碳纤维产品的模压成型方法及模具与流程

本发明涉及碳纤维产品的成型方法，尤其涉及一种用碳纤维片材做原料成型碳纤维产品的方法和模具。

背景技术：

碳纤维材料具有强度高、质量轻等特点。但是由于碳纤维材料独特的物理性质，如果用碳纤维片材为原料采用常规的模压成型方法来成型，在拐角处会产生折皱以及厚度不均匀的现象，从而影响产品质量。因此，目前碳纤维产品多采用纤维布塑形后刷树脂胶的成型方法，但是这种成型方法工序十分繁杂。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种碳纤维产品的模压成型方法及模具，以解决现有用常规模压成型方法存在的易产生折皱和厚度不均的技术问题。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种碳纤维产品的模压成型方法，该模压成型方法以碳纤维片材为原料，制备过程包括以下步骤：

用夹具夹住所述碳纤维片材的边沿，将碳纤维片材水平地支撑在下模的模腔上方，在夹具和机架之间设置弹性装置，所述弹性装置提供使夹具在水平方向上向远离所述模腔的方向移动的力；

加热使模具温度达到150-200摄氏度；

驱动上模匀速下移，直到与下模合模；

冷却定型，然后脱模，制得所述碳纤维产品。

优选地，该模压成型方法还包括在模腔底部设置气孔，配置抽真空设备，在合模过程中抽真空设备通过所述气孔对所述模腔抽真空，使所制产品的每一位置与模腔完全吻合。

优选地，在模腔的转角处均设置所述气孔。

优选地，在模具内设置油循环管道，通过油循环对模具进行加热。

上述模压成型方法，在合模过程中，随着碳纤维片材对夹具的拉力的增大，夹具向模腔中心方向伸展。

一种以碳纤维片材为原料制备碳纤维产品的模具，该模具包括上模和下模，该模具还包括四个夹具和四个弹性装置，四个夹具通过四个弹性装置分别支撑在下模上方模腔的四周，所述弹性装置提供使夹具在水平方向上向远离所述模腔的方向移动的力。

优选地，所述弹性装置为气缸，气缸的缸体固定在机架上，夹具固定在气缸的活塞杆上。

优选地，模腔底部设置气孔，气孔连接配套的真空设备。

优选地，在模腔的转角处均设置所述气孔。

优选地，模具内设置油循环管道，油循环管道与加热设备连接。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

通过上述夹具和弹性装置对碳纤维片材进行支撑，在上模压下与下模合模过程中，弹性装置变形夹具向内伸展，借此可使模具合模后产品厚度均匀，材料不会出现折皱。由于采用油循环实现加温，保证了模腔温度均匀且温度可达150-200摄氏度，降低了碳纤维片材的塑形难度。通过在模腔底部设置气孔，配置抽真空设备，在合模过程中抽真空设备通过所述气孔对模腔抽真空，使所制产品的每一位置与模腔完全吻合。此外，本发明以碳纤维片材为原料通过模压直接成型，相较于采用纤维布塑形后刷树脂胶的成型方法，本发明工艺简单，成本低。

附图说明

图1为一个实施例模具的结构示意图；

图2为其侧视图；

图3为去掉上模后的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1至图3示出了一种以碳纤维片材为原料制备碳纤维产品的模具的结构。图1至图3中，1为机架，2为气缸，3为夹具，4为上模驱动装置，5为上模，6为下模，7为模腔，8为气管。

请参照图1至图3，该模具包括上模5和下模6，该模具还包括四个夹具3和四个气缸2(弹性装置)，四个夹具3通过四个气缸2分别支撑在下模6上方模腔7的四周，更具体的，气缸2的缸体固定在机架1上，夹具3固定在气缸2的活塞杆上。气缸2提供使夹具3在水平方向上向远离所述模腔7的方向移动的力。

以碳纤维片材为原料，用上述模具制备碳纤维产品的方法，具体包括以下步骤：

用四个夹具3夹住碳纤维片材(原料)的四个边沿，将碳纤维片材水平地支撑在下模6的模腔7上方；

加热使模具温度达到150-200摄氏度；

上模驱动装置4驱动上模5下压与下模6合模；

冷却定型，然后脱模，即制得所述碳纤维产品。

通过上述夹具3和气缸2对碳纤维片材进行支撑，在上模5压下与下模6合模过程中，四个气缸2的活塞杆同时向模腔中心方向定量伸展(即弹性装置形变)带动夹具3向内伸展，借此可使模具合模后产品厚度均匀，材料不会出现折皱。其中气缸2的伸展可以通过气压设定来实现，随着上模5逐渐向下，原料对夹具3的拉力逐渐增大，当拉力大于气压对活塞杆的压力时，活塞杆就会移动，因此通过对气压的设定，即可使上模下压到一定程度后气缸2的活塞杆向模腔中心方向定量伸展。

进一步在模腔7底部设置气孔，气孔通过气管8连接配套的真空设备。在合模过程中抽真空设备通过所述气孔对所述模腔7抽真空，使所制产品的每一位置与模腔7完全吻合。在一些更佳的实施例中，在模腔的转角处均设置所述气孔。

在一些实施例中，在模具内设置油循环管道，油循环管道与加热设备连接，通过油循环对模具进行加热。通过这种加热方式能保证模腔温度均匀且温度可达150-200摄氏度。从而更好地保证用碳纤维片材模压成型的产品厚度均匀，平整。

上述实施例中，采用气缸做弹性装置。实际应用中也可以采用弹簧等其它弹性装置。上模驱动装置4可以采用电机、气缸等。

上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
一种碳纤维产品的模压成型方法及模具，该方法包括：用夹具夹住所述碳纤维片材的边沿，将碳纤维片材水平地支撑在下模的模腔上方，在夹具和机架之间设置弹性装置，所述弹性装置提供使夹具在水平方向上向远离所述模腔的方向移动的力；加热使模具温度达到150‑200摄氏度；合模；冷却定型，然后脱模，制得所述碳纤维产品。该模具包括上模和下模，还包括四个夹具和四个弹性装置，四个夹具通过四个弹性装置分别支撑在下模上方模腔的四周，所述弹性装置提供使夹具在水平方向上向远离所述模腔的方向移动的力。本发明用碳纤维片材为原料通过模压制得的产品厚度均匀，不会出现折皱。

技术研发人员：王赞山
受保护的技术使用者：深圳市亚美三兄吸塑有限公司
技术研发日：2017.07.07
技术公布日：2017.09.15