CN108909007B - 石墨烯压铸成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯压铸成形工艺如下:步骤1:取塑料放入成型温度下的模具型腔中,形成所需石墨烯散热器的模具,所述模具包括定模和动模;步骤2:将模具的定模固定在锻压机的下基面分,定模配置有加热设采用电加热棒方式;步骤3:将模具的动模固定在锻压机的上基面,上下对齐;步骤4:将石墨烯复合材料颗粒投入定模中的放料仓,将放料仓里的料规平整;步骤5:通过锻压机带动动模下降,使上下合模,并进行加热,在设定保压时间内使石墨烯复合材料颗粒充分反应固化,形成固化的产品;步骤6:由顶出机构的顶针将定模第一型腔结构中的成型产品顶出,完成压铸。本发明公开的工艺可以有效解决石墨烯压铸成形难、效率低、成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯技术领域,具体为一种具有石墨烯成形领域。
背景技术
石墨烯作为一种高导热材料,在工业领域具有广泛应用。但现有石墨烯行业内压铸成形工艺并不成熟,成本高效率低,压铸成形工艺难度大,无法对石墨烯散热器进行大批量生产,且生产出的石墨烯散热器导热性能不高,现有的石墨烯散热器只存在于做样品阶段,一直没有用于批量生产。
发明内容
本发明提供了一种石墨烯压铸成形工艺,以至少解决现有技术中石墨烯压铸成形难、效率低、成本高的问题。
本发明提供了一种石墨烯压铸成形工艺,包括步骤如下:
步骤1:取粉状、粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,对塑料进行闭模加压,使其成型固化,形成所需石墨烯散热器的模具,所述模具包括定模和动模,所述定模内具有第一型腔结构,所述第一型腔结构从上到下包括放料仓和与放料仓相连的鳍片部仓,所述动模内具有第二型腔结构,所述第二型腔结构包括分型面的平整面,所述动模上还设有开模排气管;
步骤2:将模具的定模固定在锻压机的下基面,定模配置有加热设施,采用电加热棒方式;
步骤3:将模具的动模固定在锻压机的上基面,上下对齐;
步骤4:将石墨烯复合材料颗粒投入定模中的放料仓,将放料仓里的料规平整;
步骤5:通过锻压机带动动模下降,使上下合模,并进行加热,在设定保压时间内使石墨烯复合材料颗粒充分反应固化,形成固化的产品;
步骤6:在按照规定保压时间完成压铸后,开启动模,由顶出机构的顶针将定模第一型腔结构中的成型产品顶出,完成压铸。
进一步地,所述塑料可选自热固性塑料,热塑性塑料、橡胶材料中的一种或多种。
进一步地,所述步骤5中石墨烯复合材料颗粒成型温度为100-180℃。
进一步地,所述动模平整面的平整度不大于0.5度,所述平整面壁厚不小于2.5mm。
进一步地,所述动模平整面半径小于50mm,所述平整面壁厚不小于2mm;或
所述动模平整面半径小于100-200mm,所述平整面壁厚不小于2.5mm;或
所述动模平整面半径小于200-300mm,所述平整面壁厚不小于3.0mm;或
所述动模平整面半径小于300mm,所述平整面壁厚不小于3.2mm;或
所述动模平整面半径不小于350mm,所述平整面壁厚大于4.0mm。
进一步地,所述定模上预留模具顶针排放结构。
进一步地,所述定模鳍片部仓内具有多个加强筋,所述加强筋具有拔模角度,所述加强筋的拔模角度不小于1°
更进一步地,所述拔模角度为1°。
更进一步地,所述加强筋顶部宽度不小于1mm。
更进一步地,所述加强筋顶部宽度为1.0-2.0mm。
本发明与现有技术相比,可以为对石墨烯材料进行有效压铸,形成石墨烯散热器,实现石墨烯压铸产品的大批量生产,有效解决现有技术中石墨烯压铸成形难、效率低、成本高的问题。同时,本发明石墨烯的成型温度低于250℃,远远低于合金压铸工作温度,且合模压力远小于合金压铸工作压力(600~1200kgf/cm2),因此石墨烯散热器的生产热固能耗远低于合金压铸工艺,但其仍具有较好的散热性能。
附图说明
图1为本发明实施例模具结构示意图;
图2为本发明实施例加强筋结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明实施例提供了一种石墨烯压铸成形工艺,包括步骤如下:
步骤1:取粉状热固性塑料放入成型温度下的模具型腔中,对塑料进行闭模加压,使其成型固化,形成所需石墨烯散热器的模具,如图1所示,所述模具包括定模2和动模1,所述定模2 内具有第一型腔结构,所述第一型腔结构从上到下包括放料仓21和与放料仓相连的鳍片部仓22,所述动模1内具有第二型腔结构,所述第二型腔结构包括分型面的平整面且平整面的平整度为 0.5度,所述动模1上还设有开模排气管且所述动模1平整面的半径为300mm,所述平整面壁厚为3.2mm;
