CN203945700U - 具溢流道的碳纤维真空成型模具 - Google Patents

具溢流道的碳纤维真空成型模具 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种具溢流道的碳纤维真空成型模具，包括：一下模和一上模；该下模设有一模穴，一溢流道设于该下模的上表面并且围绕着该模穴，该下模设有至少一空气通道，该空气通道与该溢流道连通；一含浸流动树脂的碳纤维片放置于该模穴中，该溢流道中放置一吸收体，该吸收体为具有吸收性和透气孔隙的材料；该上模的下表面设有一凸出的仿形块，该仿形块的形状与该模穴相符，该上模与下模结合时，该仿形块进入该模穴中，使碳纤维片塑型。碳纤维片的过多含浸树脂可溢至该溢流道中，并由该吸收体所吸收。

Description

具溢流道的碳纤维真空成型模具
技术领域
本实用新型涉及成型模具设计领域，特别是碳纤维或玻璃纤维成型模具。 
背景技术
以碳纤维(或玻璃纤维)编织而成的基材已大量使用于计算机、电子及通讯产品。碳纤维制品的成型方法是：将碳纤维预浸布缓慢加热到一定温度后，保持40-80分钟，然后自然冷却，成型总时间至少要60分钟。过长的成型时间不利于产制效率的提升，而且，高温高压成型过程中，含浸于纤维布中的树脂在未凝固之前其流动性会导致些微的树脂往下流失，以致表面树脂形成不均匀的情形，需再以表面喷涂的方式将表面修饰均匀。 
为克服上述问题，业界提出以风压和抽真空技术使碳纤维预浸布在模具中成型，透过风压使碳纤维预浸布顺应模穴形状，透过真空技术移除存在于模穴和树脂中的气体，从而提高产品表面质量，减少产品孔隙，增加产品机械特性。然而含浸于碳纤维中的树脂在尚未凝固之前具有流动性，在抽真空的过程中，具流动性的树脂受真空抽吸力的作用而流动，导致树脂在碳纤维片上的分布变得不均匀，甚至一小部分的树脂被吸入真空抽吸孔道或构件。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是关于含浸流动树脂的碳纤维片在模具中经历抽真空过程，因树脂尚未凝固前地流动性使其受真空抽吸力地作用而流动，导致树脂在碳纤维片上的分布变得不均匀，甚至被吸入真空抽吸孔道或构件中的问题。这个问题也发生在树脂转注成型(Resin Transfer Molding,RTM)技术中，当树脂通过模具的通道注入模穴中并开始含浸碳纤维片，流动的树脂也会因真空抽吸力的作用被吸入真空抽吸孔道或构件中。 
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是提供具溢流道的碳纤维真空成型模具，该模具包括：一下模和一可与该下模上表面结合或分离的上模； 
该下模的上表面中央区域设有一向下凹陷的模穴，一溢流道设于该下模的上表面并且围绕着该模穴；该下模设有至少一空气通道，该空气通道与该溢流道连通；一含浸流动树脂的碳纤维片放置于该模穴中，该溢流道中放置一吸收体，该吸收体为具有吸收性和透气孔隙的材料； 
该上模的下表面设有一凸出的仿形块，该仿形块的形状与该模穴相符，该 上模与下模结合时，该仿形块进入该模穴中，且该上模遮蔽该溢流道。 
更进一步地，所述溢流道的纵向深度大于所述模穴。 
所述溢流道紧邻所述模穴。 
两者相邻边的距离介于1mm至3mm。 
本实用新型的有益效果在于克服了含浸流动树脂的碳纤维片在模具中经历抽真空过程，因树脂尚未凝固前地流动性使其受真空抽吸力地作用而流动，导致树脂在碳纤维片上的分布变得不均匀，甚至被吸入真空抽吸孔道或构件中的问题。 
本实用新型透过该溢流道及其中的吸收体，吸收溢出该模穴外的碳纤维片地多余的含浸树脂，溢出的树脂被吸收体所吸附，因此不会被吸入真空抽吸孔道或构件中。该吸收体因具备透气孔隙，不致影响抽真空作业地进行。 
