CN107901467A - 塑料蜂窝夹芯板的折边方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料蜂窝夹芯板的折边方法及装置，通过在产品边缘设置折边区，折边区包括产品轮廓内的本体减薄区、产品轮廓外的一次翻折区和二次翻折区，通过高温部件热压后，折边区压制成型并产生一次翻折线和二次翻折线，一次翻折区和二次翻折区沿一次翻折线和二次翻折线向背面翻折到位后，与本体减薄区相吻合，并压紧、冷却，粘接在一起。这种折边方式，产品的边缘丰满、挺实，增加了产品的边缘强度，解决了塑料蜂窝夹芯板材料边缘封闭的难题，会推动塑料蜂窝夹芯板材料在备胎盖板上的应用。

Description

塑料蜂窝夹芯板的折边方法及装置

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体地讲是一种塑料蜂窝夹芯板的折边方法。

背景技术

蜂窝夹芯结构因为中空结构而具有重量轻、强度高的特点，在汽车备胎盖板上具有广泛的应用。

常见的蜂窝夹芯备胎盖板有两种材质，一种是PHC板(Paper HoneyComb的缩写，聚氨酯喷涂工艺)，芯材为蜂窝纸，表皮为玻纤增强聚氨酯泡沫，另一种是塑料蜂窝夹芯板，表皮是玻纤增强塑料，芯材为塑料蜂窝。塑料蜂窝夹芯板中，比较典型的是PP蜂窝夹芯板，简称PPHC板(PolyPropylene HoneyComb的缩写，干法工艺)，芯材为PP蜂窝，表皮为玻纤增强PP。

PPHC盖板具有材料可回收利用、设备成本低、生产效率高的优点，而且具有更好的防水性和气味性，所以越来越受到主机厂的青睐。

但是，PPHC板材一般是通过连续复合设备压制而成，切割后的边缘如图1所示，边缘直接暴露出中间的蜂窝芯，强度低，手感不好。

一种常用的技术是热料冷模挤切。板材加热后，用冷却的模具来压制成型，并把边缘挤断，同时实现板材的成型和边缘的封闭。但是，上下表皮中含有玻纤，强度很高，中间的塑料蜂窝芯强度较差，所以在模具挤切时，表皮不容易弯折，还容易把中间的蜂窝芯压瘪，导致产品的边缘如图2所示，边缘非常尖锐，不丰满，外观较差。

另外，也有采用冷料热模的工艺，板材的边缘被模具加热，表皮软化甚至熔化，在模具的作用下压瘪蜂窝芯而粘接在一起。因为是在模具内加热，所以表皮的软化程度更好一些，边缘理应更丰满一些。但是，由于在模具打开时，材料仍然是热的，所以上下表皮容易再次张开，导致边缘封闭失效。

总之，塑料蜂窝夹芯板的边缘封闭仍然是业内的技术难题。

相对来讲，PHC盖板直接以蜂窝纸、玻纤毡和聚氨酯料为原材料，采用聚氨酯喷涂工艺，在模具内发泡直接做出的基板，边缘被聚氨酯泡沫所封闭，产品边缘如图3所示，要比PPHC好得多。

在消费者对汽车内饰质量要求越来越高的趋势下，早日解决PPHC板的边缘封闭问题，是改善PPHC盖板外观质量的迫切要求，也是塑料蜂窝夹芯板材取得更广泛应用的关键。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种塑料蜂窝夹芯板的折边方法。

本发明的技术方案是，塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于在板材边缘设置折边区，折边区包括产品轮廓内的本体减薄区、产品轮廓外的一次翻折区和二次翻折区，折边操作包含下列步骤：1)高温部件接触折边区的背面，加热翻折区，使本体减薄区、一次翻折区、二次翻折区内的板材的背面熔化或软化并成型，形成本体减薄区和一次翻折区之间厚度更薄的一次翻折线、一次翻折区和二次翻折区之间厚度更薄的二次翻折线；2)高温部件撤回，一次翻折区和二次翻折区沿一次翻折线向背面进行一次翻折，二次翻折区沿二次翻折线向里进行二次翻折，压紧折边区进行冷却。

一种优选方案是，一次翻折和二次翻折的角度都在80-100°范围内。

一种改进方案是，在板材背面一次翻折线和二次翻折线所对应的部位，表皮在加热成型前已被切断。

进一步的改进方案是，在板材背面折边区内的部分表皮在加热成型前已被去除。

一种优选方案是，所述的塑料蜂窝夹芯板的正面还带有面饰材料。

实现所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法的装置，其特征在于，包含框架、承托机构、边缘定位机构、压紧机构、加热机构、折边机构，各种机构装配在框架上；承托机构可从下面托住产品正面；边缘定位机构可限制板材在平面内的移动；压紧机可从框架上落下压紧板材；加热机构可以从框架上落下加热板材背面，完成加热成型后可以缩回；折边机构在加热过程中可以托住板材的第一翻折区和第二翻折区，在完成加热成型之后，使第一翻折区和第二翻折区向上、向里翻折并压紧。

