[發明專利]一種樹脂/石墨復合材料雙極板連續成形裝置及制備工藝

有效

• 申請號: 201410090516.X
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103817845A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王威強;冀曉燕;李愛菊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B29C43/02
• 分類號: B29C43/02;B29C43/36;B29C43/34;B29C43/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 薛玉麟

1.一種樹脂/石墨復合材料雙極板連續成形裝置，安裝在壓力成形機工作臺上，其特征為由壓頭、模腔體、上模板、下模板、頂出機構、工藝墊構成：

模腔體為沿高度方向有貫通模腔的長方體，模腔橫截面形狀與雙極板周邊幾何形狀相同，模腔體的底端設置模腔體突緣，模腔體突緣上有螺栓孔；在模腔體底端腔體內安裝固定墊板，配合關系為靜配合，固定墊板為一帶斜面剛性體，斜面的傾斜角度為2度-5度；在模腔體長邊的腔壁上距離模腔體底端為固定墊板小端厚度值的位置，設置貫穿模腔體寬度方向的成品出模口；模腔體外安裝加熱套，加熱套外安裝保溫套；

壓頭為與模腔相匹配的長方體，壓頭的上端設置壓頭突緣，壓頭突緣上有螺栓孔；

上模板為周邊幾何形狀與雙極板周邊幾何形狀相同的剛性板，上模板的一側板面為平面，另一側板面為與雙極板一側板面溝槽陰陽互配的槽面；下模板也為周邊幾何形狀與雙極板周邊幾何形狀相同的剛性板，下模板的一側板面為平面，另一側板面為與雙極板另一側板面溝槽陰陽互配的槽面；上模板和下模板在模腔內為滑動配合；

頂出機構由推拉油缸或氣缸和安裝在推拉油缸或氣缸活塞桿上的活動墊板構成，活動墊板為一帶斜面的剛性體，其斜面角度與固定墊板斜面角度相匹配；活動墊板的長度等于上模板或下模板的全長，活動墊板的寬度等于上模板或下模板的全寬加模腔體腔壁厚度值；在距離活動墊板小端為模腔體腔壁厚度值處，活動墊板的厚度等于雙極板最終成形時上模板和下模板壓合高度；

壓頭總高度等于壓頭突緣高度，加雙極板最終成形時上模板和下模板壓合高度，再加雙極板模壓成形裝料高度減雙極板凈材料厚度；

模腔體總高度等于雙極板最終成形時上模板和下模板壓合高度的整數倍N，加雙極板模壓成形裝料高度減雙極板凈材料厚度，再加活動墊板的大端厚度和固定墊板的小端厚度；

模腔體與壓頭對應同軸安裝，模腔與壓頭的配合關系為動配合；采用螺栓通過模腔體突緣和壓頭突緣，分別將模腔體和壓頭固定在壓力成形機上工作臺和壓力成形機下工作臺上；成品出模口的寬度等于活動墊板的長度，成品出模口的高度等于活動墊板大端的厚度；

頂出機構安裝在成品出模口一側；推拉油缸或氣缸的活塞桿與模腔體的成品出模口同軸對應安裝，并通過腳架固定在壓力成形機下工作臺上，活動墊板與推拉油缸或氣缸的活塞桿相連接并安插在成品出模口內的固定墊板上，與固定墊板的斜面相匹配，模腔壁作為活動墊板的運行導槽；調整推拉油缸或氣缸的行程為活動墊板的寬度；

工藝墊為雙極板最終成形時上模板和下模板壓合后的形體相同的墊塊。

2.應用權利要求1所述的一種樹脂/石墨復合材料雙極板連續成形裝置實施的成型工藝，其特征為工藝步驟如下：

（1）啟動安裝活動墊板的推拉油缸或氣缸，將活動墊板推入成品出模口，與固定墊板完全吻合，將N-1個工藝墊逐一通過模腔的口部放置在活動墊板上；

（2）啟動壓力成形機加熱系統和模腔體加熱套的加熱元件，將模腔體加熱至樹脂/石墨復合材料雙極板成形溫度；

（3）將下模板槽面向上置入模腔中的工藝墊上方，再將按制備樹脂/石墨復合材料雙極板所需重量配置的樹脂與石墨的混合料放入下模板上方的模腔內，然后將上模板槽面向下放入模腔中，啟動壓力成形機施力系統，對上驅式壓力成形機，壓頭在壓力成形機上工作臺驅動下向下運動，或對下驅式壓力成形機，模腔體在壓力成形機下工作臺驅動下向上運動，使壓頭對上模板施加壓力，控制壓力為樹脂/石墨復合材料雙極板成形壓力，并保壓；

（4）按照保壓時間等于“單片雙極板保壓成形時間/N-單次壓頭開啟時間”進行保壓后，壓頭卸壓，啟動推拉油缸或氣缸，將活動墊板拉出成品出模口；壓頭再次施壓，將上模板、成形過程中的雙極板、下模板、工藝墊沿模腔向下推動，第1塊工藝墊被推至成品出模口，落到固定墊板上，再次啟動推拉油缸或氣缸，活動墊板將第1塊工藝墊推出成品出模口；

（5）啟動推拉油缸或氣缸，將活動墊板推入成品出模口，與固定墊板完全吻合，重復步驟（3）、（4），直到將（N-1）塊工藝墊全部推出；第N次步驟（3）、（4）操作時，將推出第一組下模板、已成形雙極板、上模板，打開上模板和下模板，即獲得最終成形的雙極板；重復步驟（3）、（4）、（5）實現連續生產。