CN107187008B - 一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具 - Google Patents

一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具 Download PDF

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Abstract

一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，本发明涉及形状记忆聚合物吸塑用模具，本发明为了解决现有塑形外壳铸造完成无法二次修改，且无法实现内部复杂结构以及复杂变截面的制作；常规模具内部构造清理困难，损耗和磨损腐蚀率高，以及无法再次加工而造成的成本高昂，维护费用高；现有吹塑或机械变形等方式在模具成型过程中存在压力不均匀，制作出的样品表面光滑程度欠佳，易发生断裂破坏等；现有模具功能单一，只能进行一次变形，不能按照使用者的需求分温度梯次多次变形，可控度低的缺点，它包括上模体和下模体，上模体和下模体相对扣合组成长方体，长方体沿长度方向加工有型腔，本发明用于形状记忆聚合物吸塑领域。

Description

一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具
技术领域
本发明涉及形状记忆聚合物吸塑用模具，具体涉及一种带有齿轮箱的多毛刷去毛刺装置。
背景技术
模具在传统制造业中占有重要地位，可用于器件成型和外部缠绕等用途，不过随着需求和技术的不断进步，对于模具的精度和截面复杂程度要求越来越高，传统的金属模具显现出了脱膜困难，无法重复使用，耐腐蚀性差等缺点，后来兴起的沙模和石膏模具等也均不同程度存在表面光洁度不足，硬度强度不高，耐振动性差等缺陷。
形状记忆聚合物是通过对聚合物进行分子组合和改性的一种特殊高分子材料。该材料在一定条件下，在外界作用下被赋予一定的形状；当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定。如果外部环境以特定的方式再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始形态，至此，完成记忆循环。形状记忆聚合物的优点包括制造工艺简单、生产成本低、轻质高强、超大的形变能力(最大可达100％以上)、形状记忆聚合物的转变温度可以通过改变共聚成分配比和交联密度进行调节，以及生物适应性和可降解性等。形状记忆聚合物目前被应用在空间展开结构、医用设备、纺织业和结构工程等领域。
发明内容
本发明为了解决现有塑形外壳铸造完成无法二次修改，且无法实现内部复杂结构以及复杂变截面的制作；常规模具内部构造清理困难，损耗和磨损腐蚀率高，以及无法再次加工而造成的成本高昂，维护费用高；现有吹塑或机械变形等方式在模具成型过程中存在压力不均匀，制作出的样品表面光滑程度欠佳，易发生断裂破坏等；现有模具功能单一，只能进行一次变形，不能按照使用者的需求分温度梯次多次变形，可控度低的缺点，进而提供一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
它包括上模体和下模体，上模体和下模体相对扣合组成长方体，长方体沿长度方向加工有型腔。
本发明的有益效果是：
1、可自由组合拼装，本发明创新性地将可组合模具系统与形状记忆聚合物相结合，由于形状记忆聚合物吸塑用模具由多个上模体和多个下模体拼接组合而成，组合外壳可依据产品要求和个人意愿随意组合搭配，随意添加或卸下分块外壳，大大提高了变化性和复杂截面的可塑性，可以生产出径向截面和口径自由变化的器件。
2、本发明的形状记忆聚合物吸塑用模具可重复利用，常规金属模具一经打造完成，无法再进行更改和二次加工，且内部清理困难，损耗率高。而本发明采用可拆卸组合方式设计模具，每次使用过后，只需卸下限位套、密封板等固定装置，即可分块拆下，进行清理清洗及调试，大大节约成本和材料损耗。
3、本发明与现有技术采用的吹塑或注塑技术不同，本发明采用吸塑成型技术，能极大地保证模具成型过程中各部分受力均匀，能最大限度的保证模具内表面的光滑程度，制作出的可变形模具各部分厚度均匀，受力结构更稳定，经久耐用。
4、实现多层次分梯度变形，由于本发明提到的智能模具具有变形温度点，可以在阶梯式加热来使各部分依次变形，达到智能控制效果。
附图说明
