CN117863586A - 一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，涉及电池撑杆成型加工技术领域，包括以下步骤：步骤一，塑料骨架的注塑，将塑料颗粒加热至熔融态，并通过注射机的喷嘴从注塑模具的浇口套注入模具的型腔内，形成塑料骨架的结构；步骤二，塑料骨架的冷却成型和检测，通过注塑模具内的冷却组件对成型后的塑料骨架进行冷却，并使塑料骨架各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架的内部应力和强度发生变化，并通过冷却组件的温度变化来检测塑料骨架注塑是否完全。本发明通过冷却组件对模具以及塑料骨架进行冷却，并使塑料骨架各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架的内部应力和强度发生变化。
Description
技术领域
本发明涉及电池撑杆成型加工技术领域，具体为一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺。
背景技术
氢燃料电池的集成撑杆主要是用于对电池内部的电堆芯起到支撑的作用，同时还具有一定的绝缘性能。
目前，对于氢燃料电池集成撑杆的加工成型，通常是采用注塑成型的方式，即将塑料颗粒加热熔化并通过注射机的喷嘴注入模具型腔，然后经冷却后开模取出即可，流程可参看中国专利公告号CN116587551B，其公开了一种注塑设备及注塑工艺，在该专利文件中公开了当熔体填充产品型腔时，可以通过保温件对产品型腔进行保温，从而促进熔体填充产品型腔；当需要冷却时，将冷却件和所述动模对齐，使冷却进水管和冷却出水管分别与所述进水口和所述出水口连通，从而向冷却水道中注入新的冷却水，提高冷却效率。
但是由于氢燃料电池集成撑杆塑料骨架的长度较长，而且结构较为复杂，因此在冷却的过程中，极易出现塑料骨架各个位置冷却不均的情况，从而使成型后的塑料骨架内部应力发生变化，进而降低塑料骨架成型后的质量以及结构强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，以解决上述现有技术中存在的至少一个技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，包括以下步骤：
步骤一，塑料骨架的注塑，将塑料颗粒加热至熔融态，并通过注射机的喷嘴从注塑模具的浇口套注入模具的型腔内，形成塑料骨架的结构；
步骤二，塑料骨架的冷却成型和检测，通过注塑模具内的冷却组件对成型后的塑料骨架进行冷却，并使塑料骨架各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架的内部应力和强度发生变化，并通过冷却组件的温度变化来检测塑料骨架注塑是否完全；
步骤三，塑料骨架冷却成型后，注塑模具开模，将塑料骨架取出，完成塑料骨架的成型过程。
优选的，还包括步骤四，所述步骤四为通过超声波清洗设备采用水或酒精为清洗介质对塑料骨架进行超声波清洗，去除塑料骨架表面的杂质与油污，提高塑料骨架的表面质量。
优选的，还包括步骤五，所述步骤五为将塑料骨架与橡胶垫放入硫化机中，并通过加热和压力将橡胶垫与塑料骨架硫化结合。
优选的，还包括步骤六，所述步骤六为将金属衬套压合在塑料骨架的预留孔内，增加塑料骨架的强度和耐磨性，最后将塑料骨架进行检验和包装即可。
优选的，所述步骤一中的注塑模具包括能开合的动模板和定模板，且所述动模板上安装有上模，所述定模板上安装有下模，所述上模和下模合模后对塑料骨架进行成型。
优选的，所述冷却组件包括开设在下模或上模内部的冷却水道，还包括多个分布在冷却水道两侧的冷却支道，每个所述冷却支道的内部均安装有能独立滑动调节的调节板，且所述调节板穿入冷却水道内并将水流向冷却支道内导入或导出，位于相邻两个调节板之间的冷却水道内部均安装有测温器。
优选的，每个所述调节板均采用隔热材料制作。
优选的，所述注塑模具通过多浇口注塑，且每个浇口之间间隔均匀分布。
优选的，所述塑料骨架上的成型孔采用侧抽芯的方式成型。
一种氢燃料电池集成撑杆，采用上述任一项的成型工艺加工成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明通过冷却组件对模具以及塑料骨架进行冷却，并使塑料骨架各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架的内部应力和强度发生变化。
二、本发明通过冷却时的温度变化即可对塑料骨架是否注塑完全而起到检测的作用，并且根据该结果可以对出现的缺陷和问题进行针对性解决。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的模具示意图；
图3为本发明的塑料骨架示意图；
