[發明專利]一種低孔隙率復合材料成型裝備及工藝

在審

• 申請號: 202110256664.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113001858A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 楊杰;陳同海;王孝軍;張守玉;水鋒
• 申請（專利權）人: 南京特塑復合材料有限公司
• 主分類號: B29C43/52
• 分類號: B29C43/52;B29C43/36;B29C43/02;B29C43/58
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本專利公開了一種低孔隙率復合材料成型裝備及工藝，本專利的設計理念為在模具下板下方引入彈簧，解決壓機上下面板平行度的問題，定位平行度自校準功能，進而實現低孔隙率復合材料的制備。本專利的成型裝備包括上模具承力板區域、上模具加熱區域、下模具承力板區域、下模具加熱區域；上述承力板區域和加熱區域為一體化模具，保證了模具的剛度，同時采用“彈簧?壓力柱”的控壓原理，即每四個彈簧和壓力傳動柱配置一個壓力傳感器，保證了模具面的等壓性。另外，一體化模具采用承力板區域和加熱區域功能層次化劃分模式，且加熱區域位于內側，實現了快速升溫的效果。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，尤其是一種低孔隙率復合材料成型裝備及工藝。

背景技術

采用模壓成型工藝制備的產品被廣泛應用于航空航天、軌道交通、汽車零部件和新能開發等領域，但是工業化的模壓機存在升溫速度慢、降溫速度慢和局部溫度無法獨立控制等問題。

中國專利CN104441695 B專利中，公布了一種制備低孔隙率PPS/CFF熱塑性復合材料的方法，該專利將CFF與PPS薄膜（或無紡布）交替疊層，升溫至320-340℃，使PPS全部熔融；待PPS全部熔融后對PPS熔體和CFF加壓至0.5-2.1MPa；然后，以一定的速度進行冷卻，降溫至室溫進行脫模。該專利從選材和鋪層角度制備低孔隙率的復合材料，而忽略了在模壓過程中，由于上下模具平行度差致使制品產生孔隙。

為了從根源解決產生孔隙率的原因，本專利開發了一種低孔隙率復合材料成型裝備及工藝。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低孔隙率復合材料成型裝備及工藝，能夠實現模壓過程模具面的等壓控制。

本發明的目的是這樣實現的：模具承力板區域和模具加熱區域采用一體化結構方式，保障了模具的剛度和快速加熱的效果；同時，將承力板區域和加熱區域在功能上進行層次劃分，實現了功能化無干涉運行。具體的講，承力板區域采用網格細化法，即將承力板區域劃分為若干個小單元承力區域，對其進行獨立控壓，實現了模具面精細化控壓；同時，單元承力板區域采用“彈簧-壓力柱”的控壓方式，即每個單元獨立設置4個彈簧的模式、4個壓力柱和1個壓力傳感器，其中，壓力柱采用油壓或者氣壓的方式調節壓力，實現了模具面精細化控壓，解決壓機上下面板平行度的問題，實現平行度自校準功能，同時保證了模具面的等壓性。

進一步地，上模具承力板區域以“正方形”網格為原則劃分為若干單元，第一行分別為1-1a單元控壓區域、1-2a單元控壓區域、1-3a單元控壓區域和1-4a單元控壓區域等，……第4行分別為4-1a單元控壓區域、4-2a單元控壓區域、4-3a單元控壓區域和4-4a單元控壓區域等；每個單元具有4個彈簧的模式和4個壓力柱，保證了單元性的精細化空壓，同時，4個“彈簧-壓力柱”中心設置有對應的壓力傳感器，壓力傳感器貫穿承力板區域連接于加熱區域。

進一步地，上模具加熱區域位于上模具承力板區域下方，加熱方式采用電阻式加熱管加熱。

進一步地，下模具承力板區域以“正方形”網格為原則劃分為若干單元，第一行分別為1-1b單元控壓區域、1-2b單元控壓區域、1-3b單元控壓區域和1-4b單元控壓區域等，……第4行分別為4-1b單元控壓區域、4-2b單元控壓區域、4-3b單元控壓區域和4-4b單元控壓區域等（劃分類似于上模具，未畫圖）；每個單元具有4個彈簧的模式和4個壓力柱，保證了單元性的精細化空壓，同時，4個“彈簧-壓力柱”中心設置有對應的壓力傳感器，壓力傳感器貫穿承力板區域連接于加熱區域。

本發明的有益效果是：在模壓的成型過程中，實現了模具面精細化控壓，解決壓機上下面板平行度的問題，實現平行度自校準功能，同時保證了模具面的等壓性。

附圖說明

圖1本發明的整體示意圖。

圖2主視剖視示意圖。

圖3“彈簧-壓力柱”原理圖。