[發明專利]用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的模具及成型方法

在審

• 申請號: 201911072187.5
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110948903A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 張成祥;施靜;葉奇飛;李世成;陸建榴;李濤;王琢;史文峰;謝鐘清;曹恒秀;潘韻;儲鳳陽;葉鵬華;周棟;熊礽智
• 申請（專利權）人: 上海復合材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C35/02;B29C35/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李慧;郭國中

1.一種用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，包括金屬成型模具、硅橡膠芯模；所述金屬成型模具包括第一芯模、第二芯模、第三芯模、固定支架、分瓣外模、蓋板和脫模板；所述固定支架的內側設置有第二芯模、固定支架的兩邊分別設置有第一芯模和第三芯模；所述蓋板設置在第一芯模和第三芯模的兩側，脫模板設置在蓋板外側；

所述硅橡膠芯模設置在固定支架上，且設置在第二芯模的外側；所述分瓣外模設置在固定支架、第一芯模和第三芯模的外周。

2.根據權利要求1所述的用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，所述固定支架為圓柱狀可拆卸支架，由多塊支架單元連接形成；各所述支架單元由多個平行的環形金屬環和多個縱向金屬條連接組成。

3.根據權利要求2所述的用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，所述環形金屬環與縱向金屬條通過設置的槽口相互扣住，再用螺釘緊固連接；

所述環形金屬環由多個弧形金屬環依次通過兩端設置的插槽連接后形成。

4.根據權利要求1所述的用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，所述第一芯模和第三芯模為圓環形狀，第二芯模為內部加筋的圓環形狀，分瓣外模為圓環形狀，硅橡膠芯模設置在固定支架的環形金屬環與縱向金屬條連接形成的單元空格中。

5.根據權利要求1所述的用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，所述蓋板與第一芯模采用環向螺釘連接，脫模板和蓋板的中央設置有通孔，與固定支架的內部連通。

6.根據權利要求1所述的用于一體化成型制備碳纖維網格承力筒的成型模具，其特征在于，所述第二芯模為空心結構，第二芯模的厚度為15mm；所述金屬成型模具為鋼質材料；所述分瓣外模包覆在第一芯模、第三芯模、固定支架的外周；

所述硅橡膠芯模為受熱可發生膨脹繼而產生壓力的軟質材料，產生的壓力能將碳纖維預浸料層間壓實。

7.一種基于權利要求1所述的成型模具一體化成型制備碳纖維網格承力筒的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、分別在硅橡膠芯模上鋪設碳纖維預浸料，形成加強筋和部分筒體；

S2、將第二芯模裝配到固定支架的內側壁，然后將鋪設有碳纖維預浸料的硅橡膠芯模組裝到固定支架的環形金屬環與縱向金屬條連接形成的單元空格中；

S3、在硅橡膠芯模上、固定支架的外周再鋪設碳纖維預浸料；同時在第一芯模和第三芯模上鋪設預浸料，形成剩余筒體；

S4、裝配其他部件，具體裝配步驟為：將分瓣外模裝配到鋪設預浸料形成的筒體外側，固定；然后在筒體的兩端裝配蓋板和外模，并固定；

S5、將裝配好的模具抽真空預壓，經固化成型后進行脫模，得到所述承力筒。

8.根據權利要求7所述的一體化成型制備碳纖維網格承力筒的方法，其特征在于，步驟S1中，鋪設碳纖維預浸料的鋪設方式為[0°/90°/+45°/-45°/90°/0°]；

步驟S3中，鋪設碳纖維預浸料的鋪設方式為[0°/90°/+45°/-45°]₇[0°/90°]。

9.根據權利要求7所述的一體化成型制備碳纖維網格承力筒的方法，其特征在于，步驟S4中，所述抽真空預壓的條件為：真空度不低于0.095MPa，保持真空時間150min；

所述固化成型的參數為：從室溫升溫至80℃±3℃，升溫速率為60℃～90℃/h，真空表壓≤-0.095MPa；然后在80℃±3℃下保溫1h；再升溫至155℃±3℃，升溫速率為60℃～90℃/h；在155℃±3℃下保溫3h；然后降溫至50℃，降溫速率≤90℃/h。

10.根據權利要求7所述的一體化成型制備碳纖維網格承力筒的方法，其特征在于，步驟S4中，所述脫模的步驟包括：先將固定支架整體沿軸向抽出，再將縱向金屬條和環形金屬環分開。