專利名稱：增強(qiáng)型塑料制品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)型塑料制品制造方法。具體地講，本發(fā)明涉及制造過程中液態(tài)塑料在加強(qiáng)包上及加強(qiáng)包內(nèi)的分配方式。更具體地講，本發(fā)明涉及利用被稱為真空輔助樹脂注射成型(VARI，簡稱為樹脂注射成型)的工藝制造制品。這種方法包括下述步驟—將例如由玻璃或碳纖維絲網(wǎng)構(gòu)成的加強(qiáng)包抵靠著成型壁，例如外?；騼?nèi)模放置；—安裝液態(tài)塑料例如合成樹脂的供料口；—基本上氣密性或空氣密封地覆蓋加強(qiáng)包，包括被安裝的供料口，例如通過塑料薄片進(jìn)行覆蓋；—將成型壁和氣密性覆蓋體之間的空間內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到第一值d1(抽空)，該壓力遠(yuǎn)低于該空間外部的壓力，以使液態(tài)塑料流過所述蓋和成型壁之間的填裝有加強(qiáng)包的空間。由于環(huán)境壓力d0和加強(qiáng)包內(nèi)的低壓力d1不同，所以液態(tài)塑料被吸入或注入到加強(qiáng)包內(nèi)。
背景技術(shù)：
為了能在注射過程中使液態(tài)塑料在干纖維包上適當(dāng)分布，必須要有流道槽。已知可以例如通過將金屬或塑料螺旋線或塑料型材放置在加強(qiáng)包和氣密性覆蓋體之間來形成這些槽。當(dāng)氣密性覆蓋體和成型壁之間被施加真空時(shí)，換句話說隨著抽空加強(qiáng)包，螺旋線將產(chǎn)生一個(gè)開放的空間。通過這個(gè)空間，液態(tài)塑料可簡單地以較大距離鋪展在加強(qiáng)包上。由于液態(tài)塑料能流過加強(qiáng)包的距離受到限制，所以當(dāng)制造較大的復(fù)合制品如游艇時(shí)，流道模式通常比較復(fù)雜。游艇的大零件等一些能被看到的零件應(yīng)該是絕對不能呈現(xiàn)任何缺陷。對于這些零件，要求具有甲(A)級表面。
已有流道槽的一個(gè)主要缺陷是，在復(fù)合制品從模具取出之后它們外部(相對于設(shè)置流道槽一側(cè)而言的另一側(cè)上)會(huì)產(chǎn)生線痕。產(chǎn)生這種問題的一個(gè)原因是局部過多樹脂部位直接緊挨流道槽以及流道槽縮陷到加強(qiáng)包內(nèi)。此外，設(shè)置這種流道槽(由于它們的特性而不能被重復(fù)使用)需要額外的材料和勞動(dòng)。
美國專利申請No.2002/0155186公開了一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的制造增強(qiáng)型塑料制品的方法，其中在氣密性覆蓋體和加強(qiáng)包之間放置一個(gè)相對硬的片狀件，其在加強(qiáng)包的一側(cè)上設(shè)有許多緊密間隔的相互平行的溝槽，所述溝槽被連接到塑料的供料口。所述溝槽形成槽部件并且具有相對于傳統(tǒng)流道槽而言較小的橫截面。在利用附加的薄片層定位和覆蓋該片狀件之后，將成型壁和氣密性覆蓋體之間的空間內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到低于外界壓力(環(huán)境壓力)的第一值d1，隨后槽部件內(nèi)的壓力被調(diào)節(jié)到低于第一值d1的第二值d2。這樣導(dǎo)致的結(jié)果是氣密性覆蓋體被吸入到槽部件內(nèi)，以致規(guī)則地在加強(qiáng)包的整個(gè)表面上形成了臨時(shí)槽，用于通過液態(tài)塑料在整個(gè)表面上均勻地浸泡加強(qiáng)包。在加強(qiáng)包被液態(tài)塑料充分浸泡后，小的槽部件內(nèi)的壓力被調(diào)節(jié)到第三值d3，其等于或大于第一值d1，以使槽部件內(nèi)的氣密性覆蓋體沿著加強(qiáng)包方向又被推回，并且因此臨時(shí)槽消失。在固化后，首先去除所述薄片層和片狀件，之后去除氣密性覆蓋體。
