一种碳纤维产品成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及模具技术领域，尤其涉及一种碳纤维产品成型模具。


背景技术：

2.车辆的轻量化技术可以有效提升车辆的降耗减排性能，在汽车材料的应用开发中，材料的轻质高强度化是主要的研发方向。碳纤维比强度及比模量高，其与其他材料复合制得的碳纤维复合材料具有质轻高强度、良好的可设计性、碰撞吸能性、减振性，目前越来越多的应用于车身及零部件。近年来，随着电动汽车的电池的比重逐渐增加，电池外包壳体也较多采用碳纤维复合材料，以实现轻量化。如何优化电池外包壳体的成型设计，是本领域所需解决的技术问题之一。


技术实现要素：

3.为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现。
4.本实用新型提供一种碳纤维产品成型模具，包括相配套的上模、下模；所述下模设有凹腔；所述上模、所述下模合模以形成型腔，以容纳碳纤维坯料；其中，所述上模内表面外凸形成设有第一凸模，其伸入所述凹腔内，用以形成碳纤维产品的腔体结构；
5.所述第一凸模成型面设有若干第一凸起，相邻第一凸起之间形成凹槽，该成型面用以在所述腔体结构内表面形成若干限位槽；
6.所述上模设有若干顶出孔，所述顶出孔贯穿所述第一凸模；开模时，所述顶出孔供顶模结构穿过以顶出包覆在所述上模内表面的所述碳纤维产品。
7.优选地，合模时，所述上模与所述下模通过紧固件固定。
8.优选地，所述下模外周设有若干内凹部，所述内凹部朝向所述上模的表面设有通孔，以供所述紧固件穿过。
9.优选地，所述上模设有定位柱，所述下模设有定位槽；所述定位柱伸入所述定位槽。
10.优选地，所述凹腔至少两相对侧内壁分别内凹形成凹陷部；所述凹陷部用以形成所述碳纤维产品外周的凸肋。
11.优选地，所述上模内表面设有若干第二凸模；所述第二凸模与所述凹陷部位置相对应，以在所述凸肋上形成安装孔。
12.优选地，所述凹陷部朝向所述上模外扩并设有若干第二凸起，以在得所述凸肋下表面形成加强筋结构。
13.优选地，所述凹腔侧壁朝向所述上模的表面设有若干溢料槽。
14.优选地，所述溢料槽包括相连通的第一沟槽、第二沟槽；所述第一沟槽沿所述凹腔侧壁延伸；所述第二沟槽连通于外界。
15.优选地，所述第一沟槽与所述凹腔侧壁相距0.25-0.75mm。
16.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
17.本实用新型提供一种碳纤维产品成型模具，上模、第一凸模为一体结构，简化模具本体内部的装配结构，有利于模具本体小型化设计。在第一凸模上设计第一凸起、凹槽，以在碳纤维产品的腔体结构内表面形成限位槽，若干限位槽分别与电池包外表面的若干凸起部位相匹配，以限制电池包在腔体结构内晃动。在上模设置顶出孔，以便碳纤维产品脱模。通过优化模具本体的结构设计，优化模具本体性能及优化碳纤维产品的结构。
18.本上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型的模具本体、碳纤维产品的装配关系爆炸图；
21.图2为本实用新型的模具本体的结构爆炸图；
22.图3为本实用新型的模具本体的剖视图；
23.图4为本实用新型的下模的俯视图。
24.图中：
25.1、模具本体；11、上模；111、第一凸模；1111、第一凸起；1112、凹槽；112、顶出孔；113、定位柱；114、第二凸模；12、下模；121、凹腔； 1212、凹陷部；12121、第二凸起；122、内凹部；1221、通孔；123、定位槽； 124、溢料槽；13、型腔；
26.2、碳纤维产品；21、腔体结构；22、凸肋。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”) 是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
28.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
29.实施例1
30.本实用新型提供一种碳纤维产品成型模具，如图1至图4所示，包括模具本体1，模具本体1包括相配套的上模11、下模12；所述下模12设有凹腔121；所述上模11、所述下模12
合模以形成型腔13，以容纳碳纤维坯料；其中，所述上模11内表面外凸形成设有第一凸模111，其伸入所述凹腔121 内，用以形成碳纤维产品2的腔体结构21；
31.所述第一凸模111成型面设有若干第一凸起1111，相邻第一凸起1111 之间形成凹槽1112，该成型面用以在所述腔体结构21内表面形成若干限位槽211；
