一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具的制作方法

本实用新型属于复合材料成型设备，尤其是一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具。

背景技术：

拉挤工艺制备连续纤维增强复合材料具有纤维含量高、力学强度高、生产效率高等优点，是复合材料型材生产领域使用的主流技术。拉挤工艺下，模具一般为金属钢制，生产时模具温度160-230℃，模具高温一方面有利于树脂固化，另一方面也有利于固化时脱模剂向树脂与模具界面层的迁移，降低脱模阻力。

发泡材料的理想制造温度为80℃及以下，但采用现有拉挤技术生产发泡材料时，升高模具温度会降低树脂粘度，导致泡壁破碎和气体逸出，不利于泡孔结构的形成和保持；降低模具温度则影响脱模剂的迁移，导致脱模阻力增大和堵模，不利于产品外观和连续化生产。

技术实现要素：

实用新型目的：提供一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，以解决背景技术中所涉及的问题。

技术方案：一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，包括：内模、外模和模腔三部分。

内模由截面形状为“冂”的内上模和由截面形状为“凵”的内下模组成；外模由外上模和外下模组成，外上模的中间向下部分和外下模的中间向上部分均设有凹槽，分别用于嵌入内上模和内下模；模腔，内上模和内下模之间形成的封闭区域；其中外上模和外下模由螺丝连接固定，外上模和内上模由螺丝连接固定，外下模和内下模由螺丝连接固定。

作为一个优选方案，所述外模所采用材质为金属钢材。

作为一个优选方案，所述内模采用聚四氟乙烯塑料等低表面张力材料制成，或在内模的内表面涂覆一层聚四氟乙烯塑料薄膜层。

作为一个优选方案，所述模具适合于模温小于或等于80℃的泡沫复合材料型材制造。

作为一个优选方案，所述模具的尾部200～400mm处设置有模具入口，其截面形状为“八”字形，模具入口处的锥度为1/300、1/400。

作为一个优选方案，所述内模的内表面上均设置有凹凸花纹。

有益效果：本实用新型涉及一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，相较于现有技术，本实用新型的结构具有如下益处：1.模具内表面无需镀铬，模具成本明显下降；2.脱模阻力下降，有利于连续化生产；3.树脂配方中可以少加甚至无需添加脱模剂，有利于提高产品力学性能；4.对泡沫产品而言，既可顺利脱模，又能保证泡沫内部的泡孔结构，可实现连续纤维增强的泡沫产品的连续化生产。

附图说明

图1是本实用新型的截面结构示意图。

图2是本实用新型中凹凸花纹的结构示意图。

附图标记为：模腔1、外上模2、外下模3、内上模4、内下模5、第一螺丝6、第二螺丝7、凹凸花纹8。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如附图1所示，一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，包括：外模、内模和模腔1，外模由外上模2和外下模3组成，材质为金属钢材，内模由内上模4和内下模5组成，材质为聚四氟乙烯塑料，或在内模的内表面涂抹一层0.5～2.0mm的聚四氟乙烯薄膜层。外上模2的中间向下部分和外下模3的中间向上部分均设有螺纹孔，分别用于嵌入内上模4和内下模5。外上模2和外下模3由第一螺丝6连接固定，外上模2和内上模4由第二螺丝7连接固定，外下模3和内下模5由第二螺丝7连接固定。

在进一步实施过程中，为了进一步减少脱模的阻力，在模具尾部200-400mm处，设计为1/300、1/400的锥度，模具入口处设计为喇叭口形状，以便多余树脂被挤回胶槽。

如附图2所示，在所述内模的内表面上均设置有凹凸花纹8，由于玻璃复合材料在固化后，其体积会收缩，与模具层分离，与凹凸花纹8的接触面积更小，脱模阻力下降，有利于连续化生产；在相应的树脂配方中可以少加甚至无需添加脱模剂，有利于提高产品力学性能；对泡沫产品而言，既可顺利脱模，又能保证泡沫内部的泡孔结构，可实现连续纤维增强的泡沫产品的连续化生产。

