本發(fā)明涉及纖維金屬復合板材的成型領域，具體地，涉及一種纖維金屬復合板材的成型裝置和使用該成型裝置的成型系統(tǒng)、方法。

背景技術：

纖維金屬復合板材通常用于成型手機、平板電腦等電子設備的外殼。其兼具外觀和強度的需求。現(xiàn)有技術中，為了成型纖維金屬復合板材，通常具有如下兩種方案：

方案一：對于形狀及結構簡單的規(guī)則曲面的板材，如，沒有拉伸，能夠鋪平展開的，可以直接將裁剪為合適大小的纖維預浸布和表面處理過的鋁合金片材鋪層好后熱壓成型；

方案二：對于形狀或結構復雜的不規(guī)則曲面的板材，如，存在拉伸，或不能鋪平展開的，采用方案一直接熱壓可能會出現(xiàn)鋁合金片材褶皺甚至開裂等問題，因此，需先將鋁合金片材沖壓成該復雜的結構，再將裁剪為合適大小的纖維預浸布鋪疊在經(jīng)表面處理過的鋁合金半成品件之間，然后熱壓成型。

采用上述方案一，僅能成型規(guī)則曲面或沒有拉升、能夠鋪平展開的形狀及結構簡單的外殼，具有較大的局限性；

采用上述方案二，因產(chǎn)品結構復雜，存在拉伸成型的過程中，而如果使用如圖1所示的現(xiàn)有成型裝置對已經(jīng)進行疊合的纖維金屬復合胚料5′進行拉伸，則在上模1′和下模2′合模過程中，隨著胚料被在凸模和凹模直接拉伸，會使胚料的表層及底部鋁合金片材起皺甚至開裂，因此不能對纖維金屬復合胚料5′進行直接熱壓成型，所以需要對鋁合金片材等進行預成型，然后再與纖維預浸布一起進行熱壓，這樣不僅增加成本，而且不便于纖維預浸布鋪層等后續(xù)工藝。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種纖維金屬復合板材的成型裝置，該成型裝置能夠避免預先疊合的纖維金屬疊合胚料在成型過程中的起皺和開裂。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用本發(fā)明提供的成型裝置的系統(tǒng)和方法，以能夠使得纖維金屬復合板材的成型過程簡單、成本較低。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種纖維金屬復合板材的成型裝置，包括具有凸模的第一模座、具有凹模的第二模座，所述成型裝置還包括用于可拆卸地固定在所述第二模座上的壓料板，該壓料板上形成有供所述凸模通過的通孔，并且該壓料板朝向所述第二模座的表面上形成有圍繞所述通孔的凸起筋，所述第二模座上對應地形成有用于容納所述凸起筋的凹入槽。

優(yōu)選地，所述凸起筋至少位于所述凹模入口的拐折部的外側(cè)。

優(yōu)選地，所述凸起筋形成為圍繞所述通孔的環(huán)狀結構。

優(yōu)選地，所述凸起筋為多個并圍繞所述通孔間隔布置在所述凹模入口的拐折部外側(cè)。

優(yōu)選地，所述拐折部形成為弧形角。

優(yōu)選地，所述第二模座上形成有用于容納所述壓料板的安裝槽，所述凹模形成在所述安裝槽的底部。

優(yōu)選地，所述壓料板的高度與所述安裝槽的深度相同，并且所述壓料板上形成有多個圍繞所述通孔等間隔布置的階梯型緊固孔，該階梯型緊固孔內(nèi)容納有可拆卸地固定到所述第二模座上的沉頭螺釘。

優(yōu)選地，所述壓料板通過緊固件可拆卸地固定在所述第二模座上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使用本發(fā)明提供的成型裝置的纖維金屬復合板材的成型系統(tǒng)，所述成型系統(tǒng)還包括加熱裝置。

