本發(fā)明涉及發(fā)泡成型模具，尤其涉及一種超臨界流體發(fā)泡成型模具及其適配的成型系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)泡成型技術(shù)因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的發(fā)泡成型方法通常采用化學(xué)發(fā)泡劑或物理發(fā)泡劑，但這些方法在生產(chǎn)過程中往往存在環(huán)境污染、成本高昂等問題。因此，尋求一種環(huán)保、高效、低成本的發(fā)泡成型技術(shù)成為了行業(yè)研究的熱點(diǎn)。

2、在此背景下，超臨界流體發(fā)泡成型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)利用超臨界流體作為發(fā)泡劑，在特定的溫度和壓力條件下，使聚合物熔體或溶液中的氣體溶解度急劇增加，從而達(dá)到發(fā)泡的目的。與傳統(tǒng)的發(fā)泡方法相比，超臨界流體發(fā)泡成型技術(shù)具有環(huán)保、高效、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，要實(shí)現(xiàn)超臨界流體發(fā)泡成型技術(shù)的廣泛應(yīng)用，必須開發(fā)出與之相匹配的高質(zhì)量發(fā)泡成型模具及成型系統(tǒng)。

3、傳統(tǒng)的，高聚物材料的模內(nèi)超臨界流體加工，其核心在于保持模腔的超高壓能力。然而，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)時存在諸多不足。這些方法盡管能夠達(dá)到25-30mpa的高壓，但對成型機(jī)的壓力要求較高，且在超臨界流體處理過程中，需要持續(xù)不斷地向模腔內(nèi)通入超臨界流體，以保持模腔的高壓。這些方法的高壓密封依賴于成型機(jī)的噸位，導(dǎo)致在高壓下密封性變差的問題依然存在。此外，實(shí)用新型專利cn219466793u盡管采用了平面密封圈和側(cè)向密封圈組合的階梯插入式密封結(jié)構(gòu)，但同樣對密封圈及成型機(jī)的噸位要求較高。

4、如何解決上述技術(shù)問題為本發(fā)明面臨的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種設(shè)計合理，安全可靠的超臨界流體發(fā)泡成型模具及其適配的成型系統(tǒng)，通過各個部件的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定且環(huán)保的超臨界流體發(fā)泡成型過程。這些部件在解決傳統(tǒng)發(fā)泡成型技術(shù)中存在的技術(shù)問題的同時，還提高了設(shè)備的適用性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超臨界流體發(fā)泡成型模具，包括上模模具結(jié)構(gòu)，所述上模模具結(jié)構(gòu)的下方處設(shè)置有與所述上模模具結(jié)構(gòu)配合的下模模具結(jié)構(gòu)，所述下模模具結(jié)構(gòu)和所述上模模具結(jié)構(gòu)圍成有用以容納發(fā)泡材料的成型腔；

3、所述上模模具結(jié)構(gòu)包括上模底座，所述上模底座上的下方設(shè)置有與用以與所述下模模具結(jié)構(gòu)配合的上模成型板，所述上模底座上設(shè)置有用以與所述上模成型板連接的連接螺桿，所述上模成型板的底面上開設(shè)有與所述下模模具機(jī)構(gòu)配合的上成型腔，所述上模成型板的頂面上開設(shè)有透氣組件，且所述上模底座上設(shè)置有與所述上模成型板配合的氣壓緩釋組件；

4、所述下模模具機(jī)構(gòu)包括下模基板，所述下模基板上開設(shè)有與所述上成型腔配合的下成型腔，所述下?；迳显O(shè)置有與所述氣壓緩釋組件配合的氣壓減緩組件。

5、進(jìn)一步的，所述氣壓緩釋組件包括開設(shè)在所述上模底座上的氣壓槽，所述上模底座上對稱設(shè)置有兩組與所述氣壓槽相連通的兩組氣管，且每一組所述氣管包括設(shè)置在所述上模底座上的若干個氣管，所述上模底座上設(shè)置有與所述氣管配合的氣道，所述上模底座的氣壓槽中開設(shè)有與所述氣道相連通的氣孔；

6、所述氣壓槽中設(shè)置有呈矩形狀的儲氣腔活塊，所述儲氣腔活塊上設(shè)置有與所述上模底座配合的穩(wěn)固螺桿，所述氣壓槽設(shè)置有與所述儲氣腔活塊配合的氣密墊圈單元，所述儲氣腔活塊與所述上模底座圍成與所述上模成型板配合的儲氣槽。

