[发明专利]太阳能曲面聚光板的成型模具和成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能聚光技术领域，尤其涉及一种太阳能曲面聚光板的成型模具和成型方法。

背景技术

众所周知，CPC是英文composite parabolic condenser的缩写，译成中文为复合抛物面聚光器，这是一种根据边缘光学原理设计的非成像聚光器，入射阳光在CPC中通过一次或多次反射到达接收表面，流失较少，还可对斜入射的太阳光进行有效收集，达到最大理论聚光比，性能非常接近于理想聚光器。CPC的运行不需要随时跟踪太阳位置，只需根据季节调节方位，结构简单，操作控制方便。非成像的CPC聚光比一般不超过15，工作温度范围为80~250℃，装有该聚光器（即聚光反射板）的太阳能集热器，是一种具有一定特色和优势的太阳能中温聚光集热器。其用于反射聚焦太阳光的装置可称为反射板或聚光板，该类型的反射板一般用镜面抛光金属薄板制作。

太阳能聚光板的制造工艺和加工技术手段通常采用金属薄板冷冲压成型技术，对于反射板这类的金属薄板曲面冷成型，常采用设计制作金属模具或滚轮等工艺工装作为成型技术手段或技术路线，因被成型金属材料本身具有的特性所致，在成型加工过程中不可避免的会出现因材料反弹所造成形状偏差现象，而解决和克服材料反弹造成的该形状偏差是一个技术难点，一般是需要初步估算、许多次试成型后才能得到较为准确的模具形状尺寸和被成型材料下料尺寸，必要时还需采用分步多次成型的方法加以解决，从生产效率与制造成本角度考虑减少过渡加工环节和实现一次性成型，是理想的技术工艺方案，而因此也给模具设计与成型工艺带来更大的难度与要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决曲面聚光板成型后由于材料回弹所造成的偏差或错位问题。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能曲面聚光板的成型模具，所述成型模具包括与曲面聚光板形状相匹配的上模和下模，所述上模的两侧壁上分别设有弹性突起，所述下模与所述弹性突起相对的位置设有刚性凹槽。

其中，所述弹性突起为弧形。

其中，所述刚性凹槽为弧形。

其中，所述弹性突起位于所述上模的侧壁上部。

其中，所述曲面聚光板为复合抛物面聚光板。

其中，所述上模和下模采用刚性材料制成。

其中，所述弹性突起最大的厚度为2~12mm，所述刚性凹槽的最大深度为1～11mm。

本发明还提供一种太阳能曲面聚光板的成型方法，采用如权利要求1-7任一项所述的成型模具进行冷冲压成型，其步骤包括：S1、将所述成型模具安装在成型设备上，下料后的金属薄板放在所述下模和上模之间进行冷冲压成型，冲压后的成型板形状大于最终的曲面聚光板的形状，具有形状上的回弹补偿和预扩张力；S2、将成型板收拢放入太阳能热管真空管的外罩玻璃管中，并使成型板释放其一部分预扩张力而自然形成最终的曲面聚光板。

其中，所述成型设备采用液压成型机或液压折弯机。

其中，所述曲面聚光板的厚度为0.2~0.6mm。

（三）有益效果

本发明提供的一种太阳能曲面聚光板的成型模具和成型方法，其结构简单，在原设计曲面曲线的基础上，在上模上设置弹性突起，在下模上设置刚性凹槽，使得成型后的形状大于最终状态，具有形状上的回弹补偿和预扩张力，能在将成型板收拢放入太阳能热管真空管的外罩玻璃管中，使成型板释放其一部分预扩张力而自然形成最终符合设计要求的曲面聚光板，这样即可补偿由于成型后曲面聚光板的材料回弹所造成的形状偏差或错位，使得曲面聚光板与原设计曲线图形保持一致，又因其仍保持有一定的预扩张力，即使在太阳能热管真空管后续的抽真空等工序中，也不会出现变形现象。该成型方法可以减少试模次数，简化了模具和零件的生产工艺与加工工序，成型形状及尺寸精度高，可以提高生产效率，降低劳动强度，并节省制造成本，同时，该成型方法合理利用了金属薄板成型反弹的特性，有效预防和避免了后续抽真空等工序中曲面聚光板的再变形。

附图说明

图1为曲面聚光板的外观立体示意图；

图2为本发明的上模的结构侧视图；

图3为本发明的下模的结构侧视图；

图4为本发明成型模具应用在中温太阳能热管真空管集热器中的主视图；

图5为本发明成型模具应用在中温太阳能热管真空管集热器中的剖面图；

图6为本发明曲面聚光板成型后在装入外罩玻璃管内之前与之后的曲面轮廓示意图。