CN109648889A - 汽车复合材料湿法模压的模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车复合材料湿法模压的模具，与压机配合将外部涂覆有液态树脂的纤维铺层固化成型，汽车复合材料湿法模压的模具包括：上模、下模、抽真空机构、压力传感器、温度传感器以及多个顶出密封机构。上模固定于压机的上台面上；下模固定于压机的下台面上，且当压机带动上模向下移动与下模进行合膜时，上模与下模之间形成模腔，涂覆有液态树脂的纤维铺层放置于模腔中；抽真空机构设置于上模上，且抽真空机构用以对模腔进行抽真空操作；压力传感器设置于下模的表面，且压力传感器用以实时监控模腔内部的压力变化。借此，本发明的汽车复合材料湿法模压的模具，结构简单合理，可以满足汽车行业大规模、批量化、低成本的生产需求。

Description

汽车复合材料湿法模压的模具

技术领域

本发明是关于模具制造领域，特别是关于一种汽车复合材料湿法模压的模具。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车已经作为普通消费者的必备品，随着人们生活水平越来越高，对汽车品质的要求也越来越高，为了适应消费者的新需求，汽车生产商也在不断的创新，特别是对车身结构进行轻量化，进行汽车品质的提升，世界发达国家使用碳纤维代替金属材料实现汽车轻量化。

碳纤维材料具有高的比强度、比刚度特性，代替钢结构车身可减重60％，代替铝合金结构可减重30％以上，在燃油车上使用碳纤维可有效降低车身重量，减少汽车燃油消耗，降低污染物排放，利于大气环境保护；在电动汽车上使用碳纤维，可有效提高电动车的续航里程，满足电动车消费着的长途旅行需要，推动电动汽车的发展。

当前传统模压模具无法适应湿法模压工艺的生产，因此需要开发适合湿法模压工艺的模具，传统模压模具结构形式仅能成型以预浸料为原材料的产品，成型周期较长，一般大于1小时，无法满足汽车行业大批量的生产需求。

在湿法模压成型过程中，模具为整个生产过程的关键，当前国内还没有成熟的湿法模压模具，因此需要开发适合湿法模压工艺的模具来配合生产，以达到自动化生产的要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车复合材料湿法模压的模具，其结构简单合理，可以满足汽车行业大规模、批量化、低成本的生产需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车复合材料湿法模压的模具，与压机配合将外部涂覆有液态树脂的纤维铺层固化成型，汽车复合材料湿法模压的模具包括：上模、下模、抽真空机构、压力传感器、温度传感器以及多个顶出密封机构。上模固定于压机的上台面上；下模固定于压机的下台面上，且当压机带动上模向下移动与下模进行合膜时，上模与下模之间形成模腔，涂覆有液态树脂的纤维铺层放置于模腔中；抽真空机构设置于上模上，且抽真空机构用以对模腔进行抽真空操作；压力传感器设置于下模的表面，且压力传感器用以实时监控模腔内部的压力变化；温度传感器设置于下模的内部，且温度传感器用以实时监控模腔中的内部温度；以及多个顶出密封机构分别设置于下模的内部，多个顶出密封机构能够纵向移动，且多个顶出密封机构的顶部与纤维铺层的下表面相接触。

在一优选的实施方式中，汽车复合材料湿法模压的模具还包括压边固定机构，设置于下模的表面并形成凸台，且凸台用以压住纤维铺层。

在一优选的实施方式中，压力传感器设置于下模的表面的中心位置，且压力传感器能够控制抽真空机构的开启或关闭。

在一优选的实施方式中，抽真空机构设置于模腔的内部非纤维铺层的区域。

在一优选的实施方式中，凸台位于成型产品的余量区域。

在一优选的实施方式中，压机分别与抽真空机构、压力传感器、温度传感器及多个顶出密封机构信号连接。

与现有技术相比，根据本发明的汽车复合材料湿法模压的模具，结构简单合理，可以满足汽车行业大规模、批量化、低成本的生产需求。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的立体结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的纵向剖面示意图。

图3是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的横向剖面示意图。

图4是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的局部放大示意图。

主要附图标记说明：

1-上模，2-下模，3-抽真空机构，4-压力传感器，5-温度传感器，6-顶出密封机构，7-压边固定机构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图3所示，图1是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的立体结构示意图；图2是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的纵向剖面示意图；图3是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的横向剖面示意图；图4是根据本发明一实施方式的汽车复合材料湿法模压的模具的局部放大示意图。

根据本发明优选实施方式的一种汽车复合材料湿法模压的模具，与压机配合将外部涂覆有液态树脂的纤维铺层固化成型，汽车复合材料湿法模压的模具包括：上模1、下模2、抽真空机构3、压力传感器4、温度传感器5以及多个顶出密封机构6。上模1固定于压机的上台面上；下模2固定于压机的下台面上，且当压机带动上模1向下移动与下模2进行合膜时，上模1与下模2之间形成模腔，涂覆有液态树脂的纤维铺层放置于模腔中；抽真空机构3设置于上模1上避开纤维铺层的区域，防止纤维铺层堵塞气体流动，在产品成型初期，抽真空机构3抽出模腔内部的空气，从而使产品质量更加；压力传感器4设置于下模2的表面，压力传感器4用以实时监控模腔内部的压力变化，且压力传感器4与压机信号连接，从而保证模腔内部的压力达到液态树脂成型压力的要求；温度传感器5设置于下模2的内部，且温度传感器5用以实时监控模腔中的内部温度，满足产品成型的温度要求；以及多个顶出密封机构6等间距的分别设置于下模2的内部，多个顶出密封机构6能够纵向移动，且多个顶出密封机构6的顶部与纤维铺层的下表面相接触，当产品固化后，通过多个顶出密封机构6向上顶起产品，从而可以迅速取出产品，保证了生产线的连续性。

