專利名稱：復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料產(chǎn)品的加工方法及設(shè)備，尤指一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料由于強(qiáng)度高、重量輕，目前被廣泛應(yīng)用到各種產(chǎn)品及零部件中，例如羽毛球拍或網(wǎng)球拍的拍框、自行車支架、車輪的輪圈等等。以復(fù)合材料制成的產(chǎn)品通常具有內(nèi)外兩個(gè)側(cè)面，由于加工工藝的原因，兩個(gè)側(cè)面僅能保證一個(gè)側(cè)面的尺寸及形狀符合要求，另一側(cè)面則通常為毛面。對(duì)于要保證外側(cè)尺寸及形狀的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其成型方法可參閱圖1所示，首先將復(fù)合纖維布1纏繞在一氣袋2外側(cè)，然后將纖維布1連同氣袋2 —起放置于上下模31、32的型腔內(nèi)，之后向氣袋2內(nèi)充入高壓氣體并加熱模具，冷卻后即可固化成型。由于復(fù)合纖維布在加熱后被軟化，在高壓氣體的擠壓下，纖維布的外側(cè)緊貼在模具的型腔內(nèi)壁，只要保證型腔的尺寸及形狀符合要求，就可以保證產(chǎn)品外側(cè)的尺寸及形狀符合要求。而由于纖維布的內(nèi)側(cè)在成型時(shí)與氣袋接觸，氣袋的形狀并不保證，因此不能保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸。這種成型方法行業(yè)中通常稱為“內(nèi)壓成型”，也就是說(shuō)在纏繞或鋪設(shè)的復(fù)合纖維布1內(nèi)側(cè)加壓，將軟化的復(fù)合纖維布向外擠壓貼合在型腔內(nèi)壁進(jìn)行成型的方法。現(xiàn)有的“內(nèi)壓成型”還有多種方法，上述設(shè)置氣袋的方法稱為“氣袋成型”，此外還有“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、“模塑成型”、“纏繞成型”都為現(xiàn)有常見(jiàn)的“內(nèi)壓成型”方法?！皟?nèi)壓成型”由于要在復(fù)合纖維布的內(nèi)側(cè)加壓，壓力的不確定因素將導(dǎo)致不能保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸，使產(chǎn)品內(nèi)側(cè)只能形成毛面。對(duì)于要保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)尺寸及形狀的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其成型方法可參閱圖2所示，首先將復(fù)合纖維布1纏繞或鋪設(shè)在一型芯4上，然后將型芯4連同其上的纖維布1 一起放置在上下模31、32的型腔內(nèi)，合模之后加熱模具，冷卻后即可固化成型。纖維布在加熱后軟化，在型芯及型腔的擠壓下，纖維布的內(nèi)側(cè)緊貼在型芯的外壁，只要保證型芯外壁的尺寸及形狀， 就可以保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸及形狀符合要求。為了使材料在成型時(shí)充滿型腔，防止空隙，纏繞纖維布的體積通常大于所述型芯4與型腔之間空腔的容積，但是這樣設(shè)置在合模后，多余的纖維布易被夾在上下模之間，因此成型后，產(chǎn)品外側(cè)通常為毛面，而不能保證產(chǎn)品外側(cè)的尺寸。有的成型模具還在上、下模31、32上開(kāi)有氣孔(圖中未示出)與型腔相通，成型時(shí)在對(duì)模具加熱的同時(shí)還向型腔內(nèi)充入高壓氣體，通過(guò)高壓氣體的壓力保證纖維布緊貼在型芯外壁，此時(shí)由于氣體壓力的不確定因素，使產(chǎn)品外側(cè)只能形成毛面。上述成型方式由于壓力來(lái)自于纖維布的外側(cè)，因此在行業(yè)內(nèi)通常被稱為“外壓成型”。還有一些產(chǎn)品由于工藝以及配合尺寸的需要，一部分結(jié)構(gòu)要求保證外側(cè)尺寸，另一部分結(jié)構(gòu)又要求保證內(nèi)側(cè)尺寸。對(duì)于此類產(chǎn)品，傳統(tǒng)的加工方法是分兩步成型，首先采用“外壓成型”法成型要保證內(nèi)側(cè)尺寸的一段，再將纖維布纏繞在氣袋或其它輔助部件外， 同時(shí)將纖維布部分搭接在已經(jīng)成型的一段半成品外側(cè)，之后置于模具中以“內(nèi)壓成型”的方式成型產(chǎn)品的另一段。這種分兩步成型的方式存在如下缺點(diǎn)1)產(chǎn)品在兩段搭接處，由于分兩次成型，不可避免地會(huì)存在融合性不佳的問(wèn)題，且兩次成型的強(qiáng)度總是會(huì)有些許不同， 這樣就出現(xiàn)了產(chǎn)品在搭接處容易斷裂的問(wèn)題。