TWI454370B - Production method of plate - like fiber reinforced product - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種纖維強化產品的製造方法，特別是指一種板狀纖維強化產品的製造方法。
參閱圖1、2，現有板狀碳纖維強化產品的製造方法依序包括一貼模步驟11、一熱壓步驟12、一冷卻步驟13，及一清模步驟14。
該貼模步驟11以人力依據一熱壓模具15，將多片碳纖維預浸布層16疊貼附於該熱壓模具15中，此時，該熱壓模具15的溫度是與室溫(約25℃)相同。
該熱壓步驟12是將已貼附有所述碳纖維預浸布層16的熱壓模具15自室溫加熱至150℃，使所述碳纖維預浸布層16中的環氧樹脂反應，而製成一板狀碳纖維強化產品17。
該冷卻步驟13是將加熱至150℃的熱壓模具15冷卻至室溫後開模，而將冷卻後的板狀碳纖維強化產品17自該熱壓模具15中取出；該清模步驟14是清潔該熱壓模具15，避免可能殘留於該熱壓模具15上的環氧樹脂或是其餘雜質(如：離型劑、灰塵...等)影響下一次的製造程序。
現有製造方法，每製造一板狀碳纖維強化產品17皆需重複加熱與冷卻該熱壓模具15之步驟，造成該板狀碳纖維強化產品17的製造時間過長，發明人預估以現有的製造方法製造一板狀碳纖維強化產品17約需花費45分鐘，其中，加熱熱壓與冷卻的時間就需30分鐘，由此可知，若是能縮短甚至是免除重複加熱與冷卻該熱壓模具15的時間，應可大幅縮減該板狀碳纖維強化產品17的製造時間以提升產能。
再者，現有製造方法的該板狀碳纖維強化產品17，是在該熱壓模具15冷卻至室溫後再自該熱壓模具15中取出，造成該板狀碳纖維強化產品17因冷卻收縮，而緊密的卡抵於該熱壓模具15上導致取出不易，也容易使得所述碳纖維預浸布層16中的環氧樹脂凝固殘留於該熱壓模具15中，而需花費更多的時間於後續的清模步驟14上。
因此，本發明之目的，即在提供一種能縮短製造時間，且取出方便及產能高之板狀纖維強化產品的製造方法。
於是，本發明板狀纖維強化產品的製造方法，首先是將一熱壓模具加熱至一成型溫度；接下來，是將一纖維強化材料置於該熱壓模具中進行熱壓成型為一板狀纖維強化產品；然後，將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中取出，且該熱壓模具仍維持於該成型溫度。
本發明的有益效果在於：直接加熱該熱壓模具以熱壓該纖維強化材料，可以免除貼模所需時間，而在該成型溫度時取出該板狀纖維強化產品，不但能免除冷卻該熱壓模具的所需時間也能便於取出，同時更可避免纖維強化材料的殘留，縮短後續所需清潔時間，以大幅提升產能。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖3、4，本發明板狀纖維強化產品的製造方法之較佳實施例，首先進行步驟21，將一熱壓模具3加熱至一成型溫度，該熱壓模具3包括一形成有一模芯311的公模31，及一形成有一對應該模芯311之模穴321的母模32，而該成型溫度是介於120℃至200℃之間。於本較佳實施例中，該成型溫度是介於150℃至180℃之間。
接下來進行步驟22，將一纖維強化材料4置於該熱壓模具3中，經該公模31與母模32相配合之模芯311與模穴321，熱壓3至10分鐘而成型為一板狀纖維強化產品5。
於本較佳實施例中，該纖維強化材料4包括二層相疊之含浸環氧樹脂的碳纖維預浸布41，而在實際使用上，該纖維強化材料4也可以是更多層相疊的碳纖維預浸布41，不應以本實施例的揭露所限。
由於，該熱壓模具3已經先加熱至該成型溫度，因此，可直接使所述碳纖維預浸布41中的環氧樹脂軟化，進而使所述碳纖維預浸布41緊密貼合於該模穴321與該模芯311之間，再配合熱壓的壓力與持續高溫，破壞環氧樹脂的分子結構，而將所述碳纖維預浸布41製成該板狀纖維強化產品5。
然後進行步驟23，使仍維持於該成型溫度的公模31與母模32相互分離，同時配合二根穿置於該公模31的頂出件33，將該板狀纖維強化產品5自該熱壓模具3之公模31的模芯311上頂出。
於本較佳實施例中，是以二根頂出件33以頂出該板狀纖維強化產品5，在實際應用上，頂出件33的數量可以依需求增減，更可以改用氣體方式頂出，並不以本實施例所揭露者為限。
由於，該公模31與該母模32仍維持在該成型溫度，因此，能避免該板狀纖維強化產品5的冷卻收縮，而有利於所述頂出件33輕易地將該板狀纖維強化產品5自該公模31的模芯311上頂出，同時也能避免環氧樹脂過度凝固於該模芯311或模穴321中。
