CN202986112U - 一种复合材料的快速成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种复合材料的快速成型装置，其包括，工作台，工作台包括上工作台、下工作台；在上工作台与下工作台之间设有模具；模具内嵌有加热单元，在模具与上工作台、下工作台之间设有可在竖直方向上下移动的冷却单元；模具包括上模仁、下模仁；在所述上模仁、下模仁之间设有用于复合材料成型的模穴。本实用新型提供的快速成型装置，加热单元内嵌于模具中，其加热时间大大缩短；且加热单元、模具、冷却单元在同一竖直区域内，省却了移动模具的步骤，提高了复合材料产品的良率，且提高了复合材料的成型效率。

Description

一种复合材料的快速成型装置

技术领域

本实用新型属于复合材料快速成型领域，尤其涉及一种复合材料的快速成型装置。 

背景技术

随着复合材料（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等）在工业、民用等领域应用的越来越广泛，如采用复合材料制成的手机、笔记本等产品的内部结构件和表面装饰件。 

目前复合材料的成型装置一般包括成型模具、加热部、冷却部；加热部设置在模具的表面；加热部通过模具将热量传导给模具内的复合材料，使复合材料成型；然后将已成型的复合材料放入到冷却单元中冷却从而得到所需的复合材料产品。 

加热部通过模具将热量传递给模具内的复合材料，这需要很长的时间，大大的增加了复合材料成型的时间，降低了复合材料成型的效率；同时，加热部与冷却部分开设置，这样会增加将模具从加热部转移到冷却部的中间时间，导致了复合材料成型的效率更加低；且在模具转移的过程中，未完全定型的复合材料会由于震动或者其他因素而导致其形状发生变化，使得复合材料形成的产品报废，大大降低了复合材料产品的良品率。 

因此亟需一种可以节约时间，增加复合材料成型效率，提高复合材料产品良品率的快速成型装置。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的复合材料成型装置，其加热时间长，加热效率低；且加热和冷却步骤分开进行，增加了复合材料成型的中间时间；同时在成型模具在从加热转移到冷却过程中时，复合材料成型被破坏，导致复合材料效良品率低；同时，复合材料从加热部转移到冷却部转移的中间时间增加，使复合材料的成型效率降低的技术问题。 

据此，本实用新型的目的是提供一种复合材的料快速成型装置。 

一种复合材料的快速成型装置，其包括，工作台，工作台包括上工作台、下工作台；在上工作台与下工作台之间设有模具；模具内嵌有加热单元，在模具与上工作台、下工作台之间设有可在竖直方向上下移动的冷却单元；模具包括上模仁、下模仁；在所述上模仁、下模仁之间设有用于复合材料成型的模穴。 

优选地，快速成型装置还包括使冷却单元在竖直方向上下移动并设置在工作台上的移动控制单元；移动控制单元包括与冷却单元固定连接的油缸、使油缸上下移动的电磁阀、以及控制电磁阀的中央处理器。 

优选地，冷却单元包括第一冷却板、第二冷却板；第一冷却板设置在上工作台与上模仁之间，所述第二冷却板设置在下工作台与下模仁之间；所述第一冷却板与第二冷却板平行设置。 

优选地，第一冷却板与上模仁之间的距离为8mm-12mm；第二冷却板与下模仁之间的距离为8mm-12mm。 

优选地，在上冷却板、下冷却板内嵌有若干平行设置的冷却水路；相邻冷却水路之间的间距为6mm-10mm。 

优选地，冷却水路的直径为7mm-9mm。 

优选地，冷却单元、模具、加热单元设置在同一竖直区域内。 

优选地，加热单元包括若干加热棒；加热棒分别均匀对称的内嵌于所述上模仁以及下模仁中。 

优选地，相邻两个加热棒之间的间距为6mm-8mm。 

优选地，加热棒与模穴的距离为7mm-9mm。 

本实用新型提供的第二个目的是提供一种复合材料制成的电子设备外壳。 

一种复合材料制成的电子设备外壳，其由快速成型装置制成，快速成型装置为本实用新型提供的快速成型装置。 

一种复合材料制成的电子设备外壳，其由快速成型装置制成，快速成型装置为本实用新型提供的快速成型装置。 

本实用新型提供的复合材料的快速成型装置，加热单元内嵌与模具中，缩短了模具的加热时间，可以使加热单元的热量快速的传递给模具中的复合材料，使其快速成型；且加热单元与冷却单元一体设置，加热结束后即可以进行冷却，省却了模具转移的步骤，节约了模具移动的中间时间，提高了复合材料的成型效率；同时，避免了由于移动模具而使复合材料变形，复合材料产品损坏的现象发生；从而提高了复合材料成型的效率，提高了复合材料的良品率，以及提高了复合材料的产品率。 

附图说明

图1是本实用新型提供的快速成型装置的示意图。 

图2是本实用新型提供的快速成型装置的上模仁的示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

一种复合材料的快速成型装置， 

其包括，工作台1，所述工作台1包括上工作台、下工作台；在上工作台与下工作台之间设有模具；模具内嵌有加热单元，在模具与上工作台、下工作台之间设有可在竖直方向上下移动的冷却单元；模具包括上模仁4、下模仁6；在上模仁4、下模仁6之间设有用于复合材料成型的模穴5。

