[發明專利]一種介觀尺度板材的電磁制造方法及成形裝置

有效

• 申請號: 202010417313.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111558646B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 韓小濤;吳澤霖;諶祺;曹全梁;李亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B21D26/14
• 分類號: B21D26/14;B21D43/00;H01M8/0208;H01M8/021;H01M8/0258
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種介觀尺度板材的電磁制造方法，其特征在于，包括成形步驟和校形步驟，所述成形步驟具體為：

（1）將待成形的第一工件與模具相向設置，且所述第一工件與模具之間存在間距，對所述第一工件的兩端進行壓邊約束，并將減速塊設置于所述模具的兩側，且所述減速塊的高度小于所述模具的高度；

（2）控制所述第一工件在均勻電磁力的驅動下趨向所述模具運動并加速發生形變；

（3）在所述均勻電磁力的驅動下，所述第一工件的中部區域優先與所述模具碰撞，所述第一工件的兩端區域繼續向模具方向運動，并帶動第一工件的中部區域減速為零，當兩端區域碰撞到減速塊后減速直至所述第一工件的所有區域的速度為零時成形完成；

所述校形步驟具體為：

（4）控制所述第一工件在電磁力的驅動下進一步趨向所述模具方向運動，并進入步驟（5）；

（5）判斷所述第一工件是否完全貼合所述模具，若是，則校形完成，若否，則返回至步驟（4）。

2.如權利要求1所述的電磁制造方法，其特征在于，通過調整模具與第一工件的間距實現所述第一工件的中部區域在與模具碰撞時刻的均勻速度分布區域完全覆蓋模具成形區域，且所述間距的大小與所述第一工件中部的均勻速度分布區域大小呈負相關。

3.如權利要求1所述的電磁制造方法，其特征在于，所述第一工件受到的電磁力由磁場和工件電流共同作用產生，電流使第一工件產生焦耳熱時以一定的溫度碰撞模具，根據溫度的區間大小可以實現第一工件的常溫成形，溫成形和超塑性成形。

4.如權利要求1-3任一項所述的電磁制造方法，其特征在于，還包括：將待成形的第二工件設置于所述第一工件中部位置并與所述第一工件貼合；控制所述第一工件在均勻電磁力的驅動下趨向所述模具運動并帶動所述第二工件與所述模具碰撞，通過所述模具來約束所述第二工件的形貌；

其中，所述第二工件的長度小于所述第一工件的長度，且繼承第一工件的中間均勻速度區域。

5.如權利要求4所述的電磁制造方法，其特征在于，通過在所述第一工件與所述第二工件之間設置一層柔軟的絕緣材料使得所述第二工件能夠更好的流向所述模具的底部。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述的電磁制造方法獲得的介觀尺度板材。

7.一種基于權利要求6所述的介觀尺度板材的質子交換膜燃料電池。

8.一種介觀尺度板材的電磁成形裝置，其特征在于，線圈骨架（1）、成形線圈（2）、壓邊裝置（9）、工件支撐塊（3）、模具（6）、脈沖電源（7）、第一減速塊（8-1）和第二減速塊（8-2）；

所述成形線圈（2）纏繞至線圈骨架（1）上，所述成形線圈（2）用于在通電后產生均勻電磁力；

所述脈沖電源（7）與所述成形線圈（2）連接，用于給所述成形線圈（2）提供電源；

所述壓邊裝置（9）用于為待成形的第一工件（4）提供壓邊力；

所述工件支撐塊（3）與待成形的第一工件（4）在所述壓邊裝置（9）提供的外部壓力下保持接觸，且放置于所述線圈骨架（1）的內部；

所述第一減速塊（8-1）和所述第二減速塊（8-2）分別設置于所述模具（6）的兩端，且所述第一減速塊（8-1）和所述第二減速塊（8-2）的高度低于所述模具（6）的高度，所述第一減速塊（8-1）和所述第二減速塊（8-2）用于當第一工件（4）與模具（6）碰撞后給第一工件（4）的靠近兩端區域提供緩沖使其減速。