CN107458015A - 一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，它涉及一种箱体壳的加工制造方法,具体涉及一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。本发明采用以下工艺加工步骤：材料制备和箱壳热压成型；所述材料制备过程为：将纱线材料经编织工艺加工成织物，后在其表面进行淋膜处理，制备淋膜后织物。本发明针对目前拉杆箱重量大、力学性能不够及生产效率低等问题，提供了一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种箱体壳的加工制造方法,具体涉及一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们的出行日益增多，拉杆箱这一出行必备用品的需求量也越来越大，人们对拉杆箱性能的要求也越来越高。
拉杆箱箱壳的材料主要是聚碳酸酯(PC)，聚丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，聚丙烯(PP)等，但这些基体材料经二次成型后一般都存在韧性差，耐冲击性能低、重量大等问题。目前，纤维增强材料的应用日益增多，中国专利CN102551292中提供了一种将碳纤维预浸渍料应用于箱包加工的实例，但是环氧树脂基复合材料固化时间长、不可回收再利用，且加工工序繁琐、生产效率偏低，不利于快速高效生产。
选用复合材料加工制备箱壳，通常采用压塑工艺成型，即复合材料经高温软化后，拉伸压塑成型。该工艺实施过程中，凹凸模具扣压时极易导致复合材料中增强织物发生断裂或滑移，极大影响产品外观和力学性能。为了推进箱壳的轻量化，增强其力学强度，提高生产效率，本发明提供了一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，，提供一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，它能使得箱壳轻量化，箱壳力学性能和外观都得到很大的提高，且生产效率大幅提高。
为实现上述目的，本发明采用以下工艺加工步骤：材料制备和箱壳热压成型；其中，
材料制备工艺：
(1)织物编织：将纱线材料经编织工艺加工成织物；
所述的纱线材料包括棉纤维、麻纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙纶、锦纶、涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纱线、聚乙烯醋酸乙烯酯纱线、醋酸乙烯酯纱线、聚碳酸酯纱线、聚丙烯纱线、聚乙烯纱线、聚对苯二甲酸乙二醇酯纱线、聚丙烯/聚乙烯复合纤维等。
所述的编织工艺包括机织加工工艺、针织加工工艺、无纺布加工工艺等。
(2)淋膜：在织物表面淋覆5-20μm的热塑性薄膜，制备淋膜织物。
所述的热塑性薄膜包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醋酸乙烯酯(PEVA)、热塑性聚氨酯(TPU)等的一种或多种的复合薄膜。
所述热塑性薄膜的熔点温度低于织物的熔点温度；
箱壳热压成型工艺：
(1)织物四角分别进行不同角度裁切，确保成型后受力分散均匀；
(2)将裁切好的淋膜织物按一定顺序叠放放置于下模内，其中，热塑性薄膜层与织物层交替叠合，且与下模模具及软质模具接触层均为织物层；淋膜织物的叠放层数为2-10层；
(3)将中空的矩形夹具框架放置于最上层织物层上部使得多层淋膜织物与下模边缘固定；
(4)覆盖软质模具，软质模具可为硅胶模具或橡胶模具等；
(5)闭合上盖板；
(6)成型：开启加热，此时下模中孔槽对模腔进行抽真空处理，使得多层淋膜织物固定在下模上，待淋膜织物的热塑性薄膜层处于熔融状态时，上盖板中的孔槽释放气压，经软质模具挤压淋膜织物进行压合，保压一定时间后，下模模具经冷凝介质冷却后脱模，取出箱壳。
所述成型设备的设定温度为70～300℃；加热时间为1～5min；上盖板释放气压压力为0.01～200MPa，上盖板所受液压压力为0.01-200MPa，且上盖板所受压力高于其释放的气压压力；保压时间为5～180s。
所述的材料制备装置包含上盖板1、软质模具2、夹具框架3、多层淋膜织物4、下模5，夹具框架3设置在软质模具2和下模5之间，多层淋膜织物4设置在夹具框架3和下模5之间，上盖板1设置在软质模具2的上部。
本发明针对目前拉杆箱重量大、力学性能不够及生产效率低等问题，提供了一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图；
图2是本发明的装置分解结构示意图。
图中上盖板1、软质模具2、夹具框架3、多层淋膜织物4、下模5。
具体实施方式
本具体实施方式采用的技术方案是：采用以下工艺加工步骤：材料制备和箱壳热压成型；材料制备和箱壳热压成型；其中，
材料制备工艺：
(1)织物编织：将纱线材料经编织工艺加工成织物；
所述的纱线材料包括棉纤维、麻纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙纶、锦纶、涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纱线、聚乙烯醋酸乙烯酯纱线、醋酸乙烯酯纱线、聚碳酸酯纱线、聚丙烯纱线、聚乙烯纱线、聚对苯二甲酸乙二醇酯纱线、聚丙烯/聚乙烯复合纤维等。
