CN109664449B - 浸塑成型带孔产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浸塑成型带孔产品的方法，浸塑模具的侧壁穿设有孔道，模具的内部设置有气道，所述模具的孔道与气道连通，在浸塑以及固化过程中，持续向模具的气道内通入高压气体，所述孔道保持高压气体流通，使附着在模具上的浸料固化成型且在所述孔道处形成对应的孔，冷却脱模得到带孔产品。该方法采用浸塑成型过程中同步进行取孔的方法来制备带孔产品，解决了传统工艺中的需要二次打孔工序的问题，简便高效。本发明一次成型带孔产品，尺寸精确度更高。采用本发明方法形成的孔质量高，没有毛刺，没有料屑残留。本发明无需二次打孔，节省原料。

Description

浸塑成型带孔产品的方法
技术领域
本发明涉及浸塑成型领域，更具体地，涉及一种浸塑成型带孔产品的方法。
背景技术
浸塑成型作为一种传统的材料成型加工方法，具有加工工艺简单、成型周期短，材料没有或内应力较小、加工尺寸大的材料无需大的设备与模具投资费用等优点，对高分子材料的成型加工具有重要作用。
现有的浸塑成型技术，制备形状简单，尺寸大的产品，效果良好。但是对复杂形状，偏小，尺寸精度要求高的管类产品，加工技术水平还比较低下。例如，浸塑成型带孔的管状产品，往往需要二次机械打孔，不仅增加了工序和人工的投入，而且还存在较多的问题：（1）如采用二次机械打孔，产生的料屑因静电吸附而残留在产品表面，不易清洁；（2）如采用激光打孔的工艺，又容易因高温引起产品表面变色的问题；（3）每个管需要精密定位才能在相同位置上取孔，工艺难度大，难以保持稳定的一致性。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浸塑成型带孔产品的方法，该方法直接浸塑成型带孔产品，避免了传统工艺中的二次打孔工序。
为了实现上述目的，本发明提供了一种浸塑成型带孔产品的方法，浸塑模具的侧壁穿设有孔道，模具的内部设置有气道，所述模具的孔道与气道连通，在浸塑以及固化过程中，持续向模具的气道内通入高压气体，所述孔道保持高压气体流通，使附着在模具上的浸料固化成型且在所述孔道处形成对应的孔，冷却脱模得到带孔产品。
进一步地，所述带孔产品为侧面带孔管类产品。
进一步地，带孔产品的所述孔的数量为一个或多个。
进一步地，孔的形状为圆形。
进一步地，所述高压气体的压力大于大气压0.1-100kPa，所述高压气体为空气、氮气以及氩气中的一种。
进一步地，所述浸塑过程包括：将预热的模具浸入浸料中，模具的浸入速度为1-10mm/s，模具的提升速度为1-5mm/s，在浸塑过程中，持续向模具的气道内通入高压气体，所述孔道保持高压气体流通，使附着在模具上的浸料在所述孔道处形成对应的孔。
进一步地，将浸塑后的模具进行流平，离心机驱动模具绕中心轴进行自旋转，在流平过程中，持续向模具的气道内通入高压气体，所述孔道保持高压气体流通，使附着在模具上的浸料在所述孔道处形成对应的孔。
进一步地，所述固化过程包括：将浸塑后的模具进行恒温固化；在固化过程中，持续向模具的气道内通入高压气体，所述孔道保持高压气体流通，使附着在模具上的浸料固化成型且在所述孔道处形成对应的孔。
进一步地，在恒温固化过程中，离心机驱动模具绕中心轴进行自旋转。
进一步地，所述浸料为液体浸料或粉末浸料。
本发明的有益效果如下：
（1）该方法采用浸塑成型过程中同步进行取孔的方法来制备带孔产品，解决了传统工艺中的需要二次打孔工序的问题，简便高效。
（2）本发明一次成型带孔产品，尺寸精确度更高。
（3）采用本发明方法形成的孔质量高，没有毛刺，没有料屑残留。
（4）本发明无需二次打孔，节省原料。
（5）本发明无需取孔装置，只需增加气源和对模具稍加改造即可实现，利于广泛推广，提升浸塑成型行业的技术水平。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一实施例的浸塑成型带孔产品的方法的流程图。
图2示出了根据本发明一实施例的管式模具的剖面示意图。
图3示出了图2的管式模具的左视图。
图4示出了图2的管式模具的立体图。
其中，附图标记说明如下：
1模具、11气道、12孔道、a模具的中心轴
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
