CN105437460A - 一种复合材料型材的加工成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成型方法，具体的一种复合材料型材的加工成型方法，其特征在于：由第一复合材料与热塑性树脂组成，所述第一复合材料由碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者碳化硅纤维中的一种与热塑性树脂组成的复合材料树脂布，并通过开合模注塑后制得；采用本发明，通过将第一复合材料一体布和热可塑性树脂直接在模具中加工融合，减少了热赋形步骤，大大降低了成型的成本，并且得到的产品性能相对更高。

Description

一种复合材料型材的加工成型方法
技术领域
本发明涉及一种成型方法，具体的一种复合材料型材的加工成型方法。
背景技术
IMD是InMoldDecoration的简称，利用模具在胶料等注塑成型的同时进行加工装饰的加工方法，是最新的一种添加装饰的加工方法，从20世纪到90年代中期，喷涂印刷等加工方法从2次元装饰加工法发展到3次元装饰加工方法是先现今使用较多的标签加工方法，与平面面板装饰加工方法不同，是薄板、图案及标志等于印刷用的墨水及树脂进行3次元成型的一种新的加工方法，IMD成型广泛用于汽车、电子学、通信、电气、仪表面板，同时具有装饰性及实用性，现有技术中的复合材料加工成型技术方法都是将3D赋形后的东西再进行***成型，如碳素纤维板进行3D热赋形后马上装入成型模具内在射出成型的，所以事先需要将复合材料树脂薄板热赋形，工序相对来说比较多，无法降低成本，因此如何简化工序步骤，降低成本，是需要解决的问题。
发明内容
本发明是并不是利用含有树脂的复合材料的板而是把含有树脂的复合材料的布（以下简称为复合材料树脂）直接放入模具内，利用注塑成型时树脂的热量及注塑压力赋予其3D形状，同时使得表面具有光泽，将现有技术的工序步骤简化，省去了热赋形步骤，大大降低了成本，一种复合材料型材的加工成型方法，其特征在于：由第一复合材料与热塑性树脂组成，所述第一复合材料由碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者碳化硅纤维中的一种与热塑性树脂组成的复合材料树脂布，包括如下步骤，
1）将最初的复合材料树脂布按要求进行剪切；
2）将模具开启打开，用动模上的真空吸附孔将第一复合材料一体布吸附在动模成型正面上；
3）进行合模，动模凹形与定模凸形将复合材料树脂布半固定成制品形状，同时动模上的真空吸附孔将复合材料树脂布吸着半固定到动模的凹形侧中；
4）注射热可塑性树脂，热可塑性树脂注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-177MPa，注塑温度150-400℃，模具温度20-180℃，利用注塑成型时树脂的温度和压力将复合材料树脂布很好的付型在模具凹凸形状中同时使附着有热可塑性树脂的复合材料树脂布塑料化熔融以满足表面光泽要求；
5）热可塑性树脂产品在模具内冷却至可以将产品拿出的温度50-120℃，冷却完成后，动模侧开始打开，打开一定距离后，定模侧的顶杆将制品顶出；
6）将上述制品多余的第一复合材料一体布进行切割去除；
7）后续加工。
进一步的，所述模具的成型形状能够做成任意3D形状。
进一步的，所述热塑性树脂有PC、PA、ABS、TPU、PP、PPS、PBT、PVC、PMMA、PEEK。
进一步的，所述PC材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力69-140MPa，注塑温度240-320℃，模具温度90-120℃。
进一步的，所述PA材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度210-300℃，模具温度30-120℃。
进一步的，所述ABS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力54-172MPa，注塑温度180-230℃，模具温度50-80℃。
进一步的，所述TPU材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度180-250℃，模具温度30--60℃。
进一步的，所述PP材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力49-147MPa，注塑温度170-220℃，模具温度20--90℃。
进一步的，所述PPS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-147MPa，注塑温度320-350℃，模具温度80-180℃。
进一步的，所述热塑性树脂为PMMA的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度180-230℃，模具温度50--80℃。
进一步的，所述PVC材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度150-200℃，模具温度45--100℃。
