碳纖維產品的模壓成型方法及模具與流程

2024-03-04 10:45:15

本發明涉及碳纖維產品的成型方法，尤其涉及一種用碳纖維片材做原料成型碳纖維產品的方法和模具。

背景技術：

碳纖維材料具有強度高、質量輕等特點。但是由於碳纖維材料獨特的物理性質，如果用碳纖維片材為原料採用常規的模壓成型方法來成型，在拐角處會產生折皺以及厚度不均勻的現象，從而影響產品質量。因此，目前碳纖維產品多採用纖維布塑形後刷樹脂膠的成型方法，但是這種成型方法工序十分繁雜。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種碳纖維產品的模壓成型方法及模具，以解決現有用常規模壓成型方法存在的易產生折皺和厚度不均的技術問題。

為達上述目的，本發明採用的技術方案如下：

一種碳纖維產品的模壓成型方法，該模壓成型方法以碳纖維片材為原料，製備過程包括以下步驟：

用夾具夾住所述碳纖維片材的邊沿，將碳纖維片材水平地支撐在下模的模腔上方，在夾具和機架之間設置彈性裝置，所述彈性裝置提供使夾具在水平方向上向遠離所述模腔的方向移動的力；

加熱使模具溫度達到150-200攝氏度；

驅動上模勻速下移，直到與下模合模；

冷卻定型，然後脫模，製得所述碳纖維產品。

優選地，該模壓成型方法還包括在模腔底部設置氣孔，配置抽真空設備，在合模過程中抽真空設備通過所述氣孔對所述模腔抽真空，使所制產品的每一位置與模腔完全吻合。

優選地，在模腔的轉角處均設置所述氣孔。

優選地，在模具內設置油循環管道，通過油循環對模具進行加熱。

上述模壓成型方法，在合模過程中，隨著碳纖維片材對夾具的拉力的增大，夾具向模腔中心方向伸展。

一種以碳纖維片材為原料製備碳纖維產品的模具，該模具包括上模和下模，該模具還包括四個夾具和四個彈性裝置，四個夾具通過四個彈性裝置分別支撐在下模上方模腔的四周，所述彈性裝置提供使夾具在水平方向上向遠離所述模腔的方向移動的力。

優選地，所述彈性裝置為氣缸，氣缸的缸體固定在機架上，夾具固定在氣缸的活塞杆上。

優選地，模腔底部設置氣孔，氣孔連接配套的真空設備。

優選地，在模腔的轉角處均設置所述氣孔。

優選地，模具內設置油循環管道，油循環管道與加熱設備連接。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：

通過上述夾具和彈性裝置對碳纖維片材進行支撐，在上模壓下與下模合模過程中，彈性裝置變形夾具向內伸展，藉此可使模具合模後產品厚度均勻，材料不會出現折皺。由於採用油循環實現加溫，保證了模腔溫度均勻且溫度可達150-200攝氏度，降低了碳纖維片材的塑形難度。通過在模腔底部設置氣孔，配置抽真空設備，在合模過程中抽真空設備通過所述氣孔對模腔抽真空，使所制產品的每一位置與模腔完全吻合。此外，本發明以碳纖維片材為原料通過模壓直接成型，相較於採用纖維布塑形後刷樹脂膠的成型方法，本發明工藝簡單，成本低。

附圖說明

圖1為一個實施例模具的結構示意圖；

圖2為其側視圖；

圖3為去掉上模後的俯視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

圖1至圖3示出了一種以碳纖維片材為原料製備碳纖維產品的模具的結構。圖1至圖3中，1為機架，2為氣缸，3為夾具，4為上模驅動裝置，5為上模，6為下模，7為模腔，8為氣管。

請參照圖1至圖3，該模具包括上模5和下模6，該模具還包括四個夾具3和四個氣缸2(彈性裝置)，四個夾具3通過四個氣缸2分別支撐在下模6上方模腔7的四周，更具體的，氣缸2的缸體固定在機架1上，夾具3固定在氣缸2的活塞杆上。氣缸2提供使夾具3在水平方向上向遠離所述模腔7的方向移動的力。

以碳纖維片材為原料，用上述模具製備碳纖維產品的方法，具體包括以下步驟：

用四個夾具3夾住碳纖維片材(原料)的四個邊沿，將碳纖維片材水平地支撐在下模6的模腔7上方；

加熱使模具溫度達到150-200攝氏度；

上模驅動裝置4驅動上模5下壓與下模6合模；

冷卻定型，然後脫模，即製得所述碳纖維產品。

通過上述夾具3和氣缸2對碳纖維片材進行支撐，在上模5壓下與下模6合模過程中，四個氣缸2的活塞杆同時向模腔中心方向定量伸展(即彈性裝置形變)帶動夾具3向內伸展，藉此可使模具合模後產品厚度均勻，材料不會出現折皺。其中氣缸2的伸展可以通過氣壓設定來實現，隨著上模5逐漸向下，原料對夾具3的拉力逐漸增大，當拉力大於氣壓對活塞杆的壓力時，活塞杆就會移動，因此通過對氣壓的設定，即可使上模下壓到一定程度後氣缸2的活塞杆向模腔中心方向定量伸展。

進一步在模腔7底部設置氣孔，氣孔通過氣管8連接配套的真空設備。在合模過程中抽真空設備通過所述氣孔對所述模腔7抽真空，使所制產品的每一位置與模腔7完全吻合。在一些更佳的實施例中，在模腔的轉角處均設置所述氣孔。

在一些實施例中，在模具內設置油循環管道，油循環管道與加熱設備連接，通過油循環對模具進行加熱。通過這種加熱方式能保證模腔溫度均勻且溫度可達150-200攝氏度。從而更好地保證用碳纖維片材模壓成型的產品厚度均勻，平整。

上述實施例中，採用氣缸做彈性裝置。實際應用中也可以採用彈簧等其它彈性裝置。上模驅動裝置4可以採用電機、氣缸等。

上述通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，這些詳細的說明僅僅限於幫助本領域技術人員理解本發明的內容，並不能理解為對本發明保護範圍的限制。本領域技術人員在本發明構思下對上述方案進行的各種潤飾、等效變換等均應包含在本發明的保護範圍內。