图1本发明整体结构主视图，图2是本发明中吸塑用形状记忆聚合物筒体固化时用的模具，图中芯模7、外壳8、底座9和密封板10用来加工形状记忆聚合物筒体，图3是通过形状记忆聚合物筒体固化模具加工的形状记忆聚合物筒体材料，图4是通过本发明中形状记忆聚合物吸塑用模具加工后的成型工件。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，它包括上模体1和下模体2，上模体1和下模体2相对扣合组成长方体，长方体沿长度方向加工有型腔。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，上模体1包括第一上模体1-1、第二上模体1-2、第三上模体1-3和第四上模体1-4，第一上模体1-1的一端加工有两个第一圆柱形凸起1-5，第一上模体1-1的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起1-5对应的两个第一圆形凹槽1-6，第二上模体1-2的一端加工有两个第一圆柱形凸起1-5，第二上模体1-2的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起1-5对应的两个第一圆形凹槽1-6，第三上模体1-3的一端加工有两个第一圆柱形凸起1-5，第三上模体1-3的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起1-5对应的两个第一圆形凹槽1-6，第四上模体1-4的一端加工有两个第一圆柱形凸起1-5，第四上模体1-4的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起1-5对应的两个第一圆形凹槽1-6，第一上模体1-1、第二上模体1-2、第三上模体1-3和第四上模体1-4沿直线方向依次连接，第一上模体1-1上的两个第一圆柱形凸起1-5分别插装在第二上模体1-2上的两个第一圆形凹槽1-6内，第二上模体1-2上的两个第一圆柱形凸起1-5分别插装在第三上模体1-3上的两个第一圆形凹槽1-6内，第三上模体1-3上的两个第一圆柱形凸起1-5分别插装在第四上模体1-4上的两个第一圆形凹槽1-6内，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，下模体2包括第一下模体2-1、第二下模体2-2、第三下模体2-3和第四下模体2-4，第一下模体2-1的一端加工有两个第二圆柱形凸起2-5，第一下模体2-1的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起2-5对应的两个第二圆形凹槽2-6，第二下模体2-2的一端加工有两个第二圆柱形凸起2-5，第二下模体2-2的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起2-5对应的两个第二圆形凹槽2-6，第三下模体2-3的一端加工有两个第二圆柱形凸起2-5，第三下模体2-3的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起2-5对应的两个第二圆形凹槽2-6，第四下模体2-4的一端加工有两个第二圆柱形凸起2-5，第四下模体2-4的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起2-5对应的两个第二圆形凹槽2-6，第一下模体2-1、第二下模体2-2、第三下模体2-3和第四下模体2-4沿直线方向依次连接，第一下模体2-1上的两个第二圆柱形凸起2-5分别插装在第二下模体2-2上的两个第二圆形凹槽2-6内，第二下模体2-2上的两个第二圆柱形凸起2-5分别插装在第三下模体2-3上的两个第二圆形凹槽2-6内，第三下模体2-3上的两个第二圆柱形凸起1-5分别插装在第四下模体2-4上的两个第而圆形凹槽2-6内。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，第一上模体1-1与第一下模体2-1相对扣合安装在一起构成一个长方体，第二上模体1-2与第二下模体2-2相对扣合安装在一起构成一个长方体，第三上模体1-3与第三下模体2-3相对扣合安装在一起构成一个长方体，第四上模体1-4与第四下模体2-4相对扣合安装在一起构成一个长方体。