本發(fā)明涉及通過模制方法來制造復合材料的領域，其中所述模制方法使用閉合的模具。

具體地，本發(fā)明涉及一種用于制造塑料產品的塑料半成品預成型方法。

背景技術：

在諸如機動車的領域中，很多部件需要將高的機械強度和較輕的重量相結合。

為此，已知用由熱固性或熱塑性的塑料制成的部件來代替鋼制部件。

已知幾種塑料部件的模制方法：

·壓縮成型法(用于諸如片狀模塑料(SMC)的熱固性材料)；

·加熱成型法(對熱塑性材料進行壓縮)；

·注射成型法(用于熱塑性材料)；

·樹脂傳遞模塑法(RTM)。

已知使用加強塑料(熱固性或熱塑性的)。這些材料由樹脂聚合物與加強纖維混合而成。這些加強物包括例如玻璃或碳纖維。這些纖維可以是切斷的或連續(xù)的。

根據(jù)所使用的塑料材料和模制方法，可能需要通過預成型半成品來制造一個零件坯體，然后再將其放入制造模具中。

例如，已知用加強物含量高(尤其是高于或等于50％(重量))的SMC來制造半結構性復合材料部件。

然而，由于這些SMC片比傳統(tǒng)SMC片含有更多的纖維，導致塑料(樹脂)在制造模具中流動性更差。因此，需要對這些SMC片預成型以制造形狀復雜的部件。由此，在SMC片的切割和為了獲得成品部件而進行的模制之間增加一個預成型SMC片的步驟。

該預成型的目的在于借助于與模制成品部件所需的設備不同的特殊設備來賦予半成品一個初步的形狀。例如，與制造模具相反的是，預成型設備不必包含成品部件的最終形狀。另外，預成型設備工作時的壓力、溫度、時間等參數(shù)通常與模制成品部件時所用的不同。例如，預成型時的溫度低于模制成品部件時的溫度，也正因為此，在預成型時不會發(fā)生樹脂的流動或聚合。

已知有幾種不同的預成型技術，例如，一種被稱為“真空預成型”的方法。該方法將一種被稱為“真空篷布(à vide)”的膜置于SMC片上，然后形成真空，致使該篷布緊貼在模具的壁上，從而導致SMC片隨之被置于該篷布和模具之間。

還已知另外一種被稱為“冷沖壓”的壓縮預成型方法，在該方法中，將塑料半成品置于凹模-凸模類型的預成型設備中，然后關閉該設備，在半成品上施加壓力，同時保持在中等溫度(例如，室溫)下。

然而，無論所用方法是哪一種，該預成型步驟都具有一大缺陷：預成型體在預成型后會粘附在預成型設備的表面上。這種粘附使得負責將預成型體取出并隨后置入制造模具中的機器人難以夾取該預成型體，同時也使得該預成型體難以從模具中脫出。此外，這種粘附還會造成預成型設備被弄臟。

最后，如果使用凹模-凸模類型的設備來進行預成型，SMC片還可能被扯破。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過提出一種塑料半成品預成型方法來解決上述缺陷，在該方法中，將防粘附膜插入到半成品與模具的壁之間。符合本發(fā)明的方法由此包括以下步驟：

-將至少一張防粘附膜布置在預成型模具的一個壁的對面；

-將塑料半成品布置在該防粘附膜的對面，以使得防粘附膜位于半成品與壁之間；

-施加壓強以使得半成品貼覆在預成型模具的壁上，以賦予半成品形狀；

-停止施加壓強，并使由此預成型的部件從壁上脫離；以及

-從模具中取出由此預成型的部件。

通過將防粘附膜夾在模具與半成品之間，從而避免預成型的半成品粘附到預成型模具的壁上。

最后，使用符合本發(fā)明的防粘附膜能夠限制在壓縮時對預成型體的損壞。

還可以用可替換的防粘附膜來清潔或修復用舊了的膜，而無需對預成型模具進行操作。

優(yōu)選地，防粘附膜對于預成型模具的壁和半成品都是防粘附的。

該膜可以包含硅酮和/或硬脂酸鹽和/或油脂性物質和/或馬來酸酐。

可以通過使防粘附膜脫離壁來使由此預成型的部件從模具的壁上脫離。

例如，可以通過在防粘附膜與壁之間施加壓強來使膜脫離壁。還可以通過防粘附膜恢復形狀而使膜脫離壁。

根據(jù)一個實施例，在閉合模具之前在防粘附膜與壁之間實施抽真空以使膜貼覆在壁上，然后通過重新在膜與壁之間引入空氣而使膜脫離壁。

防粘附膜可以是平的或具有壁的形狀。

根據(jù)一個實施例，使用凸模-凹模類型的預成型模具，第一防粘附膜位于半成品與模具的第一壁之間，第二防粘附膜位于半成品與模具的第二壁之間。

第二防粘附膜可以包含硅酮和/或硬脂酸鹽和/或油脂性物質和/或馬來酸酐。

根據(jù)一個實施例，預成型模具內部的溫度是室溫。

最后，根據(jù)本發(fā)明，可以將SMC類型的熱固性材料用作塑料材料。

附圖說明

閱讀示例性地提供且絕無任何限制性的附圖，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出了，根據(jù)第一實施例，在預成型模具MP中置入塑料半成品SP和防粘附膜PM。