這種已知的方法用于制造形狀簡單、不太大的塑料制品，也就是，由于使用硬片狀件，可制造出基本的直壁表面。如果要適于制造形狀比較復(fù)雜的較大制品，如游艇的殼體等，這種方法幾乎不能使用。而在制造這類制品時(shí)，不能使用已知方法中提出的Fastrac槽部件來制造。這種槽部件被臨時(shí)放置在氣密性覆蓋體上以獲得臨時(shí)流道槽。此外，在制造這種較大制品時(shí)，以傳統(tǒng)方式施加氣密性覆蓋體(其通常是一種柔性薄片)會(huì)花費(fèi)較多時(shí)間，并且所述蓋的材料只可被使用一次，這樣會(huì)導(dǎo)致較多的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造相對大的塑料制件例如游艇殼體的方法，利用該方法可以以相對簡單的方式制造強(qiáng)度和外形有嚴(yán)格質(zhì)量要求的制品。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使用盡可能少的勞力和材料實(shí)現(xiàn)這種制品的制造，具體地是利用可重復(fù)使用的模具裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可用前面提到的類型的方法實(shí)現(xiàn)，其采用了被設(shè)計(jì)為至少一個(gè)分支或不分支的溝道形槽部件的器具，所述道形槽部件以溝道開口側(cè)朝向氣密性覆蓋體的方式不可拆開地固定。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)選通過將壓力調(diào)節(jié)到第二值，利用小于加強(qiáng)包表面一半的溝道側(cè)完全開口(total open)表面形成至少一個(gè)流道槽，或者，加強(qiáng)包未被至少一個(gè)流道槽直接覆蓋的表面至少是其被至少一個(gè)流道槽直接覆蓋的表面的兩倍。通過這些特征可建立起流道槽模式，與已知的小型槽相比，其具有更少的數(shù)量和更大的橫截面以及更為堅(jiān)固耐用的形狀。利用這種結(jié)構(gòu)可在相對短的時(shí)間內(nèi)覆蓋和浸泡相對大的表面，而同時(shí)，在將加強(qiáng)包浸泡到足夠的程度之后，可基本不留痕跡地推開那些流道槽，由此產(chǎn)生最佳外觀。
此外，由于槽部件與氣密性覆蓋體之間不可拆開地連接著，所以可省去附加的覆蓋薄片，并且?guī)в胁鄄考臍饷苄愿采w體可以被再使用?；蛘?，利用這種形成方式，可以沒有任何問題地實(shí)現(xiàn)多種彎曲表面。
與在整個(gè)表面上分布大量細(xì)槽的已有方法相比，本發(fā)明的方法包括數(shù)量較少但更為堅(jiān)固耐用的流道槽。這樣具有更多優(yōu)點(diǎn)，必要時(shí)這些流道槽在注射過程中可以彼此單獨(dú)地操縱，以致可以根據(jù)加工過程控制及調(diào)整工序。
本發(fā)明還涉及一種可在上述方法中使用的氣密性覆蓋體。
為了避免在真空抽吸過程中產(chǎn)生線痕，氣密性覆蓋體優(yōu)選地按照制品(如游艇殼體)內(nèi)模或外模的成型壁的形狀被預(yù)成型，并且接著槽部件被不可拆開地連接到預(yù)成型的覆蓋體上。此外，這種預(yù)成型的覆蓋體包括槽部件還適于被多次重復(fù)使用，以制造類似制品，例如一系列同樣的或基本相同的游艇殼體。
通過下述方案，這種預(yù)成型并且能重復(fù)使用的帶有槽部件的覆蓋體的制造就可以用一種相對簡單的方式成功實(shí)現(xiàn)一層或多或少的液態(tài)原材料在固化形成彈性材料之后被施加到成型壁上，并且在原材料層固化之前、之中或之后，至少一個(gè)槽部件與其連接，之后，這種原材料的固化層連同所述與其不可拆開連接的至少一個(gè)槽部件一起被從成型壁上頂出，以隨后用作加強(qiáng)包的彈性預(yù)成型氣密性覆蓋體。