7、進(jìn)一步的，所述儲氣腔活塊上對稱設(shè)置有兩組貫穿孔，所述氣壓槽中對稱設(shè)置有兩組與所述貫穿孔配的第二螺紋槽；使用時，所述穩(wěn)固螺桿貫穿所述貫穿孔、且與所述第二螺紋槽連接；

8、所述儲氣腔活塊面朝所述氣壓槽一面、且沿所述儲氣腔活塊的周向方向均勻開設(shè)有若干個緩釋導(dǎo)氣槽，所述緩釋導(dǎo)氣槽的兩端分別與儲氣槽、所述氣密墊圈單元相連通；

9、所述氣密墊圈單元包括呈矩形狀的矩形墊圈，所述矩形墊圈上設(shè)置有緊密墊圈，所述緊密墊圈的縱切面呈c型；使用時，所述矩形墊圈位于所述儲氣腔活塊與所述上模底座之間，所述矩形墊圈與所述上模成型板相接觸。

10、進(jìn)一步的，所述上模底座上沿所述儲氣腔活塊的周向方向均勻設(shè)置有若干個沉頭通孔，所述上模成型板上沿所述儲氣腔活塊的周向方向均勻設(shè)置有若干個與所述連接螺桿配合的第一螺紋槽；使用時，所述連接螺桿貫穿所述沉頭通孔、且與所述第一螺紋槽連接；所述上模成型板的頂面上開設(shè)有與所述氣密墊圈單元配合的第一氣密墊圈槽。

11、進(jìn)一步的，所述透氣組件包括均勻開設(shè)在所述上模成型板上、且貫穿所述上模成型版的單向?qū)饪?，所述上模成型板中開設(shè)有主氣路，所述上模成型板中開設(shè)有與主氣路相連通的若干個分配氣路，所述上模成型板的頂面上開設(shè)有若干個與所述主氣路相連通的導(dǎo)氣氣孔；

12、所述上模成型板面朝所述上成型腔一端面開設(shè)有導(dǎo)氣槽，所述上模成型板面朝所述上成型腔的一面處開設(shè)有若干個用以連通所述導(dǎo)氣槽和所述上成型腔的導(dǎo)氣缺口，所述上模成型板中設(shè)置有若干個用以連通所述分配氣路和所述導(dǎo)氣槽的傳導(dǎo)氣孔。

13、進(jìn)一步的，單向閥安裝于上模成型板中的單向?qū)饪字校ＷC處理過程中只能超臨界流體進(jìn)入，單向閥閉合時，靠近成型腔一側(cè)為平面結(jié)構(gòu)。

14、優(yōu)選的，所述導(dǎo)氣槽設(shè)置有兩個，且兩個所述導(dǎo)向槽分別位于所述上成型腔的兩側(cè)處，且所述分配氣路的長度方向與所述導(dǎo)氣槽的長度方向一致，且所述主氣路的長度方向與所述分配氣路的長度方向垂直設(shè)置；

15、所述上模成型板上對稱設(shè)置有兩個與所述主氣路相連通的第一緩釋管，所述第一緩釋管上設(shè)置有與所述主氣路配合的第一堵頭；所述上模成型板設(shè)置有若干個與所述分配氣路相連通的第二緩釋管，所述第二緩釋管上設(shè)置有與所述分配氣路配合的第二堵頭。

16、進(jìn)一步的，所述氣壓減緩組件包括開始在所述下?；屙斆嫔系姆€(wěn)固槽，所述穩(wěn)固槽中設(shè)置有呈矩形狀的成型活塊，所述成型活塊上設(shè)置有與所述下?；逑噙B接的定位螺桿，所述穩(wěn)固槽中設(shè)置有與所述成型活塊配合的氣密環(huán)墊單元；所述成型活塊與所述下?；鍑膳c所述上成型腔配合的所述下成型腔；

17、所述成型活塊上對稱開設(shè)有兩組與所述定位螺桿配合的定位貫穿槽，所述下?；迳显O(shè)置有與所述定位貫穿槽配合的定位螺孔；使用時，所述定位螺桿貫穿所述定位貫穿槽、且與所述定位螺孔連接；所述上模成型板的底面上開設(shè)有與所述氣密環(huán)墊單元配合的第二氣密墊圈槽。

18、進(jìn)一步的，所述成型活塊的底面沿所述成型活塊的周向方向均勻開設(shè)有若干個底導(dǎo)氣槽，所述成型活塊的內(nèi)圈面沿所述成型活塊的周向方向均勻開設(shè)有若干個側(cè)導(dǎo)氣槽，且所述側(cè)導(dǎo)氣槽與所述底導(dǎo)氣槽一一對應(yīng)設(shè)置；