圖2示出了，根據(jù)第二實施例，在預成型模具MP中置入塑料半成品SP和兩張防粘附膜PM、SM。

圖3示出了凸模PO壓在凹模MA上時的閉合狀態(tài)的預成型模具MP。

圖4示出了預成型模具MP剛剛打開時的狀態(tài)。

圖5示出了從預成型模具MP中取出的預成型體PF。

圖6示出了這樣的實施例，在該實施例中，通過使第一防粘附膜PM脫離凹模MA而使預成型體PF從凹模MA中脫出。

具體實施方式

現(xiàn)在參照圖1，該圖描述了符合本發(fā)明的方法的各個步驟。該塑料半成品SP的預成型方法包括以下步驟：

-將至少一張防粘附膜PM布置在預成型模具MP的一個壁的對面；

-將塑料半成品SP布置在該防粘附膜PM的對面，以使得防粘附膜PM位于半成品SP與所述壁之間；

-施加壓強以使得半成品SP貼覆在預成型模具MP的壁上，以賦予半成品SP形狀；

-停止施加壓強，并使由此預成型的部件PF從所述壁上脫離；以及

-從模具中取出由此預成型的、被稱為預成型體PF的部件。

防粘附膜PM固定在膜支撐物SU上。該支撐物可以是框架形裝置，防粘附膜例如借助于金屬環(huán)固定在其上。

該支撐物SU可以被固定在模具上。該支撐物也可以是能夠豎直和/或水平地活動的。支撐物SU可以例如安裝在活動裝置上以能夠被移動。由此，在制造過程中，可以在模具對另一半成品片SP實施預成型的期間，給框架裝載半成品SP和膜。當模具打開時，或當真空篷布下方停止抽真空時，移動支撐物以將膜上的預成型體從模具中取出。然后，引入包括半成品片和膜的另一支撐物，以將該半成品和該膜置入模具。

防粘附膜PM在每個模制循環(huán)中可布置在預成型模具MP的壁的對面，可以位于固定在模具上的支撐物上，也可以位于活動的支撐物上。

根據(jù)一個優(yōu)選實施例，永久性地將防粘附膜PM置于模具的壁上或上方。

防粘附膜PM可以以平整的形狀置入模具MP中。該膜因此在受壓時(模具關閉或當施加真空時)變形。

防粘附膜PM還可以以與其接觸的模具的壁相同的形狀地置入模具MP中。

根據(jù)第一實施例(圖1)，使用“真空預成型”類型的方法，在該方法中，通過在篷布BV下方實施抽真空來施加壓強，以使得篷布將半成品貼覆在模具的壁上，其中所述篷布設置在與模具的壁相對的一側抵著半成品。根據(jù)該實施例，通過停止抽真空來停止施加壓強。

圖1示出了置入預成型模具MP中的塑料半成品SP和防粘附膜PM。

根據(jù)第二實施例(圖2至圖5)，使用“壓縮預成型”類型的方法，在該方法中，通過閉合凸模-凹模類型的模具來施加壓強。根據(jù)該實施例，通過打開凸模-凹模類型的模具來停止施加壓強。

根據(jù)該實施例，在半成品的每個面都與模具的壁接觸的情況下，使用第二防粘附膜SM也是優(yōu)選的：第一防粘附膜PM位于半成品SP與模具MP的第一壁PO之間，第二防粘附膜SM位于半成品SP與模具MP的第二壁MA之間。

符合該第二實施例的壓縮預成型方法由此包括以下步驟：

-將至少第一防粘附膜PM布置在預成型模具MP的凸模PO的對面；

-將至少第二防粘附膜SM布置在預成型模具MP的凹模MA的對面；

-將塑料半成品SP布置在兩張防粘附膜PM、SM的對面，以使得半成品SP夾在兩張膜PM、SM之間；

-閉合預成型模具MP；

-打開模具，使由此預成型的部件PF脫出；以及

-從模具中取出由此預成型的、被稱為預成型體PF的部件。

圖2示出了置入預成型模具MP中的塑料半成品SP和兩張防粘附膜PM、SM。

根據(jù)第二實施例的一個變型，第二防粘附膜SM被永久性地置入模具。

第二防粘附膜SM還被固定在與第一防粘附膜PM的膜支撐物相同類型的膜支撐物SU上。

第二防粘附膜SM可在每次使用模具時插入到預成型模具MP的壁與半成品SP之間，可以位于固定在模具上的支撐物上、也可以位于活動的支撐物上。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，第二防粘附膜SM被永久性地置入模具。

