專利名稱：多工位樹脂傳送加壓模塑成型機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工玻璃鋼制品的模塑成型機(jī)組。該機(jī)組具有自動化程度高、效率高、制品質(zhì)量高等特點，能加工形狀復(fù)雜的大型玻璃鋼制品如汽車車體等，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
玻璃鋼是一種復(fù)合材料，其基體多采用不飽和樹酯或環(huán)氧樹酯，并加入玻璃纖維或其制品作為增強(qiáng)相，以提高復(fù)合材料的強(qiáng)度。這一種工程材料具有許多獨特的優(yōu)點，例如機(jī)械性能好、質(zhì)輕高強(qiáng)、耐腐蝕性好、熱性能好、電性能好、工藝性好等等。因此，這種復(fù)合材料自出現(xiàn)以來，發(fā)展得很快，應(yīng)用的范圍也很廣，獲得了很大的進(jìn)展。
但是，對于一些形狀復(fù)雜的大型制品，如汽車車體等，并未能獲得廣泛的應(yīng)用。這里的原因很多，一方面是汽車的車體，不僅形狀復(fù)雜，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是由許多形狀復(fù)雜的空間曲面組成的整體式結(jié)構(gòu)，受力情況也很復(fù)雜。而玻璃鋼除了有上述的優(yōu)點而外，還存在著彈性模量低等缺陷，因此在不斷改進(jìn)材料特性的同時，也必須探索適應(yīng)于新材料的新結(jié)構(gòu)，使之能發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)點，并能彌補(bǔ)其不足。在這方面發(fā)明人已申請了有關(guān)玻璃鋼汽車車身新結(jié)構(gòu)的專利88106442.4及88202023.4。問題的另一方面是現(xiàn)有的玻璃鋼加工工藝及裝備，還難于滿足結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型玻璃鋼制件的要求。
目前，在國內(nèi)外玻璃鋼的加工工藝主要有以下幾種(1) 熱壓工藝 這種工藝的特點是將玻璃鋼材料予制成不同的模塑料，然后在模具中加熱加壓成型。根據(jù)模塑料制作的情況，又分為普通模塑料，層狀模塑料SMC、團(tuán)狀模塑料DMC和散狀模塑料BMC等四種模壓成型工藝。這種工藝的優(yōu)點是效率高，加工精度高，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)，但缺點是僅能適用于形狀簡單的小型工件，對于形狀復(fù)雜化的大型制品是難于應(yīng)用的。
(2) 纏繞工藝 這種工藝是以浸有樹酯的玻璃纖維絲束，纏繞到芯?；蚰＞呱铣尚偷囊环N加工工藝，這種工藝的特點是強(qiáng)度高，僅適用于各種管道或壓力容器，應(yīng)用的范圍較窄。
(3) 手糊成型工藝 這種工藝是將玻璃纖維布與樹酯混合料分層次糊制到模型上而成型的一種工藝。這種工藝的特點是需用的設(shè)備簡單，能加工形狀復(fù)雜的大型的玻璃鋼制品。我國目前加工汽車車體上使用的工藝均屬于這種類型。但由于工藝落后，效率低，勞動條件差，產(chǎn)品質(zhì)量的保證比較困難等原因，很難在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線上應(yīng)用。
(4) 噴射成型工藝 這種工藝是利用噴射槍將樹酯混合料噴射到模具上，同時將玻璃纖維束切割成短切纖維，粘貼到模具壁上。這種工藝的優(yōu)點是提高了效率，但降低了制品的強(qiáng)度，短切纖維玻璃鋼的強(qiáng)度約為一般玻璃鋼的1／2－1／3。同時，對于復(fù)雜制品的加工，也存在著一定的困難。
