一种热塑性复合材料用平板压机及其使用方法与流程

[0001]
本发明涉及压机技术领域，特别涉及一种热塑性复合材料用平板压机及其使用方法。


背景技术：

[0002]
市场上常用的平板压机主要分为热压机和冷压机两种，而且生产用平板压机大多数只具有单一热压或冷压功能，也有些三层板或四层板平板压机，兼顾了热压和冷压的作用。针对热塑性复合材料的加工，单一热压或冷压平板压机不得不先对热塑性复合材料进行加热，等温度达到使用要求时进行热压，一定时间后再对压板通水或用其他冷却介质的方法进行冷却，进而实现对样品的冷压定型。这种压机的缺点是加热和冷却的压板为同一块压板，会出现先加热再冷却，随后下一个试样又要进出重新加热和冷却，不断循环这一过程。
[0003]
虽然三层板或四层板平板压机，兼顾了热压和冷压的作用，能够分别热压、冷压，但是需要将热塑性复合材料从热压板间取出，再次放到冷压板中冷却、定型，这种压机对小样品、小制件方便操作，对大制件、大模具，操作性显得笨拙、费力和不安全。
[0004]
热塑性复合材料主要包括连续纤维增强热塑性复合材料(cfrt)、玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(gmt)，复合材料板及其制件尺寸一般较大，采用上述传统压力来制备的非常麻烦，一是不停地加热-冷却循环，耗能高、效率低；二是将复合材料加热板-冷却板上下转移，热压转冷压，容易造成软化后的复合材料制件和模具间松动、滑移、脱落等，在大制件、大模具的情况下也非常费力，而且翻转过程中危险系数高，容易烫伤、砸到人。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种热塑性复合材料用平板压机及其使用方法，以解决现有压机加热和冷却的压板为同一块压板，会出现先加热再冷却，随后下一个试样又要进出重新加热和冷却，不断循环这一过程的问题；并解决现有三层板或四层板平板压机材料加热板-冷却板上下转移，热压转冷压，容易造成软化后的复合材料制件和模具间松动、滑移、脱落等，费力、容易烫伤、砸到人等问题。
[0006]
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0007]
一种热塑性复合材料用平板压机，包括沿工艺方向依次设置的热压机和冷压机，所述热压机和冷压机之间设置有轨道，所述轨道上活动设置有兼做传导板的载物推车，所述热压机和冷压机与驱动系统连接，所述驱动系统与控制装置连接。
[0008]
在本发明的一个优选实施例中，所述热压机包括固定设置的上加热板和升降设置的下加热板。
[0009]
在本发明的一个优选实施例中，所述热压机的加热方式为电加热，上加热板和下加热板与机架连接之间均设置有隔热板。
[0010]
在本发明的一个优选实施例中，所述冷压机包括固定设置的上冷却板和升降设置
的下冷却板。
[0011]
在本发明的一个优选实施例中，所述冷压机的冷却方式为水冷冷却，上冷却板和下冷却板中通冷却水，采用金属软管将进出水管与上冷却板以及下冷却板连接，上冷却板和下冷却板与机架连接之间均设置有隔热板。
[0012]
在本发明的一个优选实施例中，所述驱动系统包括油压系统，所述控制装置为与油压系统连接的控制柜，油压系统为热压机、冷压机提供压力，压力范围为0-50mpa。
[0013]
在本发明的一个优选实施例中，所述载物推车的板面为4-30mm的钢板，载物推车设置有与轨道配合的单边轨道轮。
[0014]
在本发明的一个优选实施例中，所述轨道为直线导轨，轨道的两端有挡板，防止载物推车滑落。
[0015]
一种热塑性复合材料用平板压机的使用方法，包括以下步骤：
[0016]
步骤一：根据热塑性复合材料中树脂的熔融温度，提前将热压机升至合适的加工温度，并恒温1h以上；
[0017]
步骤二：将耐高温离型膜铺在载物推车上，放置限位框，将热塑性复合材料置于离型膜上，再在热塑性复合材料上面铺一层离型膜，并盖上一块和载物推车同样厚度的钢板；
[0018]
步骤三：热压机下加热板降到最低，将载物推车推入热压机中，启动热压机下加热板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值；随后完成排气时间、等待时间、排气次数和成型时间，并将载物推车降到导轨上；
[0019]
步骤四：将热压成型后的载物推车拉入冷压机中，启动冷压机下冷却板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值，开启水循环，冷却、定型，完成定型时间后将载物推车降到导轨上；
[0020]