其中，工作台1包括上工作台、下工作台；在上、下工作台之间设有模具；模具包括上模仁4、下模仁6；本实用新型对模具的形状、材料不做特殊要求，采用本领域技术人员所公知的模具；上模仁4与下模仁6之间的连接方式可以为卡接扣合连接，也可以为锁合连接，优选地，上模仁4与下模仁6之间的连接方式为锁合连接，这样可以使上模仁4与下模仁6之间贴合的更加紧密，且可以保证上模仁4与下模仁6之间无相对位移，提高复合材料成型的成品率；在上模仁、下模仁之间设有用于复合材料成型的模穴5，模穴5的形状根据所需要成型的产品的形状进行开设。 

快速成型装置还包括内嵌于模具内部的加热单元3，加热单元3包括若干加热棒31；优选地，采用功率为1500w以上的加热棒31；这样在单位面积内的加热棒的数量更多，其加热效率更高，加热速度更快；在模具的上、下模仁内部开设有若干通孔，加热棒31设置在通孔内；在上模仁4内的加热棒31可以采用均匀的直线排列，也可以根据模穴5的形状而采用与模穴形状相同的同形排列，或者其他均匀的排列方式，优选地，上模仁4内的加热棒31采用同形排列；更加优选地，加热棒31与模穴5之间的间距为7mm-9mm；这样可以使加热棒更加接近模穴5，使模穴5内的复合材料所需要的加热固化时间变得更短，提高复合材料的固化效率；相邻加热棒31之间的间隔为6mm-8mm；这样可以使模具的温度在更加短的时间内上升到复合材料成型所需要的温度；进而更加快速的使复合材料产品固化成型，提高复合材料产品成型的效率。 

在下模仁6内的加热棒31可以采用均匀的直线排列，也可以根据模穴5的形状而采用与模穴5形状相同的同形排列，或者其他均匀的排列方式，优选地，下模仁6内的加热棒31采用同形排列；更加优选地，加热棒31与模穴5之间的间距为7mm-9mm；这样可以使加热棒31更加接近模穴5，使模穴5内的复合材料所需要的加热固化时间变得更少，提高复合材料的固化效率；相邻加热棒31之间的间隔为6mm-8mm；这样可以使模具的温度在更加短的时间内上升到复合材料固化所需要的温度；进而更加快速的使复合材料产品固化成型，提高复合材料产品成型的效率；上、下模仁之间的加热棒31采用交错排列，这样可以增加模具的受热面积，进而减小模具的加热时间，使其的温度在更加短的时间内上升至所需温度；其中加热棒31为本领域技术人员所公知的零部件，在此不再赘述。 

在模具的表面还设有冷却单元；冷却单元包括第一冷却板2、第二冷却板9；第一冷却板2设置在上工作台与上模仁4之间；第二冷却板9设置在下工作台与下模仁6之间；第一冷却板与第二冷却板平行设置；本实用新型对冷却板的材料不做特殊要求，只要是吸热、导热、散热效果良好的材料都可以应用到本实用新型中；优选地，冷却板为金属材质；冷却板的形状模具的形状相适配，这样可以更加全面的使模具上的温度降低；避免模具冷却不均匀，导致模穴5内的复合材料成型产品的收缩率不同，影响复合材料产品的成型良品率；优选地，在第一、第二冷却板上开设有若干平行设置且均匀分布的冷却水路8；本实用新型对冷却水路8的截面形状不做特殊要求，可以为圆形、也可以为方形；优选地，其为直径为7mm-9mm的圆形；这样可以使单位时间内流过冷却水路8的冷却水的流量增多，提高冷却效率；冷却水路8的排列形状可以为曲线平行排列，也可以为平行直线排列；优选地，其为平行直线排列，更加优选地；相邻冷却水路8之间的间距为6mm-10mm；这样可以在有限的空间内，设置更加多的冷却水路8，增加单位时间内冷却水的流量，减少冷却时间，提高冷却效率。 

本实用新型的快速成型装置还包括移动控制单元；移动控制单元包括与冷却单元固定连接的油缸7、使油缸7在竖直方向上下移动的电磁阀、以及控制电磁阀且设置在工作台1上的中央处理器；油缸、电磁阀、以及中央处理器为本领域技术人员所公知的部件，在此不再赘述。 

复合材料的快速成型装置单次运作的工作过程： 

1、放置复合材料并合模：

其中，复合材料为纤维预浸布，其中纤维可以为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维、棉纱纤维或由多种纤维混编而成，预浸由环氧树脂体系预浸，根据产品的需求对复合材料进行裁切，将裁切好的复合材料放入到模穴中，并将合模。

2、加热： 

这时，加热单元通电开始工作，对模具的上、下模仁加热，使模具再短时间内达到所需温度，并使模穴内的复合材料初步定型，其中，由于加热棒内嵌于模具中，且靠近复合材料，故使模穴内的温度从室温升至150°的固化温度只需要40S，达到了速热的效果。