所述折边方法生产的塑料蜂窝夹芯板，其特征在于，塑料蜂窝夹芯板的边缘部位为本体减薄区与翻折后的第一翻折区、第二翻折区成型后翻折粘接而成，第一翻折线、第二翻折线分别对应塑料蜂窝夹芯板边缘的正面和背面的棱线。

带有折边区的板材，通过高温部件使本体减薄区、一次翻折区和二次翻折区从背面成型并使成型面呈软化或熔化状态，然后沿着一次翻折线向背面翻折一次翻折区、沿着二次翻折线向背面翻折二次翻折区，三者内部型面相贴合通过软化甚至熔化的材料粘接在一起，第一翻折区的正面表皮变成板材的侧面，第二翻折区的正面表皮变成背面的边缘。

翻折线在加热过程中已经减薄而弱化，所以翻折过程中阻力很小，翻折后的表皮平坦顺滑。本体减薄区、一次翻折区、二次翻折区内的成型面翻折后粘接在一起，增加了板材的边缘密度，使边缘具有更高的强度。

一次翻折和二次翻折的角度都是80-100°，可以形成基本垂直的板材边缘。

在板材准备过程中，切断翻折线部位的背面表皮，加热部件使板材背面的折边区成型时遇到的阻力会大大减小，也有利于翻折区的成型。

去除翻折区内的部分背面表皮，可以进一步减小加热部件成型时的阻力，并且成型后的型面上不含有玻纤，更容易互相粘接。

在去除翻折区内的部分背层表皮过程中，允许部分蜂窝随表皮一起去除，减小了表皮去除的操作难度，因为剩余的蜂窝还有部分压缩熔化量，所以不会影响最终的成型效果。

塑料蜂窝夹芯板的正面带有面饰材料，不会影响翻折区的成型和翻折，因为翻折后裸露的部分都是没有经过成型的正面。由于正面带有面饰材料，反而在板材翻折的过程中实现了面料的包边，可减少面料包边的操作，进一步简化生产工艺。

实现上述方法的装置，包含框架、承托机构、边缘定位机构、压紧机构、加热机构、折边机构，框架实现各种机构的位置关系，承托机构可从下面托住产品正面；边缘定位机构可限制板材在平面内的移动；压紧机可从框架上落下与承托机构压紧板材；加热机构可以从框架上落下加热板材背面，完成加热成型后可以缩回，以流出折边机构的动作空间；折边机构在加热过程中可以托住板材的第一翻折区和第二翻折区，在完成加热成型之后，使第一翻折区和第二翻折区向上、向里翻折并压紧。

通过翻折形成板材边缘的棱线，通过翻折区翻折后与本体减薄区粘接到一起形成板材的边缘，可以使板材的棱线更清晰、侧面更光顺挺括、边缘更结实。

附图说明

图1边缘未处理的塑料蜂窝夹芯板剖面示意图；

图2 传统热料冷模工艺挤切的塑料蜂窝夹芯板剖面示意图；

图3 PHC工艺产品的边缘状态剖面示意图；

图4 本申请的一种折边区轮廓示意图；

图5-7本申请的一种折边区剖面示意图；

图8-10本申请的一种折边区剖面示意图；

图11-13本申请的一种折边区剖面示意图；

图14-16本申请的一种折边区剖面示意图。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图和实施例详细说明本发明；所举实施例仅用于解释本发明，并非用于限制本发明的范围。

最新的备胎盖板很多采用PPHC板，属于塑料蜂窝夹芯材料。产品厚度一般为10-20mm，下面按照15mm举例；形状一般有三条直边和一条形状复杂的曲线边，简便起见下面按照五边形为例；边缘要求封闭，不能如图1所示裸露蜂窝，影响强度、手感和外观；而且边缘挺实丰满，不能如图2所示，太尖锐；一般正面覆盖450g/㎡的针刺起绒面饰材料。

针对这种要求，按照图4所示准备带有折边区的塑料蜂窝夹芯板材，外部的实线为板材轮廓，内部的实线里面为板材的减薄轮廓线。两条虚线为翻折线，里面的虚线为第一翻折线，也是产品的轮廓，外面的虚线为第二翻折线。减薄轮廓线与第一翻折线(也就是产品轮廓线)之间为本体减薄区，第一翻折线和第二翻折线之间为第一翻折区，第二翻折线与板材轮廓线之间为第二翻折区。

