[發明專利]GMT片材熱壓成型模具

無效

• 申請號: 201410163398.0
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103909648A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 楊旭靜;韓旭;陶友瑞;胡章平
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B29C51/30
• 分類號: B29C51/30;B29C51/42
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及模具技術領域，具體涉及GMT片材熱壓成型模具。?

背景技術

?玻璃纖維增強熱塑性復合材料片材簡稱GMT片材。GMT片材制品在汽車、航空等領域有著廣泛的應用。要將GMT片材制造成相應的產品需將GMT片材進行加熱，加熱后的GMT片材將會產生發泡，體積增大，放入模具后，通過模壓使其成型，通過模具間隙可控制產品的厚度，因此用于GMT片材成型的模具有別于金屬沖壓模具以及注塑模具。?

?GMT片材基體材料多為結晶塑料，成型后性能的高低受溫度變化的影響很大。成型時若溫度變化較大，則結晶過程中成核速率較快,成核數量多，基體和纖維的界面相互作用被削弱,導致力學性能下降；成型后若沒有進行及時的冷卻降溫，則成核速率較低，成核晶數較少，且生成的晶體直徑較大，大晶體間的間隙缺陷直接導致了制品強度的降低。因此，模具溫度的均勻性對于GMT片材的成型有著重要意義，可以說，模具的優劣在很大程度上決定了GMT片材制品的質量以及生產效率。?

?目前GMT片材成型領域所用模具雖設計有加熱裝置，但多為導熱油加熱，由于要單獨設計導熱油管路因此模具體積一般較大，加熱時熱量耗散大，模具冷卻時速度也較慢。而且該類模具加熱后型面溫度均勻性較差（溫度差最大可達30℃），導致成型時溫度不同區域的基體材料的成核速率不同，無法保證纖維和基體的浸漬效果。所以，目前傳統的GMT模具壓制出的產品都存在著表面質量較低，一致性較差，因溫度差使界面材料的結晶速率不一造成各區域力學性能波動較大，甚至出現少量干纖維區域等產品缺陷。?

發明內容

??針對現有GMT片材成型模具體積大，模具型面溫度不均勻的問題，本發明志旨在提供一種適合GMT片材熱壓成型的專用模具，以克服現有GMT成型模具的缺陷，使模壓制品因溫差造成的質量缺陷：產品光潔度不高、表面質量較差、力學性能不好等現象得到解決。?

為實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：?

一種GMT片材熱壓成型模具，包括左右兩端設有導向機構的上模座、設置于上模座下方的上模具、與上模座相匹配的下模座以及設置于下模座上方的下模具，還包括加熱裝置和冷卻裝置；所述上模具和下模具的前后兩個端面上設有加熱孔和冷卻孔，任意兩個加熱孔之間設有一個冷卻孔或者任意兩個冷卻孔之間設有一個加熱孔，所述加熱裝置和冷卻裝置分別位于加熱孔和冷卻孔內。

所述冷卻孔為通孔，貫穿于上模具和下模具的前后兩個端面；所述加熱孔為通孔或者盲孔，設置于任意兩個冷卻孔之間。?

所述加熱孔優選平行于所述冷卻孔設置。?

所述冷卻孔孔徑優選比加熱孔的孔徑小2mm-4mm，所述加熱孔的孔徑由加熱裝置的大小確定。?

所述上模座與上模具之間，所述下模座與下模具之間均優選設有石棉板。這樣在加熱過程中可以最大程度的避免熱量的流失，不僅節省電力，而且還縮短了加熱時間，提高了效率。?

所述加熱裝置優選為帶有溫控器的電熱管。?

所述冷卻裝置優選為冷凝水管道，前后兩個冷卻孔中的冷凝水管道首尾連接。?

進一步，所述下模座上設有行程限位機構。所述行程限位機構優選為均勻設置在下模座四周且高度一致的平衡塊。?

進一步，所述上模具的下表面以及下模具的上表面為平面或者是與相應制品的外表面相匹配。?

下面對本發明做進一步解釋和說明：?

本發明模具側面開設安裝加熱裝置的加熱孔道與安裝冷卻裝置的冷卻水道，且加熱孔道與冷水水道交叉布置，冷卻裝置為帶有流量控制的冷卻水回路，回路由水管依次將冷卻水道首尾連接而構成。這與傳統模具相比極大的減小了模具的體積，節約了材料，而且使得模具型面升溫均衡快速，在GMT片材成型過程中可邊保壓邊保溫，成型后能實現GMT片材產品的快速冷卻，提高制品強度，效率也得到了大幅提高。

進一步的，加熱裝置為多根帶有溫控系統的電熱管，電熱管插入模具的加熱孔道中，每根電熱管對應一個溫敏傳感器，以實現對單根電熱管溫度的控制以及模具型面溫度的分區域控制。這種分單元設計與可獨立控制的新模式，改進和提高了模具型面溫度的均勻性，最大化的減少了傳統模具中加熱系統存在的溫差缺陷，從而使得GMT片材加熱送入模具進行模壓時各部位基體材料的流動性均勻一致，提高浸漬率。?

進一步的，上、下模座間的導向機構不同于傳統的導柱導套，而設計為導板導向，可以避免模具在加熱狀態下由于熱脹冷縮所造成的合模精度的降低；模具行程限位機構為一定數量且在周邊均布的平衡塊，來調整模具的間隙，方便控制產品的厚度。?