碳纤维片的多余含浸树脂可溢至溢流道中，使碳纤维片含浸树脂量充足且平均。 
在该溢流道中被吸收体所吸收的树脂，于模具加热时固化，以致原本柔软的吸收体因树脂固化而硬化，硬化的吸收体可以很轻易的从该溢流道中取出。 
硬化的树脂可随着吸收体脱离溢流道，因此在取出吸收体的同时也一并清除了溢流道中的残余树脂，免去了清洁溢流道残余树脂的工时。 
附图说明
图1为本实用新型模具的立体分解图。 
图2为本实用新型模具的组合剖面图。 
图3为含浸流动树脂的碳纤维片及吸收体于本实用新型模具中的剖面示意图之一。 
图4为含浸流动树脂的碳纤维片及吸收体于本实用新型模具中的剖面示意图之二。 
图5为本实用新型模具应用于快速加热真空吸塑机的平面示意图之一。 
图6为本实用新型模具应用于快速加热真空吸塑机的平面示意图之二。 
附图标号：10-下模；11-模穴；12-溢流道；13-空气通道；20-上模；21-仿形块；30-含浸流动树脂的碳纤维片；40-吸收体；50-快速加热真空吸塑机；51-平台；52-薄膜式电热片；53-抽吸孔道；54-真空抽吸开关；55-通气孔道；56-真空释除开关；60-弹性加压结构；61-弹性膜片；62-框架；63-气密条；64-枢轴结构 
具体实施方式
为便于说明本实用新型所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同对象是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际组件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的组件是以相同的编号来表示。 
如图1至图4，本实用新型具溢流道的碳纤维真空成型模具，该模具包括：一下模10和一可与该下模10结合或分离的上模20； 
该下模10的上表面中央区域设有一向下凹陷的模穴11，一溢流道12设于该下模10的上表面并且围绕着该模穴11，该溢流道12的深度大于该模穴11；该溢流道12紧邻该模穴11，两者相邻边的距离介于1mm-3mm；该下模10设有至少一空气通道13，该空气通道13与该溢流道12连通；一含浸流动树脂的碳纤维片30放置于该模穴11中，该溢流道12中放置一吸收体40，该吸收体40为具有吸收性和透气孔隙的材料，例如制成片状的棉料。 
该上模20的下表面设有一凸出的仿形块21，该仿形块21的形状与该模穴11相符，该上模20与下模10结合时，该仿形块21进入该模穴11中。 
在热压真空成型制程中，该上模20与下模10结合，该仿形块21与该模穴11将其中含浸流动树脂的碳纤维片30预压，该下模10被加热至预定温度，为使碳纤维片30所含浸的树脂得以固化，并定型该碳纤维片30的形状。在树脂尚未固化之前，树脂的流动性以及仿形块21的预压力，会使得该碳纤维片30含浸多余的树脂从模穴11中溢出至该溢流道12，被该吸收体40吸收。当下模10被加热至预定温度且维持一预定时间，含浸于碳纤维片30的树脂固化，使碳纤维片30按着仿形块21及模穴11的形状而成型。同时，在该溢流道12中被吸收体40所吸收的树脂也一并固化，以致原本柔软的吸收体40因树脂固化而硬化。 
在上述热压成型的过程中的同时配合抽真空作业，上模20与下模10之间的空气经由该空气通道13被抽离，据此消除该碳纤维片含浸树脂的气泡。因为吸收体40具有透气孔隙，因此当抽真空作业透过该下模10的空气通道13抽除上模20与下模10之间的空气时，该吸收体40并不会阻碍模间空气的排除。当抽真空作业进行时，因为碳纤维片含浸的树脂已预先溢流至该溢流道12，所以该碳纤维片30所含浸的树脂基本上已经平均的分布了，而余溢的树脂因为在溢流道12中被吸收体40所吸收，因此不会随着抽真空的气流而被吸入真空抽吸孔道或是构件中。 