参照图1至图4，在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，浸塑模具1的侧壁穿设有孔道12，模具1的内部设置有气道11，所述模具1的孔道12与气道11连通，在浸塑以及固化过程中，持续向模具1的气道11内通入高压气体，所述孔道12保持高压气体流通，使附着在模具1上的浸料固化成型且在所述孔道12处形成对应的孔，冷却脱模得到带孔产品。
在本发明中，所述气道11连接外部气源，气道11和孔道12内保持高压气体流通，在浸塑成型的浸塑、流平以及固化过程中，使附着在模具1表面的未固化、依然具有流动性的浸料不能存在于孔道处，待模具1表面的浸料固化成型后，得到孔位置与模具1的孔道12位置相同的产品；得到的带孔产品侧面形成的孔光滑平整，没有毛刺，没有料屑残留，孔位置精度高。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，所述带孔产品可为侧面带孔管类产品。图2至图4示例性的示出了模具1的一实施例，所述带孔产品为侧面带孔的管道。相应的模具为管式模具，但本明不被限定为管类产品，可以为任何符合本发明构思的带孔产品。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，带孔产品的所述孔的数量为一个或多个。图2至图4示例性的示出了模具1的一实施例，其中，孔的数量为一个。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，孔的形状为圆形。图2至图4示例性的示出了模具1的一实施例，其中，孔的形状为圆形。采用本发明方法制备的带孔产品，孔的形状可为任意形状，包括但不限于圆形、方形、多边形等。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，所述高压气体的压力大于大气压0.1-100kPa，所述高压气体为空气、氮气以及氩气中的一种。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，产品浸料通过按配方称取原料，经过搅拌、排泡得到。排泡的方法为：将浸料静置，抽真空除去浸料中的气泡，真空度为0.1-100kPa，时间为1-2小时。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，在所述浸塑过程中，所述模具1预热至60-120℃。将预热的模具1浸入浸料中，模具1的浸入速度为1-10mm/s，模具1的提升速度为1-5mm/s，浸塑时间根据模具体积大小和产品厚度来设定，一般控制在1 ～ 60s。在浸塑过程中，持续向模具1的气道11内通入高压气体，所述孔道12保持高压气体流通，使附着在模具1上的浸料在所述孔道12处形成对应的孔。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，将浸塑后的模具1进行流平，离心机驱动模具1绕中心轴a进行自旋转，旋转速度为1-200Rad/s。在流平过程中，持续向模具1的气道11内通入高压气体，所述孔道12保持高压气体流通，使附着在模具1上的浸料在所述孔道12处形成对应的孔。优选的，在流平过程中使所述模具1保持竖直。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，所述固化过程包括：将流平后的模具1进行恒温固化；在固化过程中，持续向模具1的气道11内通入高压气体，所述孔道12保持高压气体流通，使附着在模具1上的浸料固化成型且在所述孔道12处形成对应的孔。所述固化可为恒温加热固化。进一步地，在恒温固化过程中，离心机驱动模具1绕中心轴a进行自旋转，旋转速度为1-200Rad/s。优选的，在固化过程中使所述模具1保持竖直。在所述固化过程之后，关闭气道11，使模具1冷却，脱模，得到带孔产品。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，所述浸料可为液体浸料或粉末浸料。
在根据本发明的浸塑成型带孔产品的方法中，所述浸料可为热塑型浸料或热固型浸料。在一实施例中，所述热固型浸料可为加成型液体硅橡胶以及缩聚型液体硅橡胶中的一种。
