一种复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法技术

本发明专利技术涉及一种复合材料板材注射成型模具工装，包括多个上模模块、整体下模、出胶孔、进胶孔、第一密封槽、硅橡胶密封条、第二密封槽、进胶流道和出胶流道；多个上模模块依次连接且安装于整体下模，上模模块与整体下模之间形成的预留空间用于放置至少一个板材预制体，每个上模模块沿其厚度方向均开设有出胶孔、进胶孔，第二密封槽与板材预制体之间的预留空间形成对应的进胶流道、出胶流道，出胶孔、进胶孔分别与对应的出胶流道、进胶流道连通。该复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法在采用液体成型工艺制备复合材料板材时通用一套模具即可完成多个不同厚度板材的制造，提高了模具利用效率。模具利用效率。模具利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法


[0001]本专利技术涉及树脂基复合材料液体成型
，具体涉及一种复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法。

技术介绍

[0002]树脂转移模塑成型(Resin Transfer Molding，RTM)技术，其主要原理为首先在模腔中铺放设计好的预制体，在采用注射设备将专用树脂体系注入模腔，通过树脂流动排出模腔内的气体同时浸润纤维，再经加热固化、冷却脱模即可得到复合材料制件。预浸料/热压罐工艺制备复合材料板材时使用的是单面模具成型方法，即成型复合材料制件的一个表面由模具支撑(贴膜面)，另一个表面采用真空袋或软模施加压力(贴袋面)，采用的是大型框架结构单面模具。由于厚度方向和四周没有模具型腔的限制，可以在模具型面范围内铺放任意厚度和任意大小的预浸料来制作板材，原材料利用率高。采用RTM工艺制备复合材料构件时由于采用的是双面闭合模具，板材的面积和厚度受型腔尺寸的限制，制作不同规格板材时需要多套模具，且根据不同尺寸的模具型腔进行下料也导致了材料利用率低。
[0003]因此，专利技术人提供了一种复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法。

