[發明專利]熱塑性自沖裁熱壓模具及其使用方法

在審

• 申請號: 201811521924.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109353034A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 黃明;劉春太;郭傳科;石憲章;張娜;曹偉;吳海宏
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B26F1/44;B29C33/04;B29C33/44
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 蘇志洋;莊振乾

本發明提供了一種熱塑性自沖裁熱壓模具，包括上模和下模，所述上模內設置上模腔，所述下模內設置下模腔，所述上模和所述下模對接形成模腔，所述上模和所述下模的側壁內設置溫度調節機構，所述下模腔的內部設有與所述下模腔側壁貼合的切刀。該熱塑性自沖裁熱壓模具可以利用熱塑性連續纖維預浸料制造汽車橫梁，提高汽車橫梁的生產效率。同時本發明還提供了該熱塑性自沖裁熱壓模具的使用方法，該方法簡單易操作，適于工業應用。

技術領域

本發明涉及成型模具領域，具體涉及一種熱塑性自沖裁熱壓模具及其使用方法。

背景技術

傳統的汽車橫梁為金屬板材沖壓成形，由于橫梁兩端形狀變化較大，不能一次沖壓完成，目前采取的是兩端和中間分別沖壓，然后焊接而成。傳統成形方式的弊端是，沖壓模具造價高、后期焊接工藝流程多。而熱固性聚合物在材料剛度和阻燃性能等方面的諸多優勢，使其在航空、航天及軍工等領域得到廣泛應用。

但是，熱固性聚合物具有難以回收利用的缺點，盡管這一缺點在其復合材料的高端應用領域并不明顯，但在用量龐大的汽車領域就成為了巨大的挑戰問題，尤其是在越來越強調環保節能的今天。并且，熱固性復合材料的成型過程是一個化學過程，過長的固化過程直接影響到產品的生產效率和生產成本，因此，生產效率也是困擾熱固性復合材料在汽車行業應用的一個關鍵瓶頸。

熱塑性碳纖維復合材料制備和成型過程是一個物理過程，與熱固性碳纖維復合材料相比，第一個優點是可重復利用、再成型；第二個優點是增加了復合材料的沖擊韌性，在某些情況下，熱塑性復合材料的沖擊韌性是熱固性復合材料的10倍；第三個優點是成型效率高。

目前，熱塑性纖維增強制品主要是非連續纖維的注射或模壓成型，這類產品中增強體纖維是非連續分布的，其強度和剛度遠小于連續纖維復合材料，無法應用于汽車橫梁這類結構件中。由于熱塑性與熱固性樹脂流變性能的巨大差異，使得傳統的熱固性連續纖維復合材料成型工藝無法應用到熱塑性成型工藝中。

因此，研究一種熱塑性連續纖維自沖裁熱壓模具，實現熱塑性連續纖維復合材料的一次近凈高效率成型，使其用于汽車行業，對于汽車行業的生產效率和環保節能具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種熱塑性自沖裁熱壓模具及其使用方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種熱塑性自沖裁熱壓模具，包括上模和下模，所述上模內設置上模腔，所述下模內設置下模腔，所述上模和所述下模對接形成模腔，所述上模和所述下模的側壁內部設置溫度調節機構，所述下模腔的內部設置有與所述下模腔側壁貼合的切刀。

基于上述，所述溫度調節機構包括均勻排布于所述上模和所述下模側壁內部的若干X向管道、若干Y向管道和若干Z向管道，所述X向管道、所述Y向管道和所述Z向管道相互垂直且相互連通，各所述X向管道和模腔表面的距離相等。

基于上述，各所述X向管道、所述Y向管道和所述Z向管道的其中一端部開口于所述上模和所述下模外壁上，所述X向管道、所述Y向管道和所述Z向管道的開口處安裝有閥門。

基于上述，所述切刀為鑲塊式切刀。

基于上述熱塑性自沖裁熱壓模具，它還包括導向機構，所述導向機構包括設置于所述下模的若干豎向導柱和自潤滑面，所述上模對應所述豎向導柱設置豎向導軌，所述上模和所述下模對接時，所述豎向導柱伸入所述豎向導軌中，所述自潤滑面與所述上模的內壁相貼。

基于上述熱塑性自沖裁熱壓模具，還包括設置于所述下模底部的若干頂料孔以及對應所述頂料孔的頂料芯。

基于上述熱塑性自沖裁熱壓模具，還包括承壓上模蓋板與底座。

一種所述熱塑性自沖裁熱壓模具的使用方法，包括以下步驟：