在此要特別說明的是，藉由熱壓模具3的設計，可以使該板狀纖維強化產品5留在模芯311上或模穴321中，本實施例是使該板狀纖維強化產品5留在模芯311上，因此，所述頂出件33是配合該板狀纖維強化產品5而設置於該公模31上，以便將該板狀纖維強化產品5頂出，當然，如果使板狀纖維強化產品5留在模穴321中，所述頂出件33即是設置於該母模32上，以便將該板狀纖維強化產品5頂出。
最後進行步驟24，利用高壓空氣清潔該熱壓模具3的公模31與母模32，以去除可能殘留於該模芯311或模穴321上之環氧樹脂或灰塵、顆粒...等殘留物。
由於，該公模31與該母模32仍維持在該成型溫度，因此，能避免環氧樹脂過度凝固於該模芯311或模穴321中，而能大幅縮短清潔該熱壓模具3的所需時間。
藉由先將該熱壓模具3加熱至成型溫度，省下了貼模所需時間，而在該成型溫度時取出該板狀纖維強化產品5，不但能免除冷卻該熱壓模具3與重新加熱該熱壓模具3的所需時間，也能避免該板狀纖維強化產品5產生冷卻收縮以便於取出，同時更可避免纖維強化材料4中之環氧樹脂的殘留，節省後續該熱壓模具3的清潔時間，因此，可以大幅縮短製造時間進而提升產能。
經發明人實際測試，將該熱壓模具3由室溫加熱至該成型溫度約需10分鐘，直接將纖維強化材料4置於已加熱至成型溫度的熱壓模具3約需30秒鐘，而該熱壓模具3的熱壓時間約10分鐘，最後清模時間約需30秒鐘，因此，該製造方法僅需21分鐘，即可完成該板狀纖維強化產品5的製作，與現有製造方法相較確實能大幅縮短製造時間。
綜上所述，本發明板狀纖維強化產品的製造方法，利用先加熱該熱壓模具3以直接熱壓該纖維強化材料4，省下了貼模所需時間，而在該成型溫度時取出該板狀纖維強化產品5，不但能免除冷卻該熱壓模具3與重新加熱該熱壓模具3的所需時間，也能避免該板狀纖維強化產品5的冷卻收縮以便於取出，同時，更可避免纖維強化材料4中之環氧樹脂的殘留，進而節省後續該熱壓模具3的清潔時間，因此，可以大幅縮短製造時間進而提升產能，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
21‧‧‧將一熱壓模具加熱至一成型溫度
22‧‧‧將一纖維強化材料置於該熱壓模具中進行熱壓成型為一板狀纖維強化產品
23‧‧‧將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中取出，且該熱壓模具仍維持於該成型溫度
24‧‧‧清潔該熱壓模具以去除該熱壓模具上的殘留物
3‧‧‧熱壓模具
31‧‧‧公模
311‧‧‧模芯
32‧‧‧母模
321‧‧‧模穴
33‧‧‧頂出件
4‧‧‧纖維強化材料
41‧‧‧碳纖維預浸布
5‧‧‧板狀纖維強化產品
15‧‧‧熱壓模具
16‧‧‧碳纖維預浸布層
17‧‧‧板狀碳纖維強化產品
圖1是一流程圖，說明現有板狀碳纖維強化產品的製造方法；
圖2是一示意圖，輔助說明圖1；
圖3是一流程圖，說明本發明板狀纖維強化產品的製造方法之較佳實施例；及
圖4是一示意圖，輔助說明該較佳實施例。
21．．．將一熱壓模具加熱至一成型溫度
22．．．將一纖維強化材料置於該熱壓模具中進行熱壓成型為一板狀纖維強化產品
23．．．將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中取出，且該熱壓模具仍維持於該成型溫度
24．．．清潔該熱壓模具以去除該熱壓模具上的殘留物
Claims (7)
- 一種板狀纖維強化產品的製造方法，包含：(A)將一熱壓模具加熱至一成型溫度；(B)將一纖維強化材料置於該熱壓模具中進行熱壓成型為一板狀纖維強化產品；及(C)將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中取出，且該熱壓模具仍維持於該成型溫度。
- 根據申請專利範圍第1項所述板狀纖維強化產品的製造方法，其中，該步驟(A)中的該熱壓模具包括一形成有一模芯的公模，及一形成有一對應該模芯之模穴的母模，而該成型溫度是介於120℃至200℃之間。
- 根據申請專利範圍第2項所述板狀纖維強化產品的製造方法，其中，該步驟(B)是熱壓3至10分鐘，且該纖維強化材料包括多層相疊的碳纖維預浸布。
- 根據申請專利範圍第3項所述板狀纖維強化產品的製造方法，該步驟(C)中是以一頂出件將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中頂出。
- 根據申請專利範圍第3項所述板狀纖維強化產品的製造方法，該步驟(C)中是以氣體將該板狀纖維強化產品自該熱壓模具中頂出。
- 根據申請專利範圍第1項所述板狀纖維強化產品的製造方法，更包含一接續於該步驟(C)之後的步驟(D)，該步驟(D)是清潔該熱壓模具，以去除該熱壓模具上的殘留物。
- 根據申請專利範圍第2項所述板狀纖維強化產品的製造方法，其中，該步驟(A)中的成型溫度是介於150℃至180℃之間。
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