[發明專利]一種用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具及工作方法

有效

• 申請號: 202010578617.7
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111688234B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 崔海超;翟全勝;苗春卉;張洋;劉立朋
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54;B29C33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述組合模具包括主模胎、柔性鑲塊模具、擋塊和剛性鑲塊模具，所述主模胎用于成形復合材料坯件，在所述主模胎的型面上鋪放用于成型所述復合材料坯件的預浸料時，所述柔性鑲塊模具為剛性氣囊結構，設置在所述主模胎的邊緣型面位置上，在所述柔性鑲塊模具上設有進氣閥，所述擋塊設置在所述主模胎的側端面，且所述擋塊至少高出所述柔性鑲塊模具的底面位置，用于對其限位，當所述預浸料鋪放完成后，所述剛性鑲塊模具取代所述柔性鑲塊模具，設置在所述主模胎的邊緣型面位置上，且所述剛性鑲塊模具的上表面型面與所述復合材料坯件的表面形狀相匹配，所述柔性鑲塊模具上表面的工作面曲率小于所述剛性鑲塊模具上表面的工作面曲率。

2.根據權利要求1所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述柔性鑲塊模具為矩形框架結構，包括柔性外殼、剛性面板和柔性支撐桿，所述柔性鑲塊模具的四周外表面為所述柔性外殼，多個等長的所述柔性支撐桿并排間隔支撐在中間區域，形成縱向空腔，在并排設置的所述柔性支撐桿的兩側桿端分別連接等長的所述剛性面板，所述進氣閥設在所述柔性外殼的側壁上，通向所述柔性支撐桿形成的中間空腔部分。

3.根據權利要求2所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述柔性外殼為橡膠材質，厚度不大于2mm。

4.根據權利要求1所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述剛性鑲塊模具的上表面的型面與所述復合材料坯件邊緣區域的目標型面匹配，均為曲面。

5.根據權利要求1所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述主模胎的型面邊緣處開有臺階槽，用于安裝所述柔性鑲塊模具或所述剛性鑲塊模具。

6.根據權利要求5所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具，其特征在于，所述臺階槽的槽長與所述柔性鑲塊模具或所述剛性鑲塊模具的長度相同。

7.一種用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具的工作方法，采用如權利要求1所述的組合模具，其特征在于，所述工作方法包括：

步驟S110，將柔性鑲塊模具放置在主模胎邊緣型面的鑲塊位置，并使用擋塊固定；

步驟S120，通過進氣閥向柔性鑲塊模具充氣，使柔性鑲塊模具在氣壓作用下鼓起，柔性鑲塊模具內部達到支撐壓力后關閉進氣閥；

步驟S130，通過復合材料自動鋪放設備按照預定程序在主模胎和柔性鑲塊模具上鋪放復合材料預浸料，形成復合材料坯件；

步驟S140，復合材料預浸料鋪放完成后，打開進氣閥，使柔性鑲塊模具內腔與大氣聯通，取下擋塊；

步驟S150，用剛性鑲塊模具替換柔性鑲塊模具，從主模胎和復合材料坯件之間取出柔性鑲塊模具，將剛性鑲塊模具推入鑲塊位置，推入過程中，使復合材料坯件沿剛性鑲塊模具的外表面變形，安裝擋塊，完成模具的組合后，按照復合材料坯件的固化工藝進行固化。

8.根據權利要求7所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具的工作方法，其特征在于，步驟S130中的所述復合材料預浸料為環氧樹脂碳纖維預浸料或雙馬樹脂碳纖維預浸料，所述復合材料坯件為飛機蒙皮。

9.根據權利要求7所述的用于復合材料自動鋪放工藝的組合模具的工作方法，其特征在于，在步驟S120中，通過進氣閥向柔性鑲塊模具充氣的氣壓為0.2～0.8MPa。