[发明专利]一种热塑性材料柔性成形装置及方法

说明书

一种热塑性材料柔性成形装置，包括多点柔性模具、锁紧装置和柔性压边系统，多点柔性模具内嵌于锁紧装置中，在锁紧装置上安装有柔性压边系统；多点柔性模具包括四块压板连接形成的方形框，方形框内设有密封用耐高温橡胶，密封用耐高温橡胶内设有由碳纤维丝穿插形成多组正方形格，正方形格内安装有基本单元体，碳纤维丝端头用线卡固定在压板上；锁紧装置包括外框，外框的内侧固定有锁紧液压缸，输出轴与压板接触；柔性压边系统包括固定在外框上的立柱，立柱上固定有压边液压缸，其活塞通过压边圈与板材贴合，板材放置于压板上，压板上内嵌有储油环槽；本发明能够对成形过程进行实时精确控制，具有大批量生产成本低，周期短、柔性好的优点。

技术领域

本发明涉及柔性成形技术领域，具体涉及一种热塑性材料柔性成形装置及方法。

背景技术

塑料件在日常生活中被广泛使用，传统塑料加工成型方法主要有挤出、注塑、压延、吹塑、模压、吸塑、热成型等，但普遍存在着小批量生产成本高，样品试制成本高、周期长、柔性差等缺点。

柔性制造是制造业的发展趋势，其中“无模多点成形技术”是将柔性成形技术和计算机技术集合为一体的先进制造技术，是板料三维曲面数字化成形技术。

将多点成形技术应用于热塑性材料的柔性成形是一种新型成形技术，它具有成本低、柔性高、成形周期短、精度高等优点，有望被应用于医疗、汽车、航空航天和机械制造等领域。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种热塑性材料柔性成形装置及方法，具有大批量生产成本低，样品试制成本低、周期短、柔性好的优点，可广泛应用于热塑性材料(如PEEK、ABS等)的柔性加工。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种热塑性材料柔性成形装置，包括多点柔性模具、锁紧装置和柔性压边系统，多点柔性模具内嵌于锁紧装置中，在锁紧装置上安装有柔性压边系统；

所述的多点柔性模具包括压板3，压板3一共有四块，分别为左压板3-1、右压板3-2、上压板3-3、下压板3-4，四块压板形成一个方形框，方形框内设有密封用耐高温橡胶14，密封用耐高温橡胶14内设有由碳纤维丝17穿插形成多组正方形格，正方形格内安装有基本单元体4，碳纤维丝17端头用线卡18固定在压板3上；

所述的锁紧装置包括外框9，外框9的内侧面上固定有锁紧液压缸16，锁紧液压缸16输出轴与压板3外侧接触，锁紧液压缸16通过锁紧液压控制回路控制，在外框9外侧面上固定L形板10；

所述的柔性压边系统包括立柱11，立柱11下端固定在外框9上，立柱11上端固定有压边液压缸12，压边液压缸12的液压缸活塞13和压边圈1上端面贴合，压边圈1下端面固连压边凸缘5，压边凸缘5弧面与板材2贴合，板材2放置于压板3上，压板3上内嵌有储油环槽6，储油环槽6内侧面与密封用耐高温橡胶14贴合，压边液压缸12由压边液压控制回路控制。

所述的左压板3-1、右压板3-2和上压板3-3的主体形状均为长方体，下压板3-4截面为“凸”形，四块压板长度方向尺寸相同且两端面齐平；初始状态下，四块压板通过锁紧螺栓19固连在一起，形成一个方形框，方形框外侧面开有一系列按规律排布的小通孔，碳纤维丝17从通孔中穿过，方形框内侧面与密封用耐高温橡胶14贴合，形成一个密封的内腔。

所述的碳纤维丝17是直径小于1mm的高强度碳纤维细丝，按照其分布方向分为上下压板用碳纤维丝17-1和左右压板用碳纤维丝17-2两组，上下压板用碳纤维丝17-1从上压板穿入，下压板穿出，左右压板用碳纤维丝17-2从左压板穿入，右压板穿出，在左右或上下压板之间连续穿插多次，在密封用耐高温橡胶14内部穿插形成多组正方形格，上下和左右穿插的两组碳纤维丝在正方形格处相切接触，方格边长与基本单元体4边长相等，碳纤维丝拉紧后两端用线卡18固定在压板上。