一种高/低温快速转换的模具系统技术领域
本发明属于模压成型技术领域，具体涉及一种利用液体介质实现高/低温快速转
换的模具系统。
背景技术
模压工艺是材料(或构件)制备的一种古老而又有效的工艺之一，它是将一定量的
模压料放入金属对模中，在一定的温度和压力作用下，使模压料在模腔内固化成型的一种
加工方法。模具对模压成型工艺的成功具有显著影响。
在采用模压成型工艺制备各类材料和构件时，尤其是热塑(或热固)性塑料及其复
合材料时，常需要模具在80～300/0～50℃之间转化，在高温环境下，实现材料在高温的模
具模腔中流动、充模并固化，然后在在相对低温的模具模腔中定型、脱模，在低温环境下可
防止材料或构件脱模后在空气中聚冷而变形。
因此，如何实现模具从高温情况下快速冷却，是提高模压工艺加工效率的关键要
素，传统的模具仅具有加热功能，冷却一般靠自然冷却或通过风扇鼓风冷却，导致模具冷却
效率低，严重影响模压的工作效率甚至制品性能。目前存在的部分模具具备有水冷或油冷
的加热、冷却系统，但是液体介质的温度在高温和低温转换之间同样需要较长的时间，并且
液体介质的温度快速转变对于换热设备的能耗很大，不够节能环保。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有模压工艺中存在的加热和冷却转换时间过长
影响模压制品的性能或生产效率的问题，提供一种节省能源、效率高、适用性强、产品效果
好、安全的高/低温快速转换的模具系统。
本发明采用如下技术方案实现：
一种高/低温快速转换的模具系统，所述模具的上模板和下模板内分别设有蛇形
管，上模蛇形管和下模蛇形管分别与高温循环系统和冷却循环系统形成独立的回路；
其中，所述高温循环系统和冷却循环系统均采用循环的流体介质进行加热和冷
却，所述高温循环系统的回路和低温循环系统的回路分别并联共用两组蛇形管，并在高温
循环系统的回路和低温循环系统的回路上分别设置切换阀门。
进一步的，所述高温循环系统具有用于填装加热介质的高温箱，所述高温箱内部
设有加热器和高温控制模块，所述加热器对高温箱内的加热介质进行加热，所述高温控制
模块对加热器及加热介质的温度进行监控；所述高温箱上设有输送口和回流口，并在输送
口设置高温传输泵，所述高温箱的输送口和回流口与上模蛇形管和下模蛇形管通过管路并
联连接。
所述低温循环系统具有用于填装冷却介质的低温箱，所述低温箱内部设有冷却器
和低温控制模块，所述冷却器对低温箱内的冷却介质进行冷却，所述低温控制模块对冷却
器及冷却介质的温度进行监控；所述低温箱上设有输送口和回流口，并在输送口设置低温
传输泵，所述低温箱的输送口和回流口与上模蛇形管和下模蛇形管通过管路并联连接。
更进一步的，所述高温箱和低温箱内分别设有搅拌器，用于对高温介质和冷却介
质进行搅拌。
在上述技术方案中，在所述高温箱的输送口和回流口分别设有高温泵送阀门和高
温回流阀门，所述低温箱的输送口和回流口分别设有低温泵送阀门和低温回流阀门。
在此基础上，所述高温循环系统回路和低温循环系统回路之间可通过接头相互连
通。
进一步优选的，所述高温箱输送口和低温箱的输送口之间、所述高温箱回流口和
低温箱回流口之间直接连通，即高温循环系统的回路和低温循环系统的回路在蛇形管道中
的流通方向均相同。
在本发明中，所述流体介质采用加热油、二甲基硅油或水
所述加热器采用螺旋、不锈钢或法兰式电加热管，所述冷却器采用全封闭压缩机
制冷器。
本发明的上述技术方案中，通过合理的连接，使模具的蛇形管道空腔与高温和低
温箱相连，形成能独立控制的高温和低温循环回路，使高温(或低温)液体能独立控制，并独
立循环。
本发明在高/低温快速转换过程中，当模具需要加热时，先关闭低温循环系统的回
路，打开高温循环系统的回路，通过高温传输泵使高温液体在模具的蛇形管道空腔中循环，
实现模具的快速升温；而当需冷却模具时，则关闭高温循环系统的回路，打开低温循环系统
的回路，通过低温传输泵使低温液体在模具的蛇形空腔中循环，实现模具的快速冷却。
本发明在高温循环系统和低温循环系统中，均采用温控系统加热(或冷却)高温箱
或低温箱中的液体介质，通过内设搅拌器对液体介质进行搅拌，保证箱体中液体温度均匀
