括以下步骤：
步骤15.1：根据工作模尺寸要求为树脂模制作混凝土浇注框；
步骤15.2：在树脂模背面涂抹一层封闭树脂；
步骤15.3：将通气孔和注浆口通过气管导出至混凝土浇注框边缘预留孔洞处；
步骤15.4：在混凝土浇注框内每80-120mm放置螺纹钢，并形成网状；
步骤15.5：将下组份按重量百分比在搅拌机中搅拌均匀：石英砂28-33％、石子35-40％、普通硅酸盐早强水泥25-27％、水5-6％、水泥膨胀剂0.3-0.5％；
步骤15.6：将搅拌好的组合物浇注入混凝土浇注框中，用振动器充分振动至浇注完成；
步骤15.7：浇注完成后1-2小时内补水；
步骤15.8：将模具放置于温度28-32℃、湿度65-80％的环境中45-50小时待混凝土完全固化。
10.如权利要求9所述的一种利用母模和盖模制备高压注浆成型用工作模的方法，其特征在于，步骤15.5中，所述的石子直径在20mm内，所述的普通硅酸盐早强水泥强度等级为42.5R，所述的水为纯水或地下水。
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