[實用新型]帶工字形加強筋的熱塑性復合材料構件的模壓成型模具

有效

• 申請號: 201921215556.7
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN210283313U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 湛利華;戴光明;關成龍;黃明輝;趙國慶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29K101/12
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本實用新型提供了一種帶工字形加強筋的熱塑性復合材料構件的模壓成型模具，包括底座及設置在底座上的一組或多組上模組。上模組的左右梯形條上設置有上窄下寬的傾斜面，左右楔塊上設置有與左右梯形塊上的傾斜面匹配的上寬下窄的傾斜面，通過左右兩邊各形成一組貼合的可相對滑動的傾斜面，使得壓塊的向下的模壓壓力被左右梯形條轉化為指向工字形加強筋的水平方向的壓力，即將單一的豎向方向的模壓壓力轉化為向下加上左右兩個方向共三個方向的模壓壓力，從而無需另外設置水平方向的模壓壓力，簡化了設備與工藝，經濟、快速又可靠，促進了熱塑性樹脂基復合材料工字形加筋構件的量產化。

技術領域

本實用新型涉及復合材料成型技術領域，尤其是一種帶工字形加強筋的熱塑性復合材料構件的模壓成型模具。

背景技術

熱塑性樹脂基復合材料(本申請中簡稱熱塑性復合材料)具有較好的耐熱性、優秀的損傷容限、良好的抗沖擊性能且成型周期短、生產效率高、能反復成型，近些年來受到航空航天領域越來越廣泛的關注。以碳纖維增強聚醚醚酮為代表的一類先進熱塑性復合材料越來越多地應用到航空領域的主/次承力構件上，但熱塑性復合材料由于基體熔融粘性高，熱塑性樹脂對纖維的浸潤性和穿透性差，臨近層之間粘結困難、層合板中空隙較難排除，成型過程中樹脂流動困難，因此其零件制造依賴高溫高壓?，F有的熱固性材料多采用熱壓罐進行熱壓固化成型，普通的熱壓罐的安全工作溫度與安全壓力分別在250℃以下及1Mpa以下，該溫度與壓力可以滿足熱固性材料的成型需要。而像碳纖維增強聚醚醚酮這種熱塑性材料，其成型溫度與壓力分別在300℃以上及1Mpa以上，因此，現有的熱塑性材料多采用模壓成型工藝。

現有的熱塑性復合材料構件多采用一次模壓或二次模壓成型的方法：一次模壓成型技術適用于平板件成型，應用于結構件成型則會產生制件表面不平整，樹脂分布不均勻，力學性能無法保證等問題。二次熱壓采用的是陰模與陽模合模成型的方法，只能進行單向傳壓(一般為豎直方向)，只適用于“C”形、“L”形等簡單的結構件成型，即先進行平板件預成型，再對平板件進行高溫軟化進行二次固結成型。但是對于工形加強筋這類航空領域常用的復雜構件，上述一次、二次熱壓成型工藝所使用的陰模、陽模等單向傳壓模具在結構與合模方法上均不再適用帶工形加強筋的復雜構件，現有技術中，并沒有專門針對于熱塑性復合材料工形加強筋構件的模壓模具。中國專利201710401959.X公開了一種復合材料工字型長桁成型工藝，從其說明書可知，其提供的是一種在熱壓罐中進行的針對熱固性材料的熱壓固化模具與固化工藝。熱壓罐中利用所填充氣體的壓力對復合材料形成均勻壓力，因而熱壓罐中能輕松實現對復合材料工字型長桁的成型，但熱壓罐設備價格昂貴，其成型成本高，且成型工藝較復雜，費時費工，較難滿足產業化要求。因此，現有技術中，需要一種不需要使用熱壓罐且適用于熱塑性復合材料工形加強筋構件的經濟快速又可靠的成型方案，來幫助熱塑性復合材料工形加強筋構件走向產業化道路，促進我國航空航天事業的發展。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種帶工字形加強筋的熱塑性復合材料構件的模壓成型模具，以解決背景技術中提出的問題。

一種帶工字形加強筋的熱塑性復合材料構件的模壓成型模具，所述模壓成型模具包括工形加筋構件模具，所述工形加筋構件模具至少用于將工字形加強筋的上緣塊、下緣塊、上填充塊、下填充塊、左側C形預制件及右側C形預制件一起壓制成工字形加強筋，用于壓制成工字形加強筋的所述上緣塊與下緣塊上下平行設置，用于壓制成工字形加強筋的所述左側C形預制件及右側C形預制件設置在上緣塊與下緣塊中間且背對背設置，所述上填充塊設置在上緣塊與兩個C形預制件所圍成的三角區域中，所述下填充塊設置在下緣塊與兩個C形預制件所圍成的三角區域中。