32.所述上模11设有若干顶出孔112，所述顶出孔112贯穿所述第一凸模 111；开模时，所述顶出孔112供顶模结构穿过以顶出包覆在所述上模11内表面的所述碳纤维产品。具体地，上模11、第一凸模111为一体结构，简化模具本体1内部的装配结构，有利于模具本体1小型化设计。在第一凸模111 上设计第一凸起1111、凹槽1112，以在碳纤维产品2的腔体结构21内表面形成限位槽211，若干限位槽211分别与电池包外表面的若干凸起部位相匹配，以限制电池包在腔体结构21内晃动。在上模11设置顶出孔112，以便碳纤维产品2脱模。通过优化模具本体1的结构设计，优化模具本体1性能及优化碳纤维产品2的结构。
33.加工成型时，将碳纤维坯料置入凹腔121内，上模11、下模12合模，加热并保温使得碳纤维坯料的发泡材料充分发泡成型；冷却后形成碳纤维与骨架模型的碳纤维复合材料，开模，顶模结构顶出碳纤维产品2即可。其中，碳纤维坯料为预发泡的骨架模型上表面贴附碳纤维预浸布形成的预复合材料。骨架模型在型腔13内受热进一步地发泡膨胀直至填满型腔13，冷却定型即可。
34.在一实施例中，合模时，所述上模11与所述下模12通过紧固件固定。具体地，模具本体1结构简单且相对小巧，适用于人工操作。上模11、下模 12直接通过紧固件固定，如通过螺丝固定，操作简便，无需其他设备，有利于模具本体1结构简化。进一步地，脱模也是人工操作，顶模结构可以是任意可穿过顶出孔112的工具。
35.进一步地，如图2所示，所述下模12外周设有若干内凹部122，所述内凹部122朝向所述上模11的表面设有通孔1221，所述紧固件穿过通孔1221 后紧固于上模11的固定孔内。具体地，由于下模12设有凹腔121，下模12 周侧壁具有一定的厚度，为了便于上模11、下模12的紧固，设置内凹部122，以缩小通孔1221深度。进一步地，内凹部122还可便于操作人员手部着力或者便于将下模12限位在操作台上。
36.在一实施例中，如图1、图4所示，所述上模11设有定位柱113，所述下模12设有定位槽123；所述定位柱113伸入所述定位槽123。定位柱113 与型腔13位置相错开，以免影响碳纤维产品2的成型结构。具体地，通过定位柱113、定位槽123相匹配，以限制上模11与下模12之间的错位移动，还起到定位预装作用，便于装配。
37.在一实施例中，如图1所示，所述凹腔121至少两相对侧内壁分别内凹形成凹陷部1212；所述凹陷部1212用以形成所述碳纤维产品2外周的凸肋 22。具体地，模具本体1通过设计凹陷部1212，以成型碳纤维产品2的凸肋 22。凸肋22用以形成碳纤维产品2外周的支撑结构，用以与汽车电池包安装处的结构相匹配，以辅助安装。
38.进一步地，如图2、图3所示，所述上模11内表面设有若干第二凸模114；所述第二凸模114与所述凹陷部1212位置相对应，以在所述凸肋22上形成安装孔23。具体地，通过设计第二凸模114，在凸肋22上形成安装孔23，凸肋22支撑于汽车电池包安装处后，通过紧固件穿过23以实现碳纤维产品 2的固定。
39.进一步地，如图1、图3所示，所述凹陷部1212朝向所述上模11外扩并设有若干第二凸起12121，以在得所述凸肋22下表面形成加强筋结构。具体地，通过优化凹陷部1212的结
构设计，丰富凸肋22下表面的结构轮廓，使得凸肋22具备支撑作用的同时增加其结构强度，以稳固承受电池包的重量。
40.在一实施例中，如图4所示，所述凹腔121侧壁朝向所述上模11的表面设有若干溢料槽124。具体地，为了使得加热后模具本体1内的发泡材料能够膨胀并充满型腔13，合模前，凹腔121内的碳纤维坯料的量需略富足。发泡材料受热膨胀时，由于碳纤维坯料量富足，除了用以成型碳纤维产品2外，有部分余料需排出，以免影响成型。记通过设计溢料槽124，以排出多余的发泡材料。
41.进一步地，所述溢料槽124包括相连通的第一沟槽1241、第二沟槽1242；所述第一沟槽1241沿所述凹腔121侧壁延伸；所述第二沟槽1242连通于外界。具体地，型腔13内多余的发泡材料先进入第一沟槽1241，再通过第二沟槽1242排出模具本体1外。
42.进一步地，所述第一沟槽1241与所述凹腔121侧壁相距0.25-0.75mm，以便多余材料的溢入。
43.进一步地，所述第一沟槽1241沿朝向第二沟槽1242呈递降阶梯状，多余材料在第一沟槽1241内向下加速运动，以加快多余材料的排出。
44.以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。