CN101664975A - Lfi—pur增强注射产品模具的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LFI－PUR增强注射产品模具的制备方法，使用环氧树脂或模具树脂作为模具基体材料，快速成型，具体包括以下步骤：(1)先制作产品模型；(2)以步骤(1)制作的模型作为母模；(3)根据下模型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；(4)根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；(5)将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，下模已成型；(6)以步骤(5)已成型的下模作为母模，并重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)工步，完成上模的制作。本发明的方法制备的模具工艺过程简易，快速，成本低，适合外形复杂、难成形的产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具的制备方法，尤其涉及一种汽车零部件内饰LFI产品模具的制备方法，特别适用于客车、卡车等汽车零部件领域。
背景技术
LFI即长玻纤增强PU注射成型工艺，原材料为聚氨脂双组份(即传统的黑料、白料)外加玻璃纤维丝，混合浇注后发泡，发泡力约为0.3-0.5MP，模具装在液压模架上，要求模具能够实现在水平四个方向上进行调整。采用此种工艺生产的产品目前在国外已得到很好的应用，尤其是在汽车零部件生产领域，国外很多知名的汽车生产厂商诸如BMW、奥迪、通用、克莱斯勒、奔驰的很多车型都在使用该种工艺生产的仪表板、汽车顶棚、行李仓盖板等其他内饰件。
优良的模具制造是LFI-PUR工艺能否成功实施的重要保证。而目前国内外普遍采用的产品模具大多为铝合金材料以及钢制品材料，其模具制备方法也比较复杂，其步骤为：(1)根据产品图纸手工或者利用加工中心制作母模；(2)在铸造车间利用母模用熔融状态的铁水或者铝水进行浇注，并预埋加热管道，形成铸件毛坯；(3)在大型数控加工中心对模具毛坯进行全方位粗加工；(4)加工倒柱导套等模具附件；(5)在大型数控加工中心上对模具进行精加工；(6)人工修整处理模具各结合表面，使表面质量达到要求。此种模具制备方法存在有以下不足之处：(1)模具制备成本很高，需在大型数控加工中心加工，该类数控加工中心设备投资较大，需上百万元左右，而且对操作人员的文化素质要求较高，模具成本很高，以客车仪表板为例，其模具价格在35万到100万元人民币之间；(2)模具制作周期较长，一般为三个月以上，不利于产品更快的更新换代；(3)模具使用过程中表面产生缺陷不易快速修补。以上几种缺陷不利于正常生产产品的各种结构设计更改，不能满足不同客户的需要，生产效率低，生产成本高，尤其是在客户需求多元化的今天，这种表现尤为突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，以大大降低制造成本，缩短制造周期。
为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，包括以下步骤：
(1)先根据产品样件或者产品图纸制作产品模型，并用辅助材料对模型进行表面处理；
(2)以步骤(1)制作的模型作为母模，进行如下操作：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层手工糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；自此，下模外形基础已完成；
(3)根据下模型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，并均匀的铺满模具的各个面，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；
(4)根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；
(5)将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求，至此，下模已成型；
(6)以步骤(5)已成型的下模作为母模，根据产品的厚度以及树脂收缩率重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)工步，完成上模的制作；
(7)根据模架的规格以及连接尺寸，焊接相应的模具导向元件、固定元件。
所述的方法还可以包括：试模，将模具安装到模架上试生产样品；及批量生产步骤。
所述的步骤(1)的成型材料可选用优质木材。
所述的步骤(2)将母模进行如下处理：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型。
所述的增强材料为玻璃纤维布和/或碳纤维布。
所述的混合料中还可添加填料，其中，填料优选为铁粉、铝粉、硅微粉或重晶石粉。
步骤(3)中的水循环管为不锈钢钢管或者铜管。
步骤(6)具体如下：以步骤(5)已成型的下模作为母模，将母模进行如下处理：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；根据模具型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，并均匀的铺满模具的各个面，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求。
本发明的方法采用环氧树脂或者模具树脂基体材料作为模具的芯模，芯模内部预埋水循环管道，四周焊接钢板骨架用以支撑模具以及与模架相连，用来替代国内外目前采用的铝、钢模。它具有制造周期短、成本低、特别适合形状复杂的制品和产品更新换代快速的工业领域。它可以按不同的结构和用途，采用各种性能的环氧树脂、固化剂、增韧剂和填料(铁粉、铝粉、硅微粉、重晶石粉等)等配制成模具树脂，同时以玻璃纤维布和碳纤维布作增强材料而制成，本LFI树脂模具采用接触层迭工艺即在模型里层迭纤维增强材料并层层涂以环氧树脂混合料制作。本发明的方法克服了现有的LFI模具制造成本高、制造周期长、不利于产品更快的更新换代以适应不同产品的需求等方面的缺陷。采用本发明的方法制作的模具不仅能满足该产品生产工艺的各项性能要求，而且可以有效降低模具成本、大大缩短制作周期，如采用本发明的方法制作的客车仪表板模具成本为4万元人民币左右，远远低于现有的方法所制备的客车仪表板模具成本在35万到100万元人民币之间；制作周期可以缩短至一个月，不需要在高精度数控加工中心上加工即可完成。