2)對(duì)于先成型的一段半成品來(lái)說(shuō)，需要二次加熱，而已經(jīng)定型的部分會(huì)因加熱產(chǎn)生變形，影響產(chǎn)品的精度，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。3)由于需要兩次成型，還需要兩副模具，這樣將增加模具成本以及加工工時(shí)，因此產(chǎn)品的成本較尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具，旨在解決一部分要保證內(nèi)側(cè)尺寸、一部分要保證外側(cè)尺寸的產(chǎn)品，因二次成型帶來(lái)的搭接處強(qiáng)度不足，先成型段易變形以及加工成本較高的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，將纖維布的一部分纏繞或鋪設(shè)在一型芯外側(cè)，另一部分懸空纏繞成筒狀或鋪成片狀，將型芯及纖維布一起置于模具的型腔內(nèi)，合模后對(duì)模具進(jìn)行加熱，同時(shí)向懸空的一段纖維布之內(nèi)加壓，位于型芯外側(cè)的一段纖維布采用“外壓成型”得到產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段，懸空的一段纖維布采用“內(nèi)壓成型”得到產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段。所述的“內(nèi)壓成型”為“氣袋成型”、“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、“模塑成型”或“纏繞成型”。一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；該成型工藝包括如下步驟
①將纖維布同時(shí)纏繞在一型芯及一氣袋上；
②將步驟①所述各部件放置于上下模的型腔內(nèi)；
③合模，向氣袋內(nèi)充入高壓氣體并加熱模具，冷卻后即可固化成型。一種復(fù)材產(chǎn)品的成型模具，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；該成型模具包括上、下模、型芯及氣袋；該上、下模上設(shè)有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品形狀的型腔，該型腔設(shè)有第一段型腔及第二段型腔，兩段型腔分別對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段以及保證內(nèi)側(cè)尺寸段；所述型芯的外壁形狀對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段的內(nèi)壁形狀，該型芯在成型時(shí)固定于第二段型腔內(nèi)；所述氣袋在成型時(shí)位于所述第一段型腔內(nèi)。所述的型芯設(shè)有一固定塊，該固定塊通過(guò)螺釘或止栓或?qū)еi固在上下模上。一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；該成型工藝包括如下步驟
①將纖維布的一段纏繞或鋪設(shè)在一型芯的外側(cè)，剩余的一段懸空；
②將步驟①所述各部件放置于上下模的型腔內(nèi)；
③合模，向懸空的一段纖維布內(nèi)側(cè)充入液態(tài)發(fā)泡材同時(shí)加熱模具，冷卻后即可固化成型。采用上述成型工藝及成型模具之后，本發(fā)明具有下述有益效果
1.由于通過(guò)一次成型即可成型出復(fù)材產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段，產(chǎn)品不存在兩段的搭接處，也不會(huì)出現(xiàn)兩段強(qiáng)度不一的問(wèn)題，整個(gè)產(chǎn)品強(qiáng)度均勻，沒(méi)有薄弱處，因此可提高產(chǎn)品的使用壽命。
2.由于通過(guò)一次成型即可成型出復(fù)材產(chǎn)品具有不同要求的兩段，不存在因二次成型導(dǎo)致的變形問(wèn)題，可提升產(chǎn)品的質(zhì)量。3.只需一次成型、一副模具即可完成具有不同要求兩段的復(fù)材產(chǎn)品的加工，可降低模具成本以及加工工時(shí)，因此可降低產(chǎn)品的成本。


