CN117341106A - 一种汽车零部件的搪塑模具及搪塑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车零部件的搪塑模具及搪塑方法，包括模具本体，所述模具本体内设有开放式的成型型腔，所述模具本体内沿所述成型型腔的布置轮廓设有冷却组件，所述模具本体内还沿所述成型型腔的布置轮廓设有加热组件，所述加热组件和所述冷却组件穿插交错布置；并通过粉箱加粉，模具预热，模具合粉箱，扣紧模具和粉箱，旋转或者摆动使模具上粉，模具与粉箱分离，塑化，冷却，脱模等工序获得所述成型产品；本模具将冷却组件和加热组件集成于所述模具本体内，能够较为方便的对所述模具本体进行加热和冷却，温度易于控制和调节，而且使得整个搪塑模具更加紧凑，使用起来也较为方便。

Description

一种汽车零部件的搪塑模具及搪塑方法

技术领域

本发明涉及到汽车配件生产技术领域，具体涉及到一种汽车零部件的搪塑模具及搪塑方法。

背景技术

搪塑成型是目前汽车仪表板表皮、门饰板表皮成型的主要工艺之一，搪塑工艺也叫凝涂工艺，成型前先对带纹路的搪塑模具进行加热，达到预定温度后，搪塑粉末的粉箱与其对接，上下单轴旋转，旋转过程中，粉箱中的塑料粉末落入模具中受热融化，冷却后即可成型出产品。

由此可知，在搪塑工艺中，需要加热和冷却这两道工序，现有搪塑工艺的加热方式主要为气加热，利用煤气、天然气、电加热空气形成热风，热砂或热油来对模具进行加热，冷却主要通过冷油，冷冻空气或冷水等方式进行冷却；这些冷却和加热的方式相对独立，如果能够在模具上集成加热和冷却系统，则会优化现有的加热和冷却方式。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种汽车零部件的搪塑模具及搪塑方法，集加热和冷却于同一模具本体中。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽车零部件的搪塑模具，包括模具本体，所述模具本体内设有开放式的成型型腔，所述模具本体内沿所述成型型腔的布置轮廓设有冷却组件，所述冷却组件用于所述成型型腔和成型产品的冷却脱模；所述模具本体内还沿所述成型型腔的布置轮廓设有加热组件，所述加热组件用于成型型腔和待成型原料的加热；所述加热组件和所述冷却组件穿插交错布置。

本汽车零部件的搪塑模具结构简单，将所述冷却组件和所述加热组件集成于所述模具本体内，能够较为方便的对所述模具本体进行加热和冷却，减少了外部布置的冷却和加热部件，使得整个搪塑模具更加紧凑，使用起来也较为方便。

将所述冷却组件和所述加热组件分别沿所述成型型腔内壁的布置方向设置，能够全面的对所述成型型腔内壁进行加热或者冷却，这种加热和冷却方式较为直接，效果较好，不论是加热还是冷却都有利于温度的均匀分布，使得成型出来的产品质量更好。

所述加热组件和所述冷却组件通过穿插交错的合理布置，能够充分利用所述模具本体靠近所述成型型腔的内部空间进行这些管路和线路的布置，而且所述加热组件和所述冷却组件不会直接交叉，两者之间不直接接触，有利于两者的独立运转，减少相互之间的干扰。

进一步的，所述冷却组件包括设置在所述模具本体内的冷却管路，所述冷却管路在所述模具本体的外侧面处设置有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别通过管接头连接冷却循环系统，所述冷却循环系统内设有用于循环的冷却液。

所述冷却管路通过所述进液口和所述出液口的设置，可以让冷却液进入其中，通过冷却液的热交换将模具本体的温度降下来，完成冷却操作。

进一步的，所述冷却管路以蛇形排布的方式设置在所述模具本体内，能够增加冷却管路的冷却路径和面积，有利于快速的换热和冷却，同时能够在蛇形排布之间形成一些空挡，这些空挡可以用来设置所述加热组件，所述进液口和所述出液口处还分别设有阀门。

进一步的，所述冷却管路的管内径为6～14mm，所述冷却管路相邻管的中心间距为其内径的2～4倍，所述冷却管路的管中心线距离所述成型型腔的内壁之间的间距为其内径的1～2倍。

进一步的，所述冷却组件盘布的区域内设有若干加热区，所述加热组件布置在所述加热区内；所述加热组件包括设置在所述加热区的若干加热棒，以及与所述加热棒连接的加热控制器。

