中小型复材成型多工位模压设备的制作方法

本发明涉及一种多工位模压设备，具体涉及一种中小型复材成型多工位模压设备。

背景技术：

1、复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料）已广泛应用于航空航天、汽车、体育器械等领域。若想取得好的产品效果，需要通过加热和加压两个关键步骤来促使材料固化、致密化并获得预定的几何形状。目前其成型工艺通常如：热压罐成型工艺、模压成型、真空导入等。

2、现有的主流成型工艺中：

3、热压罐工艺：（1）生产效率及热效率低下：由于需要加热巨大的罐体空间和循环介质，热容质量大，导致升温与降温速率缓慢，能源利用率低，成型时间通常需要2小时以上。仅适用于复杂曲面或超大件，不适合大批量低价小件。（2）压力受限与设备昂贵：受限于罐体安全设计压力，其提供的流体静压力通常较低（一般小于1.0 mpa），难以满足部分对致密度要求极高或需要高压实成型的材料工艺需求。（3）无法适配部分特殊产品：对于含有不耐高温零件或发泡结构的产品，由于热压罐整体加热特性，会导致零件损坏或发泡结构二次膨胀，造成产品报废。

4、模压成型（液压/机械式）：（1）灵活性不足：通常为单一工位设计，当需要加工批量小、尺寸小的零件时，存在明显的能源浪费现象；模具更换与调试也较为繁琐，工艺柔性较差。（2）一种新方向盘必设计一套新模具，延长新品上市周期且资金投入大。（3）异形零件适配度差：于含内嵌骨架的异形零件（如带骨架方向盘），传统平板液压机下压时会先接触骨架而非模具型面，需要专门设计过渡工装，增加了工艺复杂性。（4）设备庞大笨重且维护成本高，存在漏油污染风险。

5、综上所述，现有技术中的复合材料模压成型设备普遍存在设备笨重、能耗高、维护成本高、工艺柔性差、难以多工位并行作业等缺陷，亟需一种结构紧凑、能耗低、维护简便、多工位并行且对各类产品适配性强的新型模压设备。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种中小型复材成型多工位模压设备，具有操作灵活、工艺适应性强、多工位并行且对各类产品适配性强的优点。

2、本方案中的中小型复材成型多工位模压设备，包括支撑架，所述支撑架上设有多套模组，所述模组呈阵列排布，可在同一台架上同时安装多个不同的模具，实现单工位、多工位独立作业或阵列式分段压制长条形工件，极大提高了设备利用率。所述每套模组设有均单独设有驱动装置和压力调节元件，可根据不同复合材料产品的工艺要求灵活调整驱动装置的成型压力；还包括用于控制驱动装置的智能控制模块；

3、所述模组包括加热模块和成型模块；所述成型模块包括多组成型子模，所述成型子模的数量与产品待成型处的数量相同，具体的，若产品待成型处有两处，则成型子模亦有两组。成型子模仅将工件待成型处包覆在内，工件其余部分由成型子模的端口处伸出。所述成型子模的端口处设有限位卡片，保证成型子模合模后形成闭合腔体。由于成型子模仅针对工件所需要加工的部分，对含骨架的异形工件、局部加热工件等具有极高的工艺适应性。加热模块包括多个加热部，所述加热部间隔设置，若加工含内嵌骨架的异形零件（如带骨架方向盘），该间隔处可避让产品骨架以及耐热温度低的位置；相较于传统平板液压机下压时会先接触骨架而非模具型面，需要专门设计过渡工装，本申请降低了工艺复杂性。所述加热部设有可嵌入成型子模的型腔，使热量通过成型子模直接作用于产品的成型核心区域，升温速率快，大幅缩短了生产周期并节约了能源。所述加热部包括加热底座和加热盖。加热模块作为高价值的通用部件，可与多套成型模块共用，故而保压成型后即可取出成型子模并放入下一组成型子模，加热模块无需成型冷却周期，不仅减少热量损失、大幅提升产能；还提高了能源利用效率，符合绿色制造的理念。所述加热模块内还设有定位模块，该定位模块用于固定产品，配合成型子模嵌入加热模块定位，进而固定产品与成型子模的相对位置，保证产品合格率。