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，第一上模体1-1上与第一下模体2-1相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起1-7，第一下模体2-1上与第一上模体1-1相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起1-7对应的两个第三圆形凹槽2-7，第一上模体1-1上的两个第三圆柱形凸起1-7分别插装在第一下模体2-1上的两个第三圆形凹槽2-7内，第二上模体1-2上与第二下模体2-2相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起1-7，第二下模体2-2上与第二上模体1-2相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起1-7对应的两个第三圆形凹槽2-7，第二上模体1-2上的两个第三圆柱形凸起1-7分别插装在第二下模体2-2上的两个第三圆形凹槽2-7内，第三上模体1-3上与第三下模体2-3相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起1-7，第三下模体2-3上与第三上模体1-3相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起1-7对应的两个第三圆形凹槽2-7，第三上模体1-3上的两个第三圆柱形凸起1-7分别插装在第二下模体2-2上的两个第三圆形凹槽2-7内，第四上模体1-4上与第四下模体2-4相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起1-7，第四下模体2-4上与第四上模体1-4相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起1-7对应的两个第三圆形凹槽2-7，第四上模体1-4上的两个第三圆柱形凸起1-7分别插装在第四下模体2-4上的两个第三圆形凹槽2-7内。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，第一上模体1-1与第一下模体2-1构成的长方体上加工有第一型腔3，第二上模体1-2与第二下模体2-2构成的长方体上加工有第二型腔4，第三上模体1-3与第三下模体2-3构成的长方体上加工有第三型腔5，第四上模体1-4与第四下模体2-4构成的长方体上加工有第四型腔6，第一型腔3、第二型腔4、第三型腔5和第四型腔6依次连通。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，第一型腔3为圆形腔体，圆形腔体的两端加工有两个圆孔，圆形腔体与两个圆孔连通，第二型腔4为圆台形腔体，圆台形腔体的两端加工有两个圆孔，圆台形腔体与两个圆孔连通，第三型腔5为U形腔体，U形腔体的两端加工有两个圆孔，U形腔体与两个圆孔连通，第四型腔6为六边形腔体，六边形腔体的两端加工有两个圆孔，六边形腔体与两个圆孔连通。其它与具体实施方式一相同。
工作原理
本发明工作时前期需准备形状记忆聚合物的筒体，形状记忆聚合物的筒体通过图2中模具加工获得，形状记忆聚合物为苯乙烯基形状记忆聚合物、聚四氟乙烯形状记忆聚合物、形状记忆环氧树脂、氰酸脂系形状记忆聚合物、形状记忆聚氨酯、形状记忆聚酯、形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物或形状记忆反式聚异戊二烯等热塑性和热固性形状记忆聚合物中的一种或两种，将形状记忆聚合物粉末放入模具中，对其进行热处理，在热致作用条件下，在玻璃化转变温度(Tg)以上，加入同温度的固化剂后，用搅拌器搅拌20分钟使其混合均匀，固化用初形模具组装工作，将形状记忆聚合物筒体固化时用的模具从贮藏处取出，用蘸有酒精的棉花将表面擦拭干净，晾干备用。之后在模具内表面喷涂或镀上一层脱膜层，利于之后的模具脱模，将芯模旋入底座9，外壳8套在芯模7上，保证二者的圆心相重叠，外壳8和基座9相扣合，在连接处涂抹上设置密封板10并用专用密封胶密封，保证底部封闭，形状记忆聚合物材料固化成型。将形状记忆聚合物材料固化成型放入真空干燥箱预热两小时，温度在形状记忆聚合物对应的玻璃态转变温度附近，之后将步骤一制备好的形状记忆聚合物溶液灌入固化用初形模具，放入真空干燥箱，以苯乙烯形状聚合物为例，加温至75℃，保持24小时，冷却两小时至室温所述室温为20～25℃。之后将初形模具一并取出。之后将另一种形状记忆聚合物灌入剩下的半段模具中，放入真空干燥箱，加热至75℃固化24小时，完成二次固化过程。