[发明专利]一种热塑性有机纤维板一体成型设备

说明书

本发明提供一种热塑性有机纤维板一体成型设备，包括：卧式注塑机，其液压系统包括恒压恒流液压单元，用于控制注塑模具的液压缸在合模过程中按设定的恒定压力和恒定流量执行动作，以固定热塑性有机片材；红外加热站，划分有多个可独立控制的加热区域，每个加热区域由至少一个红外加热器构成且设有非接触式温度传感器；机械手；治具；以及控制系统。其中，红外加热站的各个加热区域通过各自的非接触式温度传感器和控制系统实现相互通讯和相互配合，使加热的热塑性有机片材表面各个位置的温度偏差在±5℃内。本设备能高效且全自动地实现热塑性有机片材的加热、热成型、以及与塑胶熔体的结合，满足任意注射成型工艺的制程需求，具有很好的适用性。

技术领域

本发明涉及热塑性有机板材加工技术领域，具体涉及一种热塑性有机纤维板一体成型设备。

背景技术

热塑性有机板材在业内逐渐得到应用，但受于自动化设备限制及加热设备效率限制，无法完成高效的生产加工及量产要求，目前行业内暂无一体化成型设备。目前受限于技术条件限制，在复合材料片材应用尺寸上多以十几厘米的小幅尺寸为主；在红外加热站的温度监控与控制上均没有适应大尺寸宽幅片材的方案，最重要的是在如何保证片材本身温度达到设定值与均一度方面存在空白；最终应用多以小型产品或简单几何外型的实验室验证规模为主，当遇到热塑性复合材料片材宽幅接近一米左右，最终产品包含深腔且四周均有几何结构的应用时目前没有相应技术方案。随着热塑性复合材料被广泛应用到新能源汽车及其相关轻量化的领域，业界急需高效且能适应量产规模的一体化成型设备来应对日益增长的应用需求。

中国专利CN109278242A一种树脂塑件上一体化成形热塑性复合结构的方法，公开了：实施例1：干燥的编织碳纤维增强聚丙烯复合材料嵌件(尺寸：长140mm*宽140mm*高2mm)放置在红外加热炉1中，加热嵌件使其在10min内升温至135℃并在此温度下保温8min；实施例2：干燥的编织碳纤维增强聚醚醚酮复合材料嵌件(尺寸：长140mm*宽140mm*高3mm)放置在红外加热炉1中，加热嵌件使其在25min内升温至300℃并在此温度下保温8min。从这两个实施例中可以看到仅加热时间就将近18～33min，显然没有体现出高效的生产过程，同时未公开以何种形式确定嵌件温度。另一方面，长达几十分钟的成型周期会使得塑料熔胶在料筒中的滞留时间过长，塑料熔胶会产生严重降解进而影响最终产品的强度。此外，压缩成型多为针对厚壁产品或具有大平面几何外形的产品如汽车玻璃类产品的成型，对于与热塑性复合材料相配合通过注射成型方式完成产品加强筋的结构，此方法会在加强筋外的区域有溢胶情况，无法完美制得最终制件。

中国专利CN110757722A一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法，公开了：注塑成型技术采用微发泡注射工艺；采用红外烘箱加热软化2D有机板，红外烘箱采用陶瓷加热或石英加热模块，红外烘箱内温度均匀，温差不超过10℃。可以看到，该方法仅适用热塑性复合材料模压成型与微发泡注塑工艺相结合，适用范围有限；红外烘箱内温差不超过10℃，未公开通过何种结构实现，而且红外烘箱内10℃以内的温差并不能代表最终有机片材的温度与温度均一度，成型前有机片材的温度与温度均一度会最终决定制件的品质。另外，立式注塑机的锁模力吨位范围通常在几百吨以内，以致成型产品尺寸受到限制，此将大大限制该技术的应用。文中还提及微发泡技术，但却由化学发泡技术完成，未能明确化学发泡与微发泡技术的区别与特点，另外，发泡技术会在产品表面产生银丝或银纹，影响外观面的应用。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种热塑性有机纤维板一体成型设备。