優(yōu)選地，所述成型系統(tǒng)為包括所述成型裝置的熱壓機。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種纖維金屬復合板材的成型方法，該成型方法包括疊層步驟、加熱步驟和成型步驟，在所述疊層步驟中，將金屬片材和纖維預浸布進行疊層以構成纖維金屬復合胚料；在所述加熱步驟中，將所述纖維金屬復合胚料預熱到所述纖維預浸布的凝膠溫度；在所述成型步驟中，使用本發(fā)明提供的成型裝置將所述纖維金屬復合胚料成型。

優(yōu)選地，在所述加熱步驟中，通過所述壓料板將所述纖維金屬復合胚料夾持在所述第二模座上，在所述成型步驟中，使得所述第一模座和第二模座合模。

優(yōu)選地，在所述疊層步驟中，所述纖維預浸布的兩側(cè)均疊層有所述金屬片材。

優(yōu)選地，在所述預熱步驟中，將所述纖維金屬復合胚料預熱到120-130攝氏度。

優(yōu)選地，所述第一模座和所述第二模座的合模速度為0.05-0.1mm/s。

優(yōu)選地，在所述第一模座和所述第二模座合模后保壓10-12分鐘。

通過上述技術方案，由于本發(fā)明提供的成型裝置能夠在合模之前通過壓料板將胚料壓住，并且結合凸起筋能夠避免在合模過程中，纖維金屬復合胚料發(fā)生起皺和開裂的問題，從而可以實現(xiàn)首先將金屬片材和纖維預浸布疊合再同時成型的過程，操作方便。另外，不需單獨進行金屬片材的成型，也避免了纖維預浸布后進行疊合的不便之處。因此，本發(fā)明無論在工藝上和成本上均相比現(xiàn)有技術具有較大的優(yōu)勢。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術中纖維金屬復合板材的成型裝置在未合模狀態(tài)下的剖視示意圖；

圖2是本發(fā)明實施方式提供的成型裝置在分解狀態(tài)下的剖視示意圖；

圖3是本發(fā)明實施方式提供的成型裝置在壓料板固定到第二模座上，且未合模狀態(tài)下的剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明實施方式提供的成型裝置在合模狀態(tài)下的剖視結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施方式提供的纖維金屬復合胚料的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明一種實施方式提供的壓料板的俯視結構示意圖；

圖7是沿圖6中的折線A-A截取的剖視結構示意圖；

圖8是本發(fā)明另一種實施方式提供的壓料板的俯視結構示意圖；

圖9是沿圖8中的折線B-B截取的剖視結構示意圖。

附圖標記說明

1 第一模座 2 第二模座

3 壓料板 4 沉頭螺釘

5 纖維金屬復合胚料

11 凸模 21 凹模

22 凹入槽 23 安裝槽

31 通孔 32 凸起筋

33 階梯型緊固孔

51 金屬片材 52 纖維預浸布

1′ 上模座 2′ 下模

5′ 纖維金屬復合胚料

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指相應附圖中的圖面方向，“內(nèi)、外”是指相應部件輪廓的內(nèi)和外。

如圖2至圖9所示，本發(fā)明提供一種纖維金屬復合板材的成型裝置，包括具有凸模11的第一模座1、具有凹模21的第二模座2，其中凸模11和凹模21的形狀根據(jù)所要成型的板材形狀而定。其中凹模21具有入口，以使得在合模時，凸模11能夠通過該入口進入凹模21內(nèi)而使得板材成型。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在本實施方式中，本發(fā)明提供的成型裝置還包括用于可拆卸地固定在第二模座2上的壓料板3，該壓料板3上形成有供凸模11通過的通孔31，并且該壓料板3朝向第二模座2的表面上形成有圍繞通孔31的凸起筋32，第二模座2上對應地形成有用于容納凸起筋32的凹入槽22。