本发明的方法制备的模具工艺过程简易，快速，成本低，适合外形复杂、难成形的产品，无需大型精密切削机床加工，使用寿命较长，只要不出现大的损伤，磨损了还可以修补继续使用。
具体实施方式
本发明的方法具体包括以下步骤：
(1)根据产品样件或者产品图纸制作产品模型，模型材料可选用优质木材，并用辅助材料对模型进行表面处理；
(2)以步骤(1)的模型作为母模，并对母模进行如下处理：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层手工糊制环氧树脂混合料(可以根据需要添加部分填料)，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；
(3)将不锈钢钢管或者铜管根据模具型腔的形状弯曲成蛇行形状，保证尽可能很均匀的铺满模具的各面，并用树脂及玻纤将其糊制固定在模具背面；
(4)根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其在专用平台上焊接牢固，尽量做到受力部位、需支撑部位都要有可靠支撑；
(5)将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求；至此，下模基本已完成；
(6)以步骤(5)已成型的下模作为母模，将母模进行如下处理：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；根据模具型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，并均匀的铺满模具的各个面，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求，完成上模的制作；
(7)根据模架的规格以及连接尺寸，焊接相应的模具导向元件、固定元件。
本实施例的方法还包括以下步骤：(8)试模，将模具安装到模架上试生产样品，并对模具表面出现的空泡等缺陷进行修补；(9)批量生产。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明，而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1、一种LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：使用环氧树脂或模具树脂作为模具基体材料，快速成型，具体包括以下步骤：
(1)先根据产品样件或者产品图纸制作产品模型，并用辅助材料对模型进行表面处理；
(2)以步骤(1)制作的模型作为母模并进行如下操作：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；自此，下模外形基础已完成；
(3)根据下模型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，并均匀的铺满模具的各个面，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；
(4)根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；
(5)将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求，至此，下模已成型；
(6)以步骤(5)已成型的下模作为母模，根据产品的厚度以及树脂收缩率重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)工步，完成上模的制作；
(7)根据模架的规格以及连接尺寸，焊接相应的模具导向元件、固定元件。
2、根据权利要求1所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：所述的方法还可以包括：试模，将模具安装到模架上试生产样品；及批量生产步骤。
3、根据权利要求1或2所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)的成型材料可选用优质木材。
4、根据权利要求3所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：所述的增强材料为玻璃纤维布和/或碳纤维布。
5、根据权利要求3所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：所述的混合料中还可添加填料，其中，填料优选为铁粉、铝粉、硅微粉或重晶石粉。
6、根据权利要求4或5所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的水循环管为不锈钢钢管或者铜管。
7、根据权利要求6所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的树脂为环氧树脂或模具树脂基体材料。
8、根据权利要求1所述的LFI-PUR增强注射产品模具的制备方法，其特征在于：步骤(6)具体如下：以步骤(5)已成型的下模作为母模，将母模进行如下处理：a喷涂脱模剂；b刷涂胶衣；c在模型外层迭纤维增强材料并层层糊制环氧树脂混合料，根据模具的大小及复杂程度糊制至相应的厚度；d固化成型；根据已成型的上模型腔的形状用水循环管弯曲成蛇型形状，并均匀的铺满模具的各个面，然后用树脂及玻璃纤维将其糊制固定在模具背面；根据模具形状切割各固定钢板以及周边固定框，并将其焊接牢固；将模具从母模内脱出，对模具型腔表面进行表面修补、打磨处理，直至达到表面光洁度要求。
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