一種注射拉擠用模具及環氧樹脂注射拉擠的工藝方法與流程
2023-12-11 12:49:42 2
本發明屬於環氧樹脂注射技術領域，尤其涉及一種注射拉擠用模具及環氧樹脂注射拉擠的工藝方法。
背景技術：
拉擠成型工藝是複合材料主要成型工藝之一，其特點是。
一、工藝簡單、高效，適合於高性能纖維複合材料的大規模生產。
二、拉擠能最好地發揮纖維的增強作用。在大多數複合材料製造工藝中纖維是不連續的，這使纖維強度損失極大，即使連續纖維纏繞，由於纖維的彎曲、交迭等也使其強度有一定損失。例如螺旋纏繞中，纖維的張度發揮一般只有75％～85％。在拉擠中，纖維不僅連續而且充分展直，是發揮纖維強度的理想形式。
三、質量波動小。拉擠工藝自動化程度高、工序少、時間短，操作技術和環境對製品質量影響都很小；因此用同樣原材料，拉擠製品質量穩定性較其他工藝製品要高。
採用環氧樹脂注射拉擠模具有以下優點。
1、纖維充分浸透，所生產的製品中氣泡少，介電性能優良，工藝密封性好。
2、注射的樹脂一直保持有相同的固化特性(無重複加熱的樹脂)。
3、對環境和操作人員的影響小。
現有環氧樹脂注射工藝中氣泡的排出效果不夠好，樹脂的利用率較低。
技術實現要素：
本發明就是針對上述問題，提供一種可提高纖維力學性能、樹脂利用率高的注射拉擠用模具及環氧樹脂注射拉擠的工藝方法。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案，本發明注射拉擠用模具包括外注射模，外注射模內設置有內注射模，其結構要點內注射模與外注射模之間設置有第一錐形腔體；內注射模前部周向與外注射模相連，該周向連接部上設置有橫向通孔；內注射模中部沿長度方向設置有開口，開口前部為圓柱形，開口中後部為錐形，開口前端與所述第一錐形腔體前端連通，開口中後部設置有錐形注射模，錐形注射模與開口中後部側壁之間為第二錐形腔體；錐形注射模後端周向與外注射模相連，該周向連接部上設置有橫向紗孔，紗孔與所述第一錐形腔體後端、第二錐形腔體後端連通；所述外注射模前端為出口，出口與所述第一錐形腔體前端連通；所述外注射模前端側壁上設置有豎向排出孔，排出孔與所述第一錐形腔體前端連通；所述外注射模後部設置有豎向注膠孔，注膠孔與所述第一錐形腔體後部連通。
作為一種優選方案，本發明所述圓柱形開口的後端直徑小於圓柱形開口的中前部直徑。
作為另一種優選方案，本發明所述外注射模外側包裹有冷卻部件。
作為另一種優選方案，本發明所述通孔、紗孔、排出孔和注膠孔均為多個。
作為另一種優選方案，本發明所述圓柱形開口的後端側壁設置有彎角。
其次，本發明所述注膠孔的個數為2-8個。
另外，本發明所述外注射模前端採用金屬模。
本發明環氧樹脂注射拉擠的工藝方法，包括以下步驟。
1）環氧樹脂基體通過注膠孔注入第一錐形腔體。
2）在牽引裝置的牽引下，依次經過紗架梳理後的均勻分布的連續纖維由注射拉擠用模具的紗孔進入注射拉擠用模具模腔浸漬環氧樹脂。
3）浸漬有環氧樹脂基體的纖維依次經過注射拉擠用模具的定型區域、固化區域和後固化區域後，得到環氧樹脂複合材料。
作為一種優選方案，本發明所述連續纖維的牽引速度為100～1500mm/min。
作為另一種優選方案，本發明所述環氧樹脂中樹脂基體的體積百分含量為20%～60%，連續纖維增強材料的體積百分含量為40%～80%。
本發明有益效果。
本發明內注射模與外注射模之間設置有第一錐形腔體，內注射模中部沿長度方向設置有開口，開口前部為圓柱形，開口中後部為錐形，開口中後部設置有錐形注射模；使浸漬樹脂後的纖維受到模腔的壓迫，有利於排出氣泡，降低複合材料的空隙率，提高力學性能。採用本發明工藝，樹脂在注射模腔內循環流動，樹脂利用率高，且不暴露在空氣中可有效避免樹脂體系吸潮。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。本發明保護範圍不僅局限於以下內容的表述。
圖1是本發明注射拉擠用模具結構示意圖。
圖中，1為紗孔、2為外注射模、3為內注射模、4為排出孔、5為冷卻部件、6為注膠孔、7為第一錐形腔體、8為圓柱形開口。
具體實施方式
如圖所示，本發明注射拉擠用模具包括外注射模2，外注射模2內設置有內注射模3，內注射模3與外注射模2之間設置有第一錐形腔體7；內注射模3前部周向與外注射模2相連，該周向連接部上設置有橫向通孔；內注射模3中部沿長度方向設置有開口，開口前部為圓柱形，開口中後部為錐形，開口前端與所述第一錐形腔體7前端連通，開口中後部設置有錐形注射模，錐形注射模與開口中後部側壁之間為第二錐形腔體；錐形注射模後端周向與外注射模2相連，該周向連接部上設置有橫向紗孔1，紗孔1與所述第一錐形腔體7後端、第二錐形腔體後端連通；所述外注射模2前端為出口，出口與所述第一錐形腔體7前端連通；所述外注射模2前端側壁上設置有豎向排出孔4，排出孔4與所述第一錐形腔體7前端連通；所述外注射模2後部設置有豎向注膠孔6，注膠孔6與所述第一錐形腔體7後部連通。
所述圓柱形開口8的後端直徑小於圓柱形開口8的中前部直徑。
所述外注射模2外側包裹有冷卻部件5。冷卻部件5可為循環水系統或者其他可用於冷卻的方式。設置冷卻部件5能防止因長時間使用，樹脂停留在模腔內時間過長而導致固化的現象。
所述通孔、紗孔1、排出孔4和注膠孔6均為多個。
所述圓柱形開口8的後端側壁設置有彎角。
所述注膠孔6的個數為2-8個。可根據紗量(纖維量)及樹脂粘度，調節注膠孔6數量及位置。
所述外注射模2前端採用金屬模。
本發明環氧樹脂注射拉擠的工藝方法，包括以下步驟。
1）環氧樹脂基體通過注膠孔6注入第一錐形腔體7。
2）在牽引裝置的牽引下，依次經過紗架梳理後的均勻分布的連續纖維由注射拉擠用模具的紗孔1進入注射拉擠用模具模腔浸漬環氧樹脂。
3）浸漬有環氧樹脂基體的纖維依次經過注射拉擠用模具的定型區域、固化區域和後固化區域後，得到環氧樹脂複合材料。
所述連續纖維的牽引速度為100～1500mm/min。
所述環氧樹脂中樹脂基體的體積百分含量為20%～60%，連續纖維增強材料的體積百分含量為40%～80%。
下面結合附圖說明本發明的工作過程。
隨著纖維的前進，浸潤至纖維上的樹脂受到錐形腔的小直徑端腔壁的壓迫，從而進一步浸潤纖維，並向後壓迫纖維空隙間的氣體，向後排出氣泡，減少複合材料中的空隙率，浸漬有樹脂的纖維繼續前進，進入圓柱形模腔，並依次經拉擠成型模具的定型區域、固化區域和後固化區域後得到最終製品。
可以理解的是，以上關於本發明的具體描述，僅用於說明本發明而並非受限於本發明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護範圍之內。