模制塑料材料的模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机动车部件制造领域，更具体地，涉及模制由塑料材料制成的机动车部件的模具。
【背景技术】
[0002]在机动车部件制造领域中，由复合材料制成的部件，由于具有复杂多变的形状与优良的机械性能，因而被广泛地应用于各种机动车部件中，例如保险杠梁、尾门箱、侧门增强件、车顶拱架、前立柱/中立柱/后立柱等。所述由复合材料制成的部件通常包括热塑性塑料和热固性塑料复合材料。
[0003]术语“复合材料”是一种常用的制造机动车部件的材料，通常由塑料基体与浸渍在该基体中的增强体(例如:纤维或织物)构成。由于包含增强体，复合材料具有较高的机械强度，经常用于制造局部区域或整个区域需要加强的部件，例如各种面板结构部件。按塑料基体不同，复合材料分成热固性塑料基体复合材料和热塑性塑料基体复合材料；按增强材料不同，复合材料分成碳纤维(织物)复合材料、玻璃纤维(织物)复合材料、芳纶(织物)复合材料等。
[0004]术语“塑料”应理解为表示包括至少一种合成的聚合物树脂的任何材料。任何类型的塑料均可适用于本实用新型。术语“聚合物”应理解为既表示均聚物也表示共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。这些共聚物的非限制性实例是:无规共聚物、直链嵌段共聚物、其他嵌段共聚物以及接枝共聚物。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型，甲醛交联型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脲一甲醛一三聚氰胺一甲醛等)，其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。
[0005]在现有技术中，上述塑料材料以注塑或型坯的方式被施加到闭合模具的型腔中，并施加一定的热力或压力或二者的结合，以完成热压成型，使模具内的塑料材料在一定温度与压强的条件下获得模具型腔所限定的最终形状。上述过程通常被称为模制成型过程，之后，该复塑料材料部件被从模具中取出，冷却后再进行后续的处理(例如:上漆、组装、存储或运输等)。为了将成型后的塑料材料部件从模具型腔中取出，就需要将未完全冷却的塑料材料部件与模具型腔的表面分离，通常该分离借助于机械或吹送气体或二者结合的方式来完成。一种经常使用的方法(如图1所示)是，在模制成型后，使用集成在模具的至少一个模具部分1上的由套管11和主轴12共同组成的组件来将塑料材料部件2与该模具部分1的表面分离。其中主轴12能够以机械的方式撞击塑料材料部件2使之与模具部分1分离；同时设置在套管11上的通气孔15也可以在向上滑动主轴12后以向塑料材料部件2吹气的方式使之与模具部分1分离。这两种方式可以结合使用。这种方法的一个缺点是，当模制的塑料材料的粘度较低时，或者在模制过程中使用较高的温度与压强时，会有部分塑料材料渗入到套管11中。并且，渗入的塑料材料会随着主轴12在套管11中的滑动深入到套管中最终堵塞套管或卡死套管与主轴之间的配合。
[0006]因此，需要在模具中提供一种能够防止渗入的塑料材料深入套管并且提供清洗并排出套管中渗入的塑料材料的机制，以保护主轴与套管之间的孔轴配合，同时该机制应该简单易行，对现有模具的设置不需要进行大的改动以降低额外的成本开支。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于解决上述方法的缺陷，提供一种简单实用，并易于在现有模具的基础上进行改造的优化的模具。为此，本实用新型提供了一种模制塑料材料的模具，该模具包括固定的模具部分和活动的模具部分，当模具闭合时所述两个模具部分限定模具的型腔，其中至少一个模具部分包括主轴和开口至模具型腔中的套管，所述主轴通过该主轴与套管之间的配合可滑动地安装在所述套管中，该模具部分还包括用于向模制部件吹气的通气装置，其特征在于，所述套管包括设置在靠近模具型腔的凹槽，该凹槽形成的主轴与套管之间的间隙大于主轴与套管之间的所述配合的间隙。