(5) 樹酯注入模塑成型法 或稱為樹酯傳遞模塑成型法，這是國外近年來發(fā)展起來的一種工藝，Resin Transfer Molding簡稱RTM。這種工藝的特點，將模具制成封閉的型腔在予鋪設(shè)玻璃纖維制品后合模，再將樹酯混合料注入模具型腔成型。這種工藝的特點是能生產(chǎn)形狀復(fù)雜化的制品，也能加工一些大型的工件，表面的光潔度高，幾何尺寸穩(wěn)定等。其缺點是基體材料的緻密度不夠，影響到材料的強(qiáng)度；不能加工具有中空型腔的復(fù)雜制品；生產(chǎn)效率不高，目前還停留在單個零件小批量生產(chǎn)的水平，尚未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的程度。
本發(fā)明的目的是提供一種多工位的自動化的模塑成型機(jī)組，其主要特點是(1)能夠加工形狀復(fù)雜的大型玻璃鋼制品。
(2)由于設(shè)置有蠟芯處理系統(tǒng)，能加工具有中空型腔，具有雙層薄殼結(jié)構(gòu)的制品，能使用一次成型的工藝，加工整體的箱型結(jié)構(gòu)，而不需要予制成若干個構(gòu)件后，再組裝成整體結(jié)構(gòu)。
(3)設(shè)置有負(fù)壓系統(tǒng)及填充料加壓系統(tǒng)，能提高充填速度，提高模塑料的填充密度。
(4)設(shè)置有 加壓系統(tǒng)及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，能對成型件加壓，提高制品的密實度。
(5)設(shè)置有多工位加工系統(tǒng)，整個加工成型工藝是自動連續(xù)地進(jìn)行的，具有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)高節(jié)奏的特點。
本發(fā)明所提供的成型機(jī)組是在樹酯傳遞模塑成型工藝，即RTM工藝的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)和發(fā)展的一種自動連續(xù)作業(yè)的成型機(jī)組。這種機(jī)組是由(1)負(fù)壓系統(tǒng)；(2)填充系統(tǒng)；(3)加壓系統(tǒng)；(4)加熱系統(tǒng)；(5)壓力補(bǔ)償系統(tǒng)；(6)多工位成型系統(tǒng)；(7)蠟處理系統(tǒng)；(8)控制系統(tǒng)等組成。
為了對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，以加工汽車車體為實施例，并并參照附


圖1，進(jìn)行說明如下
圖1中的0～1為汽車車身外模具，0～2為內(nèi)模具，組合后的模具中，予鋪設(shè)有玻璃纖維或其制品的增強(qiáng)材料，并設(shè)置有所需的予制件、鑲嵌件、蠟芯等。
(1)負(fù)壓系統(tǒng)是由真空泵1－1、電磁閥1－2、負(fù)壓計1－3、負(fù)壓罐1－4、分水濾清器1－5、快速接頭1－6、管道1－7、排氣閥1－8等組成。其工作過程如下機(jī)組開始工作，真空泵1－1啟動，使負(fù)壓罐1－4，達(dá)到所需的真空度，打開電磁閥1－2后，模型型腔形成負(fù)壓，并使型腔保持所需的真空度。以提高充填速度，并減少制品的氣泡及孔隙。
(2)填充系統(tǒng)是由封閉式容器2－1、攪拌器2－2、管道2－3、電磁閥2－4、進(jìn)口分流閥2－5、快速接頭2－6等組成。其工作過程如下機(jī)組開始工作前，首先向容器2－1中，按比例投入(樹酯＋固化劑)及(樹酯＋促進(jìn)劑)，封蓋后，啟動攪拌器，將混合料攪拌均勻。電磁閥打開后，樹酯混合料通過分流閥進(jìn)入型腔。由于模具型腔是處于負(fù)壓狀態(tài)，樹酯混合料將順延型腔壁由下而上，逐步將型腔填滿，并將預(yù)置的玻璃纖維制品、鑲嵌件、預(yù)制件、蠟芯等包容其中。充填完成后，電磁閥關(guān)閉，充填過程完成。
(3)加壓系統(tǒng)是由空氣壓縮機(jī)3－1、貯氣罐3－2、電磁閥3－3、管路3－4、濾清器3－5、壓力計3－6、安全閥3－7等組成。其工作過程如下機(jī)組工作開始，電源接通，空壓機(jī)3－1開始工作，貯氣罐3－2保持所需的壓力。電磁閥3－3打開后，壓縮空氣進(jìn)入樹酯混合料封閉容器2－1的上部，以提高樹酯混合液的充填速度。充填完成后，截止閥關(guān)閉，壓力加大，以提高樹酯混合料的充填密度。
