模制塑料材料的模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機動車部件制造領域，更具體地，涉及模制由塑料材料制成的機動車部件的模具。
【背景技術】
[0002]在機動車部件制造領域中，由復合材料制成的部件，由于具有復雜多變的形狀與優良的機械性能，因而被廣泛地應用于各種機動車部件中，例如保險杠梁、尾門箱、側門增強件、車頂拱架、前立柱/中立柱/后立柱等。所述由復合材料制成的部件通常包括熱塑性塑料和熱固性塑料復合材料。
[0003]術語“復合材料”是一種常用的制造機動車部件的材料，通常由塑料基體與浸漬在該基體中的增強體(例如:纖維或織物)構成。由于包含增強體，復合材料具有較高的機械強度，經常用于制造局部區域或整個區域需要加強的部件，例如各種面板結構部件。按塑料基體不同，復合材料分成熱固性塑料基體復合材料和熱塑性塑料基體復合材料；按增強材料不同，復合材料分成碳纖維(織物)復合材料、玻璃纖維(織物)復合材料、芳綸(織物)復合材料等。
[0004]術語“塑料”應理解為表示包括至少一種合成的聚合物樹脂的任何材料。任何類型的塑料均可適用于本實用新型。術語“聚合物”應理解為既表示均聚物也表示共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。這些共聚物的非限制性實例是:無規共聚物、直鏈嵌段共聚物、其他嵌段共聚物以及接枝共聚物。熱固性塑料又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型，甲醛交聯型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脲一甲醛一三聚氰胺一甲醛等)，其他交聯型塑料包括不飽和聚酯、環氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。
[0005]在現有技術中，上述塑料材料以注塑或型坯的方式被施加到閉合模具的型腔中，并施加一定的熱力或壓力或二者的結合，以完成熱壓成型，使模具內的塑料材料在一定溫度與壓強的條件下獲得模具型腔所限定的最終形狀。上述過程通常被稱為模制成型過程，之后，該復塑料材料部件被從模具中取出，冷卻后再進行后續的處理(例如:上漆、組裝、存儲或運輸等)。為了將成型后的塑料材料部件從模具型腔中取出，就需要將未完全冷卻的塑料材料部件與模具型腔的表面分離，通常該分離借助于機械或吹送氣體或二者結合的方式來完成。一種經常使用的方法(如圖1所示)是，在模制成型后，使用集成在模具的至少一個模具部分1上的由套管11和主軸12共同組成的組件來將塑料材料部件2與該模具部分1的表面分離。其中主軸12能夠以機械的方式撞擊塑料材料部件2使之與模具部分1分離；同時設置在套管11上的通氣孔15也可以在向上滑動主軸12后以向塑料材料部件2吹氣的方式使之與模具部分1分離。這兩種方式可以結合使用。這種方法的一個缺點是，當模制的塑料材料的粘度較低時，或者在模制過程中使用較高的溫度與壓強時，會有部分塑料材料滲入到套管11中。并且，滲入的塑料材料會隨著主軸12在套管11中的滑動深入到套管中最終堵塞套管或卡死套管與主軸之間的配合。
[0006]因此，需要在模具中提供一種能夠防止滲入的塑料材料深入套管并且提供清洗并排出套管中滲入的塑料材料的機制，以保護主軸與套管之間的孔軸配合，同時該機制應該簡單易行，對現有模具的設置不需要進行大的改動以降低額外的成本開支。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于解決上述方法的缺陷，提供一種簡單實用，并易于在現有模具的基礎上進行改造的優化的模具。為此，本實用新型提供了一種模制塑料材料的模具，該模具包括固定的模具部分和活動的模具部分，當模具閉合時所述兩個模具部分限定模具的型腔，其中至少一個模具部分包括主軸和開口至模具型腔中的套管，所述主軸通過該主軸與套管之間的配合可滑動地安裝在所述套管中，該模具部分還包括用于向模制部件吹氣的通氣裝置，其特征在于，所述套管包括設置在靠近模具型腔的凹槽，該凹槽形成的主軸與套管之間的間隙大于主軸與套管之間的所述配合的間隙。