即，在本發(fā)明上述的技術方案中，與第二模座2固定的壓料板3上的凸起筋32圍繞凸模11設置，而凹入槽22圍繞凹模21設置。這樣，在進行成型時，胚料首先能夠在合模之前通過壓料板3壓住。并且當凸模11進入凹模的過程中，胚料發(fā)生與壓料板3之間的相對滑動并逐漸進入凹模21而發(fā)生變形。在這個過程中，由于壓料板3的存在不會使得胚料未進入凹模22的部分翹起，而通過凸起筋32和凹入槽22的配合，能夠起到對未進入凹模22的胚料的捋順作用。這樣，即使胚料具有起皺和開裂的趨勢，也能被凸起筋32和凹入槽22捋直，從而有效的減少了胚料流動時產(chǎn)生的起皺，使纖維金屬復合胚料5能夠平穩(wěn)的在第二模板2與壓料板3之間滑動或流動，直至第一模座1與第二模座2完全合緊。此時纖維金屬復合胚料5便完全填充凸模11和凹模21合緊后形成的型腔，以成型最終的成品板材，例如手機、平板電腦等電子設備的外殼。

并且，由于本發(fā)明提供的成型裝置能夠避免在第一模座1和第二模座2合模過程中，纖維金屬復合胚料5發(fā)生起皺和開裂的問題，因此，本發(fā)明可以首先將金屬片材和纖維預浸布疊合為纖維金屬復合胚料5，然后再同時成型為成品，而不需單獨進行金屬片材51的成型再疊合纖維預浸布52，這樣不僅工藝執(zhí)行方便，而且也能夠避免將纖維預浸布52疊合到已成型的金屬片材51上的不便之處。因此，本發(fā)明無論在工藝上和成本上均相比現(xiàn)有技術具有較大的優(yōu)勢。其中，在工藝方面，能夠通過預先進行纖維層和金屬層的疊合，使之能夠成型結構復雜的板材。而在成本方面，由于不需進行金屬片材的單獨成型，省卻至少一套沖壓模具，且能夠?qū)崿F(xiàn)了一體成型，節(jié)省了模具成本以及金屬片材預成型工藝成本。

其中，成型纖維金屬復合板材的胚料在本實施方式中可以為三層的三明治結構，如圖5所示，纖維預浸布52的兩側(cè)均疊層有金屬片材51，即，纖維預浸布52由兩層金屬片材，例如鋁合金片材夾持。在其他實施方式中，纖維金屬復合胚料還可以為其他疊層結構，例如更多層的纖維預浸布和金屬片材。

在本實施方式中，圍繞通孔31布置的凸起筋可以為整體的環(huán)狀結構也可以為多個間隔布置分體結構。為了保證防止起皺和開裂的效果，優(yōu)選地，凸起筋32至少位于凹模21入口的拐折部的外側(cè)。這里所說的“拐折部”是指入口的邊緣中發(fā)生拐折的區(qū)域，例如多邊形入口的拐角邊緣部分。這是因為，凹模21的入口至少具有三個拐折部以構成入口截面，通過凹模21入口的拐折部進入凹模21的胚料容易發(fā)生起皺的問題，因此通過將凸起筋32設置在拐折部外側(cè)，能夠避免在之后經(jīng)過拐折部的胚料起皺和開裂。

在本發(fā)明的一種實施方式中，如圖6和圖7所示，凸起筋32形成為圍繞通孔31的環(huán)狀結構。即凸起筋32為封閉結構，此時在成型過程中，要進入凹模21的胚料均會經(jīng)過凸起筋32的捋直。在本發(fā)明的另一種實施方式中，如圖8和圖9所示，凸起筋32為多個并圍繞通孔31間隔布置在凹模21入口的拐折部外側(cè)。這樣，同樣能夠起到對從拐折部進入凹模21的胚料進行捋直的目的。另外優(yōu)選地，拐折部形成為弧形角?；⌒谓堑脑O計，也能夠進一步避免經(jīng)過的胚料由于形狀突變而起皺、開裂。

作為一種實施例，如圖8所示，通孔31形成為矩形，該矩形的四角為弧形角，凸起筋32為四個并分別形成為圍繞弧形角的弧形凸起筋，從而能夠捋直容易發(fā)生起皺部分的纖維金屬復合胚料，同樣能夠獲得較好的效果。在其他實施方式中，通孔31和凹模21的入口可以為其他各種結構，這根據(jù)需要加工的板材形狀而定。

