[發明專利]一種雙曲面回轉體復合材料制品的分體成型模具

在審

• 申請號: 201710076151.9
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106799798A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 楊勇;郭萬濤;彭運松;吳醫博
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B29C33/30
• 分類號: B29C33/30;B29C33/48;B29C70/48
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 孫笑飛

技術領域

本發明涉及纖維增強樹脂基復合材料制造領域，具體的說是一種雙曲面回轉體復合材料制品的分體成型模具。

背景技術

纖維增強樹脂基復合材料具有質輕高強、絕緣抗磁、隔振降噪、耐腐蝕等諸多優點，被廣泛應用于航空、航天、船舶、能源等諸多工程領域。現有技術中，通常采用真空輔助樹脂傳遞模塑工藝即VARTM制造。VARTM是在RTM工藝基礎上開發而來，主要原理是在模腔中鋪放按性能和結構要求設計的纖維增強樹脂基復合材料的預成型體，然后采用真空泵對閉合模腔抽真空，再用注射設備將樹脂注入閉合模腔，或僅靠型腔真空造成的內外壓力差注入樹脂，固化制得成品。與常規RTM工藝相比，閉合模腔抽真空改善了模腔內樹脂的流動性和潤濕性，并有利于排盡氣泡，這將能夠減小模腔的注射壓力，提高VARTM復合材料制品的纖維含量，減少VARTM復合材料制品的微觀空隙，使VARTM復合材料制品的力學性能更好。

圖4是一種雙曲面回轉體復合材料制品的立體結構示意簡圖，該復合材料制品的結構設計尺寸給定并由金屬框架10、底面11、外側面12和內側面13組成，其中底面11、外側面12和內側面13為整體一次成型且符合設計尺寸，滿足VARTM工藝要求。圖5為圖4的縱截面示意圖，由圖可知，該復合材料制品外形呈流線型，其橫截面尺寸變化大、底部厚、上端薄、增強材料含量高，導致預成型體放入模具時產生擠壓皺褶、凸臺、錯層、滑動等現象，使其厚度不均一、易產生空腔流道、出現白斑和缺陷區域。此外當復合材料固化后，大面積的曲面界面粘接力會導致復合材料制品與模具無法分離等問題。針對滿足VARTM工藝的雙曲面回轉體復合材料制品，對應的分體成型模具設計方法還未見到相關報道。

發明內容

本發明旨在提供一種能夠消除預成型體放入模具時產生褶皺，厚度不一以及制品固化后與模具難以分離等問題的雙曲面回轉體復合材料制品的分體成型模具。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案為：一種雙曲面回轉體復合材料制品的分體成型模具，包括底盤、外模以及套設在外模中的內模，所述外模和內模均為圓臺形，且兩者大端朝向一致進行設置，外模和內模的大端分別可拆卸固定在所述底盤上，小端相互可拆卸固定連接，在底盤、外模以及內模之間構成密閉的用于制作雙曲面回轉體的環形模腔；所述外模和內模均為分體式，外模由多個弧形的外分模組成，任意一個外分模的弧度均小于等于90°，內模由多個弧形的內分模組成，任意一個內分模的弧度均小于90°。

優選的，所述底盤為環形，在底盤上位于外模和內模之間設有環形的限位臺階，所述外分模和內分模的底部分別緊靠限位臺階的兩側固定在底盤上。

優選的，在所述底盤上位于限位臺階的兩側分別設有內置密封膠條的第一密封槽；所述外模和內模的上端通過徑向螺栓固定連接，在外模和內模的上端相互連接的部位分別設有用于放置密封膠條的第二密封槽。

優選的，所述分體成型模具還包括一個環形的頂盤，所述外分模和內分模的頂部分別固定在該頂盤上。

優選的，所述外分模和內分模的兩端分別設有相背于環形模腔的法蘭段，法蘭段上間隔設有螺紋孔，所述底盤和頂盤上分別開設有相應的螺栓孔，底盤和頂盤通過螺栓分別固定在外分模和內分模的兩端。

優選的，所述外分模的外部側壁以及內分模的內部側壁上均設置有縱橫交錯的加強筋板。

優選的，兩塊相鄰的外分模的銜接位置通過相背于所述環形模腔的外壓板及螺栓可拆卸固定，兩塊相鄰的內分模的銜接位置通過相背于所述環形模腔的內壓板及螺栓可拆卸固定。

優選的，所述外壓板與通過該外壓板連接的兩塊外分模中的一塊為一體成型；所述內壓板與通過該內壓板連接的兩塊內分模中的一塊為一體成型。

優選的，兩塊相鄰的外分模分別沿銜接位置垂直設有外固定板，兩塊外固定板通過螺栓固定連接；兩塊相鄰的內分模分別沿銜接位置垂直設有內固定板，兩塊內固定板通過螺栓固定連接。

優選的，所述外模包括四塊相同的外分模，所述內模包括三塊結構相同且弧度較大的內分模以及三塊結構相同且弧度較小的內分模。

有益效果

本發明的一種雙曲面回轉體復合材料制品的分體成型模具，將模具分成底盤，外模，內模等幾個組件，其中外模由多塊外分模組成，內模由多塊內分模組成，外、內模具通過底盤及內外之間對應的螺栓孔進行固定連接。模具組裝后放入預成型體時，預成型體不會產生擠壓皺褶，成型的制品線型準確，未出現空腔流道等問題，并且分體模具易組裝和拆卸有利于脫模。

附圖說明