[發明專利]一種成型模具及使用該模具制造成型制件的方法

有效

• 申請號: 201110311294.6
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102431183A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 路建軍;韓蕾;盛毅;黎玉欽;王國平
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所;航天海鷹(鎮江)特種材料有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于成型模具技術領域，具體涉及一種成型模具及制造成型制件的方法。

背景技術

現在的成型模具仍然存在諸多問題，例如不容易組裝和/或加壓、脫粘、疏松以及質量不穩定等問題，尤其是使用先進復合材料(Advanced?Composites?Material)來制造復合材料制件時所使用的成型模具，上述問題尤其突出。

所謂先進復合材料，是指可用于加工主承力結構和次承力結構、其剛度和強度性能相當于或超過鋁合金的復合材料。先進復合材料具有質量輕、比強度較高、比模量較高、延展性較好、抗腐蝕、隔熱、隔音、減震、耐高(低)溫等特點，已被大量運用到航空航天、醫學、機械、建筑等領域。尤其是先進復合材料具有高比強度、高比模量的特點，在滿足結構強度和剛度的前提下能夠減輕航空航天器械的重量，因而已逐步取代金屬材料在包括航空航天領域在內的各個領域中得到廣泛應用。

在利用先進復合材料的過程中，經常需要將先進復合材料制造成各種復合材料制件。對于結構復雜的復合材料制件，可以采用RTM(Resin?Transfer?Molding，樹脂傳遞成型)和熱壓罐工藝。一般RTM工藝采用共固化成型技術，而熱壓罐工藝基本是采用零件單獨成型然后膠接固化。

目前，RTM工藝存在主要存在如下問題：(1)樹脂對纖維的浸滯不夠理想，制品里存在空隙率較高和/或干纖維的現象；(2)制品的纖維含量較低，一般為約50％；(3)大面積、結構復雜的模具型腔內，樹脂流動不均衡，而這個動態過程無法觀察、更不能進行預測和控制。

與RTM工藝相比，熱壓罐工藝具有如下優點：(1)生產效率高，制品質量穩定且強度高，制品致密性高。(2)熱壓罐可同時加熱加壓，其施加的壓力通常為2～3個大氣壓，這使得在熱壓罐中成型的制品具有更高的致密度，其強度性能更好，因而更適合于主結構件的成型。

但是，目前的熱壓罐工藝也存在一些問題，例如(1)生產工藝成本高，熱壓罐本身成本遠高于熱壓機、烘箱等成型設備；(2)熱壓罐工藝復雜，真空系統在罐內操作性較差。

如上所述，熱壓罐工藝基本是采用零件單獨成型然后膠接固化。一般的復合材料制件都是由多個單獨的復合材料制件完成后再膠接成型。

在膠接固化時，為了保證膠接后的強度，膠接一般都是在中高溫條件下進行，這樣復合材料零件就會有一個加速老化的問題產生，對復合材料零件的性能會有一定的損傷。這是因為同一個力學松弛現象既可以在較高溫度下利用較短時間內觀察到，也可以在較低溫度下和較長時間內觀察到，故升高溫度與延長觀察時間對分子運動是等效的，這就是時-溫等效原理。復合材料的膠接每多經過一次高溫狀態，就相當于復合材料在常溫下經過了較長時間，所以說二次膠接會加速老化。

另外，在例如熱壓罐成型技術中所使用的模具，在采用橡膠軟模存在以下問題：(1)預浸料中的小分子較難排盡，產品易產生疏松及孔隙率缺陷；(2)橡膠軟模是作為壓力源使用的，由于橡膠模較厚，尤其在角區，膨脹能力與其他區域存在差異，不能使倒T結構和蒙皮平板完全貼合，導致出現脫粘、疏松現象；(3)橡膠軟模在加熱過程中，因熱傳導問題，導致制件加熱固化不定因素增多，引起固化后質量不穩定。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種的模具及使用方法，其中采用如下技術方案來實現：

1.一種模具，所述模具包括如下部件：底模、至少兩個擋塊、和蓋板，所述至少兩個擋塊間隔開地布置在所述底模上，從而在相鄰擋塊之間形成空間，所述蓋板橫跨地布置在所述相鄰擋塊上面，其特征在于，

所述模具還包括布置在所述空間中的具有第一斜面的第一壓塊和具有第二斜面的第二壓塊，所述相鄰擋塊中的一個擋塊、所述第一壓塊、所述蓋板和底模限定型腔，并且所述第一斜面和所述第二斜面彼此貼合，使得所述第二壓塊能夠與所述第一壓塊彼此貼合地沿著所述第一斜面上下移動。

2.如技術方案1所述的模具，其特征在于，所述模具的至少一個部件由金屬材料制成。

3.如技術方案2所述的模具，其特征在于，所述模具的所有部件均由金屬材料制成。

4.如技術方案1至3任一項所述的模具，其特征在于，所述擋塊固定地連接至所述底模。

5.如技術方案1至4任一項所述的模具，其特征在于，所述模具用于制備倒T型結構制件，并且所述第一壓塊超出所述倒T型結構制件的與所述第一壓塊相接觸的底部分支，并且與擋塊有一定距離。