所述加热组件利用所述加热棒能够快速的对所述模具本体进行加热，利用所述模具本体金属材质的热传导作用，可以将热量传导至整个所述成型型腔，完成对原材料的加热。

进一步的，所述加热棒包括U形加热棒和长条形加热棒。

进一步的，所述冷却组件和所述加热组件之间还设有隔热防护片，所述隔热防护片的开放式弧形结构。

进一步的，所述模具本体的两侧还分别设有连接轴，所述连接轴连接有翻转组件。通过所述翻转组件可以带动所述模具本体进行旋转。

进一步的，所述待成型原料包括干燥混合的PVC、冷冻粉碎的TPO、冷冻粉碎的TPU或者PU等材料。

进一步的，一种汽车零部件的搪塑模具的搪塑方法，包括如下步骤：粉箱加粉，模具预热，模具合粉箱，扣紧模具和粉箱，旋转或者摆动使模具上粉，模具与粉箱分离，塑化，冷却，脱模获得所述成型产品，模具复位进行下一循环；在所述模具预热的步骤中，所述加热组件开始工作，对所述模具本体加热至200-260°的温度，保持该温度至塑化；在冷却步骤中，所述加热组件停止工作，所述冷却组件对所述模具本体和所述成型产品进行冷却，直至所述成型产品顺利脱模。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本汽车零部件的搪塑模具结构简单，将所述冷却组件和所述加热组件集成于所述模具本体内，能够较为方便的对所述模具本体进行加热和冷却，减少了外部布置的冷却和加热部件，使得整个搪塑模具更加紧凑，使用起来也较为方便；2、将所述冷却组件和所述加热组件分别沿所述成型型腔内壁的布置方向设置，能够全面的对所述成型型腔内壁进行加热或者冷却，这种加热和冷却方式较为直接，效果较好，不论是加热还是冷却都有利于温度的均匀分布，使得成型出来的产品质量更好；3、所述加热组件和所述冷却组件通过穿插交错的合理布置，能够充分利用所述模具本体靠近所述成型型腔的内部空间进行这些管路和线路的布置，而且所述加热组件和所述冷却组件不会直接交叉，两者之间不直接接触，有利于两者的独立运转，减少相互之间的干扰。

附图说明

图1为本发明一种汽车零部件的搪塑模具的整体结构示意图；

图2为本发明一种汽车零部件的搪塑模具内部展开结构示意图；

图3为本发明冷却管路与加热棒布置的截面结构示意图；

图中：1、模具本体；2、成型型腔；3、冷却管路；4、进液口；5、出液口；6、加热区；7、加热棒；8、连接轴；9、隔热防护片。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，一种汽车零部件的搪塑模具，包括模具本体1，所述模具本体1内设有开放式的成型型腔2，所述模具本体1内沿所述成型型腔2的布置轮廓设有冷却组件，所述冷却组件用于所述成型型腔2和成型产品的冷却脱模；所述模具本体1内还沿所述成型型腔2的布置轮廓设有加热组件，所述加热组件用于成型型腔2和待成型原料的加热；所述加热组件和所述冷却组件穿插交错布置。

本汽车零部件的搪塑模具结构简单，将所述冷却组件和所述加热组件集成于所述模具本体1内，能够较为方便的对所述模具本体1进行加热和冷却，减少了外部布置的冷却和加热部件，使得整个搪塑模具更加紧凑，使用起来也较为方便。

将所述冷却组件和所述加热组件分别沿所述成型型腔2内壁的布置方向设置，能够全面的对所述成型型腔2内壁进行加热或者冷却，这种加热和冷却方式较为直接，效果较好，不论是加热还是冷却都有利于温度的均匀分布，使得成型出来的产品质量更好。

所述加热组件和所述冷却组件通过穿插交错的合理布置，能够充分利用所述模具本体1靠近所述成型型腔2的内部空间进行这些管路和线路的布置，而且所述加热组件和所述冷却组件不会直接交叉，两者之间不直接接触，有利于两者的独立运转，减少相互之间的干扰。

进一步的，所述冷却组件包括设置在所述模具本体1内的冷却管路3，所述冷却管路3在所述模具本体1的外侧面处设置有进液口4和出液口5，所述进液口4和所述出液口5分别通过管接头连接冷却循环系统，所述冷却循环系统内设有用于循环的冷却液。

