[發明專利]用于具有熱塑性部分的零件的感應成型

有效

• 申請號: 201811030653.9
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109693363B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: M·R·馬特森;W·C·戴克斯特拉;L·C·費爾斯;L·K·亨森;T·A·歐拉尼安;J·R·胡爾
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C51/18
• 分類號: B29C51/18;B29C51/42;B29C51/26;B29C51/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及用于具有熱塑性部分的零件的感應成型。用于成型系統的系統和方法具有低熱質量。一個實施方式是包括第一框架的第一工具。第一框架包括由可透磁材料制成的第一組板，和布置在第一組板之間的材料。第一工具還包括布置在第一框架中并且產生第一電磁場的第一組感應線圈，和從第一組板延伸的第一感受器。第一感受器響應于第一電磁場產生熱。第一工具還包括從第一感受器延伸并且通過傳導式熱傳遞從第一感受器接收熱的模具。第一組板中的每個板比所述第一電磁場將產生感應電流的趨膚深度薄。

技術領域

本公開涉及通過成型進行制造的領域，具體而言，涉及通過使用加熱工具對零件進行成型。

背景技術

復合零件可以通過成型來制造，這種成型涉及將零件的熱塑性部分加熱并且將零件的熱塑性部件擠壓成期望形狀。然而，確保以恒定溫度始終如一地進行成型并且不產生廢熱仍然是一個復雜的過程。如果成型工具具有太大的熱質量，則成型過程會消耗難以負擔的量的能量，并且由于冷卻模具所需的時間量增加而會增加制造復合零件的周期時間。類似地，在操作環境中產生廢熱也是不可取的，因為廢熱增加周圍環境溫度而不利于零件成型。

因此，期望的是具有一種考慮至少一些上述問題以及其它可能的問題的方法和設備。

發明內容

這里描述的實施方式提供了熱塑性零件的感應成型，并且利用“智能”感受器(susceptor)，所述感受器在接近感應成型溫度時從磁性狀態轉換到非磁性狀態。這確保接觸智能感受器的任何熱塑性塑料將不會超過感應成型溫度/處理溫度。這里描述的設備還包括結構部件，這些結構部件足夠薄，以防止它們被設備內的感應線圈感應加熱。這確保了感應加熱施加至感受器而不會施加設備的結構部件。

一個實施方式是一種設備，該設備包括第一工具。該第一工具包括第一框架。該第一框架包括：彼此平行并且彼此面對的可透磁材料的第一組板；和布置在所述第一組板之間的材料，所述材料防止所述板的之間電傳導。所述第一工具還包括第一組感應線圈，所述感應線圈布置在所述第一框架中的狹槽中并且產生第一電磁場；和第一感受器，該第一感受器從所述第一框架的第一組板延伸。所述第一感受器由響應于所述第一電磁場產生熱的鐵磁材料制成，所述鐵磁材料具有在用于零件的熱塑性部分的處理溫度的十攝氏度內的居里點。所述第一工具進一步包括模具，該模具從所述第一感受器延伸并且通過傳導式熱傳遞從所述第一感受器接收熱。所述第一組的每個板比所述第一電磁場將產生感應電流的趨膚深度薄。

進一步實施方式是一種方法。該方法包括：向接觸模具處的工具插塞的鐵磁材料的感受器施加電磁場；響應于所述電磁場在所述感受器處產生熱，所述感受器具有與零件的熱塑性部分的處理溫度對應的居里點；響應于從所述感受器經由所述模具到所述熱塑性部分的傳導式熱傳遞將所述熱塑性部分的溫度增加至所述處理溫度。所述方法還包括將所述模具驅動到所述熱塑性部分內以使所述熱塑性部分成形以及經由向所述工具插塞施加冷卻流體的管冷卻所述模具。

進一步實施方式是一種包括模具的設備。該模具包括由可透磁材料制成的內壁、由可透磁材料制成的外壁和布置在所述內壁和所述外壁之間的空腔。所述設備進一步包括：布置在所述空腔內的感受器，該感受器由響應于電磁場產生熱的鐵磁材料制成；和支撐件，該支撐件聯接至所述模具，并且由可透磁材料制成。

進一步實施方式是一種方法。該方法包括限制廢熱的同時控制熱塑性塑料的加熱成型。這是通過如下方式進行的：感應加熱接觸模具的至少一個感受器，同時防止支撐所述模具的結構部件發生感應加熱；通過將所述模具驅動到所述熱塑性塑料內而使所述熱塑性塑料成形；以及通過直接向所述模具的一個或多個內部腔室施加冷卻流體來冷卻所述模具。