[实用新型]一种长纤维增强复合材料在线成形模具

说明书

本实用新型实施例公开了一种长纤维增强复合材料在线成形模具，包括上模座和下模座，在上模座和下模座内分别安装有上隔热板和下隔热板，且在上模座和下模座的端部分别安装有上模温度传感器和下模温度传感器，所述上隔热板内表面设有上模芯，在上隔热板和上模芯之间设有上冷却板，在下隔热板内表面设有下模芯，且在下隔热板和下模芯之间下冷却板，所述上模芯和下模芯外侧均设有加热槽，上冷却板和下冷却板上均设有水槽；能够满足复杂模具型腔内产品在成形过程中的实时均匀加热和冷却，模具温度控制改造成本不高，可根据工艺要求进行灵活设计与加工，有利于实现复合材料产品各部分性能的一致性、提高生产效率和节能。

技术领域

本实用新型实施例涉及模具技术领域，具体涉及一种长纤维增强复合材料在线成形模具。

背景技术

长纤维增强复合材料具有优异的比强度、比模量、耐腐蚀等特点，尤其适用于对轻量化、比强度要求高的复杂形状零件的成形，在航天航空、高铁、汽车等领域得到大量应用，替代现有的钢铁、轻合金结构部件，发挥着越来越重要的作用。

长纤维增强复合材料在线模压成形工艺技术(LFT-D工艺)是将玻纤或碳纤维等长纤维、热塑性树脂、相容剂等材料，按照材料配方比例，采用高精度喂料器、双螺杆挤出机等设备实现混配、浸润、纤维切断、包覆等混合工序，经模头挤出、计量切割后，由保温输送机传送到指定位置，采用机械手或人工放入模具压制成形。与传统GMT模压成形工艺相比，LFT-D工艺省略了半成品制备步骤，因而大幅度提高生产效率，比传统工艺成本低20％～50％，其制品的机械性能提高大约30％～40％。

不论是传统的GMT工艺还是LFT-D工艺，为了实现高效快速、合格的生产，其成形模具的设计都是成形过程中最重要的工艺因素之一。现有方案：目前，GMT工艺和LFT-D工艺的模具都是采用模座、模芯、冷却与升温系统等组成，所述的模架一般包括上、下模座，分布安装在压机滑块与工作台上，起固定模芯和重复定位作用；所述的模芯一般包括上模和下模；所述的冷却与升温系统主要包括连接在上下模芯上的若干软管和模温机、水冷机等。通常是将模温机和水冷机的管路接口与模芯上的多个加热与冷却直通流道的接口相连，当坯料从保温输送装置抓取放置到下模上之前，模温机将导热油注入上下模加热管道加热模芯，同时合模；合模完成后，模温机将导热油排出上下模加热管道，同时水冷机将冷却水注入上下模冷却管道以及凹模冷却管道进行冷却模芯，保压一段时间后开模；取出工件后进入下一个循环操作周期。

现有技术存在的技术问题：采用这种方法与结构，虽然可以实现GMT工艺和LFT-D工艺的长纤维增强复合材料产品的制造，但因模温机和水冷机都需要大量金属软管与上下模芯相连，产品的体积越大、形状越复杂，则连接模芯的软管和接头数量越多，影响现场安全的同时油液泄露风险加大。而且模温机的导热油需要每年更换，若长期使用超过150℃以上，则需要每三个月更换一次，不但会增加废液处理成本，处理不当则会对生态环境造成一定影响。此外，模具上的加热与冷却流道因受常规加工手段限制，例如采用深孔钻加工流道，一般只能在模具上加工直孔，即便尽量按照型腔分布排列模具加热与冷却流道，也很难满足复杂模具型腔内复合材料产品的均匀加热和冷却，导致模压后取出的产品各个部位的性能会存在一定的差异。

发明内容

为此，本实用新型实施例提供一种长纤维增强复合材料在线成形模具，能够满足复杂模具型腔内复合材料产品在成形过程中的实时均匀加热和冷却，模具温度控制改造成本不高，加热系统与冷却系统可以根据工艺要求进行灵活设计与加工，有利于实现复合材料产品各部分性能的一致性、提高生产效率和节能，以解决现有技术中难以满足复杂模具型腔内均匀加热和冷却而导致产品性能出现差异的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

一种长纤维增强复合材料在线成形模具，包括安装在压机上滑块上的上模座和安装在工作台上的下模座，在所述上模座和下模座内分别安装有上隔热板和下隔热板，且在所述上模座和下模座的端部分别安装有上模温度传感器和下模温度传感器；