[发明专利]用于将包覆成型固结在编织预制件上的方法和装置

说明书

本发明涉及一种装置，其用于一个模具中热成型复合部件和通过注射成形在所述复合部件表面包覆成型，所述模具包括成形冲模和冲头，所述成形冲模和所述冲头配对并在其之间形成一个封闭腔，所述成形冲模安装在传送装置上，所述传送装置包括：a.装载‑卸载工位：在所述成形冲模上装载‑卸载坯料；b.热成型‑注射工位：在热成型时在所述冲头和所述成形冲模之间的注射和模具闭合工位；其特征在于，所述成形冲模包括用于加热其模塑表面的电感器网络和通过流体循环冷却所述模塑表面的冷却网，并且所述装载‑卸载工位包括用于将辐射元件放置于面向所述成形冲模的模塑表面的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于固结编织预制件并在此固结的部件上进行包覆成型的方法和装置。本发明更确切地适用于生产一种由长纤维或连续纤维增强的复合材料的部件，该部件的一般形状为壳体，该部件包括包覆成型的工艺面，特别包括筋肋、沟槽、固定井或者定位或组装元件，该说明并未限制和穷举元件。

背景技术

该种部件以例如电子设备的盖盒为代表，例如电视屏幕，但是本发明也适用于其他领域，例如汽车，航空或行李箱。与使用短纤维增强的聚合物注射成型的现有技术方案相比，使用长纤维或连续纤维的编织预制件可以在减轻该种部件重量的同时提升其机械强度。

为此目的，根据现有技术，将由连续纤维层压的热塑性复合材料组成的预固结坯料预热至足以允许构成坯料的各层的层间滑动的温度。在模具闭合期间，将所述坯料放置在成形冲模内并热成型为该冲模的形状。在所述成形坯料的再次固结的同时或之后，通过注射到同一模具中来对所述工艺面进行包覆成型，然后在冷却之后将所述部件脱模。

该制造周期引发坯料和模具的加热和冷却的热循环。因此，为了实现热成型，使坯料达到接近或甚至高于其聚合物基质的熔融温度的温度，从而使坯料解合，以允许构成坯料的各层的层间滑动，成形冲模和一般模具预热至接近或略高于所述聚合物基质的固结或玻璃化温度的温度，坯料的固结和之后的注射需要将模具冷却至合适的温度，该温度能够满足坯料的固结并足以允许材料注射和填充到模具的所有细节，但是在打开模具之前必须将该部件冷却到适合于其脱模的温度。然后重新加热所述模具以开始新的热循环。加热-冷却循环的持续时间决定了部件的铸造时间。当使用对模具间接加热的装置铸造部件时，例如通过流体循环冷却或通过模具的电阻加热，这些时间与本发明的部件所涉及的生产率相比较长。在现有技术中，对坯料的加热是通过模具外的红外线辐射板实现的，所述坯料一旦解合并准备热成型，就失去其内聚力并变得难以处理。

特别是在文献EP 1 894 442中描述的电磁感应加热技术使得可以快速加热和冷却用于热成型或注射的模具，并且通过限制实际加热的模具的体积，可以获得对所需温度的精细控制和在模具的模塑表面上达到该温度的均匀性。该技术解决方案如果能够控制模具的温度，尤其是注射或热成型温度，则该技术解决方案不能够预热坯料。

文献EP 2 861 399公开了另一种技术方案，使用产生高温的辐射元件加热模具的表面，所述辐射元件相对于所述模塑表面放置。一旦辐射元件与表面和闭合模具间隔开，则单独的该技术方案不能够控制冲模中的温度。

发明内容

本发明旨在解决现有技术在包括包覆成型的热成型复合材料部件的高速生产中的缺点，并且为此目的涉及一种用于热成型复合部件和通过注射在所述复合部件表面包覆成型的装置。在包括成形冲模和冲头的模具中，所述冲头和冲模在它们之间形成一个封闭腔，所述成形冲模安装在传送装置上，所述传送装置包括：

a.装载-卸载工位：在所述成形冲模上装载-卸载坯料；

b.热成型-注射工位：在热成型时在所述冲头和所述成形冲模之间的注射和模具闭合工位；

其特征在于，所述成形冲模包括用于加热其模塑表面的电感器网络和通过流体循环冷却所述模塑表面的冷却网，并且所述装载-卸载工位包括用于将辐射元件放置于面向所述成形冲模的模塑表面的装置。