[0008]由于在套管中靠近模具型腔处设置了凹槽，渗入到套管中的塑料材料会被该凹槽所阻断而不能继续深入，同时该凹槽就像一个渗入材料的捕捉陷阱，使得渗入的塑料材料在通过该凹槽区域时掉入其中而不能通过。这是因为凹槽处主轴与套管之间的间隙相比其它部分主轴与套管之间的配合的间隙要大很多，因而使得渗入的塑料材料无法继续渗入并掉落到凹槽中。在捕捉到一定数量的渗入塑料材料后，可以通过将主轴向上滑动到该凹槽之上，然后借助通气装置吹送气体将聚集在凹槽中以及凹槽以下套管中残留的塑料材料排出，以达到清洗套管的目的，从而使得渗入的塑料材料不能在套管中聚集以堵塞套管或卡死主轴与套管之间的配合。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，通气装置为通向套管凹槽的通气孔。
[0010]根据本实用新型的另一个实施例，通气装置包括集成在套管中的通气管道，该通气管道具有通向套管凹槽的出口。由于套管中集成了专门的通气管道，因而无需如上一实施例中一样在模具部分上钻孔来形成输气通道。
[0011]在该实施例的一个有利变形中，通气装置包括至少两个通气管道，这些通气管道各自具有通向套管凹槽的均匀分布的出口，以在吹气过程中在套管凹槽中形成气体湍流。这样的设置能够在凹槽中形成类似于旋风一样的气体流动，因而能够更有效且最大程度地清除聚集在凹槽中的渗入塑料材料，同时不留下清扫不到的死角。套管中集成的通气管道的数量越多所形成的气体旋风效果越好，但同时也会增大套管设计制造难度和成本，增大输送气体装置的开销，具体的数量应根据实际情况的需要与综合成本考虑来折中。
[0012]在该实施例的另一个有利变形中，通气管道具有多个通向套管凹槽的均匀分布的出口，以在吹气过程中在套管凹槽中形成气体湍流。这样的设置能够在不增加套管中通气管道数量的情况下，增强所形成的气体旋风效果。当由于实际尺寸的限制而不能增加通气管道数量时，可以通过出口数量的增加来弥补。
[0013]优选地，在该实施例中，通气管道通过直接金属粉末激光烧(Direct Metal LaserSintering，英文缩写为DMLS)制成。
[0014]根据本实用新型一个优选的实施例，套管凹槽是附接在已有套管上的附接部分。该实施方式能够对现有的不具备凹槽设计的套管进行简单地附接一个带凹槽的部分来完成模具的改进，实现捕捉渗入的塑料材料的功能。
[0015]优选地，可以通过以下任一种方法来实现将所述套管凹槽附接到已有套管上:螺接、嵌接。
[0016]根据本实用新型一个优选的实施例，套管具有多个在套管轴向上共轴叠置的套管凹槽。当一个凹槽设计不足以完全阻隔渗入塑料材料的深入时，可以根据需要增加套管纵深上凹槽的数量以提供多重保护。
[0017]根据本实用新型一个优选的实施例，主轴在模具型腔一侧具有呈锥形的端部，套管具有与该端部匹配的形状。呈锥形的端部设计一方面能够防止塑料材料的渗入，另一方面有利于凹槽捕捉渗入的塑料材料同时也有利于将捕捉到的塑料材料排出。
【附图说明】
[0018]下面将参照附图对本实用新型作进一步的详细说明。本领域技术人员容易理解的是，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中相同的附图标记表示相同或相似的部件。为了说明的目的，这些图并非完全按比例绘制。
[0019]图1是现有技术中包含主轴与套管的模具的剖视图；
[0020]图2是根据本实用新型一个实施例的模具的剖视图；
[0021]图3是根据本实用新型一个实施例的模具的剖视图；
[0022]图4是根据本实用新型一个实施例的模具的剖视图；
[0023]图5是根据本实用新型一个实施例的模具的剖视图；
[0024]图6是根据本实用新型一个实施例的模具的剖视图；
[0025]图7是图2中的模具分别在模制阶段和吹气分离时的动态示意图；
【具体实施方式】
[0026]图2示出了根据本实用新型一个实施例的模制塑料材料的模具，该模具一般包括两个模具部分，其中一个模具部分是固定的，另一个模具部分是可移动的，以完成模具的开启与闭合操作。当模具闭合时，两个模具部分的表面限定了模具的型腔，待模制的塑料材料在型腔中在一定的温度和压强条件下能够获得模具型腔的形状。在优选地实施例中这两个模具部分可以是模