稳定，通过关闭低温箱(或高温箱)与模具蛇形管之间的回路，保证高温箱(或低温箱)与模
具之间形成独立完整回路，再通过传输泵提供动力，使高温介质(或低温介质)在模具与高
温箱(或低温箱)间循环，实现模具的快速加热(或冷却)。
由上所述，本发明公开的一种高/低温快速转换模具可通过高温(或低温)液体快
速加热(或冷却)模具，实现模具的高/低温的快速转换，一方面可以保证材料(或构件)在均
匀的温度场下定型，使内应力分布均匀，保证制品性能稳定和防止变形；另一方面也能实现
快速、安全脱模。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地说明。
附图说明
图1为实施例中的一种高/低温快速转换的模具系统的连接示意图。
图中标号：1-高温循环系统，101-高温控制模块，102-高温搅拌器，103-加热器，
104-高温箱，105-高温回流阀门，106-高温传输泵，107-高温泵送阀门，2-低温循环系统，
201-低温控制模块，202-低温搅拌器，203-冷却器，204-低温箱，205-低温回流阀门，206-低
温传输泵，207-低温泵送阀门，3-上模板，301-上模蛇形管，4-下模板，401-下模蛇形管。
具体实施方式
实施例
参见图1，图示中的一种高/低温快速转换的模具系统为本发明的优选实施方式，
具体包括高温循环系统1、低温循环系统2以及由上模板3和下模板4合模组成的模具组件，
在上模板3和下模板4内部分别设有上模蛇形管301和下模板401，用于对模具内腔中的模压
材料进行加热或冷却。上模蛇形管301和下模蛇形管401分别与高温循环系统1和冷却循环
系统2形成独立的回路，所述高温循环系统1和冷却循环系统2均采用循环的流体介质进行
加热和冷却，所述高温循环系统的回路和低温循环系统的回路分别并联共用两组蛇形管，
并在高温循环系统的回路和低温循环系统的回路上分别设置切换阀门，实现加热和冷却的
快速切换。
具体的，高温循环系统1包括高温控制模块101、高温搅拌器102、加热器103、高温
箱104、高温回流阀门105、高温传输泵106和高温泵送阀门107，其中高温箱104是用于填装
加热介质的容器，高温控制模块101、高温搅拌器102和加热器103均设置在高温箱内，其中
所述加热器103对高温箱内的加热介质进行加热，所述高温控制模块101对加热器及加热介
质的温度进行监控，高温搅拌器102对加热介质进行均匀搅拌，提高介质的受热均匀性。所
述高温箱104上设有输送口和回流口，在输送口依次设置有高温传输泵106和高温泵送阀门
107，并从高温泵送阀门处引出管路并联连接至上模蛇形管和下模蛇形管的入口端，上模蛇
形管和下模蛇形管的出口端通过管路并联连接至高温箱的回流口，并在回流口处设置高温
回流阀门105，形成高温箱与上模蛇形管和下模蛇形管之间的并联回路。
同样的，低温循环系统2包括低温控制模块201、低温搅拌器202、冷却器203、低温
箱204、低温回流阀门205、低温传输泵206和低温泵送阀门207，其中低温箱204是用于填装
冷却介质的容器，低温控制模块201、低温搅拌器202和冷却器203均设置在低温箱内，其中
所述冷却器203对低温箱内的冷却介质进行冷却降温，所述低温控制模块201对冷却器及冷
却介质的温度进行监控，低温搅拌器202对冷却介质进行均匀搅拌，提高介质的冷却均匀
性。所述低温箱104上同样设有输送口和回流口，在低温箱的输送口依次设置有低温传输泵
206和低温泵送阀门207，并从低温泵送阀门处引出管路并联连接至上模蛇形管和下模蛇形
管的入口端，上模蛇形管和下模蛇形管的出口端通过管路并联连接至低温箱的回流口，并
在回流口处设置低温回流阀门205，形成低温箱与上模蛇形管和下模蛇形管之间的并联回
路。
本实施例在所述高温箱104的输送口和回流口分别设有高温泵送阀门107和高温
回流阀门105，所述低温箱204的输送口和回流口分别设有低温泵送阀门207和低温回流阀
门205，高温箱的两组阀门和低温箱的两组阀门分别构成高温循环系统和低温循环系统连
接至蛇形管的回路切换阀门，其中一组回路连通时，另一组回路的阀门关闭。