圖1是現(xiàn)有需保證外側(cè)尺寸的復(fù)材產(chǎn)品的加工過(guò)程示意圖； 圖2是現(xiàn)有需保證內(nèi)側(cè)尺寸的復(fù)材產(chǎn)品的加工過(guò)程示意圖3是本發(fā)明的成型方法流程圖4是本發(fā)明的第一種成型工藝流程圖5是本發(fā)明的第一種成型工藝所采用成型模具示意圖6是圖5所示成型模具制造所述復(fù)材產(chǎn)品的加工過(guò)程示意圖7是圖6所示成型模具合模后的剖視圖8是本發(fā)明的第二種成型工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明揭示一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，該復(fù)材產(chǎn)品一部分要保證內(nèi)側(cè)尺寸，一部分要保證外側(cè)尺寸，本文稱為保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段。所述的成型方法為(如圖 3所示)將纖維布的一部分纏繞或鋪設(shè)在一型芯外側(cè)，另一部分懸空纏繞成筒狀或鋪成片狀，將型芯及纖維布一起置于模具的型腔內(nèi)，合模后對(duì)模具進(jìn)行加熱，同時(shí)向懸空的一段纖維布之內(nèi)加壓，位于型芯外側(cè)的一段纖維布采用“外壓成型”得到產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段， 懸空的一段纖維布采用“內(nèi)壓成型”得到產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段。所述的“內(nèi)壓成型”可以為“氣袋成型”、“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、
“模塑成型”或“纏繞成型”等等。本發(fā)明還揭示一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品要求具有保證外側(cè)尺寸段及保證內(nèi)側(cè)尺寸段。如圖4所示，同時(shí)配合參閱圖5、6、7所示，所述復(fù)材產(chǎn)品成型工藝包括如下步驟
①將纖維布1同時(shí)纏繞在一型芯4及一氣袋2上；
②將步驟①所述各部件放置于上下模31、32的型腔33內(nèi)；
③合模，向氣袋2內(nèi)充入高壓氣體并加熱模具，冷卻后即可固化成型。配合上述成型工藝，本發(fā)明可采用如圖5所示的成型模具，如圖5所示并配合圖6 及圖7，所述的成型模具包括上模31、下模32、型芯4及氣袋2 ；該上下模31、32上設(shè)有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品形狀的型腔33，該型腔33設(shè)有第一段型腔331及第二段型腔332，兩段型腔分別對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段以及保證內(nèi)側(cè)尺寸段；所述型芯4的外壁形狀對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段的內(nèi)壁形狀，該型芯4在成型時(shí)固定于第二段型腔332內(nèi)；所述氣袋2在成型時(shí)位于所述第一段型腔331內(nèi)。所述的型芯4還可設(shè)置一固定塊41，該固定塊41可通過(guò)螺釘或止栓或?qū)е孺i固在上下模31、32上。
采用上述工藝及模具在成型復(fù)材產(chǎn)品時(shí)，復(fù)合纖維布加熱后被軟化，在具有氣袋2 的一側(cè)，在高壓氣體的擠壓下，纖維布的外側(cè)緊貼在上、下模31、32的型腔33內(nèi)壁，只要保證該段型腔(即第一段型腔331)的尺寸及形狀符合要求，就可以保證該處產(chǎn)品外側(cè)的尺寸及形狀符合要求，成型之后，即構(gòu)成了產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段；而在型芯4 一側(cè)，在型芯與該側(cè)型腔(即第二段型腔332)的擠壓下，纖維布的內(nèi)側(cè)緊貼在型芯4的外壁，只要保證型芯外壁的尺寸及形狀，就可以保證該段產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸及形狀符合要求，成型之后，即構(gòu)成了產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段。為更好的保證內(nèi)側(cè)尺寸，所述上下模31及32上可開(kāi)設(shè)氣孔(圖中未示出)與第二段型腔332相通，這樣在成型時(shí)可通入高壓氣體至第二段型腔332內(nèi)的纖維布外側(cè)，從而令該段纖維布緊貼在型芯4外壁。上述成型工藝及模具是采用“外壓成型” + “氣袋成型”加工所要求的復(fù)材產(chǎn)品，本發(fā)明也可以采用其他“內(nèi)壓成型”方法。如圖8所示，為本發(fā)明采用“外壓成型” + “發(fā)泡成型”的成型工藝流程圖。所述的成型工藝包括如下步驟
①將纖維布1的一段纏繞或鋪設(shè)在一型芯4的外側(cè)，剩余的一段懸空；
②將步驟①所述各部件放置于上下模31、32的型腔33內(nèi)；