參照附圖中專門通過非限定示例的方式示出的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的方法將被進(jìn)一步解釋。
圖1a-d示出根據(jù)本發(fā)明的方法的不同階段。
圖2示意性地示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的一個(gè)系統(tǒng)的總體構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
圖1a-d示出了一個(gè)外?；騼?nèi)模的成型壁1的一部分，在其中制成相應(yīng)的制品。一個(gè)加強(qiáng)包(reinforcement package)2，例如一個(gè)玻璃纖維或碳纖維網(wǎng)，已經(jīng)抵靠著成型壁1放置。所述加強(qiáng)包隨后被一個(gè)氣密性覆蓋體3覆蓋住，這種覆蓋應(yīng)該是下述程度的氣密性或空氣密封的，即可以利用連接到開口4上的泵系統(tǒng)11而將加強(qiáng)包2以及氣密性覆蓋體3與成型壁1之間的空間分別抽空到相對低的壓力d1。通過一個(gè)供料口5注入液態(tài)塑料6，例如一種聚酯樹脂和硬化劑的混合物，下面也稱為合成樹脂；由于成型壁1與氣密性覆蓋體3之間的空間內(nèi)的壓力d1足夠低，以致于壓力d0(例如正常的外界壓力或更高的壓力)能迫使液態(tài)塑料6進(jìn)入到氣密性覆蓋體3和成型壁1之間的填裝有加強(qiáng)包的空間內(nèi)。
抵靠著氣密性覆蓋體3的外部設(shè)置一個(gè)半開放式(half-open)槽部件7，例如其通過膠接表面10粘在氣密性覆蓋體3上。通過連接到壓力控制裝置(本實(shí)施例中是泵系統(tǒng)11)的開口8，槽部件7內(nèi)的壓力可被調(diào)節(jié)到一個(gè)值d2，其低于加強(qiáng)包2的空間內(nèi)的壓力d1。結(jié)果，氣密性覆蓋體3被吸入到槽部件7內(nèi)，如可在圖1b和1c中看到。由此，也使因此產(chǎn)生的空間9被填充仍被供給的液態(tài)合成樹脂，并且其實(shí)現(xiàn)提高液態(tài)樹脂在流道槽中流通的功能。
在液態(tài)樹脂已經(jīng)充滿覆蓋體和成型壁之間的空間2，包括填裝在該空間中的加強(qiáng)包后，接著如圖1d所示，連接到槽部件7的泵通過開口8將槽部件7內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到d3值，其大于d2，以使槽部件7內(nèi)的氣密性覆蓋體3又被推壓向纖維包2，以使由流過槽部件的樹脂形成的臨時(shí)流道槽由此又被消除。
如圖1b和1c所示，氣密性覆蓋體3優(yōu)選地具有如此的彈性，以致通過從槽部件7中抽取空氣直到其內(nèi)產(chǎn)生低壓力d2，覆蓋體可被吸入到槽部件7內(nèi)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)典型實(shí)施例。圖中示意性示出用于例如船體的外模。一個(gè)玻璃纖維包形式的加強(qiáng)包2抵靠著模具的成型壁1放置，所述加強(qiáng)包被一個(gè)彈性材料的預(yù)成型氣密性覆蓋體3覆蓋，所述覆蓋體帶有固定在其上的不可拆開的槽部件7。玻璃纖維包2的空間內(nèi)的壓力以及槽部件7內(nèi)的壓力的設(shè)置可以分別通過連接到這些空間的泵系統(tǒng)11控制。
預(yù)成型氣密性覆蓋體3可用下述方法制造。例如通過噴涂將一種原材料，例如液態(tài)聚氨酯樹脂和硬化劑的混合物，施加到成型壁1的內(nèi)部(設(shè)有離型劑)，也就是，在插入玻璃纖維之前噴涂。聚氨酯樹脂和硬化劑進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，產(chǎn)生一種彈性材料的成型件，其按照成型壁1的形狀形成，以隨后作為玻璃纖維包2的氣密性覆蓋體3；在制造出包括槽部件的氣密性覆蓋體之后，所述玻璃纖維包被抵靠著成型壁1設(shè)置。
