CN203876216U - Gmt片材热压成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种GMT片材热压成型模具，它包括上、下模座，上、下模具，加热装置和冷却装置，模具前后端面交叉开设安装加热装置的加热孔与安装冷却装置的冷却孔。本实用新型相较于传统GMT成型模具结构简单、紧凑、合理，操作方便，从而提高了生产效率，具有适用多种产品的灵活性。在热压成型时，模具型面升温均衡而且快速，成型过程中可边保压边保温，成型后能实现GMT片材产品的快速冷却，从而使GMT片材产品表面质量更优，玻璃纤维与基体材料的浸渍更加充分均匀，产品的力学性能有了显著提高。

Description

GMT片材热压成型模具

技术领域

本实用新型涉及模具技术领域，具体涉及GMT片材热压成型模具。

背景技术

 玻璃纤维增强热塑性复合材料片材简称GMT片材。GMT片材制品在汽车、航空等领域有着广泛的应用。要将GMT片材制造成相应的产品需将GMT片材进行加热，加热后的GMT片材将会产生发泡，体积增大，放入模具后，通过模压使其成型，通过模具间隙可控制产品的厚度，因此用于GMT片材成型的模具有别于金属冲压模具以及注塑模具。

 GMT片材基体材料多为结晶塑料，成型后性能的高低受温度变化的影响很大。成型时若温度变化较大，则结晶过程中成核速率较快,成核数量多，基体和纤维的界面相互作用被削弱,导致力学性能下降；成型后若没有进行及时的冷却降温，则成核速率较低，成核晶数较少，且生成的晶体直径较大，大晶体间的间隙缺陷直接导致了制品强度的降低。因此，模具温度的均匀性对于GMT片材的成型有着重要意义，可以说，模具的优劣在很大程度上决定了GMT片材制品的质量以及生产效率。

 目前GMT片材成型领域所用模具虽设计有加热装置，但多为导热油加热，由于要单独设计导热油管路因此模具体积一般较大，加热时热量耗散大，模具冷却时速度也较慢。而且该类模具加热后型面温度均匀性较差（温度差最大可达30℃），导致成型时温度不同区域的基体材料的成核速率不同，无法保证纤维和基体的浸渍效果。所以，目前传统的GMT模具压制出的产品都存在着表面质量较低，一致性较差，因温度差使界面材料的结晶速率不一造成各区域力学性能波动较大，甚至出现少量干纤维区域等产品缺陷。

实用新型内容

  针对现有GMT片材成型模具体积大，模具型面温度不均匀的问题，本实用新型志旨在提供一种适合GMT片材热压成型的专用模具，以克服现有GMT成型模具的缺陷，使模压制品因温差造成的质量缺陷：产品光洁度不高、表面质量较差、力学性能不好等现象得到解决。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种GMT片材热压成型模具，包括左右两端设有导向机构的上模座、设置于上模座下方的上模具、与上模座相匹配的下模座以及设置于下模座上方的下模具，还包括加热装置和冷却装置；所述上模具和下模具的前后两个端面上设有加热孔和冷却孔，任意两个加热孔之间设有一个冷却孔或者任意两个冷却孔之间设有一个加热孔，所述加热装置和冷却装置分别位于加热孔和冷却孔内。

所述冷却孔为通孔，贯穿于上模具和下模具的前后两个端面；所述加热孔为通孔或者盲孔，设置于任意两个冷却孔之间。

所述加热孔优选平行于所述冷却孔设置。

所述冷却孔孔径优选比加热孔的孔径小2mm-4mm，所述加热孔的孔径由加热装置的大小确定。

所述上模座与上模具之间，所述下模座与下模具之间均优选设有石棉板。这样在加热过程中可以最大程度的避免热量的流失，不仅节省电力，而且还缩短了加热时间，提高了效率。

所述加热装置优选为带有温控器的电热管。

所述冷却装置优选为冷凝水管道，前后两个冷却孔中的冷凝水管道首尾连接。

进一步，所述下模座上设有行程限位机构。所述行程限位机构优选为均匀设置在下模座四周且高度一致的平衡块。

进一步，所述上模具的下表面以及下模具的上表面为平面或者是与相应制品的外表面相匹配。

下面对本实用新型做进一步解释和说明：

本实用新型模具侧面开设安装加热装置的加热孔道与安装冷却装置的冷却水道，且加热孔道与冷水水道交叉布置，冷却装置为带有流量控制的冷却水回路，回路由水管依次将冷却水道首尾连接而构成。这与传统模具相比极大的减小了模具的体积，节约了材料，而且使得模具型面升温均衡快速，在GMT片材成型过程中可边保压边保温，成型后能实现GMT片材产品的快速冷却，提高制品强度，效率也得到了大幅提高。

进一步的，加热装置为多根带有温控系统的电热管，电热管插入模具的加热孔道中，每根电热管对应一个温敏传感器，以实现对单根电热管温度的控制以及模具型面温度的分区域控制。这种分单元设计与可独立控制的新模式，改进和提高了模具型面温度的均匀性，最大化的减少了传统模具中加热系统存在的温差缺陷，从而使得GMT片材加热送入模具进行模压时各部位基体材料的流动性均匀一致，提高浸渍率。

进一步的，上、下模座间的导向机构不同于传统的导柱导套，而设计为导板导向，可以避免模具在加热状态下由于热胀冷缩所造成的合模精度的降低；模具行程限位机构为一定数量且在周边均布的平衡块，来调整模具的间隙，方便控制产品的厚度。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

