[發明專利]船舶螺旋槳復合材料槳葉熱壓罐成型模具和成型方法

在審

• 申請號: 202210103719.2
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114559680A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張磊;趙威;成天健;張建設;劉敏;黃坤;李開陽;朱錫
• 申請（專利權）人: 武漢海威船舶與海洋工程科技有限公司;咸寧海威復合材料制品有限公司;中國船舶重工集團公司第七一九研究所;武漢海王科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/68;B29C70/54;B29L31/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王杰

本發明涉及一種船舶螺旋槳復合材料槳葉熱壓罐成型模具，包括主體模具、模具活塊和模具壓板；主體模具設置與槳葉型值匹配的槳葉型腔以及與模具活塊匹配的活塊滑槽，槳葉型腔包括葉片型腔和葉根型腔，活塊滑槽緊鄰葉根型腔設置，模具活塊通過活塊滑槽的上端開口插入活塊滑槽內；模具活塊設置與金屬連接件匹配的葉根安裝槽，其朝向槳葉型腔的一側設置開口；模具壓板覆蓋活塊滑槽的上端開口，并與主體模具緊固連接，用于施加預緊壓力促使制品合模到位；通過增設模具墊板可滿足大型槳葉分次成型需求，也可成型其它相近結構的槳葉。本發明能夠實現大型螺旋槳復合材料槳葉的熱壓罐成型工藝，在保證高成品率的同時，還能提高生產效率，降低模具成本。

技術領域

本發明涉及船舶螺旋槳技術領域，具體涉及一種船舶螺旋槳復合材料槳葉熱壓罐成型模具和成型方法。

背景技術

目前，國內常規船舶螺旋槳基本都采用金屬制造。隨著船舶系統對螺旋槳推進效率、降噪效果和減重效果的更高要求，其復合材料化將逐漸成為行業趨勢。

因船舶螺旋槳復合材料槳葉結構形狀異常復雜，且具有很高的質量和尺寸要求。如葉片曲率非常高、葉根連接要求高且形式不一、葉根大厚度、葉梢很薄易變形等。從技術和成本兩個角度對模具都提出了非常高的要求。在能保證成品率很高的前提下，希望模具即能夠較快升溫，促使制品固化，又能較快降溫并脫模，提高整個生產效率，還能降低模具成本。因此，模具作為生產復合材料槳葉的重要工具顯得尤為重要。

對于常規復合材料槳葉，可選的制造工藝包括RTM工藝、模壓工藝和熱壓罐工藝。其中，RTM工藝和模壓工藝都需要雙模模具，模具成本高，在大尺寸復雜復合材料槳葉成型時，模壓工藝雙模模具尺寸和厚度都較大，傳熱效率慢，需要在模具內部布置復雜的傳熱管道，技術難度非常大，也不利于成本控制；而熱壓罐工藝雖然只需要單模，但是對于大尺寸復雜復合材料槳葉的成型同樣存在很大的技術困難，工藝成本高。

此外，復合材料制品的成型通常都具備一定獨特性。即，不同制品的成型工藝不同，所需的模具也不同。現有的RTM工藝、模壓工藝和熱壓罐工藝對于大型產品的分次成型，一般需要制備多套模具，不利于成本的控制。

中國專利CN212888465U公開了一種分體式復合材料螺旋槳的槳葉預型模具，包括預型主體模具，預型主體模具包括基座，基座上設有螺旋凹槽，基座上位于螺旋凹槽的一側還設有滑槽；還包括滑塊，滑塊可滑動地設置在滑槽內；滑塊上鄰近螺旋凹槽的側面上設有凹陷部；凹陷部與螺旋凹槽圍合后形成與槳葉的外部輪廓相吻合的容置腔。預型過程中，首先將料片才成設計的規格尺寸，依照貼合順序，依次排好；將滑塊移開滑槽，在預型模具的螺旋凹槽內鋪覆料片，滑塊的凹陷部內鋪覆料片，然后將滑塊插接于滑槽內與螺旋凹槽對接，再在螺旋凹陷部中鋪覆料片，形成槳葉預型體。該模具設計存在以下不足：(1)開放式的橫向移動模具活塊設計，難以保證熱壓罐成型工藝所要求的氣密性，僅適合模壓工藝；(2)該模具只適用于制作槳葉及葉根均采用預浸料成型的槳葉，不適合葉根為金屬連接件的槳葉；(3)而大型復雜結構復合材料槳葉葉根轉角位置的厚度非常厚，難以一次就完成整個槳葉成型，該專利所述葉根一次完成成型，同時結合專利CN111873449A所述，對比專利模具只適合小型槳葉成型；(4)該模具無法滿足大型螺旋槳葉的分次成型的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種船舶螺旋槳復合材料槳葉熱壓罐成型模具和成型方法，該模具和方法能夠實現大型螺旋槳復合材料槳葉的熱壓罐成型工藝，在保證高成品率的同時，還能提高生產效率，降低模具成本。

本發明為解決上述提出的技術問題所采用的技術方案為：

一種船舶螺旋槳復合材料槳葉熱壓罐成型模具，所述熱壓罐成型模具為單片模具，其所要制作的復合材料槳葉的葉根為金屬連接件，金屬連接件表面包覆有復合材料外蒙皮；