以下所述实施例仅以侧面带孔管类产品为例对本发明方法进行解释说明。但是本发明方法并不仅限于此，符合本发明构思的各类带孔产品都适合于本发明的方法。
实施例1
（1）浸料准备：按配方称取原料，放入搅拌机中搅拌均匀，得到加成型液体硅橡胶；
（2）排泡：将加成型液体硅橡胶进行静置，抽真空除去加成型液体硅橡胶中的气泡，真空度0.1kPa，时间1小时，得到待用加成型液体硅橡胶；
（3）模具预热：中部设置有气道11以及侧面设置有与气道11连通的孔道12的管式模具1进入加热炉预热至60℃，得到预热的管式模具；
（4）浸塑：预热的管式模具的气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部压缩空气，持续保持空气流通和气压，压力高于标准大气压0.1kPa；将预热的管式模具浸入待用加成型液体硅橡胶中，浸入速度为1mm/s，提升速度为1mm/s，得到浸塑包浆的管式模具；
（5）流平：离心机驱使保持竖直的浸塑包浆的管式模具，绕浸塑包浆的管式模具的中心轴a进行自旋转，旋转速度为1Rad/s，进行流平；管式模具的气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部压缩空气，持续保持空气流通和气压，压力高于标准大气压0.1kPa，得到流平的包浆管式模具；
（6）恒温固化：流平的包浆管式模具进入烘箱中，进行恒温加热固化，温度为60℃，时间为1s，所述气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部压缩空气，持续保持空气流通和气压，压力高于标准大气压0.1kPa，得到固化成型的包浆管式模具；
（7）冷却脱模：关闭外部压缩空气，停止气道11以及与气道11连通的孔道12内的气体流通，将固化成型的包浆管式模具，冷却脱模，得到侧面带孔的管类制品。
实施例2
（1）浸料准备：按配方称取原料，放入搅拌机中搅拌均匀，得到缩聚型液体硅橡胶；
（2）排泡：将缩聚型液体硅橡胶进行静置，抽真空除去缩聚型液体硅橡胶中的气泡，真空度100kPa，时间2小时，得到待用缩聚型液体硅橡胶；
（3）模具预热：中部设置有气道11以及侧面设置有与气道11连通的孔道12的管式模具1进入加热炉预热至120℃，得到预热的管式模具；
（4）浸塑：预热的管式模具的气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氮气瓶，持续保持氮气流通和气压，压力高于标准大气压0.1kPa；将预热的管式模具浸入待用加成型液体硅橡胶中，浸入速度为10mm/s，提升速度为5mm/s，得到浸塑包浆的管式模具；
（5）流平：离心机驱使保持竖直的浸塑包浆的管式模具，绕浸塑包浆的管式模具的中心轴a进行自旋转，旋转速度为200Rad/s，进行流平；管式模具的所述气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氮气瓶，持续保持氮气流通和气压，压力高于标准大气压100kPa，得到流平的包浆管式模具；
（6）恒温固化：流平的包浆管式模具进入烘箱中，进行恒温加热固化，温度为200℃，时间为10s，所述气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氮气瓶，持续保持氮气流通和气压，压力高于标准大气压100kPa，得到固化成型的包浆管式模具；
（7）冷却脱模：关闭外部氮气瓶，停止气道11以及与气道11连通的孔道12内的氮气流通，将固化成型的包浆管式模具，冷却脱模，得到侧面带孔的管类制品。
实施例3
（1）浸料准备：按配方称取原料，放入搅拌机中搅拌均匀，得到缩聚型液体硅橡胶；
（2）排泡：将缩聚型液体硅橡胶进行静置，抽真空除去缩聚型液体硅橡胶中的气泡，真空度0.5kPa，时间1.5小时，得到待用缩聚型液体硅橡胶；
（3）模具预热：中部设置有气道11以及侧面设置有与气道11连通的孔道12的管式模具1进入加热炉预热至90℃，得到预热的管式模具；
（4）浸塑：预热的管式模具的气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氩气瓶，持续保持氩气流通和气压，压力高于标准大气压0.5kPa；将预热的管式模具浸入待用加成型液体硅橡胶中，浸入速度为5mm/s，提升速度为3mm/s，得到浸塑包浆的管式模具；