步骤2:将模具的定模2固定在锻压机的下基面,定模2配置有加热设施,采用电加热棒方式;
步骤3:将模具的动模1固定在锻压机的上基面,上下对齐;
步骤4:将石墨烯复合材料颗粒投入定模2中的放料仓,将放料仓21里的料规平整;
步骤5:通过锻压机带动动模1下降,使上下合模,并进行加热至120℃,在400kgf/cm2的压力下固定,定保压时间内使石墨烯复合材料颗粒充分反应固化,形成固化的产品;
步骤6:在按照规定保压时间完成压铸后,开启动模1,由顶出机构的顶针将定模2第一型腔结构中的成型产品顶出,完成压铸。
其中,所述定模2上预留模具顶针排放结构。如图2所示,所述定模2鳍片部仓22内具有多个加强筋23,所述加强筋23具有拔模角度,所述加强筋23的拔模角度为1°,所述加强筋 23顶部宽度为1mm。本发明实施例中模具加强筋排布在定模2的从内到外,密度依次递减。模具上预留模具顶针排放的位置,且顶针排布均匀,部分顶针位置排布在加强筋23的顶部。模具中定模2和动模1采用直上直下结构,且模具的型腔可设置为圆型腔和方型腔结构,所述型腔内还可做一点微台阶结构。若型腔为方型腔结构,且方型腔的拐角处需倒圆角。
应当注意的是,石墨烯材料在合模过程中并未溶解,而是通过颗粒的形变来填充型腔,因此模具设计要求简洁,避免由于过多弯曲通道阻碍颗粒流动。且动模1平整面的平整度应控制在 0.5度以下,平整面壁厚一般做2.5mm以上,平面越大,平整面的壁厚要越大才能确保平整面的压合过程中不产生形变。若壁厚过薄,则平整面易裂,模具出模产品易坏。建议壁厚为:长度 50mm以内平面厚度做2mm以上;100mm以内平面厚度做2.5mm以上;100mm以上200mm以内平面厚度做3.0mm以上;200mm以上300mm以内平面厚度做3.2mm以上;300mm以上做 3.5mm以上;350mm以上做4.0mm以上(若型腔为方型腔结构,则此处的长度指方型腔最长边边长,若型腔为圆型腔结构,则此处的长度指圆型腔半径长)。
本发明实施例中,加强筋的拔模角度在1°以上,拔模角度越大模具越好脱模,有效避免石墨烯散热器难于脱模或脱模易损坏的问题。本发明实施例中加强筋23高度受限于加强筋23最高处壁厚和加强筋23拔模角度,加强筋23最高处壁厚1-2.0mm,且加强筋23最高处若为尖角则易破损,易与石墨烯成器产生磕碰,建议少采用尖角,多采用倒圆角,而分型面处加强筋23因需要进行溢料处理,不用设置为倒角结构。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解,技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.石墨烯压铸成形工艺,其特征在于,包括步骤如下:
步骤1:取粉状、粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,对塑料进行闭模加压,使其成型固化,形成所需石墨烯散热器的模具,所述模具包括定模和动模,所述定模内具有第一型腔结构,所述第一型腔结构从上到下包括放料仓和与放料仓相连的鳍片部仓,所述动模内具有第二型腔结构,所述第二型腔结构包括分型面的平整面,所述动模上还设有开模排气管;
步骤2:将模具的定模固定在锻压机的下基面,定模配置有加热设施,采用电加热棒方式;
步骤3:将模具的动模固定在锻压机的上基面,上下对齐;
步骤4:将石墨烯复合材料颗粒投入定模中的放料仓,将放料仓里的料规平整;
步骤5:通过锻压机带动动模下降,使上下合模,并进行加热,在设定保压时间内使石墨烯复合材料颗粒充分反应固化,形成固化的产品;
步骤6:在按照规定保压时间完成压铸后,开启动模,由顶出机构的顶针将定模第一型腔结构中的成型产品顶出,完成压铸;
所述步骤5中石墨烯复合材料颗粒成型温度为100-180℃,压铸压力为100-400kgf/cm2;
所述动模平整面的平整度不大于0.5度,所述平整面壁厚不小于2.5mm;
所述定模上预留模具顶针排放结构;
所述定模鳍片部仓由多个加强筋分割为散热鳍片仓,所述加强筋具有拔模角度,所述加强筋的拔模角度不小于1°。
2.根据权利要求1所述的石墨烯压铸成形工艺,其特征在于,所述塑料可选自热固性塑料,热塑性塑料、橡胶材料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的石墨烯压铸成形工艺,其特征在于,所述加强筋顶部宽度不小于1mm。
4.根据权利要求3所述的石墨烯压铸成形工艺,其特征在于,所述加强筋顶部宽度为1.0-2.0mm。
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