之后经过脱模和清理程序，取出制好的形状记忆聚合物筒体样品，将形状记忆聚合物筒体样品两端用密封板密封，放入真空干燥箱中预热至玻璃态装变温度Tg以上备用。将本发明的上模体1和下模体2取出，按照安装和设计需求拼装外壳，组合和排列外壳时注意顺序和位置，均采用上下式扣合，防止吸塑过程中产生错位，将形状记忆聚合物筒体样品放入本发明的形状记忆聚合物吸塑用模具内，四周用多个限位套固定，防止滑动和相对位移，将安装有形状记忆聚合物筒体样品的形状记忆聚合物吸塑用模具放入真空干燥箱内，将抽气管与气泵连接，将真空罐内气压抽成真空，维持30秒，由于形状记忆聚合物基态模具内部气压高，有向外扩张的趋势，完成吸塑过程。之后将各部分冷却至室温，从真空干燥箱中取出各部分，得到最终产品。

Claims (7)

1.一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：它包括上模体(1)和下模体(2)，上模体(1)和下模体(2)相对扣合组成长方体，长方体沿长度方向加工有型腔，将形状记忆聚合物筒体样品两端用密封板密封，放入真空干燥箱中预热至玻璃态装变温度Tg以上备用，将形状记忆聚合物筒体样品放入本发明的形状记忆聚合物吸塑用模具内，四周用多个限位套固定，防止滑动和相对位移，将安装有形状记忆聚合物筒体样品的形状记忆聚合物吸塑用模具放入真空干燥箱内，将抽气管与气泵连接，将真空罐内气压抽成真空，维持30秒，由于形状记忆聚合物基态模具内部气压高，有向外扩张的趋势，完成吸塑过程，之后将各部分冷却至室温，从真空干燥箱中取出各部分，得到最终产品。
2.跟权利要求1所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：上模体(1)包括第一上模体(1-1)、第二上模体(1-2)、第三上模体(1-3)和第四上模体(1-4)，第一上模体(1-1)的一端加工有两个第一圆柱形凸起(1-5)，第一上模体(1-1)的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起(1-5)对应的两个第一圆形凹槽(1-6)，第二上模体(1-2)的一端加工有两个第一圆柱形凸起(1-5)，第二上模体(1-2)的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起(1-5)对应的两个第一圆形凹槽(1-6)，第三上模体(1-3)的一端加工有两个第一圆柱形凸起(1-5)，第三上模体(1-3)的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起(1-5)对应的两个第一圆形凹槽(1-6)，第四上模体(1-4)的一端加工有两个第一圆柱形凸起(1-5)，第四上模体(1-4)的另一端加工有与两个第一圆柱形凸起(1-5)对应的两个第一圆形凹槽(1-6)，第一上模体(1-1)、第二上模体(1-2)、第三上模体(1-3)和第四上模体(1-4)沿直线方向依次连接，第一上模体(1-1)上的两个第一圆柱形凸起(1-5)分别插装在第二上模体(1-2)上的两个第一圆形凹槽(1-6)内，第二上模体(1-2)上的两个第一圆柱形凸起(1-5)分别插装在第三上模体(1-3)上的两个第一圆形凹槽(1-6)内，第三上模体(1-3)上的两个第一圆柱形凸起(1-5)分别插装在第四上模体(1-4)上的两个第一圆形凹槽(1-6)内。
3.跟权利要求1所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：下模体(2)包括第一下模体(2-1)、第二下模体(2-2)、第三下模体(2-3)和第四下模体(2-4)，第一下模体(2-1)的一端加工有两个第二圆柱形凸起(2-5)，第一下模体(2-1)的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起(2-5)对应的两个第二圆形凹槽(2-6)，第二下模体(2-2)的一端加工有两个第二圆柱形凸起(2-5)，第二下模体(2-2)的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起(2-5)对应的两个第二圆形凹槽(2-6)，第三下模体(2-3)的一端加工有两个第二圆柱形凸起(2-5)，第三下模体(2-3)的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起(2-5) 对应的两个第二圆形凹槽(2-6)，第四下模体(2-4)的一端加工有两个第二圆柱形凸起(2-5)，第四下模体(2-4)的另一端加工有与两个第二圆柱形凸起(2-5)对应的两个第二圆形凹槽(2-6)，第一下模体(2-1)、第二下模体(2-2)、第三下模体(2-3)和第四下模体(2-4)沿直线方向依次连接，第一下模体(2-1)上的两个第二圆柱形凸起(2-5)分别插装在第二下模体(2-2)上的两个第二圆形凹槽(2-6)内，第二下模体(2-2)上的两个第二圆柱形凸起(2-5)分别插装在第三下模体(2-3)上的两个第二圆形凹槽(2-6)内，第三下模体(2-3)上的两个第二圆柱形凸起(1-5)分别插装在第四下模体(2-4)上的两个第而圆形凹槽(2-6)内。