4、进一步，还包括隔热板，所述隔热板覆盖于加热模块外部。进一步减少了热量散失，提高能源利用率。

5、进一步，所述型腔设于加热底座，所述型腔的侧壁设有倾角，型腔从底部至开口方向逐渐扩大。所述成型子模的外壁设有与型腔相适配的倾角，便于成型子模更换取放。

6、再进一步，所述加热盖和加热底座内均设有加热元件；所述加热底座内的加热元件立体环绕型腔设置，配合加热盖，实现对成型子模的全包围加热，加热效率极高。

7、进一步，所述加热盖通过连接板连接固定；所述加热模块内还设有增压模块，所述增压模块一端与连接板固定连接，另一端可与产品抵接。限位模块的设计配合增压模块的下压力，确保生产的每一模产品位置与质量高度一致，产品合格率和质量稳定性大幅提升。

8、进一步，所述成型子模的端口处设有卡槽，所述限位卡片卡接于所述卡槽内。由于某些工件结构预留缝隙较窄，故而限位卡片厚度较薄，安装插拔易损坏，故设计为卡槽连接的可替换结构。

9、进一步，还包括把手，所述把手设置于加热模块上。

10、进一步，所述加热盖还设有与辐条相对应的让位槽。

11、进一步，所述智能控制模块还设有测温、报警功能。

12、本发明的优点是：1）设备整体结构更加轻量化、紧凑，制造成本低，便于搬运和安装；2）采用可替换的成型子模，加热模块长期保持在工作温度状态，无需升温、降温，实现了近乎连续的生产，相比传统工艺，能源消耗降低30～40%，充分提高了生产效率以及能源利用率；3）由于成型子模仅将方向盘待成型处包覆在内，可根据实际产品来选择具体的加热方式，且摒弃了热压罐需加热整个罐体空间的模式。热量可直接作用于成型核心区域，升温速率快；4）可根据不同复合材料产品的工艺要求灵活调整成型压力，工艺适应性强。数量和间距可根据被加工工件的尺寸及批量需求进行配置，实现单工位、多工位独立作业或阵列式分段压制长条形工件；5）该成型子模体量小、质量轻，人工或普通机械臂即可完成取放更换，避免传统模具因重量大需叉车等大型设备辅助转运、操作繁琐等问题；6）成型子模之间、加热部之间的避空处理，该避空处可使压机下压力直接作用在模具型面，无需设计骨架的过渡工装；还可避免不耐高温零件或发泡结构高温加热；对含骨架异形产品、局部加热等产品工艺适应性高；7）加热底座作为高价值的通用部件，可以被多套低成本的成型模块共用。可与多套成型模块共用，（不同型号的同类产品，例如不同型号的方向盘，仅成型子模的合模腔不同）开发新产品时，仅需设计并制造与该新产品匹配的成型模块与定位模块，模具开发成本降低50%以上。

1.中小型复材成型多工位模压设备，包括支撑架，所述支撑架上设有多套模组，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：还包括隔热板，所述隔热板覆盖于加热模块外部。

3.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述型腔设于加热底座，所述型腔的侧壁设有倾角；所述成型子模的外壁设有与型腔相适配的倾角。

4.根据权利要求3所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述加热盖和加热底座内均设有加热元件；所述加热底座内的加热元件立体环绕型腔设置。

5.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述加热盖通过连接板连接固定；所述加热模块内还设有增压模块，所述增压模块一端与连接板固定连接，另一端可与方向盘抵接。

6.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述成型子模的端口处设有卡槽，所述限位卡片卡接于所述卡槽内。

7.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：还包括把手，所述把手设置于加热模块上。

8.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述加热盖还设有与辐条相对应的让位槽。

9.根据权利要求1所述的中小型复材成型多工位模压设备，其特征在于：所述智能控制模块还设有测温、报警功能。