步骤五：将冷压定型后的载物推车拉到铺料台上，依次取下钢板、离型膜、限位框和热塑性复合材料制件。
[0021]
在本发明的一个优选实施例中，所述的加热温度是根据热塑性复合材料中树脂的熔融温度而定，加热温度比熔融温度高20-60℃；所述的离型膜为耐高温膜或特氟龙玻璃纤维布；所述的压力为1-10mpa，等待时间为1-5min，排气时间为10-60s，排气次数为0-2次，成型时间为3-60min，冷却定型时间为3-60min，可以根据不同的复合材料材质、尺寸选择合适的排气时间、等待时间、排气次数和成型时间。
[0022]
由于采用了如上的技术方案，本发明具有如下优点：
[0023]
1、本发明将热压机和冷压机用导轨连接起来，将热塑性复合材料放在载物推车上，通过导轨推入热压机和拉入冷压机，成型后再拉到铺料台上，取下复合材料制件，整个加工过程操作方便、简单。
[0024]
2、与传统的两层、三层、四层压机相比，一是解决不停地加热-冷却循环，耗能高、效率低的问题；二是避免了加热板-冷却板上下转移，热压转冷压，造成软化后的复合材料制件和模具间松动、滑移、脱落等的问题，也可以有效地解决在大制件、大模具的情况下费力，翻转过程中危险系数高，容易烫伤、砸到人的问题。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0027]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
[0028]
参见图1所示的一种热塑性复合材料用平板压机，包括沿工艺方向依次设置的热压机100和冷压机200，热压机100和冷压机200之间设置有轨道300。
[0029]
本实施例中的热压机100包括固定设置的上加热板110和升降设置的下加热板120，下加热板120与油缸121连接。热压机100的加热方式为电加热，上加热板110和下加热板120与机架连接之间均设置有隔热板。
[0030]
本实施例中的冷压机200包括固定设置的上冷却板210和升降设置的下冷却板220，下冷却板220与油缸221连接。冷压机220的冷却方式为水冷冷却，上冷却板210和下冷却板220中通冷却水，采用金属软管将进出水管与上冷却板210以及下冷却板220连接，金属软管为下冷却板220提供足够的行程距离，上冷却板210和下冷却板220与机架连接之间均设置有隔热板。
[0031]
轨道300上活动设置有兼做传导板的载物推车400，本实施例中的载物推车400的板面为4-30mm的钢板，载物推车400设置有与轨道300配合的单边轨道轮410，载物推车400上带有推拉手柄420。轨道300为直线导轨，轨道300固定在压机立柱的卡盘上，为直线导轨，轨道300的两端有挡板310，防止载物推车400滑落。
[0032]
本实施例中的冷压机200一侧还设置有铺料台500，主要用于载物推车400停放，方便铺料和取成型制件。
[0033]
热压机100和冷压机200与驱动系统600连接，驱动系统600与控制装置700连接，优选的，驱动系统600包括油压系统，控制装置700为与油压系统连接的控制柜，油压系统为热压机100、冷压机200提供压力，压力范围为0-50mpa。控制柜上有手动按钮和plc触摸屏，可以控制压机的升降、压力值、排气时间、排气次数、等待时间和成型时间等。
[0034]
一种热塑性复合材料用平板压机的使用方法，包括以下步骤：
[0035]
步骤一：根据热塑性复合材料中树脂的熔融温度，提前将热压机升至合适的加工温度，并恒温1h以上；
[0036]
步骤二：将耐高温离型膜铺在载物推车上，放置限位框，将热塑性复合材料置于离型膜上，再在热塑性复合材料上面铺一层离型膜，并盖上一块和载物推车同样厚度的钢板；
[0037]
步骤三：热压机下加热板降到最低，将载物推车推入热压机中，启动热压机下加热板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值；随后完成排气时间、等待时间、排气次数和成型时间，并将载物推车降到导轨上；
[0038]
步骤四：将热压成型后的载物推车拉入冷压机中，启动冷压机下冷却板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值，开启水循环，冷却、定型，完成定型时间后将载物推车降到导轨上；
[0039]
步骤五：将冷压定型后的载物推车拉到铺料台上，依次取下钢板、离型膜、限位框和热塑性复合材料制件。
[0040]
