[实用新型]用于制造塑料部件的包括部件冲孔系统的模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及通过模制来制造塑料部件、尤其是包括开孔的部件的技术领域。

背景技术

特别地，上述部件可以是(但不限于)机动车结构部件，比如技术前脸、翼子板和地板等。

这类型的部件的特点在于包括贯穿的开孔，同时还必须保持良好的机械强度。

为了制造塑料部件，已知使用模制法，例如压缩模制和/或注射模制和/或挤压模制。

在模具中加压的热压缩模制一般是通过模具的活动元件(由压机致动)相对于模具的固定元件的移动来实现的，这些元件通常由钢制成。

一般而言，在压缩模具中布置由塑料片构成的加载面(“plan de chargement”)，其中所述塑料通常为复合材料，该复合材料例如是热固性的，比如SMC(来源于英文“sheet moulding compound”，即片状模塑料)。

然后致动压机以闭合模具。换言之，模具下降(闭合)直至闭合位置。

然后继续致动压机，以将模制压强传递给塑料。换言之，模具处于压缩阶段。塑料因此能够流动，并成型为模具模腔的形状。

最后，在所谓的“焙烧”阶段，塑料发生聚合反应，以形成最终的部件。

为了在最终的部件中制造开孔，可想到设计具有开孔模腔(即对于每个开孔都设有局部模制形状)的模具。例如，模具可以包括位于模腔周缘上并且不与加载面相对的冲头，该冲头位于在模具闭合时会与另一模具元件接触的一个模具元件上，并具有所期望的开孔的形状。

然而，在塑料流动时，加强纤维优先根据流动的方向来取向，因此加强纤维会缠绕冲头，然后相互连接构成再次粘合线(ligne de recollement)。因此，为了获得各向同性的机械性能而期望得到的随机和均匀的纤维取向不再受控制。这导致加强纤维的特定取向，从而可能造成部件的局部各向异性，部件因此会根据受力方向不同而具有不同的机械性能，这会在最终部件的某些区域中导致鲁棒性达不到需求。实际上，再次粘合线一般包括较少的加强纤维，或不包括加强纤维。

因此，为了获得包括贯穿的开孔的塑料部件，一般先模制塑料部件，在将其从模具中取出后再返工用其他设备来制造开孔，例如通过加工或在所期望的位置处冲孔来形成贯穿的开孔。

因此，除了模制设备，所需的生产设备必须包括集成在部件制造周期中的加工单元。这种设备价格昂贵并延长了周期时间，还导致产生来自于切削下来的材料的剩料和粉尘。并且，这种模制后的再加工操作不太适合(在形状和外观上)精确地制造开孔。

为了避免该再加工步骤，已知一种能够借助于活动压缩冲头来制造模制开孔的模具。这些冲头由液压缸来致动。这些冲头在塑料流动之后但在聚合反应之前下降到模腔中。

然而，这种原地模制系统在使用中磨损过多，这是因为冲头会撞击与其相对的模具的表面，并与可磨损的加强纤维发生摩擦。因此，冲头和模具都受损。

为了不损坏这些冲头，已知一种技术，该技术在于在模具处于闭合位置时，在冲头和与其相对的模具的表面之间留出最小间隙。对该最小间隙进行调节以在模具的这两个部分之间保留最小距离，这种调节考虑了部件厚度的生产偏差(例如0.5mm)，尤其是当部件厚度极小时。由此，材料在厚度上未被完全推压出，从而在开孔的底部留下材料残余层。然后，在附加的生产步骤中去除该残余层。在模制时存在所模制部件的厚度偏差，该厚度偏差与工业生产方法根据参数(比如所使用的材料的量等)的不同而发生的变化有关。于是，考虑到材料的密度、所用重量和压机工作情况的变化，具有在不同部件之间不重复出现的厚度的残余层可因此在0.2至0.7mm之间变化。因此，必须设置大的机械动作来去除该残余层。例如，可能必须使用能够穿孔、磨削或铣削的重型设备。并且，这些设备包括由于磨损或破损而必须定期替换的工具(钻头、砂轮、铣刀)。最后，这些工具会伴有与待模制的开孔对齐的问题。

为了避免损坏活动冲头，还已知一种模具，该模具在模腔中与活动冲头相对的位置包括可互换的耐磨件(该耐磨件有时也被称为“固定的反冲头”)，该耐磨件在其过于损坏的时候能够被从模具中取出和替换。该解决方案允许不考虑模制的厚度容差(+0.3mm/-0.2mm)。然而，包含加强纤维的残余薄层(大约为0.1mm)仍然存在，因此仍然需要在人工再加工中借助于例如喷砂、刷子或圆锉等来去除该残余薄层。