[发明专利]一种基于正负压辅助成形的双极板制造装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于正负压辅助成形的双极板制造装置和方法，所述装置包括均与机床连接的上模和下模；双极板由压边圈通过螺栓固定在下模上表面，以备冲压；所述上模下表面和下模上表面设有与冲压双极板相对应的凹槽；所述的下模内部包含一个气腔，用于储存气体、保持气压；所述的气腔通过下模的进出气孔与外部气源相连；所述的气腔壁上部设有气孔；上模和下模在气腔气压与机床控制下，实现双极板冲压。本发明使得双极板加工过程中板料回弹现象降低，成形精度高，加工过程简单，易于推广并实现自动化。同时，加工过程不受双极板的尺寸限制，在缩短生产周期、减少生产成本的同时有助于推动燃料电池的进步和推广。

技术领域

本发明属于薄板成形技术领域，具体涉及一种基于正负压辅助成形的双极板制造装置和方法。

背景技术

随着科技的发展，对新能源的需求越来越迫切。氢燃料电池作为一种前景非常广阔的新能源，利用氢气和氧气反应生成水，低污染甚至零污染，符合绿色发展的需求。氢能源汽车就是氢燃料电池的理想应用范例，是未来汽车发展的方向之一。

双极板作为氢燃料电池中的重要部件，双极板的制造和发展影响着氢燃料电池的应用。氢燃料电池在车辆的应用中，由于车辆的空间有限，需要氢燃料电池具有高能量密度的要求，高续航能力要求。这就需要双极板的厚度非常薄，对双极板的制造提出了极高的要求。

薄板的成形制造有许多难点，比如板料平面应变区的极限应变低，加工过程中容易开裂；薄板加工过程中，板料容易起皱，使板料破裂；薄板在加工过程中形状和尺寸精度较难到达要求，因此双极板的成形质量很难得到准确控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于正负压辅助成形的双极板制造装置和方法，双极板成形质量好，效率高，生产成本低。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于正负压辅助成形的双极板制造装置，其特征在于，包括均与机床连接的上模和下模；

双极板由压边圈通过螺栓固定在下模上表面，以备冲压；

所述上模下表面和下模上表面设有与冲压双极板相对应的凹槽；

所述的下模内部包含一个气腔，用于储存气体、保持气压；

所述的气腔通过下模的进出气孔与外部气源相连；

所述的气腔壁上部设有气孔；

上模和下模在气腔气压与机床控制下，实现双极板冲压。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的装置还包括位于压块槽中和下模槽中的橡胶圈；

每个橡胶圈分为上下两部分，上下两部分橡胶圈中夹着双极板，使双极板在加工过程中受力均匀。

上述的进出气孔、气孔和气腔的大小按照一定比例。

上述的气孔与下模上表面形状中的凹槽处相连；

气孔中由多孔陶瓷填充，让气体在气孔中均匀缓慢运动。

一种基于正负压辅助成形的双极板制造方法，包括如下步骤：

步骤一、将上模和下模与机床连接好；

将进出气孔与外部气源相连；

将待加工的双极板通过压边圈与螺栓，固定在下模上表面；

步骤二、外部气源给气腔中施加负压，使双极板紧贴下模上表面；

启动机床，上模下表面缓慢冲压双极板；

步骤三、在上模冲压双极板的停留过程中，将气腔中的负压转变为正压，并让上模保持停留；