[0008]由于在套管中靠近模具型腔處設置了凹槽，滲入到套管中的塑料材料會被該凹槽所阻斷而不能繼續深入，同時該凹槽就像一個滲入材料的捕捉陷阱，使得滲入的塑料材料在通過該凹槽區域時掉入其中而不能通過。這是因為凹槽處主軸與套管之間的間隙相比其它部分主軸與套管之間的配合的間隙要大很多，因而使得滲入的塑料材料無法繼續滲入并掉落到凹槽中。在捕捉到一定數量的滲入塑料材料后，可以通過將主軸向上滑動到該凹槽之上，然后借助通氣裝置吹送氣體將聚集在凹槽中以及凹槽以下套管中殘留的塑料材料排出，以達到清洗套管的目的，從而使得滲入的塑料材料不能在套管中聚集以堵塞套管或卡死主軸與套管之間的配合。
[0009]根據本實用新型的一個實施例，通氣裝置為通向套管凹槽的通氣孔。
[0010]根據本實用新型的另一個實施例，通氣裝置包括集成在套管中的通氣管道，該通氣管道具有通向套管凹槽的出口。由于套管中集成了專門的通氣管道，因而無需如上一實施例中一樣在模具部分上鉆孔來形成輸氣通道。
[0011]在該實施例的一個有利變形中，通氣裝置包括至少兩個通氣管道，這些通氣管道各自具有通向套管凹槽的均勻分布的出口，以在吹氣過程中在套管凹槽中形成氣體湍流。這樣的設置能夠在凹槽中形成類似于旋風一樣的氣體流動，因而能夠更有效且最大程度地清除聚集在凹槽中的滲入塑料材料，同時不留下清掃不到的死角。套管中集成的通氣管道的數量越多所形成的氣體旋風效果越好，但同時也會增大套管設計制造難度和成本，增大輸送氣體裝置的開銷，具體的數量應根據實際情況的需要與綜合成本考慮來折中。
[0012]在該實施例的另一個有利變形中，通氣管道具有多個通向套管凹槽的均勻分布的出口，以在吹氣過程中在套管凹槽中形成氣體湍流。這樣的設置能夠在不增加套管中通氣管道數量的情況下，增強所形成的氣體旋風效果。當由于實際尺寸的限制而不能增加通氣管道數量時，可以通過出口數量的增加來彌補。
[0013]優選地，在該實施例中，通氣管道通過直接金屬粉末激光燒(Direct Metal LaserSintering，英文縮寫為DMLS)制成。
[0014]根據本實用新型一個優選的實施例，套管凹槽是附接在已有套管上的附接部分。該實施方式能夠對現有的不具備凹槽設計的套管進行簡單地附接一個帶凹槽的部分來完成模具的改進，實現捕捉滲入的塑料材料的功能。
[0015]優選地，可以通過以下任一種方法來實現將所述套管凹槽附接到已有套管上:螺接、嵌接。
[0016]根據本實用新型一個優選的實施例，套管具有多個在套管軸向上共軸疊置的套管凹槽。當一個凹槽設計不足以完全阻隔滲入塑料材料的深入時，可以根據需要增加套管縱深上凹槽的數量以提供多重保護。
[0017]根據本實用新型一個優選的實施例，主軸在模具型腔一側具有呈錐形的端部，套管具有與該端部匹配的形狀。呈錐形的端部設計一方面能夠防止塑料材料的滲入，另一方面有利于凹槽捕捉滲入的塑料材料同時也有利于將捕捉到的塑料材料排出。
【附圖說明】
[0018]下面將參照附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。本領域技術人員容易理解的是，這些附圖僅僅用于說明的目的，而并非意在對本實用新型的保護范圍構成限制。圖中相同的附圖標記表示相同或相似的部件。為了說明的目的，這些圖并非完全按比例繪制。
[0019]圖1是現有技術中包含主軸與套管的模具的剖視圖；
[0020]圖2是根據本實用新型一個實施例的模具的剖視圖；
[0021]圖3是根據本實用新型一個實施例的模具的剖視圖；
[0022]圖4是根據本實用新型一個實施例的模具的剖視圖；
[0023]圖5是根據本實用新型一個實施例的模具的剖視圖；
[0024]圖6是根據本實用新型一個實施例的模具的剖視圖；
[0025]圖7是圖2中的模具分別在模制階段和吹氣分離時的動態示意圖；
【具體實施方式】
[0026]圖2示出了根據本實用新型一個實施例的模制塑料材料的模具，該模具一般包括兩個模具部分，其中一個模具部分是固定的，另一個模具部分是可移動的，以完成模具的開啟與閉合操作。當模具閉合時，兩個模具部分的表面限定了模具的型腔，待模制的塑料材料在型腔中在一定的溫度和壓強條件下能夠獲得模具型腔的形狀。在優選地實施例中這兩個模具部分可以是模