在本實施方式中，為了方便在第二模座2上安裝壓料板3，優(yōu)選地，第二模座2上形成有用于容納壓料板3的安裝槽23，凹模21形成在安裝槽23的底部。這樣，只需將壓料板3置于安裝槽23中進行安裝即可，具體地，在本發(fā)明的實施方式中，可以通過緊固件(如沉頭螺釘4)將壓料板3可拆卸地固定在第二模座2上。在安裝的同時能夠起到定位的作用，使得通孔31和凹模21的入口相互對齊。

另外，為了避免置于安裝槽23中的壓料板干擾凸模11和凹模21的配合，壓料板3的高度與安裝槽23的深度相同，即壓料板3與第二模座的表面構成整體結構而避免對第一模座1和第二模座2的配合產(chǎn)生影響。另外，在本實施方式中為了避免緊固件對上述配合的影響，優(yōu)選地，壓料板3上形成有多個圍繞通孔31等間隔布置的階梯型緊固孔33，該階梯型緊固孔33內(nèi)容納有可拆卸地固定到第二模座2上的沉頭螺釘4。其中，階梯型緊固孔33包括接近第二模座2的小端和遠離第二模座2的大端，這樣由于沉頭螺釘4的頭部可以容納在大端中，從而在固定壓料板3的同時，避免緊固件對兩個模座配合的影響。

上述介紹了本發(fā)明提供的成型裝置，為了最終成型纖維金屬復合板材，本發(fā)明還包括一種纖維金屬復合板材的成型系統(tǒng)，該成型系統(tǒng)包括本發(fā)明提供的成型裝置和加熱裝置。該加熱裝置由于對纖維復合金屬胚料預熱到纖維預浸布的凝膠溫度以完成最終的板材的熱壓成型。作為一種實施例，成型系統(tǒng)為包括本發(fā)明提供的成型裝置的熱壓機。即，利用現(xiàn)有的熱壓機完成對胚料的預熱以及兩個模座相對運動的驅(qū)動力。換言之，本發(fā)明可以通過對現(xiàn)有的熱壓機進行改進而完成本發(fā)明提供的成型方法。本發(fā)明具體的成型方法如如下：

成型方法包括疊層步驟、加熱步驟和成型步驟，其中，在疊層步驟中，將金屬片材51和纖維預浸布52進行疊層以構成纖維金屬復合胚料5；其中，涉及選擇合適后的金屬片材，例如鋁合金片材，并剪裁出形狀大小合適的金屬片材，并可以進行表面除油、除脂等表面處理。此外，可以沖裁出與上述金屬片材大小形狀一致的纖維預浸布，并且將二者進行疊層。例如，可以以圖5中的方式形成纖維金屬復合胚料5，即纖維預浸布52的兩側(cè)均疊層有金屬片材51的三明治結構。

在加熱步驟中，將纖維金屬復合胚料5預熱到纖維預浸布52的凝膠溫度；具體地，可如圖2所示，通過壓料板3將纖維金屬復合胚料5夾持在第二模座2上，此時可以通過熱壓機，將纖維金屬復合胚料5預熱到120-130攝氏度，此時達到纖維預浸布的凝膠溫度，以為后續(xù)的熱壓提供溫度基礎。

在成型步驟中，使用根據(jù)本發(fā)明提供的成型裝置將纖維金屬復合胚料5成型。具體地，使得所述第一模座1和第二模座2合模，從而完成板材的熱壓成型。為了保證更好地成型效果，優(yōu)選地，第一模座1和第二模座2的合模速度為0.05-0.1mm/s。從而使得胚料以合適的速率完成拉伸變形，進一步降低起皺和開裂的問題。此外，還可以在第一模座1和第二模座2合模后保壓10-12分鐘，從而保證最終產(chǎn)品的定型。

綜上，本發(fā)明通過提供一種成型裝置，可以使得纖維金屬復合板材的成型工藝簡單、成本較低，因此具有較高的實用性和推廣價值。

以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。