[发明专利]一种碳纤维表面加热复合材料模具

说明书

技术领域

碳纤维表面加热复合材料模具是一种采用新型加热方式的复合材料模具。目前复合材料领域多种树脂如环氧树脂等在脱模前需要进行加热固化及后处理，并且在寒冷条件下对模具进行预加热有助于树脂的流动，帮助制品成型，同时缩短制品的成型时间、提高效率。由于使用碳纤维进行表面加热，可以大大提高热量的传递速度，减少热量通过模具背层散失，并且减少目前各种加热模具的加热元件的加入可以减轻模具重量。这种复合材料模具广泛应用于成型制品需要加热的领域，例如塑料制品的生产及增强塑料制品的生产等。 

背景技术

目前市场上自加热的复合材料模具使用的加热方式主要是液体加热和电阻丝加热。使用液体加热时需要铺设液体流通管路，因此使用液体加热对模具的尺寸有要求，并且液体加热模温机设备价格较高，在小型和中型模具中使用会大大增加模具成本，液体加热在小型和中型模具中应用受限；还有在液体加热中的设计电能转换为液体的热能，再从液体的热能传递至模具的热能，两次转换/传导将降低电-热转换效率；此外，循环液体泵经常发生泄漏，如果使用的液体含有杂质会造成堵塞。通过电控对电阻丝通电对模具进行加热，由于电阻丝容易熔断，造成模具部分区域不能正常加热；并且升温过程温度控制不稳，易造成模具局部区域温度达到很高，严重时模具会受到损害；电阻丝在加热过程中有发红现象，对于复合材料模具这类由树脂制成的易燃产品有较大的危险。 

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维表面加热复合材料模具，解决模具液体加热在小型及中型模具中使用受限，能量转换过程中能量易损失，循环液体泵使 用不便等的一系列问题；同时解决电阻丝加热电阻丝易熔断，温度控制不稳，存在安全隐患等问题。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 

一种碳纤维表面加热复合材料模具，包括模具碳纤维加热表面层、纤维增强树脂结构层、模具保温层，所述纤维增强树脂结构层紧贴在模具保温层上，所述模具保温层为内凹的结构，在纤维增强树脂结构层的外部是模具碳纤维加热表面层；所述模具保温层放置在模具钢架上。 

本发明的优点是： 

最大程度的缩短了加热源到产品的距离，实现了“零距离加热”，极大地降低了热传导过程中的能量损耗，提高了加热效率。此外，模具表面碳纤维加热同时可对模具表面进行增强；碳纤维加热是以远红外线的方式辐射能量；碳纤维的耐热温度高，在使用过程中不易熔断；碳纤维加热层能很好的随模具型面铺放，加热表面层制作方便；通过电控对碳纤维加热层两端的电压进行调节，使模具表面的温度在很宽的范围内进行变化，同时控制碳纤维加热表面层的升温速度；碳纤维表面加热模具使用安全；碳纤维表面加热层的材料体系与产品及模具保温层一致，热膨胀系数差异很小，加热过程中三者变形同步。 

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明实施例所述的碳纤维表面加热复合材料模具结构图。 

具体实施方式

如图1所示，一种碳纤维表面加热复合材料模具，包括模具碳纤维加热表面层1、纤维增强树脂结构层2、模具保温层3，所述纤维增强树脂结构层2紧贴在模具保温层3上，所述模具保温层3为内凹的结构，在纤维增强树脂结构 层2的外部是模具碳纤维加热表面层1；所述模具保温层放置在模具钢架4上。由电控元件和电源5对模具进行加热控制。 

模具表面碳纤维加热最大程度的缩短了加热源到产品的距离，实现了“零距离加热”，极大地降低了热传导过程中的能量损耗，提高了加热效率。此外，模具表面碳纤维加热同时可对模具表面进行增强；碳纤维加热是以远红外线的方式辐射能量；碳纤维的耐热温度高，在使用过程中不易熔断；碳纤维加热层能很好的随模具型面铺放，加热表面层制作方便；通过电控对碳纤维加热层两端的电压进行调节，使模具表面的温度在很宽的范围内进行变化，同时控制碳纤维加热表面层的升温速度；碳纤维表面加热模具使用安全；碳纤维表面加热层的材料体系与产品及模具保温层一致，热膨胀系数差异很小，加热过程中三者变形同步。 

本技术领域中的相关技术人员应当熟悉到，以上所述实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质保护范围内，对上述实施例进行的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。