上述步骤中，加热温度是根据热塑性复合材料中树脂的熔融温度而定，加热温度比熔融温度高20-60℃；离型膜为耐高温膜或特氟龙玻璃纤维布；压力为1-10mpa，等待时间为1-5min，排气时间为10-60s，排气次数为0-2次，成型时间为3-60min，冷却定型时间为3-60min，可以根据不同的复合材料材质、尺寸选择合适的排气时间、等待时间、排气次数和成型时间。
[0041]
以下列举若干实施例加以论述。
[0042]
实施例1
[0043]
一种热塑性复合材料用平板压机的使用方法，包括以下步骤：
[0044]
步骤一：压制1mm厚连续玻璃纤维增强pp复合材料板，提前将热压机升至180℃，并恒温1h以上；
[0045]
步骤二：将pet膜铺在载物推车上，放置1mm限位框，将热塑性复合材料置于pet膜上，再在连续玻璃纤维增强pp复合材料上面铺一层pet膜，并盖上一块和载物推车同样厚度的钢板；
[0046]
步骤三：热压机下加热板降到最低，将载物推车推入热压机中，启动热压机下加热板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值1mpa；随后依次完成等待时间为1min、排气时间为10s、排气次数为0次、成型时间为3min，并将载物推车降到轨道上；
[0047]
步骤四：将热压成型后的载物推车拉入冷压机中，启动冷压机下冷却板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值1mpa，开启水循环，冷却、定型，完成冷却定型时间为3min后将载物推车降到轨道上；
[0048]
步骤五：将冷压定型后的载物推车拉到铺料台上，依次取下钢板、离型膜、限位框和复合材料制件。
[0049]
实施例2
[0050]
一种热塑性复合材料用平板压机的使用方法，包括以下步骤：
[0051]
步骤一：压制10mm厚连续玻璃纤维增强pa6复合材料板，提前将热压机升至280℃，并恒温1h以上；
[0052]
步骤二：将特氟龙玻纤布铺在载物推车上，放置10mm限位框，将热塑性复合材料置于特氟龙玻纤布上，再在连续玻璃纤维增强pa6复合材料上面铺一层特氟龙玻纤布，并盖上一块和载物推车同样厚度的钢板；
[0053]
步骤三：热压机下加热板降到最低，将载物推车推入热压机中，启动热压机下加热板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值5mpa；随后依次完成等待时间为3min、排气时间为35s、排气次数为1次、成型时间为30min，并将载物推车降到导轨上；
[0054]
步骤四：将热压成型后的载物推车拉入冷压机中，启动冷压机下冷却板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值5mpa，开启水循环，冷却、定型，完成冷却定型时间为30min后将载物推车降到轨道上；
[0055]
步骤五：将冷压定型后的载物推车拉到铺料台上，依次取下钢板、离型膜、限位框和复合材料制件。
[0056]
实施例3
[0057]
一种热塑性复合材料用平板压机的使用方法，包括以下步骤：
[0058]
步骤一：压制20mm厚连续碳纤维增强pps复合材料板，提前将热压机升至310℃，并恒温1h以上；
[0059]
步骤二：将聚酰亚胺膜铺在载物推车上，放置20mm限位框，将热塑性复合材料置于特氟龙玻纤布上，再在连续碳纤维增强pps复合材料上面铺一层聚酰亚胺膜，并盖上一块和载物推车同样厚度的钢板；
[0060]
步骤三：热压机下加热板降到最低，将载物推车推入热压机中，启动热压机下加热板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值10mpa；随后依次完成等待时间为5min、排气时间为60s、排气次数为2次、成型时间为60min，并将载物推车降到导轨上；
[0061]
步骤四：将热压成型后的载物推车拉入冷压机中，启动冷压机下冷却板升起模式，同时将载物推车一并升起，直至达到设定的压力值10mpa，开启水循环，冷却、定型，完成冷却定型时间为60min后将载物推车降到轨道上；
[0062]
步骤五：将冷压定型后的载物推车拉到铺料台上，依次取下钢板、离型膜、限位框和复合材料制件。
[0063]
对比实施例和实施例中的树脂、纤维及含量一样，成型方式采用现有技术实施，制备的复合材料性能如下表所示。经性能数据对比可知，采用本专利平板压机制备的复合材料具有优异的性能。
[0064][0065][0066]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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