所述冷却管路3通过所述进液口和所述出液口的设置，可以让冷却液进入其中，通过冷却液的热交换将模具本体1的温度降下来，完成冷却操作。所述冷却循环系统至少包括冷却液储存箱、泵体，以及设置在冷却液储存箱上的散热件，比如散热鳍片、散热风扇或者制冷压缩机等。所述冷却液可以为水、油、制冷剂等等。

进一步的，所述冷却管路3以蛇形排布的方式设置在所述模具本体1内，能够增加冷却管路的冷却路径和面积，有利于快速的换热和冷却，同时能够在蛇形排布之间形成一些空挡，这些空挡可以用来设置所述加热组件；所述进液口和所述出液口处还分别设有阀门，通过所述阀门能够控制所述冷却管路的启闭。

进一步的，所述冷却管路3的管内径为6～14mm，所述冷却管路3相邻管的中心间距为其内径的2～4倍，所述冷却管路3的管中心线距离所述成型型腔2的内壁之间的间距为其内径的1～2倍。

优选的，所述冷却管路3的管内径为9mm左右，所述冷却管路3相邻管的中心间距为其内径的3倍左右，所述冷却管路3的管中心线距离所述成型型腔2的内壁之间的间距为其内径的1.5倍左右，通过上述尺寸的限定，可以合理的保持开孔的数量和开孔的尺寸，所述冷却管路能够在所述模具本体中起到较佳的冷却效果。

冷却速率会受冷却液流经模具材料时的紊乱程度、冷却液进口温度、冷却液的性质及冷却液的流速的影响，紊流比层流的冷却速率要快，但是过大的紊乱会浪费功率和能量﹐而且不能获得更大的热传导能力。因此冷却管路的管直径不能大于14mm,否则冷却难以形成乱流状况。

在一些实施方式中，冷却管路3的管的直径可根据成型产品的平均壁厚来确定，平均壁厚小于2mm时,管的直径取8～10mm；平均壁厚为2～4mm时,管的直径取10～12mm；平均壁厚为4～6mm时,水孔的直径取10～14mm。

进一步的，所述冷却组件盘布的区域内设有若干加热区6，所述加热组件布置在所述加热区6内；所述加热组件包括设置在所述加热区6的若干加热棒7，以及与所述加热棒7连接的加热控制器。

所述加热组件利用所述加热棒7能够快速的对所述模具本体进行加热，利用所述模具本体1金属材质的热传导作用，可以将热量传导至整个所述成型型腔2，完成对原材料的加热。所述加热控制器可以控制加热的温度、升温的速率以及保持温度处于稳定的范围内。

进一步的，所述加热棒7包括U形加热棒和长条形加热棒。所述加热棒7也可以使用加热板、加热丝等代替。

在一些实施方式中，如图3所示，所述冷却组件和所述加热组件之间还设有隔热防护片9，所述隔热防护片9的开放式弧形结构。

所述隔热防护片9的设置，能够在所述冷却管路3和所述加热棒7之间形成一个遮挡区域，避免冷却时或者加热时，温度急剧的变化，对加热棒或者冷却管道带来不利影响。所述隔热防护片最终不会影响整个模具本体的加热和冷却。

进一步的，所述模具本体1的两侧还分别设有连接轴8，所述连接轴8连接有翻转组件。通过所述翻转组件可以带动所述模具本体1进行旋转。

进一步的，所述待成型原料包括干燥混合的PVC、冷冻粉碎的TPO、冷冻粉碎的TPU或者PU。

PVC(聚氯乙烯)的总体性价比比较高，因此一般在选择搪塑材料时会第一选择PVC作为首选材料。PVC的性质：由单体氯乙烯经加聚反应生成的热塑性线型树脂，工业品为白色或浅黄色粉末。密度(20℃)1.40g/cm3，含氯量56～58％。聚氯乙烯树脂经加工成型就得到聚氯乙烯塑料，其单体成本低、生产工艺成熟、易加工成型，耐酸碱性、耐磨性、电绝缘性好，不易燃烧；但热稳定性和耐光性差，140℃分解放出氯化氢，在加工成型过程中，需加入稳定剂。软化温度低，限在80℃以下使用。根据所加增塑剂的多少，可制得软质塑料和硬质树脂。软质塑料可用作电线电缆包皮和其它绝缘材料，可制成透明薄膜，用作雨衣、台布、农用育秧薄膜等；还用来制人造革、泡沫塑料和氯纶纤维。硬质塑料可用于制板材、管道、贮槽、吸收塔等。聚氯乙烯经悬浮法聚合可得粉末状树脂，若用乳液法聚合，可得糊状树脂。聚氯乙稀具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCI。搪塑PVC是一种合成材料，主要成分包括：PVC、可塑剂(酸酯等)、安定剂(Ba-Zn、Ca-Zn等)、安定助剂(EP油等)、滑材、离型剂(硬酯酸)、颜料等。

