具溢流道的碳纖維真空成型模具的製作方法
2023-10-09 12:24:04 1
具溢流道的碳纖維真空成型模具的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具溢流道的碳纖維真空成型模具，包括：一下模和一上模；該下模設有一模穴，一溢流道設於該下模的上表面並且圍繞著該模穴，該下模設有至少一空氣通道，該空氣通道與該溢流道連通；一含浸流動樹脂的碳纖維片放置於該模穴中，該溢流道中放置一吸收體，該吸收體為具有吸收性和透氣孔隙的材料；該上模的下表面設有一凸出的仿形塊，該仿形塊的形狀與該模穴相符，該上模與下模結合時，該仿形塊進入該模穴中，使碳纖維片塑型。碳纖維片的過多含浸樹脂可溢至該溢流道中，並由該吸收體所吸收。
【專利說明】具溢流道的碳纖維真空成型模具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及成型模具設計領域，特別是碳纖維或玻璃纖維成型模具。
【背景技術】
[0002]以碳纖維(或玻璃纖維)編織而成的基材已大量使用於計算機、電子及通訊產品。碳纖維製品的成型方法是:將碳纖維預浸布緩慢加熱到一定溫度後，保持40-80分鐘，然後自然冷卻，成型總時間至少要60分鐘。過長的成型時間不利於產制效率的提升，而且，高溫高壓成型過程中，含浸於纖維布中的樹脂在未凝固之前其流動性會導致些微的樹脂往下流失，以致表面樹脂形成不均勻的情形，需再以表面噴塗的方式將表面修飾均勻。
[0003]為克服上述問題，業界提出以風壓和抽真空技術使碳纖維預浸布在模具中成型，透過風壓使碳纖維預浸布順應模穴形狀，透過真空技術移除存在於模穴和樹脂中的氣體，從而提高產品表面質量，減少產品孔隙，增加產品機械特性。然而含浸於碳纖維中的樹脂在尚未凝固之前具有流動性，在抽真空的過程中，具流動性的樹脂受真空抽吸力的作用而流動，導致樹脂在碳纖維片上的分布變得不均勻，甚至一小部分的樹脂被吸入真空抽吸孔道或構件。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是關於含浸流動樹脂的碳纖維片在模具中經歷抽真空過程，因樹脂尚未凝固前地流動性使其受真空抽吸力地作用而流動，導致樹脂在碳纖維片上的分布變得不均勻，甚至被吸入真空抽吸孔道或構件中的問題。這個問題也發生在樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding, RTM)技術中，當樹脂通過模具的通道注入模穴中並開始含浸碳纖維片，流動的樹脂也會因真空抽吸力的作用被吸入真空抽吸孔道或構件中。
[0005]本實用新型解決上述問題所採用的技術方案是提供具溢流道的碳纖維真空成型模具，該模具包括:一下模和一可與該下模上表面結合或分離的上模；
[0006]該下模的上表面中央區域設有一向下凹陷的模穴，一溢流道設於該下模的上表面並且圍繞著該模穴；該下模設有至少一空氣通道，該空氣通道與該溢流道連通；一含浸流動樹脂的碳纖維片放置於該模穴中，該溢流道中放置一吸收體，該吸收體為具有吸收性和透氣孔隙的材料；
[0007]該上模的下表面設有一凸出的仿形塊，該仿形塊的形狀與該模穴相符，該上模與下模結合時，該仿形塊進入該模穴中，且該上模遮蔽該溢流道。
[0008]更進一步地，所述溢流道的縱向深度大於所述模穴。
[0009]所述溢流道緊鄰所述模穴。
[0010]兩者相鄰邊的距離介於Imm至3mm。
[0011]本實用新型的有益效果在於克服了含浸流動樹脂的碳纖維片在模具中經歷抽真空過程，因樹脂尚未凝固前地流動性使其受真空抽吸力地作用而流動，導致樹脂在碳纖維片上的分布變得不均勻，甚至被吸入真空抽吸孔道或構件中的問題。
[0012]本實用新型透過該溢流道及其中的吸收體，吸收溢出該模穴外的碳纖維片地多餘的含浸樹脂，溢出的樹脂被吸收體所吸附，因此不會被吸入真空抽吸孔道或構件中。該吸收體因具備透氣孔隙，不致影響抽真空作業地進行。