在一优选的实施方式中，汽车复合材料湿法模压的模具还包括压边固定机构7，设置于下模2的表面并形成凸台，且在合膜时凸台压紧纤维铺层，隔绝外部空气，防止模腔内部的液态树脂外流；压力传感器4设置于下模2的表面的中心位置，且压力传感器4能够控制抽真空机构3的开启或关闭。

在一优选的实施方式中，抽真空机构3设置于模腔的内部非纤维铺层的区域；凸台位于成型产品的余量区域；压机分别与抽真空机构3、压力传感器4、温度传感器5及多个顶出密封机构6信号连接。

在实际应用中，本发明的汽车复合材料湿法模压的模具的工作流程如下：首先把本发明的汽车复合材料湿法模压的模具的上模1和下模2分别固定在压机的上下台面上；温度传感器5检测模具温度，当模具温度达到成型温度要求时，开启模具，在模具外部把液态树脂自动化涂覆在纤维铺层上，利用机械手把混合液态树脂的纤维铺层放到下模2上。压机带动上模1合模，在合模完成后，首先压边固定机构7压实纤维铺层(压边固定机构7为凸台结构，当合膜时，压边固定机构7上的纤维铺层被上模1与压边固定机构7牢牢压实)，防止纤维铺层在模腔内部移动，同时起到密封整个模腔的作用；此时抽真空机构3开启工作，对模腔内部抽真空，压力传感器4监测模腔内部的压力，当真空度满足要求时，抽真空机构3关闭抽真空口；压机带动上模1对模腔内部纤维铺层施压，压力传感器4监测模腔内部压力达到液态树脂固化压力时，压机保持压力不变；液态树脂固化后，通过液压油缸带动多个顶出密封机构6把产品迅速脱模，脱模完成后，机械手取出零件，开始下一件的生产。在整个生产过程中，如温度传感器5和压力传感器4监测到的温度信号或压力信号异常时，停止生产，避免不合格零件的生产。

湿法模压模具和普通模压模具相比，在模具结构上更复杂，对模具的要求更高(湿法模压模具可以满足湿法模压工艺，而普通模压模具不能满足湿法模压工艺)，普通模压模具生产碳纤维复合材料零部件采用的预浸料，需要1个小时的生产节拍，而湿法模压模具生产碳纤维复合材料零部件，使用的是液态树脂和干纤维铺层，仅需要3分钟的生产节拍。因此如生产同样数量的产品，20套普通模压模具才能与1套湿法模压模具相当。

湿法模压模具成本约为普通模压模具的2倍，因此如生产同样数量的零件，湿法模压模具成本仅为普通模压模具的10％，而普通模压生产工艺需要更多的班组来完成同样数量的产品制造，人工等成本也会显著上升。

湿法模压工艺完全是自动化生产，人员需求少，生产的一致性可以保证，每个零件性能的偏差极小，而普通模压模具更多，而且每套模具由于公差的原因，不可能完全一样，且生产人员也不相同，这样生产出来的产品一致性较差，性能偏差较大。

以1kg零件为例，经过测算，采用湿法模压工艺生产，零件成本约250元/kg，而普通模压工艺生产，成本约1000元/kg，如年产5万件的话，湿法模压生产相比普通模压生产可以节约成本3750万元，经济效益巨大。

总之，本发明的汽车复合材料湿法模压的模具，结构简单合理，可以使整个模具满足湿法模压连续生产要求，避免了生产线中断，并满足了汽车行业短生产节拍，大批量生产的要求。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种汽车复合材料湿法模压的模具，与压机配合将外部涂覆有液态树脂的纤维铺层固化成型，其特征在于，所述汽车复合材料湿法模压的模具包括：

上模，固定于所述压机的上台面上；

下模，固定于所述压机的下台面上，且当所述压机带动所述上模向下移动与所述下模进行合膜时，所述上模与所述下模之间形成模腔，涂覆有液态树脂的所述纤维铺层放置于所述模腔中；

抽真空机构，设置于所述上模上，且所述抽真空机构用以对所述模腔进行抽真空操作；

压力传感器，设置于所述下模的表面，且所述压力传感器用以实时监控所述模腔内部的压力变化；

温度传感器，设置于所述下模的内部，且所述温度传感器用以实时监控所述模腔中的内部温度；以及

多个顶出密封机构，分别设置于所述下模的内部，所述多个顶出密封机构能够纵向移动，且所述多个顶出密封机构的顶部与所述纤维铺层的下表面相接触。

2.如权利要求1所述的汽车复合材料湿法模压的模具，其特征在于，还包括压边固定机构，设置于所述下模的表面并形成凸台，且所述凸台用以压住所述纤维铺层。

3.如权利要求1所述的汽车复合材料湿法模压的模具，其特征在于，所述压力传感器设置于所述下模的表面的中心位置，且所述压力传感器能够控制所述抽真空机构的开启或关闭。

4.如权利要求1所述的汽车复合材料湿法模压的模具，其特征在于，所述抽真空机构设置于所述模腔的内部非所述纤维铺层的区域。

5.如权利要求2所述的汽车复合材料湿法模压的模具，其特征在于，所述凸台位于成型产品的余量区域。

6.如权利要求1所述的汽车复合材料湿法模压的模具，其特征在于，所述压机分别与所述抽真空机构、所述压力传感器、所述温度传感器及所述多个顶出密封机构信号连接。