板材经过加热，使基材减薄区、第一翻折区、第二翻折区成型，并得到第一翻折线、第二翻折线，然后第一翻折区和第二翻折区沿着第一翻折线和第二翻折线向背面翻折，并压紧冷却，使基材减薄区、第一翻折区、第二翻折区通过加热过程中软化或熔化的材料粘接在一起。

实施例1

首先准备上、下表皮为玻纤增强PP，中间为PP蜂窝的塑料蜂窝夹芯板材，裁切到图4所示的外部实线形状，大于产品尺寸（图4内部的实现），在产品轮廓之外还包含第一翻折区、第二翻折区。

板材在工装上定位并固定之后，从上面落下与本体减薄区、第一折边区、第二折边区形状相对应的温度为200-300℃的高温部件，高温部件下降到位之后，板材边缘的翻折区被加热并压缩成如图5所示的形状。

高温部件撤回后，首先第一翻折区和第二翻折区向上翻折90°，达到如图6所示的形状，然后第二翻折区继续向里翻折90°，达到如图7所示的形状，并压紧冷却，使本体减薄区、第一翻折区、第二翻折区粘接成为一体。

最后得到的PPHC盖板边缘整齐、丰满，具有接近直角的封边而且边缘的刚性得到显著加强。

实施例2

首先准备上下表皮为玻纤增强PP，中间为PP蜂窝的塑料蜂窝夹芯板材，裁切到图4所示的外部实线形状。并且按照图4中所示的虚线位置，把第一翻折线、第二翻折线相对应的背面表皮切断。切断的深度可以进入PP蜂窝层，只要不伤及正面表皮即可。

板材在工装上定位并固定之后，从上面落下与本体减薄区、第一折边区、第二折边区形状相对应的温度为200-300℃的高温部件，高温部件下降到位之后，翻折区的板材被加热并压缩成如图8所示的形状。

高温部件撤回后，首先第一翻折区和第二翻折区向上翻折90°，达到如图9所示的形状，然后第二翻折区继续向里翻折90°，达到如图10所示的形状，并压紧冷却。

最后得到的PPHC盖板边缘整齐、丰满、而且边缘的刚性得到显著加强。

采用本实施例的方案，翻折区的剖面造型比实施例1更简单。

由于第一翻折线和第二翻折线所对应的背面表皮已经切断，加热机构向下压的时候更加顺利，不会受到玻纤的影响。在实施例1中，由于背面表皮相应部位仍然存在玻纤，所以加热部件下降阻力较大，需要玻纤与表皮中的PP产生相互滑动，并且影响翻折区的成型。

实施例3

首先准备上下表皮为玻纤增强PP，中间为PP蜂窝的塑料蜂窝夹芯板材，裁切到图4所示的外部实线形状。并且裁去第一减薄区和第二减薄区的背面表皮。贴近背面表皮的PP蜂窝也可以裁去一点，剩余的PP蜂窝高于图11所示的第一减薄区和第二减薄区的最厚部位即可。本体减薄区的背面表皮也可以部分去除，保留部分背面表皮与后面翻折过来的第二翻折区相粘接即可。高于图11中本体减薄区轮廓的PP蜂窝也可以去除一些，保留适当的热熔压缩量，以便后续粘接即可。

板材在工装上定位并固定之后，从上面落下与本体减薄区、第一折边区、第二折边区形状相对应的温度为200-250℃的高温部件，高温部件下降到位之后，板材被加热并压缩成如图11所示的形状。

高温部件撤回后，首先第一翻折区和第二翻折区向上翻折90°，达到如图12所示的形状，然后第二翻折区继续向里翻折90°，达到如图13所示的形状，并压紧冷却。

最后得到的PPHC盖板边缘整齐、丰满、而且边缘的刚性得到显著加强。

采用本实施例的方案，翻折区的剖面造型比实施例1和2都简单，而且第一翻折区和第二翻折区的尺寸减小，需要准备的板材尺寸更小。

由于第一翻折区、第二翻折区中已经没有背层表皮，加热机构只需要加热PP蜂窝即可，所以加热更容易，生产效率更高。本体减薄区中没有上表皮和PP蜂窝的部分也有利于提高加热效率，而靠近本体减薄区内轮廓的部位保留的部分背层表皮能够与翻折过来的第二翻折区牢固粘接，不会影响产品的强度。

实施例4

首先准备上下表皮为玻纤增强PP，中间为PP蜂窝的塑料蜂窝夹芯板材，其中下表皮上还带有450g/m2的针刺起绒面料，裁切到图4所示的外部实线形状。并且除去第一翻折区和第二翻折区的上表皮，本体减薄区的背层表皮靠近第一翻折线的部分同时去除。去除表皮的时候，可以去除一部分PP蜂窝，只要剩余的材料高于图14所示的剖面高度即可。