[0013]碳纖維片的多餘含浸樹脂可溢至溢流道中，使碳纖維片含浸樹脂量充足且平均。
[0014]在該溢流道中被吸收體所吸收的樹脂，於模具加熱時固化，以致原本柔軟的吸收體因樹脂固化而硬化，硬化的吸收體可以很輕易的從該溢流道中取出。
[0015]硬化的樹脂可隨著吸收體脫離溢流道，因此在取出吸收體的同時也一併清除了溢流道中的殘餘樹脂，免去了清潔溢流道殘餘樹脂的工時。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型模具的立體分解圖。
[0017]圖2為本實用新型模具的組合剖面圖。
[0018]圖3為含浸流動樹脂的碳纖維片及吸收體於本實用新型模具中的剖面示意圖之
O
[0019]圖4為含浸流動樹脂的碳纖維片及吸收體於本實用新型模具中的剖面示意圖之
--O
[0020]圖5為本實用新型模具應用於快速加熱真空吸塑機的平面示意圖之一。
[0021]圖6為本實用新型模具應用於快速加熱真空吸塑機的平面示意圖之二。
[0022]附圖標號:10_下模；11-模穴；12_溢流道；13_空氣通道；20-上模；21_仿形塊；30-含浸流動樹脂的碳纖維片；40_吸收體；50_快速加熱真空吸塑機；51_平臺；52_薄膜式電熱片；53_抽吸孔道；54_真空抽吸開關；55_通氣孔道；56_真空釋除開關；60_彈性加壓結構；61_彈性膜片；62_框架；63_氣密條；64_樞軸結構
【具體實施方式】
[0023]為便於說明本實用新型所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同對象是按適於說明的比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際組件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的組件是以相同的編號來表示。
[0024]如圖1至圖4，本實用新型具溢流道的碳纖維真空成型模具，該模具包括:一下模10和一可與該下模10結合或分離的上模20 ；
[0025]該下模10的上表面中央區域設有一向下凹陷的模穴11，一溢流道12設於該下模10的上表面並且圍繞著該模穴11，該溢流道12的深度大於該模穴11 ;該溢流道12緊鄰該模穴11，兩者相鄰邊的距離介於;該下模10設有至少一空氣通道13，該空氣通道13與該溢流道12連通；一含浸流動樹脂的碳纖維片30放置於該模穴11中，該溢流道12中放置一吸收體40，該吸收體40為具有吸收性和透氣孔隙的材料，例如製成片狀的棉料。
[0026]該上模20的下表面設有一凸出的仿形塊21，該仿形塊21的形狀與該模穴11相符，該上模20與下模10結合時，該仿形塊21進入該模穴11中。
[0027]在熱壓真空成型製程中，該上模20與下模10結合，該仿形塊21與該模穴11將其中含浸流動樹脂的碳纖維片30預壓，該下模10被加熱至預定溫度，為使碳纖維片30所含浸的樹脂得以固化，並定型該碳纖維片30的形狀。在樹脂尚未固化之前，樹脂的流動性以及仿形塊21的預壓力，會使得該碳纖維片30含浸多餘的樹脂從模穴11中溢出至該溢流道12，被該吸收體40吸收。當下模10被加熱至預定溫度且維持一預定時間，含浸於碳纖維片30的樹脂固化，使碳纖維片30按著仿形塊21及模穴11的形狀而成型。同時，在該溢流道12中被吸收體40所吸收的樹脂也一併固化，以致原本柔軟的吸收體40因樹脂固化而硬化。
[0028]在上述熱壓成型的過程中的同時配合抽真空作業，上模20與下模10之間的空氣經由該空氣通道13被抽離，據此消除該碳纖維片含浸樹脂的氣泡。因為吸收體40具有透氣孔隙，因此當抽真空作業透過該下模10的空氣通道13抽除上模20與下模10之間的空氣時，該吸收體40並不會阻礙模間空氣的排除。當抽真空作業進行時，因為碳纖維片含浸的樹脂已預先溢流至該溢流道12，所以該碳纖維片30所含浸的樹脂基本上已經平均的分布了，而餘溢的樹脂因為在溢流道12中被吸收體40所吸收，因此不會隨著抽真空的氣流而被吸入真空抽吸孔道或是構件中。