(4)加熱系統(tǒng)是由電源4－1、電源開關(guān)4－2、電熱元件4－3、溫度計4－4等組成。其工作過程是這樣的。電源接通后，設(shè)置于模具中的電熱元件發(fā)熱，促使周圍溫度增高。其作用如下①加熱——加壓。模具升溫后，預(yù)置于模具中的蠟芯溶化，液態(tài)的石蠟在升溫中體積膨脹，在密封的型腔中壓力升高，并對包容于其外側(cè)的模型件加壓，以提高玻璃鋼制品的緻密度；②加熱－－脫蠟。在加熱－－加壓過程完成后，打開模型底部的放蠟閥7－2，將模具型腔中的液態(tài)石蠟，排出至集蠟池7－1；③加熱－－固化。在加熱過程中，充填進(jìn)型腔中的樹酯混合液，將加速固化。
(5)壓力補(bǔ)償系統(tǒng)是由上述加壓系統(tǒng)中的空壓機(jī)3－1、貯壓罐3－2等，并增加電磁閥5－1、壓力計5－2、氣液作動器5－3、單向閥5－4等組成。其工作過程如下當(dāng)加熱－－加壓過程所形成的壓力，由于泄漏或其它原因，而不能達(dá)到所需的壓力時，打開電磁閥，氣壓作動器中的氣壓加大，并使作動器隔膜另一邊的液態(tài)石蠟的壓力增高，以保證成型件在所需的壓力作用下固化，提高其致密度。
(6)多工位成型系統(tǒng)是由設(shè)置于成型機(jī)組周圍的多組工位模型架組成的。包括模型放置架6－1、電源插頭6－2、負(fù)壓管插座6－3、充填管插座6－4、氣壓管插座6－5、放蠟接口6－6等組成。其工作原理是整個模塑成型工藝，是由不同的工序組成的，利用各個不同工序之間的時間差，組成空間交叉的多工位作業(yè)系統(tǒng)，以提高整個成型機(jī)組的工作效率。詳見圖2。圖中①負(fù)壓系統(tǒng)；②－－填充系統(tǒng)；③－－加壓系統(tǒng)；④－－加熱系統(tǒng)；⑤壓力補(bǔ)償系統(tǒng)；⑥(61－66)－－多工位成型系統(tǒng)；⑦－－蠟處理系統(tǒng)；⑧－－控制系統(tǒng)。
(7)臘處理系統(tǒng)是由集蠟池7－1、放蠟閥7－2等組成。其工作過程如前述。
(8)控制系統(tǒng)是由顯示部分、控制部分、傳感部分及驅(qū)動部分組成。顯示部分包括負(fù)壓計1－3、壓力計3－6、溫度計4－4、壓力計5－2等。控制部分包括控制臺及單片計算機(jī)。驅(qū)動部分包括放大電路、光電隔離電路及負(fù)壓系電磁閥1－2、充填系電磁閥2－4、加壓系電磁閥3－3、加熱系電源開關(guān)4－2、壓力補(bǔ)償系電磁閥5－1、放蠟閥7－2等。傳感部分包括位置傳感器、壓敏傳感器、溫度傳感器及相應(yīng)電路。以上詳見
圖1及圖3?？刂葡到y(tǒng)的工作主要是控制整個的模塑成型工藝，按予定的程序工作，以保證整個工藝的協(xié)調(diào)進(jìn)行。其工作程序為(Mo＋Mi＋Mk)1(進(jìn)入工位)/() (Mo＋Mi＋Mk)2(接電、氣、液)/()(Mo＋Mi＋Mk)3(↓負(fù)壓)/() (Mo＋Mi＋Mk)4(↓充填)/()(Mo＋Mi＋Mk)5(↓加壓)/() (Mo＋Mi＋Mk)6(靜置)/()(Mo＋Mi＋Mk)7(↓加熱－加壓)/() (Mo＋Mi＋Mk)8(↓加壓補(bǔ)償)/()(Mo＋Mi＋Mk)9(加熱脫臘)/(↓) (Mo＋Mi＋Mk)10(加熱固化化)/()(Mo＋Mi＋Mk)11(靜置、退出工位)/() (Mo＋Mi＋Mk)12(脫膜)/(↓Mo+Mk)Mi(脫膜)/(↓Mi) 汽車車身式中Mo－－組合式外模Mi－－組合式內(nèi)模Mk－－底模。
控制系統(tǒng)的工作原理詳見圖4。
本發(fā)明所能適用的范圍為大型復(fù)雜的制品，除汽車車體外，農(nóng)用飛機(jī)、滑翔機(jī)的機(jī)體亦能適用。
本發(fā)明提到的增強(qiáng)材料，除玻璃纖維及其制品而外，人造纖維、自然纖維及其制品亦能適用。
本發(fā)明所提到的模芯材料，除石蠟外，其它如蜂蠟混合料，低熔合金等亦可適用。
