[發(fā)明專利]一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具和成型方法

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• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112318896A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石小平;李書軍;楊自燕
• 申請（專利權(quán)）人: 成都聯(lián)科航空技術(shù)有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C33/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 陳明龍

本發(fā)明公開了一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具和成型方法，模具包括凹模和擋板，凹模和擋板可拆卸地連接；凹模上設(shè)置有與曲面金屬蜂窩復(fù)合材料相匹配的成型面，擋板與成型面形成空腔；擋板包括基準擋板和限位擋板，基準擋板在與空腔對應(yīng)面的上邊緣和下邊緣分別設(shè)置有凹陷的第一上避讓槽和第一下避讓槽，限位擋板在與空腔對應(yīng)面的上邊緣和下邊緣分別設(shè)置有凹陷的第二上避讓槽和第二下避讓槽。本發(fā)明的模具使各層原材料之間緊密貼合且很好的貼緊在成型曲面上，確保復(fù)合材料熱壓固化成型中受力均勻，保證復(fù)合材料的膠接質(zhì)量，精確控制復(fù)合材料的尺寸，提高復(fù)合材料的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具和成型方法。

背景技術(shù)

蜂窩復(fù)合材料是由蜂窩芯材與表面材料粘接而成具有夾層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，因其在使用方面具有很好的性能，其具有比較好的強度，同時，抗沖擊性能很好，使用時能夠進行很好的設(shè)計，因此得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其應(yīng)用于航空航天飛行器結(jié)構(gòu)中作為主、次承力結(jié)構(gòu)件，特別地，它可以作為反推力裝置的一個組件，而反推力裝置是飛機發(fā)動機上的一個動力裝置部分，對飛機的直接工作成本和工作性能有很大影響。

蜂窩復(fù)合材料的性能主要由蜂窩芯的材料性能決定，蜂窩芯材的高度、材質(zhì)、密度以及形狀都對蜂窩復(fù)合材料的性能有很大影響。目前，以鋁蜂窩芯材料為中間夾層的蜂窩復(fù)合材料是應(yīng)用最廣泛的。本發(fā)明涉及到一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料，如圖1所示的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)圖，復(fù)合材料由原材料下蒙皮1、鋁蜂窩芯2、上蒙皮3以及層間的膠膜通過共膠接固化而成，該復(fù)合材料是曲面的，在成型過程中采用具有與復(fù)合材料匹配的成型面的模具，在模具上設(shè)置有對原材料進行定位和限位的擋板，擋板和成型面形成空腔，將下蒙皮1、鋁蜂窩芯2、上蒙皮3和膠膜放置在空腔內(nèi)然后熱壓固化成型。對于空腔大小的設(shè)置，當空腔過大時，原材料可以很好的放置在空腔內(nèi)，但由于空腔大，在壓力的作用下容易使原材料發(fā)生移動，各層材料之間定位不準，產(chǎn)品合格率低；當空腔大小剛好合適或者略小時，原材料在加工過程中存在公差，存在原材料無法放入空腔內(nèi)，出現(xiàn)不同層的原材料之間有縫隙，甚至易出現(xiàn)上蒙皮壓在擋塊上的情況，這樣會原材料在熱壓固化成型過程中受力不均勻，成型后的復(fù)合材料各層之間粘接力不夠，膠接質(zhì)量不好，導(dǎo)致復(fù)合材料在后續(xù)使用過程中容易出現(xiàn)分層，嚴重影響復(fù)合材料力學(xué)性能和使用壽命。因此，需要重新設(shè)計一種模具用于金屬蜂窩復(fù)合材料的成型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供了一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具和成型方法，采用該模具能使原材料很好的貼合在模具的成型曲面上，確保復(fù)合材料在熱壓固化成型中受力均勻，保證復(fù)合材料的膠接質(zhì)量，提高復(fù)合材料的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具，包括凹模和擋板，所述凹模和所述擋板可拆卸地連接；所述凹模上設(shè)置有與曲面金屬蜂窩復(fù)合材料相匹配的成型面，所述擋板與所述成型面形成空腔；

所述擋板包括基準擋板和限位擋板，所述基準擋板在與所述空腔對應(yīng)面的上邊緣和下邊緣分別設(shè)置有凹陷的第一上避讓槽和第一下避讓槽，所述限位擋板在與所述空腔對應(yīng)面的上邊緣和下邊緣分別設(shè)置有凹陷的第二上避讓槽和第二下避讓槽，所述第一上避讓槽和第二上避讓槽相匹配，所述第一下避讓槽和第二下避讓槽相匹配。

本發(fā)明所述的曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的模具與曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的形狀和弧度相匹配，其中凹模用于成型曲面金屬蜂窩復(fù)合材料的曲面，擋板用于復(fù)合材料原材料下蒙皮、鋁蜂窩芯和上蒙皮等的定位和限位，擋板在成型面上圍合形成空腔，空腔用于放置復(fù)合材料的原材料，在基準擋板和限位擋板上均設(shè)置有避讓槽，原材料中上蒙皮和下蒙皮的多余部分可放置在避讓槽內(nèi)，可輕松地將各層原材料組裝在空腔中進行熱壓固化成型，各層原材料之間緊密貼合且很好的貼緊在模具的成型曲面上，原材料與擋板之間不會產(chǎn)生干涉，確保復(fù)合材料熱壓固化成型中受力均勻，保證復(fù)合材料的膠接質(zhì)量，精確控制復(fù)合材料的尺寸，提高復(fù)合材料的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量。