技术实现思路

[0004](1)要解决的技术问题
[0005]本专利技术实施例提供了一种复合材料板材注射成型模具工装及其成型方法，解决了液体成型工艺下采用一套模具如何同时制备多个不同厚度复合材料板材的技术问题。
[0006](2)技术方案
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种复合材料板材注射成型模具工装，包括多个上模模块、整体下模、出胶孔、进胶孔、第一密封槽、硅橡胶密封条、第二密封槽、进胶流道和出胶流道；
[0008]多个所述上模模块依次连接且安装于所述整体下模，所述上模模块与所述整体下模之间形成的预留空间用于放置至少一个板材预制体，每个所述上模模块沿其厚度方向均开设有所述出胶孔、所述进胶孔，所述第二密封槽与所述板材预制体之间的预留空间形成对应的所述进胶流道、所述出胶流道，所述出胶孔、所述进胶孔分别与对应的所述出胶流道、所述进胶流道连通；
[0009]每个所述上模模块在垂直于所述整体下模长度方向上的一个侧面上开设有所述第一密封槽，另一个侧面为光滑平面，且所述第一密封槽端头的投影位置在所述第二密封槽的范围内；所述整体下模的工作型面沿其长度方向的两侧均开设有所述第二密封槽，所述第一密封槽、所述第二密封槽内均放置所述硅橡胶密封条。
[0010]进一步地，所述复合材料板材注射成型模具工装还包括多个垫块及垫块平台，多个垫块为一系列不同高度的垫块，分别对应不同厚度规格的板材；所述垫块平台设于所述第二密封槽的外侧，多个所述垫块安装于所述垫块平台的端面上，每个所述上模模块的下
端面与对应的垫块的上端面贴合。
[0011]进一步地，所述复合材料板材注射成型模具工装还包括第一紧固件、第二紧固件，所述上模模块与所述整体下模通过所述第一紧固件固定，相邻的每个所述上模模块通过所述第二紧固件固定。
[0012]进一步地，所述复合材料板材注射成型模具工装还包括连接板，所述上模模块的边角处均设有所述连接板，相邻的两个所述上模模块间通过对应的所述第二紧固件依次穿过两个所述连接板的U型槽进行固定。
[0013]进一步地，所述复合材料板材注射成型模具工装还包括型腔填充部，所述型腔填充部放置于所述板材预制体与垂直于所述整体下模的长度方向上的硅橡胶密封条之间。
[0014]进一步地，所述硅橡胶密封条的上、下表面分别与所述上模模块和所述整体下模的工作型面接触，垂直于所述整体下模的长度方向上的硅橡胶密封条的端头与所述第二密封槽内放置的硅橡胶密封条贴合。
[0015]进一步地，所述硅橡胶密封条的截面高度大于所述板材预制体的高度，且所述硅橡胶密封条与所述上模模块、所述整体下模接触面的静摩擦力大于注射时型腔内树脂对所述硅橡胶密封条的注射压力。
[0016]进一步地，所述出胶孔、所述进胶孔在所述整体下模上的投影位置分别位于所述出胶流道、所述进胶流道的上方。
[0017]进一步地，多个硅橡胶密封条为一系列不同横截面面积的硅橡胶密封条，分别对应不同厚度规格的板材；每个硅橡胶密封条的横截面为矩形，且截面宽度大于截面高度。
[0018]本专利技术的第二方面提供了一种复合材料板材注射成型模具工装的成型方法，包括以下步骤：
[0019]清理整体下模和每个上模模块的密封槽及工作型面表面，在整体下模、每个上模模块的工作型面上贴设脱模材料或涂抹脱模剂；
[0020]在所述整体下模的密封槽中按照所成型板材的厚度规格放入相应的硅橡胶密封条，在第一密封槽内放入密封胶条；
[0021]依据每个板材预制体的厚度选取对应的垫块，并在垫块平台上按照每个板材预制体的长度尺寸范围将其放置；
[0022]在整体下模的工作型面上进行板材预制体铺层的铺放，在每个板材预制体平行于注胶方向的两侧放置硅橡胶密封条，且硅橡胶密封条的端头与第二密封槽内放置的硅橡胶密封条贴合并在贴合面之间填充密封剂胶；
[0023]在板材预制体与平行于注胶方向两侧的密封胶条之间放置型腔填充部，板材预制体与第二密封槽之间空出间距；
[0024]完成所有板材预制体的铺放后，将每个板材预制体对应的上模模块依次放置到板材预制体的上方，两个相邻的上模模块之间按照无密封槽端面和有密封槽端面相接触的顺序进行拼接，组装后的上模模块进行固定；
[0025]待所有上模模块放置完毕后，将每个上模模块与整体下模进行固定，将板材预制体和硅橡胶密封条压实，使上模模块下端面的工作型面和其对应垫块的上端面贴合；
[0026]将上模模块的注胶口、出胶口与对应的管路连接，通过出胶口管路对模具型腔抽真空并对模具进行升温；
[0027]当模具升温至设定温度后，向所述模具型腔内注射树脂，直至覆盖板材预制体；
[0028]将模具升至固化温度并完成整个树脂固化过程；
[0029]对模具降温，待模具冷却后，依次去除上模模块，完成复合材料板材的制备。
[0030](3)有益效果
[0031]综上，本专利技术采用模块化设计，可以在模具型腔允许厚度范围内搭配不同分模块来制作任意厚度的板材，且型腔范围内板材的长度不受限制，采用同一种固化工艺的不同尺寸及厚度规格的多个复合材料板材可以在一套模具的单个注射固化周期内同时完成制作。在将所有模块组合后制作大面积相同厚度的板材时，可以按照模具型腔的最大投影面积规划纤维织物下料，相较采用多套模具制作相同面积的板材，大幅降低了下料难度和减少了铺放时间，提高了材料利用率。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术实施例提供的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，包括多个上模模块、整体下模(4)、出胶孔(7)、进胶孔(8)、第一密封槽(11)、硅橡胶密封条、第二密封槽(19)、进胶流道(20)和出胶流道(21)；多个所述上模模块依次连接且安装于所述整体下模(4)，所述上模模块与所述整体下模(4)之间形成的预留空间用于放置至少一个板材预制体，每个所述上模模块沿其厚度方向均开设有所述出胶孔(7)、所述进胶孔(8)，所述第二密封槽(19)与所述板材预制体之间的预留空间形成对应的所述进胶流道(20)、所述出胶流道(21)，所述出胶孔(7)、所述进胶孔(8)分别与对应的所述出胶流道(21)、所述进胶流道(20)连通；每个所述上模模块在垂直于所述整体下模(4)长度方向上的一个侧面上开设有所述第一密封槽(11)，另一个侧面为光滑平面，且所述第一密封槽(11)端头的投影位置在所述第二密封槽(19)的范围内；所述整体下模(4)的工作型面沿其长度方向的两侧均开设有所述第二密封槽(19)，所述第一密封槽(11)、所述第二密封槽(19)内均放置所述硅橡胶密封条。2.根据权利要求1所述的复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，还包括多个垫块及垫块平台(29)，多个垫块为一系列不同高度的垫块，分别对应不同厚度规格的板材；所述垫块平台(29)设于所述第二密封槽(19)的外侧，多个所述垫块安装于所述垫块平台(29)的端面上，每个所述上模模块的下端面与对应的垫块的上端面贴合。3.根据权利要求1所述的复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，还包括第一紧固件(9)、第二紧固件(10)，所述上模模块与所述整体下模(4)通过所述第一紧固件(9)固定，相邻的每个所述上模模块通过所述第二紧固件(10)固定。4.根据权利要求3所述的复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，还包括连接板(5)，所述上模模块的边角处均设有所述连接板(5)，相邻的两个所述上模模块间通过对应的所述第二紧固件(10)依次穿过两个所述连接板(5)的U型槽进行固定。5.根据权利要求1所述的复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，还包括型腔填充部(28)，所述型腔填充部(28)放置于所述板材预制体与垂直于所述整体下模(4)的长度方向上的硅橡胶密封条之间。6.根据权利要求1所述的复合材料板材注射成型模具工装，其特征在于，所述硅橡胶密封条的上、下表面分别与所述上模模块和所述整体下模(4)的工作型面接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，黄峰，张宇，刘强，马金瑞，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：