本实用新型特别设计该溢流道12紧邻该模穴11，是为了使模穴11中余溢的 树脂容易流进该溢流道12，避免其弥漫在上模20与下模10之间。而该溢流道12的深度大于该模穴11是便于溢流至该溢流道12中的树脂可以较快的沉降，而不逆流回该模穴11中。 
热压真空成型制程完成后，开模取出该碳纤维片成型品，上述硬化的吸收体40可以很轻易的从该溢流道12中被取出，且在取出吸收体40的同时也一并清除了溢流道12中的残余树脂，免去了清洁溢流道的残余树脂的工时。 
如图5及图6，本实用新型的模具应用于快速加热真空吸塑机50的平面示意图，该下模10及上模20结合后，被放置在该快速加热真空吸塑机50的平台51上，该平台51内埋设薄膜式电热片52，控制该平台51及其上的本实用新型模具快速升温及降温，该平台51设一抽吸孔道53，该抽吸孔道53连通该下模10的空气通道13，该抽吸孔道53由一真空抽吸开关54控制导通或关闭，该真空抽吸开关14连接一真空抽吸装置(图未示)。该平台51另设一通气孔道55，该通气孔道55连通该平台51的表面，该通气孔道55由一真空释除开关56控制导通或关闭，该真空释除开关56连接一空气导入装置(图未示)。 
该快速加热真空吸塑机50另具有一弹性加压结构60，该弹性加压结构60包括一弹性膜片61和一结合于该弹性膜片61以保持该膜片张力的框架62。该弹性膜片61为硅胶材料，厚度约1mm～2mm，耐热温度为300℃。该弹性加压结构60可相对于该平台51结合或分离。***台51的一侧结合，使该弹性加压结构60以手动掀合的方式与该平台51结合或分离。该弹性加压结构60也可以透过架体而安装于该平台51的上方，并透过动力缸的驱动使该弹性加压结构60与该平台51结合或分离。该框架62与该平台51的周缘设有气密条63，使两者结合时保持气密。 
当弹性加压结构60与该平台51结合，该弹性膜片61完全的盖覆该上模20。当抽真空作业开始进行时，除了抽除该上模20与下模10之间的空气之外，也将该平台51与该弹性膜片61之间的空间抽真空成负压状态，该弹性膜片61顺着该下模10及上模20的外形而变形，对该上模20形成压力，对位于模穴11和仿形块21之间含浸流动树脂的碳纤维片30施予平均分布的力量，使该碳纤维片依该模穴11和仿形块21而定型，于树脂凝固后，即形成一碳纤维成品。成型后开模，先将该真空抽吸开关54以及该真空抽吸装置关闭，接着打开该真空释除开关56及空气导入装置，将空气导入平台51和弹性膜片61之间，空气也透过该空气通道13进入该上模20与下模10之间，解除负压状态，使弹性加压结构60得以与平台51分离。 

Claims (4)

1.一种具溢流道的碳纤维真空成型模具，其特征在于，它包括：
一下模和一可与该下模相对结合或分离的上模；
该下模的上表面中央区域设有一向下凹陷的模穴，一溢流道设于该下模的上表面并且围绕着该模穴，该下模设有至少一空气通道，该空气通道与该溢流道连通；
一含浸流动树脂的碳纤维片放置于该模穴中；
一吸收体放置于该溢流道中，该吸收体为具有吸收性和透气孔隙的材料；
该上模的下表面设有一凸出的仿形块，该仿形块的形状与该模穴相符；该上模与该下模结合时，该仿形块进入该模穴中，且该上模遮蔽该溢流道。
2.如权利要求1所述的具溢流道的碳纤维真空成型模具，其特征在于，所述溢流道的纵向深度大于所述模穴。
3.如权利要求1所述的具溢流道的碳纤维真空成型模具，其特征在于，所述溢流道紧邻所述模穴。
4.如权利要求3所述的具溢流道的碳纤维真空成型模具，其特征在于，两者相邻边的距离介于1mm至3mm。
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