③合模，向懸空的一段纖維布內(nèi)側(cè)充入液態(tài)發(fā)泡材同時(shí)加熱模具，冷卻后即可固化成型。由于液態(tài)的發(fā)泡材在固化時(shí)會(huì)膨脹，因此可擠壓其外側(cè)的纖維布令其貼緊在型腔內(nèi)壁，從而在成型后可保證產(chǎn)品在該段的外側(cè)尺寸符合要求；而對(duì)于具有型芯的一段，其成型方式與原理上述實(shí)施例相同，可保證成型后產(chǎn)品在型芯段的內(nèi)側(cè)尺寸符合要求。本發(fā)明還可以采用其他的“內(nèi)壓成型”方法，從而構(gòu)成“外壓成型” + “灌注成型”、 “外壓成型” + “抽真空成型”、“外壓成型” + “模塑成型”及“外壓成型” + “纏繞成型”等等成型工藝，而這些“內(nèi)壓成型”技術(shù)都屬于現(xiàn)有的成熟技術(shù)，在此不一一舉例。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，其特征在于將纖維布的一部分纏繞或鋪設(shè)在一型芯外側(cè)，另一部分懸空纏繞成筒狀或鋪成片狀，將型芯及纖維布一起置于模具的型腔內(nèi)，合模后對(duì)模具進(jìn)行加熱，同時(shí)向懸空的一段纖維布之內(nèi)加壓，位于型芯外側(cè)的一段纖維布采用“外壓成型”得到產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段，懸空的一段纖維布采用“內(nèi)壓成型”得到產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，其特征在于所述的“內(nèi)壓成型”為“氣袋成型”、“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、“模塑成型”或“纏繞成型”。
3.一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；其特征在于包括如下步驟①將纖維布同時(shí)纏繞在一型芯及一氣袋上；②將步驟①所述各部件放置于上下模的型腔內(nèi)；③合模，向氣袋內(nèi)充入高壓氣體并加熱模具，冷卻后即可固化成型。
4.一種采用權(quán)利要求3所述成型工藝的成型模具，其特征在于該成型模具包括上、下模、型芯及氣袋；該上、下模上設(shè)有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品形狀的型腔，該型腔設(shè)有第一段型腔及第二段型腔，兩段型腔分別對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段以及保證內(nèi)側(cè)尺寸段；所述型芯的外壁形狀對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段的內(nèi)壁形狀，該型芯在成型時(shí)固定于第二段型腔內(nèi)；所述氣袋在成型時(shí)位于所述第一段型腔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)材產(chǎn)品的成型模具，其特征在于所述的型芯設(shè)有一固定塊， 該固定塊通過(guò)螺釘或止栓或?qū)еi固在上下模上。
6.一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；其特征在于包括如下步驟①將纖維布的一段纏繞或鋪設(shè)在一型芯的外側(cè)，剩余的一段懸空；②將步驟①所述各部件放置于上下模的型腔內(nèi)；③合模，向懸空的一段纖維布內(nèi)側(cè)充入液態(tài)發(fā)泡材同時(shí)加熱模具，冷卻后即可固化成型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，將纖維布的一部分纏繞或鋪設(shè)在一型芯外側(cè)，另一部分懸空纏繞成筒狀或鋪成片狀，將型芯及纖維布一起置于模具的型腔內(nèi)，合模后對(duì)模具進(jìn)行加熱，同時(shí)向懸空的一段纖維布之內(nèi)加壓，位于型芯外側(cè)的一段纖維布采用“外壓成型”得到產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段，懸空的一段纖維布采用“內(nèi)壓成型”得到產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段。本發(fā)明只通過(guò)一次成型即可成型出復(fù)材產(chǎn)品具有不同要求的兩段，產(chǎn)品不存在兩段的搭接處，不會(huì)出現(xiàn)兩段強(qiáng)度不一的問(wèn)題，也不會(huì)存在因二次加熱導(dǎo)致的變形問(wèn)題，可提升產(chǎn)品的質(zhì)量，且一次成型可降低加工成本。本發(fā)明還公開(kāi)一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝及成型模具。
文檔編號(hào)B29C70/42GK102248686SQ201110123860
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉燕民, 黃敏宣 申請(qǐng)人:廈門新凱復(fù)材科技有限公司