1、本实用新型的GMT片材热压成型模具，由于加热及冷却装置的引入及合理的设计，在热压成型时，模具型面升温均衡而且快速，成型过程中可边保压边保温，成型后能实现GMT片材产品的快速冷却，从而使GMT片材产品表面质量更优，玻璃纤维与基体材料的浸渍更加充分均匀，产品表面质量较高，一致性好，波动性小产品的力学性能有了显著提高。

2、本实用新型的GMT热压成型模具结构简单、紧凑、合理，操作方便，更换模具即可得到不同的GMT制品，有适用多种产品的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型GMT片材热压成型模具的结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为下模具的正视图；

图4为图3的A-A剖视图；

其中，1是下模座，2是石棉板，3是下模具，4是冷却孔，5是加热孔，6是导向机构，7是行程限位机构，8是上模座，9是上模具。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述：

一种GMT片材热压成型模具，包括左右两端设有导向机构6的上模座8、设置于上模座8下方的上模具9、与上模座8相匹配的下模座1以及设置于下模座1上方的下模具3，还包括加热装置和冷却装置；所述上模具9和下模具3的前后两个端面上设有加热孔5和冷却孔4，任意两个加热孔5之间设有一个冷却孔4或者任意两个冷却孔4之间设有一个加热孔5，所述加热装置和冷却装置分别位于加热孔5和冷却孔4内。所述加热装置为带有温控器的电热管。所述冷却装置为冷凝水管道，前后两个冷却孔4中的冷凝水管道首尾连接。

所述冷却孔4为通孔，贯穿于上模具9和下模具3的前后两个端面；所述加热孔5为通孔或者盲孔，设置于任意两个冷却孔4之间。所述上模座8与上模具9之间，所述下模座1与下模具3之间均设有石棉板2。所述下模座1上设有行程限位机构7，所述行程限位机构7为均匀设置在下模座1上的高度一致的平衡块。

上模具9和下模具3的型面形状可以是平面，也可以是相应制品的外表面，模具可以根据所制造的产品进行随意更换，有很大的灵活性。

加热孔道直径根据所用电热管的直径而定，孔道距离模具型面10mm至15mm，冷却水道直径比加热孔道直径小2mm至4mm，加热孔道的位置可以根据不同的模具型面而变动，冷却水道开设于两条加热孔道之间，这样可以减小模具体积，降低成本，而且提高冷却速率。

在本申请的GMT片材成型热压模具的工作过程中，可先启动加热装置5对模具进行加热，预设温度在80℃至120℃之间，由于每根电热管都对应一个温敏传感器，因此可实现对模具型面温度的分区域控制，实现型面温度的均匀性。达到预设温度后，可将预先经过加热的GMT片材放置于下模具之上，随后利用一定的压力，压力值在160吨至300吨之间，将上模具9通过导向机构6实现与下模具3的精确合模。成型过程中利用加热装置5对GMT片材进行3至5分钟的边保温边保压，使得玻璃纤维和基体材料进行充分的浸渍，尽最大可能的排出气泡，最后在合模状态下，当保温保压过程结束后立刻开启冷却装置4对成型件进行快速冷却，直至温度降到50℃以下，开模取出GMT片材制品即可。

该模具用于热压成型QPC公司的标准玻璃纤维增强聚丙烯板材，在设定的同样的某一温度及某一压力的情况下，所得GMT制品的力学性能对比传统模（由长沙亚太公司提供）具有了显著的提高，对比数据如表1及表2所示：

表1 对比实验数据1

表2 对比实验数据2

    以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.GMT片材热压成型模具，包括左右两端设有导向机构（6）的上模座（8）、设置于上模座（8）下方的上模具（9）、与上模座（8）相匹配的下模座（1）以及设置于下模座（1）上方的下模具（3），其特征是，还包括加热装置和冷却装置；所述上模具（9）和下模具（3）的前后两个端面上设有加热孔（5）和冷却孔（4），任意两个加热孔（5）之间设有一个冷却孔（4）或者任意两个冷却孔（4）之间设有一个加热孔（5），所述加热装置和冷却装置分别位于加热孔（5）和冷却孔（4）内。

2.根据权利要求1所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述冷却孔（4）为通孔，贯穿于上模具（9）和下模具（3）的前后两个端面；所述加热孔（5）为通孔或者盲孔，设置于任意两个冷却孔（4）之间。

3.根据权利要求1所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述冷却孔（4）孔径比加热孔（5）的孔径小2mm-4mm，所述加热孔（5）的孔径由加热装置的大小确定。

4.根据权利要求1或2所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述上模座（8）与上模具（9）之间，以及所述下模座（1）与下模具（3）之间均设有石棉板（2）。

5.根据权利要求1或2所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述加热装置为带有温控器的电热管。

6.根据权利要求1或2所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述冷却装置为冷凝水管道，前后两个冷却孔（4）中的冷凝水管道首尾连接。

7.根据权利要求1或2所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述下模座（1）上设有行程限位机构（7）。

8.根据权利要求7所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述行程限位机构（7）为均匀设置在下模座（1）四周且高度一致的平衡块。

9.根据权利要求1或2所述GMT片材热压成型模具，其特征是，所述上模具（9）的下表面以及下模具（3）的上表面为平面或者与相应制品的外表面相匹配。