在將液態(tài)聚氨酯樹脂施加到成型壁1的過程之中或者之后，在那些必要點(diǎn)設(shè)置槽部件7，它們由充分柔軟的材料制成并且膠接到預(yù)成型氣密性覆蓋體3上。不同的子槽部件相互氣密封膠接在一起。例如，可通過將它們的膠接表面10(見圖1)將那些槽部件7壓在或壓入還未固化的聚氨酯樹脂上來完成膠接槽部分，并且必要時(shí)另外使用一(薄)層聚氨酯樹脂覆蓋槽部件。因此，所有這些操作獲得一個(gè)預(yù)成型氣密性覆蓋體3，包括與其連接(或集成體)的槽部件7，隨后其可用于制品例如一個(gè)船體(圖2)的實(shí)際制造。在將加強(qiáng)包2和包括槽部件7的預(yù)成型氣密性覆蓋體3放置到模具內(nèi)(圖2)之后，實(shí)施如以上參照圖1a-d所描述的工藝過程。
還請注意，特別是在較大制品的制造中，有時(shí)希望通過在不同的(主)流道槽內(nèi)設(shè)置控制閥或截流閥，來實(shí)現(xiàn)對樹脂流在不同的流道槽內(nèi)以單個(gè)或成組的形式操縱。例如，由此能防止在不理想的位置形成流痕。通過在不同流道槽內(nèi)對流量(體積、流速)進(jìn)行相互調(diào)節(jié)，這種流痕和其它不均性等可被更好地控制。
最后，還應(yīng)注意，在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選不在成型壁1那一側(cè)上安裝樹脂供料口5，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致加強(qiáng)包2在某種程度上阻礙液態(tài)樹脂的透流。最好通過在槽部件7橋接的位置處終止于氣密性覆蓋體3和加強(qiáng)包2之間的供料線路來供應(yīng)原材料(樹脂)6。這樣，所述的槽部件7將被直接填充，特別是在槽部件被抽空(d2)以使氣密性覆蓋體3沿槽部件的縱向上被吸入到槽部件內(nèi)之后，之后(部分地同時(shí))充填下面的加強(qiáng)包2。
顯然，在權(quán)利要求中公開的本發(fā)明框架之內(nèi)，可以進(jìn)行許多的改進(jìn)和變化。因此，單獨(dú)的可控制的流道槽已被提到過。當(dāng)然，也可以提供或組合幾個(gè)供料口，對于用于抽空的抽取口而言也是這樣。或者利用一個(gè)預(yù)成型氣密性覆蓋體，可依靠其彈性以允許實(shí)現(xiàn)偏移的結(jié)構(gòu)，如凸緣、肋、小溝槽、加固件等。
權(quán)利要求
1.一種用于制造增強(qiáng)型塑料制品的方法，包括—提供成型壁；—抵靠著成型壁放置加強(qiáng)包；—安裝用于液態(tài)塑料的供料口以及用于產(chǎn)生減壓的抽取口；—在供料口、抽取口以及加強(qiáng)包的一個(gè)遠(yuǎn)離成型壁的表面上，安置帶有下述器具的氣密性覆蓋體，該器具被設(shè)置成，通過氣密性覆蓋體的局部變形而在加強(qiáng)包的遠(yuǎn)離成型壁的一側(cè)、在氣密性覆蓋體與加強(qiáng)包之間產(chǎn)生槽；—將成型壁和氣密性覆蓋體之間的空間內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到低于外界壓力的第一值，以便在加強(qiáng)包內(nèi)產(chǎn)生減壓；—將所述器具和氣密性覆蓋體之間的空間內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到低于第一值的第二值，以便在所述被氣密封地覆蓋著的加強(qiáng)包的周圍的外部產(chǎn)生槽；—通過所述供料口和所述槽供應(yīng)液態(tài)塑料，以便用塑料浸泡并因此而填滿加強(qiáng)包；—將所述器具和氣密性覆蓋體之間的空間內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到高于或等于第一值的第三值，以便推開在所述被氣密封地覆蓋著的加強(qiáng)包的外部產(chǎn)生的、被塑料充填的槽；—使塑料固化；—去除氣密性覆蓋體和所述器具；以及—從成型壁上取下成型的塑料制品；其特征在于，所述器具被設(shè)計(jì)為至少一個(gè)分支或不分支的溝道形槽部件，其以溝道開口側(cè)朝向氣密性覆蓋體的方式不可拆開地固定在氣密性覆蓋體上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過將壓力調(diào)節(jié)到第二值，利用溝道的完全開口的側(cè)表面形成至少一個(gè)流道槽，所述側(cè)表面小于加強(qiáng)包的表面的一半。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，加強(qiáng)包的未被所述至少一個(gè)流道槽直接覆蓋的表面是加強(qiáng)包的被所述至少一個(gè)流道槽直接覆蓋的表面的至少兩倍。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè)流道槽，它們的塑料供應(yīng)是可單獨(dú)控制的。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在塑料固化之后，氣密性覆蓋體與連接到其上的至少一個(gè)槽部件一起以單件的形式從塑料制品上取下。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述包括不可拆開地裝配到其上的至少一個(gè)分支或不分支的槽部件在內(nèi)的氣密性覆蓋體可根據(jù)成型壁的形狀被預(yù)成型。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，一層或多或少的液態(tài)塑料原材料在固化而形成彈性材料之后被施加到成型壁上，并且在該原材料層固化之前、之中或之后，所述至少一個(gè)槽部件與其連接，之后，原材料的固化層連同所述與其不可拆開地連接的至少一個(gè)槽部件一起從成型壁上取下，以隨后用作加強(qiáng)包的彈性、預(yù)成型氣密性覆蓋體。
8.一種用在如前述任一權(quán)利要求所述的方法中的氣密性覆蓋體，其由一層允許氣密性覆蓋體重復(fù)使用的彈性材料制成，并且在該彈性材料層上不可拆開地連接著至少一個(gè)溝道形槽部件，所述溝道形槽部件以溝道開口側(cè)朝向所述彈性材料層的方式不可拆開地固定到該彈性材料層上，所述至少一個(gè)槽部件由硬度高于該層材料的材料制成。
9.如權(quán)利要求8所述的氣密性覆蓋體，其特征在于，所述層和所述與其不可拆開地連接的至少一個(gè)槽部件根據(jù)將被模制的塑料制品的壁面而被預(yù)成型。
全文摘要
一種用于制造塑料制品的方法，其中，加強(qiáng)包(2)被抵靠著成型壁(1)放置，安裝空氣抽出口和用于液態(tài)塑料(6)的供料口(5)，所述加強(qiáng)包被氣密性覆蓋體(3)覆蓋，氣密性覆蓋體上不可拆下地固定著槽部件(7)。加強(qiáng)包內(nèi)的壓力被調(diào)節(jié)到低于外界壓力的第一值，之后槽部件內(nèi)的壓力被調(diào)節(jié)到低于第一值的第二值，以使流道槽形成在加強(qiáng)包上。在液態(tài)塑料已經(jīng)充分浸泡加強(qiáng)包之后，槽部件內(nèi)的壓力被調(diào)節(jié)到高于第一值的第三值，以致推開流道槽。在塑料固化之后，必要時(shí)可重復(fù)使用的并且預(yù)成型氣密性覆蓋體以及與其連接的槽部件一起被釋放。
文檔編號B29C70/44GK1822944SQ200480020062
公開日2006年8月23日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者埃德溫·科爾內(nèi)盧斯·費(fèi)利克斯·卡羅勒斯·范海爾普特 申請人:荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究會(huì)(Tno)