进一步的，所述PBT材料的注塑成型中注塑时间为0.5-3s，注塑压力50-177MPa，注塑温度250-280℃，模具温度40－100℃。
进一步的，所述变性PEEK材料的注塑成型中注塑时间为0.5-3s，注塑压力50-177MPa，注塑温度380-400℃，模具温度80－180℃。
本发明的有益效果为：采用本发明，通过将第一复合材料一体布和热可塑性树脂直接在模具中加工融合，减少了热赋形步骤，大大降低了成型的成本，并且得到的产品性能相对更高。
发明设计的应用例子
例）不单是复合材料的IMD成型技术，也能够应用于复合材料的3D热赋形技术。
这次正是对IMD加工方法的应用进行了说明，但是作为应用的范围不只限于在IMD加工方法。
这项发明不仅使用在复合材料的IMD加工工艺，而且也能使用于复合材料基材的3D热赋形。
使用那种在注塑成型之后能够将注塑成型的那部分树脂剥离掉的树脂材料(可以高温溶解再利用的材料)进行注塑成型，剥离掉之后得到的便是复合材料的3D热赋形，同时其表面能达到高质量外观效果，此项技术也是能够代替热赋形(热压)加工工艺的一项技术。
利用此***，一般通用的成型机、模具以及通用的东西都可以使用，对于少量的生产也能降低成本投资，并且也能够适用于量产。
附图说明
图1-图5是本发明的复合成型方法过程中的主要步骤；
其中，1为动模，11为真空吸附孔，2为定模，21为顶杆，3为复合材料树脂布，31为多余的复合材料树脂布，5为热塑性树脂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步地说明：第一实施例，一种复合材料型材的加工成型方法，其特征在于：由第一复合材料与热塑性树脂组成，所述第一复合材料由碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者碳化硅纤维中的一种与热塑性树脂组成的复合材料树脂布，包括如下步骤，
1）将最初的复合材料树脂布按要求进行剪切；
2）将模具开启打开，用动模上的真空吸附孔将第一复合材料一体布吸附在动模成型正面上；
3）进行合模，动模凹形与定模凸形将复合材料树脂布半固定成制品形状，同时动模上的真空吸附孔将复合材料树脂布吸着半固定到动模的凹形侧中；
4）注射热可塑性树脂，一般的热可塑性树脂注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-177MPa，注塑温度150-400℃，模具温度20-180℃，利用注塑成型时树脂的温度和压力将复合材料树脂布很好的付型在模具凹凸形状中同时使附着有热可塑性树脂的复合材料树脂布塑料化熔融以满足表面光泽要求；
5）一般的热可塑性树脂产品在模具内冷却至可以将产品拿出的温度50-120℃，冷却完成后，动模侧开始打开，打开一定距离后，定模侧的顶杆将制品顶出；
6）将上述制品多余的第一复合材料一体布进行切割去除；
7）后续加工。
所述模具的成型形状能够做成任意3D形状，所述PC材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力69-140MPa，注塑温度240-320℃，模具温度90-120℃。
第二实施例，采用的是第一复合材料一体布与PA材料制得，第一复合材料一体布是由碳素纤维与PA制成的一体布，所述PA材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度210-300℃，模具温度30-120℃。
第三实施例采用的是第一复合材料一体布与ABS材料，第一复合材料一体布是由玻璃纤维与ABS制成，所述ABS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力54-172MPa，注塑温度180-230℃，模具温度50-80℃。
第四实施例采用的是第一复合材料一体布与TPU材料，第一复合材料一体布是由玻璃纤维与TPU制成，所述TPU材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度180-250℃，模具温度30--60℃。
第五实施例采用的是第一复合材料一体布与PP材料，第一复合材料一体布是由芳纶纤维与PP制成，所述PP材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力49-147MPa，注塑温度170-220℃，模具温度20--90℃。
第六实施例采用的是第一复合材料一体布与PPS材料，第一复合材料一体布是由碳化硅纤维与PPS制成，所述PPS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-147MPa，注塑温度320-350℃，模具温度80-180℃。
此外，后续实施例中，第一复合材料一体布分别与下列几种进行复合，分别为PMMA的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度180-230℃，模具温度50--80℃。