（5）流平：离心机驱使保持竖直的浸塑包浆的管式模具，绕浸塑包浆的管式模具的中心轴a进行自旋转，旋转速度为200Rad/s，进行流平；管式模具的气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氩气瓶，持续保持氩气流通和气压，压力高于标准大气压0.5kPa，得到流平的包浆管式模具；
（6）恒温固化：流平的包浆管式模具进入烘箱中，进行恒温加热固化，温度为130℃，时间为5s，所述气道11以及与气道11连通的孔道12连通外部氩气瓶，持续保持氩气流通和气压，压力高于标准大气压0.5kPa，得到固化成型的包浆管式模具；
（7）冷却脱模：关闭外部氩气瓶，停止气道11以及与气道11连通的孔道12内的氩气流通，将固化成型的包浆管式模具，冷却脱模，得到侧面带孔的管类制品。
对比例1
（1）除采用中部未设置有气道以及侧面未设置有孔道12的管式模具外，其他工艺与实施例3相同；
（2）采用机械加工，在管类产品的侧面铣出小孔；
（3）清洗钻孔加工留下的细小粉末。
对比例2
采用注塑工艺进行管类成型，通过滑块将侧孔抽开，得到侧面带孔的管类制品。
性能测试
1、成型周期
连续生产后，两个样品制备完成的间隔时间。
2、机械强度
参考国家标准《塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则》（GB\T1040.1 -2006），试验条件：样条为长度150mm，拉伸速度为200mm/min，室温25℃，记录拉伸强度和断裂伸长率的数据。
3、外观合格率
人工目视检查制备的样品外观，其中无气孔和毛刺等缺陷，表面光滑的样品为合格，合格率=合格数量/总数量。
4、浸料消耗量
生产同样规格的管类产品，计算单位长度的产品所消耗的浸料重量，单位g·m-1。
性能对比表
成型周期/s 外观合格率/% 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 浸料消耗量/ g·m<sup>-1</sup>
实施例1 10 99% 4 300 20
实施例2 10 99% 4.1 300 21
实施例3 10 99% 4.1 300 20
对比例1 60 80% 2.8 210 26
对比例2 55 90% 2.7 200 28
通过以上实施例可以看出本发明提供的浸塑成型带孔产品的方法可以一次成型侧面带孔的管类产品，成品侧面形成的孔光滑平整，没有毛刺，没有料屑残留；相对于传统的成型后机械取孔的两步法或注塑成型法，不仅具有操作更简便，成型周期短、外观合格率高，节省原料的优点，而且拉伸强度和断裂伸长率等机械性能更好；上述说明本发明是一种简单高效、成本低、产品质量高的方法。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (3)

1.一种浸塑成型带孔产品的方法，其特征在于，浸塑模具（1）的侧壁穿设有孔道（12），模具（1）的内部设置有气道（11），所述模具（1）的孔道（12）与气道（11）连通，在浸塑以及固化过程中，持续向模具（1）的气道（11）内通入高压气体，所述孔道（12）保持高压气体流通，使附着在模具（1）上的浸料固化成型且在所述孔道（12）处形成对应的孔，冷却脱模得到带孔产品，所述带孔产品为侧面带孔管类产品；
所述浸塑过程包括：将预热的模具（1）浸入浸料中，模具（1）的浸入速度为1-10mm/s，模具（1）的提升速度为1-5mm/s；将浸塑后的模具（1）进行流平，离心机驱动模具（1）绕中心轴（a）进行自旋转；所述固化过程包括：将浸塑后的模具（1）保持竖直进行恒温固化，离心机驱动模具（1）绕中心轴（a）进行自旋转；所述高压气体的压力大于大气压0.1-100kPa，所述高压气体为空气、氮气以及氩气中的一种；所述浸料为液体浸料或粉末浸料。
2.如权利要求1所述的浸塑成型带孔产品的方法，其特征在于，带孔产品的所述孔的数量为一个或多个。
3.如权利要求1所述的浸塑成型带孔产品的方法，其特征在于，孔的形状为圆形。
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