3、加热结束，冷却。 

加热到预定时间，加热单元停止工作，中央处理器向电磁阀输入信号，电磁阀控制油缸在竖直方向上下移动，并带动第一冷却板2、第二冷却板9向靠近模具上模仁4、下模仁6方向运动，并紧贴上模仁4和下模仁6；这时冷却单元开始工作，对模具进行冷却，使模具短时间内冷却，模具内复合材料产品冷却并最终成型。 

5、冷却结束，回位并开模取产品： 

冷却结束后，中央处理器向电磁阀输入信号，电磁阀控制油缸回位，油缸带动冷却板回到初始位置；打开模具并取出已经成型的产品，并进行下一步的加工处理。

这样，快速成型装置的一个完整的工作过程结束。 

一般，复合材料成型装置的加热部设置在模具的表层，加热部开始工作，首先对模具进行加热，通过热传导将热量传递到模具内需要固化的复合材料，由于要将整个模具全部加热，才能实现复合材料的固化，因此这个过程需要很长的时间，影响复合材料成型的效率；其次，现有技术中，复合材料的成型装置的加热部和冷却部是分开设置的；因此冷却时，需要将初步成型的复合材料产品从加热部转移到冷却部中进行冷却，在转移过程中，复合材料产品有可能会发生变形，导致复合材料产品损坏，降低复合材料产品的良品率；同时在复合材料转移时，会增加复合材料成型的中间转移时间，从而降低了复合材料成型的效率。 

而本实用新型提供的复合材料的快速成型装置，其加热单元3内嵌于模具中，在加热单元3开始加热时，加热单元3只需要加热一部分模具的温度，就可以使模穴5内的温度达到复合材料固化所需的温度，其加热时间由5min减少到40s，实现了速热的效果，使复合材料固化的时间大大的缩短了，提高了复合材料固化的效率。 

其次，本实用新型的加热单元3、模具、冷却单元设置在同一竖直区域内，加热单元3停止加热，加热过程结束后；冷却单元的第一冷却板2、第二冷却板9在油缸的带动下向着上模仁4、下模仁6运动，并无限靠近上模仁4、下模仁6；冷却单元开始工作并对模具进行冷却，由于第一冷却板2与第二冷却板9内嵌有若干冷却水路8，冷却水不断的流动，使模具能够在很短的时间内冷却下来；采用本实用新型提供的快速成型装置，省去了将复合材料产品从加热部转移到冷却部的这一步骤，避免了复合材料产品在转移过程中的变形损坏，提高了复合材料产品的良品率；同时节约了转移复合材料产品时的中间时间，减少了复合材料产品的成型时间，提高了复合材料产品成型的效率。 

本实用新型提供的第二个目的是提供一种复合材料制成的电子设备外壳。 

一种复合材料制成的电子设备外壳，其由快速成型装置制成，快速成型装置为本实用新型提供的快速成型装置；利用本实用新型提供的快速成型装置制成的电子设备外壳，其不需要进行后续加工，即可达到高光、高亮的效果。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种复合材料的快速成型装置，其特征在于：

其包括，工作台，所述工作台包括上工作台、下工作台；在所述上工作台与下工作台之间设有模具；所述模具内嵌有加热单元，在模具与上工作台、下工作台之间设有可在竖直方向上下移动的冷却单元；所述模具包括上模仁、下模仁；在所述上模仁、下模仁之间设有用于复合材料成型的模穴。

2、如权利要求1所述的快速成型装置，其特征在于：快速成型装置还包括使冷却单元在竖直方向上下移动并设置在工作台上的移动控制单元；所述移动控制单元包括与冷却单元固定连接的油缸、使油缸上下移动的电磁阀、以及控制电磁阀的中央处理器。

3、如权利要求1所述的快速成型装置，其特征在于：所述冷却单元包括第一冷却板、第二冷却板；所述第一冷却板设置在上工作台与上模仁之间，所述第二冷却板设置在下工作台与下模仁之间；所述第一冷却板与第二冷却板平行设置。

4、如权利要求3所述的快速成型装置，其特征在于：所述第一冷却板与上模仁之间的距离为8mm-12mm；所述第二冷却板与下模仁之间的距离为8mm-12mm。

5、如权利要求3所述的快速成型装置，其特征在于：在所述上冷却板、下冷却板内嵌有若干平行设置的冷却水路；所述相邻冷却水路之间的间距为6mm-10mm。

6、如权利要求5所述的快速成型装置，其特征在于：冷却水路的直径为7mm-9mm。

7、如权利要求1所述的快速成型装置，其特征在于：所述冷却单元、模具、加热单元设置在同一竖直区域内。

8、如权利要求1所述的快速成型装置，其特征在于：所述加热单元包括若干加热棒；所述加热棒分别均匀对称的内嵌于所述上模仁以及下模仁中。

9、如权利要求8所述的快速成型装置，其特征在于：相邻两个加热棒之间的间距为6mm-8mm。

10、如权利要求8所述的快速成型装置，其特征在于：所述加热棒与模穴的距离为7mm-9mm。

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