PVC材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度150-200℃，模具温度45--100℃。
PBT材料的注塑成型中注塑时间为0.5-3s，注塑压力50-177MPa，注塑温度250-280℃，模具温度40－100℃。
PEEK材料的注塑成型中注塑时间为0.5-3秒，注塑压力50-177MPa，注塑温度380-400℃，模具温度80－180℃。
上述实施例中，产品在模具中冷却至50-180℃。
附图中，图1为模具打开状态时用真空吸附孔将複合材樹脂布吸附在动模成型正面上；图2为合模时动模凹形与定模凸形将複合材樹脂布半固定成制品形状，同时真空吸附孔吸附固定複合材樹脂布；图3为注塑可塑性材料时，利用注塑成型时的树脂温度和压力，以满足附着热塑性树脂的複合材樹脂布熔融以满足表面光泽要求；图4为注塑完成后，产品在模具内冷却后，动模侧打开一定距离，顶杆将制品顶出取下；图5为成型后的产品，将多余部分的複合材樹脂布加工切掉以完成最后步骤。本实施例中，複合材樹脂布可以是碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者碳化硅纤维中的一种与热塑性树脂组成的。
本发明中的热塑性树脂为PC、PA、ABS、TPU、PP、PPS、PBT、PVC、PMMA、PET中的一种，虽然并未全部举例，但是只要是热可塑性注塑成型树脂材料都可以应用本发明。

Claims (9)

1.一种复合材料型材的加工成型方法，其特征在于：由第一复合材料与热塑性树脂组成，所述第一复合材料由碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者碳化硅纤维中的一种与热塑性树脂组成的复合材料树脂布，包括如下步骤，
1)将最初的复合材料树脂布按要求进行剪切；
2)将模具开启打开，用动模上的真空吸附孔将第一复合材料一体布吸附在动模成型正面上；
3)进行合模，动模凹形与定模凸形将复合材料树脂布半固定成制品形状，同时动模上的真空吸附孔将复合材料树脂布吸着半固定到动模的凹形侧中；
4)注射热可塑性树脂，热可塑性树脂注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-177MPa，注塑温度150-400℃，模具温度20-180℃，利用注塑成型时树脂的温度和压力将复合材料树脂布很好的付型在模具凹凸形状中同时使附着有热可塑性树脂的复合材料树脂布塑料化熔融以满足表面光泽要求；
5)热可塑性树脂产品在模具内冷却至可以将产品拿出的温度50-120℃，冷却完成后，动模侧开始打开，打开一定距离后，定模侧的顶杆将制品顶出；
6)将上述制品多余的第一复合材料一体布进行切割去除；
7)后续加工。
2.根据权利要求1所述的加工成型方法，其特征在于：所述模具的成型形状能够做成任意3D形状。
3.根据权利要求1所述的加工成型方法，其特征在于：所述热塑性树脂有PC、PA、ABS、TPU、PP、PPS、PBT、PVC、PMMA、PEEK。
4.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述PC材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力69-140MPa，注塑温度240-320℃，模具温度90-120℃。
5.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述PA材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度210-300℃，模具温度30-120℃。
6.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述ABS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力54-172MPa，注塑温度180-230℃，模具温度50-80℃。
7.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述TPU材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力34-140MPa，注塑温度180-250℃，模具温度30--60℃。
8.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述PP材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力49-147MPa，注塑温度170-220℃，模具温度20--90℃。
9.根据权利要求3所述的加工成型方法，其特征在于：所述PPS材料的注塑成型中注塑时间为0.3-5s，注塑压力29-147MPa，注塑温度320-350℃，模具温度80-180℃。
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