另外一种用得比较多的材料是热塑性聚氨酯(TPU)，主要是在中高档产品上。与PVC相比，TPU的抗紫外线和长期热老化性能好，密度低15％，且可在原有的PVC的加工设备上生产。

进一步的，一种汽车零部件的搪塑模具的搪塑方法，包括如下步骤：粉箱加粉，模具预热，模具合粉箱，扣紧模具和粉箱，旋转或者摆动使模具上粉，模具与粉箱分离，塑化，冷却，脱模获得所述成型产品，模具复位进行下一循环；在所述模具预热的步骤中，所述加热组件开始工作，对所述模具本体加热至200～260°的温度，保持该温度至塑化；在冷却步骤中，所述加热组件停止工作，所述冷却组件对所述模具本体和所述成型产品进行冷却，直至所述成型产品顺利脱模。

每一个成型周期都是一次模具的加热和冷却过程，温度从四五十度升高到二百多度，再降低到原来的四五十度，时间在五六分钟。

具体的，当模具温度达到设定的操作温度(200～260°)时，将模具与粉箱进行对接，由此开始进行搪塑工艺，为了使得搪塑成型所得到的表皮更加均匀，通过翻转组件在搪塑过程中不断地旋转模具，旋转速度在0～20r/min内可调。转轴的大致节拍时间为6min/模产品，这样可以根据总生产量要求的不同，计算出整个生产线的转轴数量，以便于批量布置和批量生产。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，包括模具本体，所述模具本体内设有开放式的成型型腔，所述模具本体内沿所述成型型腔的布置轮廓设有冷却组件，所述冷却组件用于所述成型型腔和成型产品的冷却脱模；所述模具本体内还沿所述成型型腔的布置轮廓设有加热组件，所述加热组件用于成型型腔和待成型原料的加热；所述加热组件和所述冷却组件穿插交错布置。

2.根据权利要求1所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述冷却组件包括设置在所述模具本体内的冷却管路，所述冷却管路在所述模具本体的外侧面处设置有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别通过管接头连接冷却循环系统，所述冷却循环系统内设有用于循环的冷却液。

3.根据权利要求2所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述冷却管路以蛇形排布的方式设置在所述模具本体内，所述进液口和所述出液口处还分别设有阀门。

4.根据权利要求2所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述冷却管路的管内径为6～14mm，所述冷却管路相邻管的中心间距为其内径的2～4倍，所述冷却管路的管中心线距离所述成型型腔的内壁之间的间距为其内径的1～2倍。

5.根据权利要求1所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述冷却组件盘布的区域内设有若干加热区，所述加热组件布置在所述加热区内；所述加热组件包括设置在所述加热区的若干加热棒，以及与所述加热棒连接的加热控制器。

6.根据权利要求5所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述加热棒包括U形加热棒和长条形加热棒。

7.根据权利要求1所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述冷却组件和所述加热组件之间还设有隔热防护片，所述隔热防护片的开放式弧形结构。

8.根据权利要求1所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述模具本体的两侧还分别设有连接轴，所述连接轴连接有翻转组件。

9.根据权利要求1所述的汽车零部件的搪塑模具，其特征在于，所述待成型原料包括干燥混合的PVC、冷冻粉碎的TPO、冷冻粉碎的TPU或者PU。

10.一种具有权利要求1～9任一项所述的汽车零部件的搪塑模具的搪塑方法，其特征在于，包括如下步骤：粉箱加粉，模具预热，模具合粉箱，扣紧模具和粉箱，旋转或者摆动使模具上粉，模具与粉箱分离，塑化，冷却，脱模获得所述成型产品，模具复位进行下一循环；在所述模具预热的步骤中，所述加热组件开始工作，对所述模具本体加热至200-260°的温度，保持该温度至塑化；在冷却步骤中，所述加热组件停止工作，所述冷却组件对所述模具本体和所述成型产品进行冷却，直至所述成型产品顺利脱模。