图4为本发明塑料骨架硫化橡胶垫后的示意图；
图5为本发明冷却支道封闭为独立水域的状态示意图；
图6为本发明调节板均衡调节的状态示意图一；
图7为本发明调节板对应调节后的状态示意图；
图8为本发明调节板均衡调节的状态示意图二。
图中：1、塑料骨架；2、成型孔；3、金属衬套；4、橡胶垫；5、动模板；6、定模板；7、上模；8、下模；9、冷却水道；10、冷却支道；11、调节板；12、测温器。
具体实施方式
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、完整的描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一；
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，包括以下步骤：
步骤一，塑料骨架1的注塑，将塑料颗粒加热至熔融态，并通过注射机的喷嘴从注塑模具的浇口套注入模具的型腔内，形成塑料骨架1的结构；
步骤二，塑料骨架1的冷却成型和检测，通过注塑模具内的冷却组件对成型后的塑料骨架1进行冷却，并使塑料骨架1各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架1的内部应力和强度发生变化，并通过冷却组件的温度变化来检测塑料骨架1注塑是否完全；
步骤三，塑料骨架1冷却成型后，注塑模具开模，将塑料骨架1取出，完成塑料骨架1的成型过程。
还包括步骤四，所述步骤四为通过超声波清洗设备采用水或酒精为清洗介质对塑料骨架1进行超声波清洗，去除塑料骨架1表面的杂质与油污，提高塑料骨架1的表面质量。
还包括步骤五，所述步骤五为将塑料骨架1与橡胶垫4放入硫化机中，并通过加热和压力将橡胶垫4与塑料骨架1硫化结合。
还包括步骤六，所述步骤六为将金属衬套3压合在塑料骨架1的预留孔内，增加塑料骨架1的强度和耐磨性，最后将塑料骨架1进行检验和包装即可。
可选的，所述注塑模具通过多浇口注塑，且每个浇口之间间隔均匀分布。
可选的，所述塑料骨架1上的成型孔2采用侧抽芯的方式成型。
参看图3和图4，为所成型的塑料骨架1，该塑料骨架1在注塑成型时以H面为分型面进行注塑成型，并且采用多浇口进行注塑，这样可以避免注塑过程中塑料骨架1的内部支撑架构出现注塑不完整的情况出现，保证塑料骨架1的成型质量；
并且在注塑成型后，通过冷却组件对模具以及塑料骨架1进行冷却，并使塑料骨架1各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架1的内部应力和强度发生变化，具体可采用在模具型腔的内壁设置多个温度传感器和电加热器的方式进行调节，根据温度传感器的检测信号，自动调节加热器的输出功率，使模具型腔的内壁温度保持在预设的范围内，以消除冷却组件在冷却过程中对各个部分所带来的温度差异，进一步保证塑料骨架1的均匀冷却；
而且值得一提的是，通过温度传感器所反映出塑料骨架1各个部分在冷却过程中的温度变化，还可以检测出塑料骨架1注塑是否完全，具体为先确定一个准确值，即记录注塑完全的塑料骨架1在冷却时各个部分的温度变化范围，以此为参考值，并在后续的注塑过程中与此进行比对，当温度变化小于该范围时，那么出现的原因则可能是在注塑过程中，由于注射机压力或模具温度的原因而导致该处型腔内未完全注满，从而导致在冷却过程中该处的温度变化较小，进而导致该处塑料骨架1成型不完整或成型质量欠缺；
这样通过冷却时的温度变化即可对塑料骨架1是否注塑完全而起到检测的作用，并且根据该结果可以对出现的缺陷和问题进行针对性解决。
实施例二，在实施例一的基础上，对冷却的方式做进一步改进；
其中，所述步骤一中的注塑模具包括能开合的动模板5和定模板6，且所述动模板5上安装有上模7，所述定模板6上安装有下模8，所述上模7和下模8合模后对塑料骨架1进行成型。
所述冷却组件包括开设在下模8或上模7内部的冷却水道9，还包括多个分布在冷却水道9两侧的冷却支道10，每个所述冷却支道10的内部均安装有能独立滑动调节的调节板11，且所述调节板11穿入冷却水道9内并将水流向冷却支道10内导入或导出，位于相邻两个调节板11之间的冷却水道9内部均安装有测温器12。
每个所述调节板11均采用隔热材料制作。
冷却水道9以及冷却支道10的设置，可以根据所成型塑料骨架1形状来确定开设在下模8或上模7内，以确保冷却的质量和效率。
在注塑成型后，通过冷却组件进行冷却时，具体可参看图5-8，其中箭头所指方向为冷却水的流动方向；
在冷却阶段，将冷却水通入冷却水道9后，先通过调节板11将各个冷却支道10进行封闭，具体的调节方式可以通过手动调节或电动调节等，优选为电动调节，例如通过气缸等方式，参看图5，相邻的调节板11之间的冷却水道9形成一个封闭的水域，即a1、a2、a3等水域，其对应图3中的a1、a2、a3等部分，并且通过测温器12可以监测不同区域内水温的变化，以此来界定各个不同位置的冷却速度，主要用于前期的准备工作和参考值的界定；
