[發明專利]一種大長徑比碳纖維復合材料管制作模具和成型方法

在審

• 申請號: 201811236192.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109318507A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 韓笑;王希杰;王增加;孔娜;侯鋒輝;張鵬;岳鴻飛;師慧;李博
• 申請（專利權）人: 西安康本材料有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種大長徑比碳纖維復合材料管制作模具，其特征在于，由下模(1)、中模(2)和上模(3)組成，所述下模(1)由多個下模板塊(1-1)連接而成，每個所述下模板塊(1-1)的上表面兩側均開設有下模凹槽(1-1-1)，所述中模(2)由兩個中模板塊單元組成，兩個中模板塊單元通過接頭(4)連接，每個所述中模板塊單元由多個中模板塊(2-1)連接而成，所述中模板塊(2-1)的下表面設置有與下模凹槽(1-1-1)配合的中模凸塊(2-1-1)，中模板塊(2-1)的上表面開設有中模凹槽(2-1-2)，所述模具的上模(3)由多個上模板塊(3-1)連接而成，所述上模板塊(3-1)的下表面兩側均設置有與中模凹槽(2-1-2)配合的上模凸塊(3-1-1)。

2.根據權利要求1所述的一種大長徑比碳纖維復合材料管制作模具，其特征在于，所述下模(1)與中模(2)采用中模凸塊(2-1-1)定位，所述上模(3)與中模(2)采用定位銷定位。

3.根據權利要求1所述的一種大長徑比碳纖維復合材料管制作模具，其特征在于，所述模具的下模(1)與中模(2)在水平方向采用螺栓緊固連接，所述模具的上模(3)與下模(1)在垂直方向采用螺栓緊固連接。

4.一種利用如權利要求1～3中任一權利要求所述的大長徑比碳纖維復合材料管制作模具對大長徑比碳纖維復合材料管進行成型的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將浸泡過脫模劑的氣袋包覆在木芯模的表面，然后將預浸料平整地鋪覆在氣袋上；所述預浸料為碳纖維/環氧樹脂預浸料；所述木芯內模為長方體，木芯模的外壁形狀與碳纖維復合材料管的內壁形狀相匹配，且木芯模的尺寸不大于所述碳纖維復合材料管的內壁尺寸；

步驟二、將泡沫鋪覆在步驟一中所述預浸料上，并采用膠黏劑使泡沫之間粘結固化；

步驟三、采用壓縮空氣將步驟二中經粘結固化后的泡沫的表層吹掃干凈，然后將預浸料鋪覆在泡沫表層上，再取出包覆有氣袋的木芯模，得到預制體；所述預浸料與步驟一中的預浸料的成分相同；

步驟四、將模具的中模(2)和下模(1)緊固連接，將中模(2)和下模(1)組成的腔體內壁清理干凈，預熱至70℃～80℃后均勻涂抹兩遍脫模劑，然后將步驟三中得到的預制體的內壁中置入氣袋，再裝入中模(2)和下模(1)組成的腔體中，使氣袋的兩端從模具的接頭(4)處伸出并采用生硅膠保護，將氣袋的一端裝上氣嘴后與空壓機連接，另一端扎緊；所述模具的內壁形狀與碳纖維復合材料管的外壁形狀相匹配，且模具的內壁尺寸與所述碳纖維復合材料管的外壁尺寸相同；

步驟五、將模具的上模(3)的內壁清理干凈，預熱至70℃～80℃后均勻涂抹兩遍脫模劑，然后與步驟四中裝入預制體的模具的下模(1)緊固連接，在模具的上下側裝配加熱板并將熱電阻置于模具的預留采溫點處，再在加熱板的周圍蓋上外保溫罩；

步驟六、開啟空壓機向氣袋中充壓，然后加熱進行固化處理，經自然冷卻后使氣袋卸壓并拆除加熱板，再開啟模具，取出成品后去除氣袋，得到碳纖維復合材料管；所述碳纖維復合材料管的長徑比大于60。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中和步驟三中所述預浸料的纖維面密度為80g/m²～100g/m²，含膠量為40％。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟二中所述泡沫為PMI泡沫。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟六中所述碳纖維復合材料管的內層碳纖維復合材料層的厚度為0.1mm～0.5mm，外層碳纖維復合材料層的厚度為0.2mm～1.0mm，夾芯泡沫層的厚度為2mm～3mm。