[发明专利]一种降低注射成型复合材料中的内应力的模具

说明书

本发明涉及一种降低注射成型复合材料中的内应力的模具，包括模具本体，其特征在于，在模具本体的壁上设有流通通道，流通通道与设于模具本体的壁上的冷却液入水口及冷却液出水口相连通；在模具本体的内壁上涂覆有具有保温性的天然材料或聚合物高分子材料层，或在模具本体的内壁直接放隔热布或涂隔热材料。本发明具有以下优点：成型制品的内应力明显减小，结构稳定性和强度良好；可使用的材料范围广，可以根据实际的需要进行选择；新型模具外形的适应性好，可控性高，可根据制作材料的性能和功能，设计不同的结构，选择不同的冷却液和温度；没有改变复合材料本身的材料，未引入新的物质，对材料性能的保持性好；制品的使用范围变广。

技术领域

本发明涉及一种用于注射成型复合材料制作过程的模具。

背景技术

注射成型是一种通过压力将熔融状态的聚合物或胶体注入具有一定形状的模腔中，利用水道或空气冷却成型，得到所需产品的工业成型加工工艺。目前，当注射成型工艺运用于热塑性树脂基复合材料的加工成型时，所制作而成的复合材料一般可应用在要求轻质、高强度、耐腐蚀的机械零件中。注射成型复合材料具有成型时间短、消耗能源少、效率高、产品的精度高等优点。但在整个成型过程或二次加工过程中，由于增强体和基质的热收缩性不同，会产生明显的内应力。而内应力的存在不仅使制件强度下降，而且在储存和使用过程中，制件会出现翘曲变形甚至开裂。

注射成型最大的工艺特点是通过将熔融聚合物或胶体注射到闭合模具的模腔中形成制品。成型过程中，模具与复合材料不同的冷却速度会导致复合材料表面的受热和固化不均匀，结构不稳定，产生内应力。模具的精度与设计直接决定了复合材料的结构精度和强度。因此，有必要从复合材料的模具入手，在不改变复合材料的整体结构和增强体性质的前提下，保证最终成型的复合材料的强度和良好的结构稳定性。

目前，热塑性复合材料已经在我们日常生产、生活中发挥着至关重要的作用，被广泛应用于加工、建筑、汽车、航空航天等领域。注射成型作为最有效的热塑性复合材料制作工艺之一，研究注射成型复合材料内应力的降低，具有极其重大的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：注射成型复合材料在制作过程中会生产内应力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种降低注射成型复合材料中的内应力的模具，包括模具本体，热塑性复合材料通过模具本体上的树脂注射口注射入模具本体内，其特征在于，在模具本体的壁上设有流通通道，流通通道与设于模具本体的壁上的冷却液入水口及冷却液出水口相连通，流通通道内设有用于检测流通通道内的冷却液温度的温度传感器、用于检测流通通道内的冷却液流速的流速传感器及用于控制流通通道内的冷却液流速的流速控制部件，温度传感器、流速传感器及流速控制部件与控制单元相连，控制单元还连接冷却液供水部件，由冷却液供水部件通过冷却液入水口向流通通道内注入冷却液；

在模具本体的内壁上涂覆有具有保温性的天然材料或聚合物高分子材料层，或在模具本体的内壁放隔热布或涂隔热材料。

优选地，所述天然材料或聚合物高分子材料层为陶土层，陶土层涂覆内壁，在陶土层与模具本体内的热塑性复合材料接触面上铺设有脱模布或隔离膜。

优选地，所述天然材料或聚合物高分子材料层为热固性复合材料层，将预浸料在所述模具本体的内壁表面固化形成热固性复合材料层，同时在热固性复合材料层与热塑性复合材料之间铺设有隔离膜。

优选地，在所述树脂注射口留有散热部位。

优选地，通过真空袋或者热敏胶带控制热塑性复合材料成型过程的表面压力。

本发明具有以下优点：