19、所述氣密環(huán)墊單元包括呈矩形狀的矩形環(huán)墊，所述矩形環(huán)墊上設(shè)置有緊密環(huán)墊，所述緊密環(huán)墊的縱切面呈c字狀；使用時，所述矩形環(huán)墊套設(shè)在所述成型活塊上，且所述矩形環(huán)墊位于所述成型活塊和下模基板之間，所述矩形環(huán)墊與所述第二氣密墊圈槽相接觸。

20、一種平板硫化機(jī)用超臨界流體發(fā)泡成型系統(tǒng)，包括放置基座，所述放置基座上設(shè)置有硫化機(jī)，所述放置基座上設(shè)置有擠壓導(dǎo)向架，所述擠壓導(dǎo)向架的頂端設(shè)置有擠壓固定座，所述擠壓導(dǎo)向架上設(shè)置有若干個與所述擠壓導(dǎo)向架滑動配合的擠壓移動基座；

21、所述放置基座上設(shè)置有活塞液壓桿，所述活塞液壓桿的移動端處設(shè)置有與所述擠壓導(dǎo)向架滑動配合的擠壓活動基座，且所述擠壓活動基座上設(shè)置有所述下模模具結(jié)構(gòu)，所述擠壓固定座上設(shè)置有所述上模模具結(jié)構(gòu)，所述擠壓移動基座的底端處設(shè)置有所述上模模具結(jié)構(gòu)，所述擠壓移動基座的頂端處設(shè)置有與所述下模模具結(jié)構(gòu)；

22、所述擠壓活動機(jī)基座上設(shè)置有與所述擠壓移動基座配合的第一緩震組件，所述擠壓移動基座上設(shè)置有與所述擠壓移動基座或所述擠壓固定座配合的第二緩震組件，所述第一緩震組件的結(jié)構(gòu)與所述第二緩震組件的結(jié)構(gòu)一致。

23、進(jìn)一步的，所述第一緩震組件包括對稱設(shè)置在擠壓移動基座上的兩組對接基桿，且每一組所述對接基桿包括設(shè)置在所述擠壓移動基座上的對接基桿，所述對接基桿上套設(shè)有緩震彈簧，所述對接基桿上套設(shè)有與所述緩震彈簧配合的緩震環(huán)架，

24、所述緩震環(huán)架上設(shè)置有導(dǎo)向桿，所述擠壓移動基座上開設(shè)有與所述導(dǎo)向桿配合的擠壓收納槽，所述擠壓活動基座上設(shè)置有與所述對接基桿配合的對接收納槽。

25、本發(fā)明通過在上模和下模模具中創(chuàng)新性地使用c型環(huán)墊圈，該技術(shù)方案顯著增強(qiáng)了模具的密封性，特別是在超高壓條件下，c型環(huán)墊圈與壓力的正相關(guān)密封特性，使得密封性能隨壓力增加而提升，解決了傳統(tǒng)密封方式在高壓下易泄漏的問題。

26、本發(fā)明中的儲氣腔活塊與氣密墊圈單元的配合，以及氣壓緩釋組件和氣壓減緩組件的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了超臨界流體壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)和精確控制，不僅提高了發(fā)泡成型過程的穩(wěn)定性，還減少了對大型成型機(jī)噸位的依賴，降低了能耗。

27、本發(fā)明中的儲氣腔與成型腔的分離設(shè)計，是確保超臨界流體能夠從多個方向均勻進(jìn)入高聚物材料，結(jié)合上模成型板中的精密透氣組件，包括單向閥、主氣路、分配氣路等，實(shí)現(xiàn)了超臨界流體的精確導(dǎo)入和均勻分布，極大提升了發(fā)泡的均勻性和制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

28、本發(fā)明通過儲氣腔的壓力自維持設(shè)計，可在超臨界流體處理的后期，利用儲氣腔的壓力來維持成型腔的壓力，減少外部超臨界流體的連續(xù)供給，從而大幅度降低能耗。同時，在開模前預(yù)先釋放儲氣腔壓力，能夠有效減輕成型腔內(nèi)的壓力，增加了開模操作的安全性，降低了模具損壞和操作風(fēng)險。

29、本發(fā)明設(shè)計的模具能夠直接安裝于多層平板硫化機(jī)上，支持多個模具同時進(jìn)行超臨界流體處理操作，顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，滿足了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需求。同時，模具的模塊化設(shè)計便于模具的更換和維護(hù)，提高了系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性，減少了停機(jī)時間，增加了生產(chǎn)連續(xù)性。