第二防粘附膜SM可以以平整的形狀置入模具MP。膜因此在受壓(模具關閉)時變形。

第二防粘附膜SM也可以以與其接觸的模具的壁的相同的形狀置入模具MP。

圖3示出了當凸模PO壓在母模MA上時的預成型模具MP的閉合狀態(tài)。

圖4示出了預成型模具MP剛剛開始打開時的狀態(tài)。

圖5示出了從預成型模具MP中取出的預成型體PF。

預成型模具MP是包括固定的凹模MA和活動的凸模PO的設備。在不涉及模制成品部件、而是涉及用于成型被置入制造模具的預成型體的情況下，該模具不一定包括加熱元件。

防粘附膜PM和SM具有一定的延伸率，以使其能貼合模具的形狀。

在預成型設備中使用與半成品承受相同的應力時能夠延伸的膜，能夠使得預成型體的脫模更加容易，并能夠在打開模具之后使部件脫出。

優(yōu)選地，防粘附膜MP具有回復彈性，能夠使其恢復初始形狀。

防粘附膜PM和SM是在預成型溫度下對半成品SP的材料而言防粘附的膜。預成型溫度一般包含在0℃和150℃之間，優(yōu)選地包含在室溫和100℃之間，更優(yōu)選地包含在室溫和50℃之間。由此：

-這些膜不會粘附在模具的壁上；

-這些膜也不會粘附在半成品片上。

術語“粘附”是指當使兩種材料緊密接觸以產生能夠抵抗分離的機械強度時發(fā)生的物理化學現(xiàn)象。一旦形成接觸，實現(xiàn)分離所必需的能量被稱為粘附能。

已知粘附受四種類型的現(xiàn)象支配：物理、機械、化學和擴散現(xiàn)象。

由此，本領域的技術人員知道如何根據(jù)所用的半成品和構成模具的壁的材料來確定能夠滿足該防粘附需求的材料。

例如，可以在符合本發(fā)明的方法中使用包含硅酮的防粘附膜PM、SM，這是因為這些膜對于塑料樹脂和塑料預成型模具的防粘附特性是眾所周知的。

這些膜也可以包含作為防粘附劑的硬脂酸鹽、油脂性物質(肥皂等)、馬來酸酐等。

根據(jù)一個實施例，防粘附膜是厚度介于1mm至5mm的硅酮膜。

根據(jù)第三實施例，如圖6示出的第二實施例的變體，將防粘附膜PM用于使預成型體PF從模具MP中脫出。

由此，根據(jù)該實施例，該方法包括這樣的步驟，在該步驟過程中，通過使防粘附膜PM脫離凹模MA來使預成型的部件PF從凹模MA中脫出。在圖6中觀察到第一防粘附膜PM脫離凹模MA，從而使得預成型體PF脫出。

根據(jù)一個實施例，防粘附膜是包含硅酮且延伸率介于100％和800％之間的膜。

可以通過在防粘附膜PM與和其接觸的壁MA、PO之間施加壓強來使該膜PM脫離模具的壁。

可以通過局部頂出器來施加該壓強，防粘附膜因此分攤由這些頂出器施加的力。

也可以通過在模具的壁與防粘附膜PM之間注入氣體(例如空氣)來施加該壓強。由于其彈性特性，防粘附膜收緊，從而使預成型體從模具中脫出。

也可以通過第一防粘附膜PM恢復形狀來使該膜PM脫離凹模MA。防粘附膜PM因此也應具備以下特性：防粘附膜回到放松狀態(tài)時能夠恢復其初始形狀。由彈性體、硅酮或乳膠制成的膜是具有該特性的膜。

根據(jù)該實施例的一個變型，在閉合模具MP之前在第一防粘附膜PM與凹模MA之間實施抽真空。與真空預成型方法不同地，這不會使待預成型的半成品SP變形。該操作的目的在于將第一防粘附膜PM緊密貼合在凹模MA上，由此避免部件粘附到模具上。在本發(fā)明的該變型中，該操作還能夠預備預成型體PF的脫出。實際上，在打開模具之后，通過重新將空氣引入到第一防粘附膜PM與凹模MA之間來使得第一膜PM脫離凹模MA。

根據(jù)一個實施例，根據(jù)塑料半成品SP的類型，在預成型部件時，在預成型模具MP內部保持室溫。

塑料半成品SP可以由熱塑性材料或熱固性材料制成。例如，可以是SMC類型的熱固性材料。

根據(jù)一個優(yōu)選的預成型體制造實施例，實施以下步驟：

i.在模具外通過將至少一個半成品和一張第一防粘附膜PM疊置于活動的支撐物上來制備加載平面；

ii.通過移動支撐物置入半成品和第一防粘附膜PM，以使得第一防粘附膜PM位于模具的一個壁與半成品之間；

iii.永久性地將第二防粘附膜SM置于預成型模具MP的另一活動的壁與半成品之間；

iv.閉合預成型模具MP，同時在模具外在第二支撐物上制備新的加載平面的至少一部分(至少部分地與模制同時地制備新的加載平面)；

v.打開模具，使由此預成型的部件PF脫出；

vi.從模具中取出由此預成型的、被稱為預成型體PF的部件；然后

vii.對第二支撐物重復步驟iii。