權(quán)利要求1.一種加工復(fù)雜的大型玻璃鋼制品的樹酯傳送加壓模塑成型機(jī)組，其特征在于負(fù)壓系統(tǒng)與模具的型腔相連；充填系統(tǒng)與模具的進(jìn)料口相連，將樹酯混合料傳送入模具型腔；加壓系統(tǒng)與充填系統(tǒng)的貯料罐相連；加熱系統(tǒng)的工作元件裝置于模具周圍；由加壓系統(tǒng)引出的壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，通過氣液作動器與模具相連接；蠟處理系統(tǒng)設(shè)置于模型放置架下；多工位系統(tǒng)設(shè)置于加工機(jī)組周圍；由計算機(jī)控制的控制系統(tǒng)，其驅(qū)動部分分別與上述各系統(tǒng)的控制閥門相連，控制各系統(tǒng)按予定的程序工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)組，其特征在于組成該系統(tǒng)的負(fù)壓系統(tǒng)是由真空泵、負(fù)壓計、貯氣罐、控制閥 組成，并按順序以管道相連接，通過放氣閥與模具型腔相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)組，其特征在于組成該機(jī)組的充填系統(tǒng)是由封閉式容器、攪拌器、分流器、閥門 組成，按順序以管道相連接，并與模具上的充填口(快速接頭)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)組，其特征在于組成該機(jī)組的加壓系統(tǒng)是由空壓機(jī)，貯氣罐，閥門 組成，按順序以管道相連，并連接到充填系統(tǒng)的貯料罐上，由加壓系統(tǒng)引出的分支系統(tǒng)，通過管道分別連接閥門，氣液作動器，構(gòu)成壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，并通過出蠟閥與模具型腔相連。
5.由權(quán)利要求1所述的模塑成型機(jī)組，其特征在于構(gòu)成該機(jī)組的加熱系統(tǒng)是由電源 開關(guān)及電熱元件組成，通過導(dǎo)線依次連接，電熱元件固定在模具上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型機(jī)組，其特征在于構(gòu)成該機(jī)組的多工位系統(tǒng)，是由包括電源、氣壓、負(fù)壓、充填等快速更換接頭的模具架組成，這些結(jié)構(gòu)相同的模具架環(huán)列于機(jī)組周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型機(jī)組，其特征在于構(gòu)成該機(jī)組的控制系統(tǒng)是由顯示部分、控制臺、計算機(jī)、傳感部分及驅(qū)動部分所組成。其驅(qū)動部分分別與機(jī)組的各個系統(tǒng)的控制閥相連，控制各個系統(tǒng)按予定的程序作業(yè)。
專利摘要一種用于加工玻璃鋼制品的多工位樹脂傳送加壓模塑成型機(jī)組。是由負(fù)壓系統(tǒng)、充填系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、蠟處理系統(tǒng)、多工位系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。其特點是能加工大型形狀復(fù)雜的玻璃鋼制品如汽車車體等，具有高節(jié)奏、高效率、高質(zhì)量、連續(xù)生產(chǎn)等特點，從而為復(fù)雜的大型玻璃鋼制品的工業(yè)化生產(chǎn)，提供了現(xiàn)實的可能性。
文檔編號B29C39/42GK2056384SQ8920345
公開日1990年4月25日 申請日期1989年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月30日
發(fā)明者于耀慶 申請人:于耀慶