4.跟权利要求2或3所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：第一上模体(1-1)与第一下模体(2-1)相对扣合安装在一起构成一个长方体，第二上模体(1-2)与第二下模体(2-2)相对扣合安装在一起构成一个长方体，第三上模体(1-3)与第三下模体(2-3)相对扣合安装在一起构成一个长方体，第四上模体(1-4)与第四下模体(2-4)相对扣合安装在一起构成一个长方体。
5.跟权利要求4所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：第一上模体(1-1)上与第一下模体(2-1)相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起(1-7)，第一下模体(2-1)上与第一上模体(1-1)相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起(1-7)对应的两个第三圆形凹槽(2-7)，第一上模体(1-1)上的两个第三圆柱形凸起(1-7)分别插装在第一下模体(2-1)上的两个第三圆形凹槽(2-7)内，第二上模体(1-2)上与第二下模体(2-2)相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起(1-7)，第二下模体(2-2)上与第二上模体(1-2)相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起(1-7)对应的两个第三圆形凹槽(2-7)，第二上模体(1-2)上的两个第三圆柱形凸起(1-7)分别插装在第二下模体(2-2)上的两个第三圆形凹槽(2-7)内，第三上模体(1-3)上与第三下模体(2-3)相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起(1-7)，第三下模体(2-3)上与第三上模体(1-3)相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起(1-7)对应的两个第三圆形凹槽(2-7)，第三上模体(1-3)上的两个第三圆柱形凸起(1-7)分别插装在第二下模体(2-2)上的两个第三圆形凹槽(2-7)内，第四上模体(1-4)上与第四下模体(2-4)相对的扣合面上加工有两个第三圆柱形凸起(1-7)，第四下模体(2-4)上与第四上模体(1-4)相对的扣合面上加工有两个与第三圆柱形凸起(1-7)对应的两个第三圆形凹槽(2-7)，第四上模体(1-4)上的两个第三圆柱形凸起(1-7)分别插装在第四下模体(2-4)上的两个第三圆形凹槽(2-7)内。
6.跟权利要求4所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：第一上模体(1-1)与第一下模体(2-1)构成的长方体上加工有第一型腔(3)，第二上模体(1-2)与第二下模体(2-2)构成的长方体上加工有第二型腔(4)，第三上模体(1-3)与第三下模体(2-3)构成的长方体上加工有第三型腔(5)，第四上模体(1-4)与第四下模体(2-4)构成的长方体上加工有第四型腔(6)，第一型腔(3)、第二型腔(4)、第三型腔(5)和第四型腔(6)依次连通。
7.跟权利要求6所述一种用于形状记忆聚合物吸塑用模具，其特征在于：第一型腔(3)为圆形腔体，圆形腔体的两端加工有两个圆孔，圆形腔体与两个圆孔连通，第二型腔(4)为圆台形腔体，圆台形腔体的两端加工有两个圆孔，圆台形腔体与两个圆孔连通，第三型腔(5)为U形腔体，U形腔体的两端加工有两个圆孔，U形腔体与两个圆孔连通，第四型腔(6)为六边形腔体，六边形腔体的两端加工有两个圆孔，六边形腔体与两个圆孔连通。
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