[0029]本實用新型特別設計該溢流道12緊鄰該模穴11，是為了使模穴11中餘溢的樹脂容易流進該溢流道12，避免其瀰漫在上模20與下模10之間。而該溢流道12的深度大於該模穴11是便於溢流至該溢流道12中的樹脂可以較快的沉降，而不逆流回該模穴11中。
[0030]熱壓真空成型製程完成後，開模取出該碳纖維片成型品，上述硬化的吸收體40可以很輕易的從該溢流道12中被取出，且在取出吸收體40的同時也一併清除了溢流道12中的殘餘樹脂，免去了清潔溢流道的殘餘樹脂的工時。
[0031 ] 如圖5及圖6，本實用新型的模具應用於快速加熱真空吸塑機50的平面示意圖，該下模10及上模20結合後，被放置在該快速加熱真空吸塑機50的平臺51上，該平臺51內埋設薄膜式電熱片52，控制該平臺51及其上的本實用新型模具快速升溫及降溫，該平臺51設一抽吸孔道53，該抽吸孔道53連通該下模10的空氣通道13，該抽吸孔道53由一真空抽吸開關54控制導通或關閉，該真空抽吸開關14連接一真空抽吸裝置(圖未示)。該平臺51另設一通氣孔道55，該通氣孔道55連通該平臺51的表面，該通氣孔道55由一真空釋除開關56控制導通或關閉，該真空釋除開關56連接一空氣導入裝置(圖未示)。
[0032]該快速加熱真空吸塑機50另具有一彈性加壓結構60，該彈性加壓結構60包括一彈性膜片61和一結合於該彈性膜片61以保持該膜片張力的框架62。該彈性膜片61為矽膠材料，厚度約Imm?2mm，耐熱溫度為300°C。該彈性加壓結構60可相對於該平臺51結合或分離。習知的樞軸結構64可使該框架62的一側與該平臺51的一側結合，使該彈性加壓結構60以手動掀合的方式與該平臺51結合或分離。該彈性加壓結構60也可以透過架體而安裝於該平臺51的上方，並透過動力缸的驅動使該彈性加壓結構60與該平臺51結合或分離。該框架62與該平臺51的周緣設有氣密條63，使兩者結合時保持氣密。
[0033]當彈性加壓結構60與該平臺51結合，該彈性膜片61完全的蓋覆該上模20。當抽真空作業開始進行時，除了抽除該上模20與下模10之間的空氣之外，也將該平臺51與該彈性膜片61之間的空間抽真空成負壓狀態，該彈性膜片61順著該下模10及上模20的外形而變形，對該上模20形成壓力，對位於模穴11和仿形塊21之間含浸流動樹脂的碳纖維片30施予平均分布的力量，使該碳纖維片依該模穴11和仿形塊21而定型，於樹脂凝固後，即形成一碳纖維成品。成型後開模，先將該真空抽吸開關54以及該真空抽吸裝置關閉，接著打開該真空釋除開關56及空氣導入裝置，將空氣導入平臺51和彈性膜片61之間，空氣也透過該空氣通道13進入該上模20與下模10之間，解除負壓狀態，使彈性加壓結構60得以與平臺51分離。
【權利要求】
1.一種具溢流道的碳纖維真空成型模具，其特徵在於，它包括: 一下模和一可與該下模相對結合或分離的上模； 該下模的上表面中央區域設有一向下凹陷的模穴，一溢流道設於該下模的上表面並且圍繞著該模穴，該下模設有至少一空氣通道，該空氣通道與該溢流道連通； 一含浸流動樹脂的碳纖維片放置於該模穴中； 一吸收體放置於該溢流道中，該吸收體為具有吸收性和透氣孔隙的材料； 該上模的下表面設有一凸出的仿形塊，該仿形塊的形狀與該模穴相符；該上模與該下模結合時，該仿形塊進入該模穴中，且該上模遮蔽該溢流道。
2.如權利要求1所述的具溢流道的碳纖維真空成型模具，其特徵在於，所述溢流道的縱向深度大於所述模穴。
3.如權利要求1所述的具溢流道的碳纖維真空成型模具，其特徵在於，所述溢流道緊鄰所述模穴。
4.如權利要求3所述的具溢流道的碳纖維真空成型模具，其特徵在於，兩者相鄰邊的距離介於Imm至3mm。
【文檔編號】B29C70/48GK203945700SQ201420264722
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】鍾秉育 申請人:鍾秉育