一种碳纤维复合材料模具制造技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维复合材料模具，包括模具主体、加强筋板组件、模具底板和多个镶嵌件，所述模具主体采用碳纤维复合材料制成，所述加强筋板组件包括多个横向筋板和多个纵向筋板，横向筋板和纵向筋板呈“田”字型交错设置使加强筋板组件的顶端面形成底托，所述模具主体固定在底托上，所述模具底板固定在加强筋板组件的底部，所述多个镶嵌件可拆卸式安装在模具主体内。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高成型时产品的尺寸稳定性，并且易于搬运和使用等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料模具


[0001]本专利技术涉及模具制造领域，尤其是涉及一种碳纤维复合材料模具。

技术介绍

[0002]近年来，随着列车运行速度的不断提升，对列车轻量化设计的要求也越来越迫切，对于列车中各个零件和结构的生产要求也越来越高。列车中的部分复合材料产品需要借助模具完成，产品造型与尺寸完全依赖于模具。现有的模具通常是采用铸铁模具，殷钢模具和铝模具等的金属模具。但是，金属模具通常具有以下问题：寸精度取决于机械加工精度，很难进行改进；金属模具热膨胀系数比较大，成型后产品尺寸误差大；金属模具比较笨重，搬运和移动都比较费劲，还存在砸伤危险；放置时间延长时，金属模具有生锈氧化的风险，对精度要求比较高的产品造成潜在威胁。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种碳纤维复合材料模具，提高成型时产品的尺寸稳定性，并且易于搬运和使用。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种碳纤维复合材料模具，包括模具主体、加强筋板组件、模具底板和多个镶嵌件，所述模具主体采用碳纤维复合材料制成，所述加强筋板组件包括多个横向筋板和多个纵向筋板，横向筋板和纵向筋板呈“田”字型交错设置使加强筋板组件的顶端面形成底托，所述模具主体固定在底托上，所述模具底板固定在加强筋板组件的底部，所述多个镶嵌件可拆卸式安装在模具主体内。
[0006]进一步地，所述加强筋板组件和模具主体之间填充有丁腈橡胶。
[0007]进一步地，所述丁腈橡胶的厚度为5～10mm。
[0008]进一步地，所述加强筋板组件采用碳纤维复合材料或金属材料制成。
[0009]进一步地，所述模具主体的厚度为6～10mm。
[0010]进一步地，所述横向筋板和纵向筋板互相采用卡槽卡合。
[0011]进一步地，所述横向筋板和纵向筋板上均分布有镂空孔，所述镂空孔占每个横向筋板或纵向筋板一侧面积的10％～20％。
[0012]进一步地，所述镂空孔为圆形孔洞。
[0013]进一步地，所述模具底板为钢板，通过螺栓连接加强筋板组件。
[0014]进一步地，所述多个镶嵌件分布在模具主体型腔内部的四周和底部。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]1‑
本专利技术的模具主体采用碳纤维复合材料，具有热膨胀系数低，导热性好的特点，避免了成型时产品造型与尺寸变化；通过独立设置的镶嵌件保证尺寸精准度，有利于产品脱模；通过由纵向筋板和横向筋板组成的加强筋板组件对模具主体进行支撑，减小模具主体厚度和重量，且提高导热性性能；模具底板的设置保证了结构强度，易于运输低降变形风
险。
[0017]2‑
本专利技术在纵向筋板和横向筋板上设置了镂空孔，在不影响筋板刚度的前提下利于导气。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0019]图2为加强筋板组件的结构示意图。
[0020]附图标记：1
‑
模具主体；3
‑
加强筋板组件；31
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纵向筋板；32
‑
横向筋板；4
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模具底板；5
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前端镶件；6
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后端镶件；7
‑
两侧镶件；8
‑
底部镶件。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0022]如图1和图2所示，本实施例提供了一种碳纤维复合材料模具，具体包括模具主体1、加强筋板组件3、模具底板4和多个镶嵌件。镶嵌件包括前端镶件5、后端镶件6、两侧镶件7和底部镶件8，以卡扣等可拆卸方式固定在模具主体1型腔内部的四周和底部。加强筋板组件3由多个横向筋板32和多个纵向筋板31组成，横向筋板32和纵向筋板31呈“田”字型交错设置使加强筋板组件3的顶端面形成底托，模具主体1固定在底托上，模具底板4固定在加强筋板组件3的底部。
[0023]加强筋板组件3一般选用碳纤维复合材料，或者为了降低成本可以采用金属材料制成。加强筋板组件3用于支撑模具主体1和稳定模具。横向筋板32和纵向筋板31互相采用卡槽卡合。横向筋板32之间的距离为600mm，纵向筋板31之间的距离为750mm，横向筋板32和纵向筋板31铺设密度较大时对主体模具的支撑作用较好，有利于减小主体模具厚度，提高导热性的同时降低制作成本。本实施例中加强筋板组件3和模具主体1之间填充有厚度为5～10mm丁腈橡胶提高连接强度。考虑到材料加热时膨胀，采用丁腈橡胶连接主体模具与加强筋板，可以防止在产品成型过程中受热时产生炸裂现象。
[0024]本实施例中在横向筋板32和纵向筋板31上均分布有镂空孔，镂空孔占每各横向筋板32或纵向筋板31面积的10％～20％，对筋板刚度影响可忽略不计，表面孔洞设计保证了产品成型过程的导气性。镂空孔的结构不限，优选采用圆形孔洞。
[0025]本实施例中两侧镶件7为两个具有特定造型的碳纤维复合材料成型的框，分别位于模具型腔左右两边，可拆卸，用于辅助成型产品表面复杂结构，可精确控制尺寸，又便于产品脱模。几个镶嵌件均采用独立成型方式，保证尺寸精准度，可拆卸设计保证产品正常脱模以及特征点的精度。
[0026]本实施例中模具底板4为钢板，通过螺栓连接加强筋板组件3，便于模具搬动和运输。
[0027]模具主体1采用碳纤维复合材料制成，采用碳纤维复合材料通过真空灌注法成型，使用常温固化环氧树脂先行常温固化12小时，之后加热至140℃再次固化3小时，保证模具具有较低的热膨胀系数，保证产品尺寸稳定性。模具主体1受到加强筋板组件3较好的支撑
作用，厚度薄，一般为6～10mm，有利于模具的导热性，同时降低了模具制作成本。
[0028]以上详细描述了本专利技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本专利技术的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本专利技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料模具，其特征在于，包括模具主体(1)、加强筋板组件(3)、模具底板(4)和多个镶嵌件，所述模具主体(1)采用碳纤维复合材料制成，所述加强筋板组件(3)包括多个横向筋板(32)和多个纵向筋板(31)，横向筋板(32)和纵向筋板(31)呈“田”字型交错设置使加强筋板组件(3)的顶端面形成底托，所述模具主体(1)固定在底托上，所述模具底板(4)固定在加强筋板组件(3)的底部，所述多个镶嵌件可拆卸式安装在模具主体(1)内。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具，其特征在于，所述加强筋板组件(3)和模具主体(1)之间填充有丁腈橡胶。3.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料模具，其特征在于，所述丁腈橡胶的厚度为5～10mm。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具，其特征在于，所述加强筋板组件(3)采用碳纤维复合材料或...

【专利技术属性】
技术研发人员：田爱琴，陈秀华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：