本实施例中的高温控制模块101和低温控制模块201均为常用的温度控制模块，通
过对介质的温度检测，反馈后控制加热器和冷却器对介质进行恒温控制，此技术为本领域
常规应用，本实施例在此不对温度的控制监测进行赘述。
本实施例优选的，将所述高温循环系统回路和低温循环系统回路之间通过接头相
互连通，具体如图1所示，本实施例中的高温箱输送口和低温箱的输送口不仅同时连通至上
模蛇形管和下模蛇形管的输入端，同时彼此之间还相互连通，通过高温泵送阀门和低温泵
送阀门实现不同回路的切换选择，同时，所述高温箱回流口和低温箱回流口在与上模蛇形
管和下模蛇形管的输出端连通的同时，相互之间直接连通，通过高温回流阀门和低温回流
阀门实现不同回路的切换，高温循环系统回路上的高温泵送阀门和高温回流阀门同时打开
或同时关闭，低温循环系统回路上的低温泵送阀门和低温回流阀门同样同时打开或同时关
闭，采用本实施例中的连接方案，高温循环系统的回路和低温循环系统的回路在蛇形管道
中的流通方向一致。
在本发明中，所述流体介质采用加热油或、二甲基硅油或水
所述加热器采用螺旋、不锈钢或法兰式电加热管，所述冷却器采用全封闭压缩机
制冷器。
以下以两个具体生产实例来对本实施例做进一步说明。
例1：泡沫夹芯结构平板的制备
本例中的泡沫夹芯结构平板的制备工艺中用到一种如图1所示的高/低温快速转
换的模具系统，具体制备方法依次包括以下步骤：
1、按图1连接好高/低温快速转换模具系统；
2、关闭低温泵送阀门207和低温回流阀门205；
3、打开加热器103和高温搅拌器102，使高温箱中高沸点液体(如硅油)均匀加热到
80℃；
4、打开冷却器203和低温搅拌器202，使低温箱204中高沸点液体(如硅油)均匀冷
却到20℃；
5、打开高温泵送阀门107和高温回流阀门205，使高温箱与模具的蛇形管形成循环
回路；
6、打开高温传输泵106，使高温液体在模具蛇形回流管和高温箱中循环，使模具快
速升温到80℃并保温；
7、将粘接面涂好粘接剂，按下蒙皮、泡沫和上蒙皮的顺序放置好各层材料并平放
在下模板4上；
8、合模保压30min；
9、关闭高温泵送阀门107和高温回流阀门205，同时打开低温泵送阀门207和低温
回流阀门205；
10、打开低温传输泵206，使低温液体在模具蛇形回流管和高温箱中循环，使模具
快速冷却到20℃并保温；
11、脱模、修整，得到泡沫夹芯板。
例2：玻璃纤维增强热塑性复合材料(GF/PP)的制备
本例的玻璃纤维增强热塑性复合材料(GF/PP)的制备工艺用到一种如图1所示的
高/低温快速转换的模具系统，具体制备方法依次包括以下步骤：
1、按图1连接好高/低温快速转换模具系统；
2、关闭低温泵送阀门207和低温回流阀门205；
3、打开加热器103和高温搅拌器102，使高温箱中高沸点液体(如硅油)均匀加热到
200℃；
4、打开冷却器203和低温搅拌器202，使低温箱204中高沸点液体(如硅油)均匀冷
却到20℃；
5、打开高温泵送阀门107和高温回流阀门205，使高温箱与模具的蛇形管形成循环
回路：
6、打开高温传输泵106，使高温液体在模具蛇形回流管和高温箱中循环，使模具快
速升温到80℃并保温；
7、将GF/PP预浸料按顺序放置好并平放在下模板4上；
8、合模保压5min；
9、关闭高温泵送阀门107和高温回流阀门205，同时打开低温泵送阀门207和低温
回流阀门205；
10、打开低温传输泵206，使低温液体在模具蛇形回流管和高温箱中循环，使模具
快速冷却到20℃并保温；
11、脱模、修整，得到玻璃纤维增强热塑性复合材料板。
由上述具体的实施方式可知，本发明的一种高/低温的快速转换模具系统完全适
合于泡沫夹芯结构平板和热塑性复合材料构件的制备。将本发明的技术方案应用于复合材
料构件的制备，可以显著提高生产效率，同时也有利于提高产品的质量，防止产品变形。
以上仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡根
据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明保护的范围
内。