一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法与流程

【】本发明涉及复合材料成型，尤其是一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法。

背景技术

0、背景技术：

1、一般的热塑复合材料(是以玻璃纤维,碳纤维,芳烃纤维及其他材料增强各种热塑性树脂的总称)在热压成型的过程中是用模具直接进行热压成型,但是此方法所成型出来的产品仅能为2.5d形状,如果要成型出复杂的3d中空产品,则需要用气袋成型的方法,气袋成型是将二片预成型好的复合材料放置在中空芯轴气袋后再放置到模具中,通过模具加热使热塑复合材料软化，同时在中空芯轴吹气加压，使热塑复合材料受压成型并扩散接合(是一种通过界面原子扩散而在两个不同部件之间形成连接的工艺)为一体形状。

2、目前使用气袋成型的方法成型热塑复合材料时，加热模具的方式有多种：采用外部加热箱加热的方式，其模具需要整体加热,待板材成型后再放置冷却,则此方法加热与冷却速度缓慢,使得板材成型周期长；采用热板接触模具传导加热，冷板接触模具降低温度的方式，此方式板材成型周期长,并且需要多套模具，使得板材的生产成本增加；采用电磁感应加热的方式，此方式虽然加热速度提升，但是冷却速度依旧缓慢；采用芯轴气袋加压空气时使用常温的方式，此方式模具中的模腔内外温度差异大,使得升温、降温速度缓慢,并且容易造成应力(在施加外力的影响下物体内部产生的力)问题。

3、综合上述问题，采用气袋成型的方法成型板材时，目前所采用的加热模具的几种方式会导致板材的生产周期长,或者板材的生产成本高，或者模具中的模腔内外温度控制不易等问题。

4、有鉴于此，实有必要提供一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法以解决上述问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题是：在使用气袋成型的方法成型复合材料时，目前所采用的外部加热箱加热方式、热板接触模具传导加热，冷板接触模具降低温度的方式、电磁感应加热的方式、芯轴气袋加压空气时使用常温的方式，加热模具时会导致板材的生产周期长,或者板材的生产成本高，或者模具中的模腔内外温度控制不易等问题。因此本发明提供了一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法来解决上述问题。

2、本发明解决其技术问题的方案是：一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，包含了以下步骤：

3、s1:放置板材：将预成型好的复合板材放置在中空芯轴气袋中并将模具合模使其固定；

4、s2:升温增压：将模具升温，同时往中空芯轴气袋中通入热气体搭配模具温度同步升温并增大压力；

5、s3：持温持压：维持一段时间后,板材会软化成型、转印纹理、扩散接合等；

6、s4:降温持压：模具开始降温并冷却板材,中空芯轴气袋换做通入冷气体搭配模具温度同步使板材内外温度均匀快速降温,随后复合板材在模具内冷却并在中空芯轴气袋压力下有定型效果；

7、s5:开模取材：中空芯轴气袋释放压力,开模取出板材。

8、优选地，所述板材放置后，模具水路设计成3d管路,采用加热冷却系统(mhcm)开始加热升温，中空芯轴通入低压气体(约1-10个大气压)。

9、优选地，所述模具水路设计成3d管路采用多种介质加热冷却系统(mhcm)，升温热源可为蒸气、热水、热油，降温冷源可为空气、冷水、冷油。

10、优选地，所述模具升温的温度以复合板材的热塑料材质的熔点和产品压合的形状调整。

11、优选地，所述中空芯轴气袋中通入的介质为高压热气体或者冷气体，所述高压热气体可为水蒸气或者空气，冷气体可为空气，所述中空芯轴气袋通入的气体可为内部加热气体或者外部加热气体。

12、本发明的有益效果是，本发明主要是模具水路设计成3d水路，利用多种介质在模具管路的不同升降温阶段交替及在中空芯轴气袋中通入高压热气体、冷气体的切换快速加热与冷却来达到模具温度在常温和320度之间的变换,有效稳定地控制复合板材的加热和冷却的温度与速度，使板材在模具内外快速均匀加热或者冷却，降低了产品的生产周期，以及降低了板材在模具中加热或者冷却时的应力，使产品尺寸可稳定生产。

技术特征：

1.一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，其特征在于，包含了以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，其特征在于：其中，所述板材放置后，模具水路设计成3d管路,采用加热冷却系统(mhcm)开始加热升温，中空芯轴通入低压气体(约1-10个大气压)。

3.如权利要求1所述的一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，其特征在于：所述模具水路设计成3d管路采用多种介质加热冷却系统(mhcm)，升温热源可为蒸气、热水、热油，降温冷源可为空气、冷水、冷油。

4.如权利要求1所述的一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，其特征在于：所述模具升温的温度以复合板材的热塑料材质的熔点和产品压合的形状调整。

5.如权利要求1所述的一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，其特征在于：所述中空芯轴气袋中通入的介质为高压热气体或者冷气体，所述高压热气体可为水蒸气或者空气，冷气体可为空气，所述中空芯轴气袋通入的气体可为内部加热气体或者外部加热气体。

技术总结本发明是一种热塑复合材料快速加热冷却的成型方法，步骤包含：将预成型好的板材放置在中空芯轴气袋中并将模具合模使其固定；将模具升温，同时往中空芯轴气袋中通入热气体搭配模具温度同步升温并增大压力；维持一段时间后,板材会软化成型、转印纹理、扩散接合等；模具开始降温并冷却板材,中空芯轴气袋换做通入冷气体搭配模具温度同步使板材内外温度均匀快速降温,随后板材在模具内冷却并在压力下有定型效果；中空芯轴气袋释放压力,开模取出板材，本发明利用多种介质在模具管路的不同升降温阶段交替及在中空芯轴气袋中通入高压热气体、冷气体的切换,使板材在模具内快速均匀加热或者冷却，降低了产品的生产周期，使产品尺寸可稳定生产。技术研发人员：吴政道受保护的技术使用者：汉达精密电子（昆山）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17