为了方便理解适用于中低温拉挤工艺的复合模具的技术方案，对其工作原理做出简要说明：当树脂纤维混合材料首先进入复合模具的前部，树脂粘度降低，树脂的流动性提高，并使树脂进一步浸润增强材料；然后材料进入复合模具的中部，树脂开始反应，树脂从粘稠液体变成凝胶状态，由于树脂与内模内表面的粘附力较弱，会逐渐向纤维表面收缩，与内模内表面脱离；最后材料进复合模具的尾部，使材料充分固化，同时润滑剂进入到槽内，或从树脂溶液向外迁移至制品表面，与模具内表面接触和润滑，制品被牵引前进的过程中，即使只有少量润滑剂附着在制品表面，由于与凹凸花纹8的凸起部的接触面积更小，脱模阻力大大下降，也会显著降低制品与复合模具之间的摩擦阻力。

总之，本实用新型提供一种结构合理、具有自润滑功能的新型复合模具。与现有技术下的模具相比，主要有3个优点：（1）内外模均无需镀铬，降低模具制造成本；（2）内模为低表面张力的高分子材料，与现有商用树脂固化物均“不粘”，对任何树脂配方均可降低脱模阻力，有利于提高产品外观和生产效率；（3）适用于中低温下生产成型固化温度较低的连续纤维增强聚氨酯或其他树脂的泡沫制品，既可以顺利脱模，又可以保证泡沫制品的微观泡孔结构。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

技术特征：

1.一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，其特征在于，包括：

内模，由截面形状为“冂”的内上模和由截面形状为“凵”的内下模组成；

外模，由外上模和外下模组成，所述外上模的中间向下部分和所述外下模的中间向上部分均设有凹槽，分别用于嵌入所述内上模和所述内下模；

模腔，所述内上模和所述内下模之间形成的封闭区域；

其中，所述外上模和所述外下模由螺丝连接固定，所述外上模和所述内上模由螺丝连接固定，所述外下模和所述内下模由螺丝连接固定；

所述内模的内表面上均设置有凹凸花纹。

2.根据权利要求1所述的适用于中低温拉挤工艺的复合模具，其特征在于，所述外模所采用材质为金属钢材。

3.根据权利要求1所述的适用于中低温拉挤工艺的复合模具，其特征在于，所述内模采用聚四氟乙烯塑料制成，或在内模的内表面涂覆一层聚四氟乙烯塑料薄膜层。

4.根据权利要求1所述的适用于中低温拉挤工艺的复合模具，其特征在于，所述模具适合于模温小于或等于80℃的泡沫复合材料型材制造。

5.根据权利要求1所述的适用于中低温拉挤工艺的复合模具，其特征在于，所述模具的尾部200～400mm处设置有模具入口，其截面形状为“八”字形，模具入口处的锥度为1/300、1/400。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于中低温拉挤工艺的复合模具，属于复合材料成型设备。包括外模、内模和模腔，外模由外上模和外下模组成，材质为金属钢材，内模由内上模和内下模组成，材质为聚四氟乙烯塑料等低表面张力材料。外上模的中间向下部分和外下模的中间向上部分均设有凹槽，分别用于嵌入内上模和内下模。外上模和外下模由螺丝连接固定，外上模和内上模由螺丝连接固定，外下模和内下模由螺丝连接固定。本实用新型结构设计合理，内模的自润滑作用，极大降低树脂在中低温下的脱模阻力，解决了传统拉挤工艺下脱模剂在中低温不易迁至树脂表面，从而影响脱模的问题，尤其适合发泡类连续纤维增强复合材料的生产。

技术研发人员：鞠明杰;邓军发;成源
受保护的技术使用者：南京聚发新材料有限公司
技术研发日：2020.05.22
技术公布日：2021.05.25