所述的编织工艺包括机织加工工艺、针织加工工艺、无纺布加工工艺等。
(2)淋膜：在织物表面淋覆5-20μm的热塑性薄膜，制备淋膜织物。
所述的热塑性薄膜包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醋酸乙烯酯(PEVA)、热塑性聚氨酯(TPU)等的一种或多种的复合薄膜。
所述热塑性薄膜的熔点温度低于织物的熔点温度；
箱壳热压成型工艺：
(1)将淋膜织物四角分别进行不同角度裁切，确保成型后受力分散均匀；
(2)将裁切好的淋膜织物按一定顺序叠放放置于下模内，其中，热塑性薄膜层与织物层交替叠合，且与下模模具5及软质模具2接触层均为织物层；淋膜织物的叠放层数为2-10层；
(3)将中空的矩形夹具框架3放置于最上层织物层上部使得多层淋膜织物4与下模5边缘固定；
(4)覆盖软质模具2，软质模具可为硅胶模具或橡胶模具等；
(5)闭合上盖板1；
(6)成型：开启加热，此时下模5中孔槽对模腔进行抽真空处理，使得多层淋膜织物4固定在下模上，待淋膜织物的热塑性薄膜层处于熔融状态时，上盖板1中的孔槽释放气压，经软质模具2挤压淋膜织物进行压合，保压一定时间后，下模模具5经冷凝介质冷却后脱模，取出箱壳。
所述成型设备的设定温度为70～300℃；加热时间为1～5min；上盖板释放气压压力为0.01～200MPa，上盖板所受液压压力为0.01-200MPa，且上盖板所受压力高于其释放的气压压力；保压时间为5～180s。
参看图1-2，所述的材料制备装置包含上盖板1、软质模具2、夹具框架3、多层淋膜织物4、下模5，夹具框架3设置在软质模具2和下模5之间，多层淋膜织物4设置在夹具框架3和下模5之间，上盖板1设置在软质模具2的上部。
本发明针对目前拉杆箱重量大、力学性能不够及生产效率低等问题，提供了一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：它采用以下工艺加工步骤：材料制备和箱壳热压成型；其中，材料制备工艺包括织物编织和淋膜，织物编织是将纱线材料经编织工艺加工成织物；淋膜是在织物表面淋覆5-20μm的热塑性薄膜，制备淋膜织物。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述的纱线材料包括棉纤维、麻纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙纶、锦纶、涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯纱线、聚乙烯醋酸乙烯酯纱线、醋酸乙烯酯纱线、聚碳酸酯纱线、聚丙烯纱线、聚乙烯纱线、聚对苯二甲酸乙二醇酯纱线等。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述的编织工艺包括机织加工工艺、针织加工工艺、无纺布加工工艺等。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述的淋膜工序中热塑性薄膜材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醋酸乙烯酯(PEVA)、热塑性聚氨酯(TPU)等的一种或多种的复合薄膜。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述热塑性薄膜的熔点温度低于织物的熔点温度。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于箱壳热压成型工艺：
(1)将淋膜织物四角分别进行不同角度裁切，确保成型后受力分散均匀；
(2)将裁切好的淋膜织物按一定顺序叠放放置于下模内，其中，热塑性薄 膜层与织物层交替叠合，且与下模模具及软质模具接触层均为织物层；淋膜织物的叠放层数为2-10层；
(3)将中空的矩形夹具框架放置于最上层织物层上部使得多层淋膜织物与下模边缘固定；
(4)覆盖软质模具，软质模具可为硅胶模具或橡胶模具等；
(5)闭合上盖板；
(6)成型：开启加热，此时下模中孔槽对模腔进行抽真空处理，使得多层淋膜织物固定在下模上，待淋膜织物的热塑性薄膜层处于熔融状态时，上盖板中的孔槽释放气压，经软质模具挤压淋膜织物进行压合，保压一定时间后，下模模具经冷凝介质冷却后脱模，取出箱壳。
7.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述成型设备的设定温度为70～300℃；加热时间为1～5min；上盖板释放气压压力为0.01～200MPa，上盖板所受液压压力为0.01-200MPa，且上盖板所受压力高于其释放的气压压力；保压时间为5～180s。
8.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料模腔内真空高温高压成型箱壳的加工方法，其特征在于：所述的材料制备装置包含上盖板(1)、软质模具(2)、夹具框架(3)、多层淋膜织物(4)、下模(5)，夹具框架(3)设置在软质模具(2)和下模(5)之间，多层淋膜织物(4)设置在夹具框架(3)和下模(5)之间，上盖板(1)设置在软质模具(2)的上部。
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