板材在工装上定位并固定之后，从上面落下与本体减薄区、第一折边区、第二折边区形状相对应的温度为200-250℃的高温部件，高温部件下降到位之后，板材被加热并压缩成如图14所示的形状。

高温部件撤回后，首先第一翻折区和第二翻折区沿着第一翻折线向上翻折，使第一翻折区和本体减薄区贴紧，达到如图15所示的形状，然后第二翻折区沿着第二翻折线继续向里翻折，使第二翻折区与第一翻折区和本体减薄区贴实，达到如图16所示的形状，并压紧，冷却定型。

最后得到的PPHC盖板边缘整齐、丰满、而且边缘的刚性得到显著加强。

由于事先考虑了面料的厚度，加上面料的厚度后，第二翻折区正面的面料翻折到背面之后可以实现与不减薄区高度一致的效果。

而且，第一减薄区形成的侧面具有一定的角度，整车装配时容易实现正面配合良好而背面留有一定裕量的效果。

虽然上述的实施例中，没有体现出翻折部位的圆角，实际上圆角也是非常容易实现的。只要第一翻折线部位的剩余材料厚度略厚，即可实现边缘下棱线的圆角，只要第二翻折线部位的剩余材料厚度略厚，即可实现边缘上棱线的圆角。

由于翻折区加热是从背面进行的，而且PP蜂窝还有一定的厚度，所以位于板材正面的面料不会受到高温的影响，折边之后仍然可以保持良好的外观。

用于实现上述功能的装置，包括框架、承托机构、边缘定位机构、压紧机构、加热机构、折边机构。各种机构装配在框架上；承托机构与产品轮廓（第一翻折线）基本一致，从下面托住产品；边缘定位机构位于板材的轮廓之外，通过限制板材的在平面内的移动实现板材的定位；压紧机构为从框架上落下与非减薄区接触的机构，用于压紧板材，防止加热机构完成加热缩回时板材被粘起；加热机构可以从框架上落下加热板材，加热完成后可以缩回，加热区域包括本体减薄区、第一翻折区、第二翻折区；折边机构位于产品轮廓（第一翻折线）之外，在加热过程中可以托住板材的第一翻折区和第二翻折区，在加热完成之后，使第一翻折区和第二翻折区向上翻折，并且使第二翻折区继续向里翻折，并压紧第一翻折区和第二翻折区，使第一翻折区、第二翻折区和本体减薄区互相粘接成为一体。

因为目前常用的塑料蜂窝夹芯板为PPHC板，所以上面的实施例采用PPHC板为例，实际上除了因为材料熔点不同而需要用不同的加热温度之外，上述方案完全可以用于其他的塑料蜂窝材料，比如PET、PE、PA等塑料蜂窝夹芯板。

Claims (7)

1.塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于在板材边缘设置折边区，折边区包括产品轮廓内的本体减薄区、产品轮廓外的一次翻折区和二次翻折区，折边操作包含下列步骤：1)高温部件接触折边区的背面，使翻折区加热成型，本体减薄区、一次翻折区、二次翻折区内的板材的背面压制成型，并形成本体减薄区和一次翻折区之间厚度更薄的一次翻折线、一次翻折区和二次翻折区之间厚度更薄的二次翻折线；2)高温部件撤回，一次翻折区和二次翻折区沿一次翻折线向背面进行一次翻折，二次翻折区沿二次翻折线向里进行二次翻折，压紧折边区进行冷却。

2.如权利要求1所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于，一次翻折和二次翻折的角度都在80-100°范围内。

3.如权利要求1所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于，在板材折边区内的一次翻折线和二次翻折线所对应的部位，背面的表皮在加热成型前已被切断。

4.如权利要求1所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于，在板材折边区内的部分背面表皮在加热成型前已去除。

5.如权利要求1所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法，其特征在于，所述的塑料蜂窝夹芯板的正面还带有面饰材料。

6.用于实现权利要求1所述的塑料蜂窝夹芯板的折边方法的装置，其特征在于，包含框架、托板、边缘定位机构、压紧机构、加热机构、折边机构，各种机构装配在框架上；托板可从下面托住产品正面；边缘定位机构可限制板材在平面内的移动；压紧机可从框架上落下压紧板材；加热机构可以从框架上落下加热板材背面，完成加热成型后可以缩回；折边机构在加热过程中可以托住板材的第一翻折区和第二翻折区，在完成加热成型之后，使第一翻折区和第二翻折区向上、向里翻折并压紧。

7.采用如权利要求1-5所述折边方法生产的塑料蜂窝夹芯板，其特征在于，塑料蜂窝夹芯板的边缘部位为本体减薄区与翻折后的第一翻折区、第二翻折区成型后翻折粘接而成，第一翻折线、第二翻折线分别对应塑料蜂窝夹芯板边缘的正面和背面的棱线。