在测出水温的变化过程后，通过调节各个位置的调节板11来调节冷却支道10的深度，以此来调节不同位置的冷却长度，参看图6，当调节板11越深入冷却支道10时，该处冷却支道10的冷却长度则越长，反之，冷却长度则越短，根据不同位置测温器12的温度变化来调节不同位置的调节板11，以达到各个测温器12的温度变化趋于预定范围内即可，这样则可以通过塑料骨架1不同部分的成型形状和厚度来调节该位置的冷却长度，即冷却速率，而且塑料骨架1的成型形状也不再局限于图3-4中的形状结构；
如果塑料骨架1的形状及成型厚度相对均匀，那么各个位置的调节板11调节幅度则会相对均衡，而如果塑料骨架1的形状及成型厚度不太均匀时，那么各个位置的调节板11则可以对应进行调节，具体如图6－图8的分别展示；
实施例三；
值得一提的是，冷却水道9和冷却支道10在注塑的过程中，可以向其内部通入热水，以对上模7或下模8进行预热，降低型腔与熔融塑料之间的温差，避免在注入时塑料提前冷却固化，而且在多浇口注塑时也能减少熔接痕的存在，提高塑料骨架1的成型质量。
一种氢燃料电池集成撑杆，采用上述任一项的成型工艺加工成型。
本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
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)
1.一种氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，塑料骨架(1)的注塑，将塑料颗粒加热至熔融态，并通过注射机的喷嘴从注塑模具的浇口套注入模具的型腔内，形成塑料骨架(1)的结构；
步骤二，塑料骨架(1)的冷却成型和检测，通过注塑模具内的冷却组件对成型后的塑料骨架(1)进行冷却，并使塑料骨架(1)各个位置的冷却速率相同，避免因冷却速度的差异而造成塑料骨架(1)的内部应力和强度发生变化，并通过冷却组件的温度变化来检测塑料骨架(1)注塑是否完全；
步骤三，塑料骨架(1)冷却成型后，注塑模具开模，将塑料骨架(1)取出，完成塑料骨架(1)的成型过程。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：还包括步骤四，所述步骤四为通过超声波清洗设备采用水或酒精为清洗介质对塑料骨架(1)进行超声波清洗，去除塑料骨架(1)表面的杂质与油污，提高塑料骨架(1)的表面质量。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：还包括步骤五，所述步骤五为将塑料骨架(1)与橡胶垫(4)放入硫化机中，并通过加热和压力将橡胶垫(4)与塑料骨架(1)硫化结合。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：还包括步骤六，所述步骤六为将金属衬套(3)压合在塑料骨架(1)的预留孔内，增加塑料骨架(1)的强度和耐磨性，最后将塑料骨架(1)进行检验和包装即可。
5.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：所述步骤一中的注塑模具包括能开合的动模板(5)和定模板(6)，且所述动模板(5)上安装有上模(7)，所述定模板(6)上安装有下模(8)，所述上模(7)和下模(8)合模后对塑料骨架(1)进行成型。
6.根据权利要求5所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：所述冷却组件包括开设在下模(8)或上模(7)内部的冷却水道(9)，还包括多个分布在冷却水道(9)两侧的冷却支道(10)，每个所述冷却支道(10)的内部均安装有能独立滑动调节的调节板(11)，且所述调节板(11)穿入冷却水道(9)内并将水流向冷却支道(10)内导入或导出，位于相邻两个调节板(11)之间的冷却水道(9)内部均安装有测温器(12)。
7.根据权利要求6所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：每个所述调节板(11)均采用隔热材料制作。
8.根据权利要求1-7任一项所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：所述注塑模具通过多浇口注塑，且每个浇口之间间隔均匀分布。
9.根据权利要求1-7任一项所述的氢燃料电池集成撑杆加工成型工艺，其特征在于：所述塑料骨架(1)上的成型孔(2)采用侧抽芯的方式成型。
10.一种氢燃料电池集成撑杆，其特征在于：采用权利要求1-7任一项的成型工艺加工成型。
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