本发明专利技术公开了一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置及方法，该装置包括底座、第一模具、第二模具与第三模具；第一模具与第二模具对向滑动连接在底座上，第三模具位于底座正上方，具有沿竖向升降的行程；第一模具的顶端为第一成型面，第一模具的相向移动端为第二成型面，第二模具的顶端为第三成型面，第二模具的相向移动端为第四成型面，第三模具的底端为第五成型面；第一成型面、第二成型面、第三成型面、第四成型面、第五成型面上均设有加热结构，且围成热压腔。本发明专利技术应用于复合材料成型领域，通过控制温度与压力，克服对制件连接质量的影响，兼顾制备效率与成本，制备出的T型热塑性复合材料板尺寸精度高、表面平整且力学性能优异。优异。优异。
【技术实现步骤摘要】
一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置及方法
[0001]本专利技术涉及树脂基复合材料成型
，具体是一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置。
技术介绍
[0002]热塑性复合材料的发展一直备受关注，基于其高比强度比刚度、抗冲击力强、耐腐、比重量小且可重复使用的特点，广泛的应用于航空航天、军工、医疗、汽车等重要领域。
[0003]目前，T型热塑性复合材料制件往往基于模压成型、树脂浇注或机械组装的方法。模压成型是在铺设好的毛坯件上施加压力，从而提高之间表面质量和制造精度，但只通过施加压力，不能保证铺层间的黏合足够致密，制备出的制件力学性能较差；树脂浇注通过往浇注模内直接浇注树脂，固化成型，这样制备出的制件力学性能较好，但往往所需时间长，且受到成型模具的局限，更换结构困难，成本高，不适合小批量制备，且不能自主改变铺层角度；机械组装在固化成型的基础上进一步发展，只将腹板、翼板结构单独成型固化，再通过胶接或者使用紧固件以机械连接的方式组装配合，有效提高了模具利用率，但在实际的制备过程中由于单独固化后各腹板的零件形状、胶接的质量无法得到有效保障，且使用过多紧固件的方法对制件的减重效率造成影响，这样制造的制件翼板腹板相互独立，传递载荷能力较差。
[0004]随着航空航天、军工领域的发展，T型复合材料应用范围不断扩展，随着T型复合材料的需求逐渐增大，变尺寸、变截面的制件也逐渐出现；另一方面，设计结构成型的过程，还需要考虑制件内部结构足够致密、制件表面的平整度，针对制件易变形、组装效果拆的特点，这对本就困难的T型复合材料制备装置、方法提出了新的挑战。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，通过控制温度与压力，克服了胶接/机械连接对制件连接质量的影响，兼顾制备效率与成本，制备出的T型热塑性复合材料板尺寸精度高、表面平整且力学性能优异。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，包括底座、第一模具、第二模具与第三模具；
[0007]所述第一模具与所述第二模具对向滑动连接在所述底座上，所述第三模具位于所述底座中部的正上方，且所述第三模具具有沿竖向升降的行程；
[0008]所述第一模具的顶端为第一成型面，所述第一模具的相向移动端为第二成型面，所述第二模具的顶端为第三成型面，所述第二模具的相向移动端为第四成型面，所述第三模具的底端为第五成型面；
[0009]所述第一成型面、所述第二成型面、所述第三成型面、所述第四成型面、所述第五成型面上均设有加热结构，且所述第一成型面、所述第二成型面、所述第三成型面、所述第四成型面、所述第五成型面共同围成热压腔，用于T型热塑性复合材料的热压成型。
[0010]在其中一个实施例，所述第一模具包括第一装配件与第一热压件；
[0011]所述第一装配件沿横向滑动连接在所述底座上，所述第一装配件的顶端与相向移动端均间隔设有若干第一沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第一沉槽内的第一电加热管；
[0012]所述第一热压件可拆卸地连接在所述第一装配件上，且覆盖所述第一装配件的顶端与相向移动端，所述第一成型面、所述第二成型面即为所述第一热压件的顶端与相向移动端。
[0013]在其中一个实施例，所述第二模具包括第二装配件与第二热压件；
[0014]所述第二装配件沿横向滑动连接在所述底座上，所述第二装配件的顶端与相向移动端均间隔设有若干第二沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第二沉槽内的第二电加热管；
[0015]所述第二热压件可拆卸地连接在所述第二装配件上，且覆盖所述第二装配件的顶端与相向移动端，所述第三成型面、所述第四成型面即为所述第二热压件的顶端与相向移动端。
[0016]在其中一个实施例，所述第三模具包括第三装配件与第三热压件；
[0017]所述第三装配件具有沿竖向升降的行程，所述第三装配件的底端间隔设有若干第三沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第三沉槽内的第三电加热管；
[0018]所述第三热压件可拆卸地连接在所述第三装配件上，且覆盖所述第三装配件的底端，所述第五成型面即为所述第三热压件的底端。
[0019]在其中一个实施例，所述底座包括底板以及设在所述底板两侧的纵向壁；
[0020]所述第一模具通过一个作动筒连接在其中一个所述纵向壁上，所述第二模具通过另一个作动筒连接在另一个所述纵向壁上；
[0021]所述纵向壁的侧部设有水平定位槽，所述作动筒嵌入所述水平定位槽后与对应所述纵向壁相连，以保证支持力呈水平方向。
[0022]为实现上述目的，本专利技术还提供一种T型热塑性复合材料制件的热压成型方法，采用上述的热压成型装置，所述成型方法包括如下步骤：
[0023]装置组装：将底座放置在水平工作台上，并将第一模具、第二模具分别通过作动筒连接在底座上，在作动筒与底座的接触端放置力传感器并保持作动筒水平；外置压力机，并连接第三模具与压力机；外置控温温箱，通过控制控温温箱调节加热结构温度；
[0024]模具准备：清洁第一成型面、第二成型面、第三成型面、第四成型面、第五成型面，并涂覆脱模剂；
[0025]L型热塑性板材准备：准备两个L型热塑性板材，将其中一个L型热塑性板材放置在第一模具上，并与第一成型面、第二成型面相贴；将另一个L型热塑性板材放置在第二模具上，并与第三成型面、第四成型面相贴；
[0026]顶部热塑性板材准备：调节作动筒，使得第一模具、第二模具相向移动，使两个L型热塑性板材接近，并将顶部热塑性板材放置于两个L型热塑性板材顶部；
[0027]软化加热：调整压力机，使得第三模具逐渐降低，并控制第三模具下表面与顶部热塑性板材表面保持较小距离；开启控温温箱，控制加热结构逐渐加热到350℃～400℃；
[0028]压力定型：当加热结构达到350℃～400℃时，调节作动筒，对两个L型热塑性板材
进行对向挤压，控制挤压压力为800kN～1200kN，进行T型结构腹板的压实；保持作动筒的压力不变，控制压力机，对顶部热塑性板材表面施加压力，施加与作动筒相同的压力，并保持压力不变，保温保压30min～60min；
[0029]冷却：关闭加热结构，并保持恒压30min～60min，采取水冷降温，使第一模具、第二模具、第三模具冷却至室温；
[0030]脱模：控制压力机使第三模具远离T型制件，再调控作动筒使得第一模具、第二模具分开，取出制备出的T型纤维增强热塑性制件。
[0031]在其中一个实施例，所述使两个L型热塑性板材接近，具体为：
[0032]使两个L型热塑性板材的水平间距为0.5mm～1mm。
[0033]在其中一个实施例，所述控制第三模具下表面与热塑性平板表面保持较小距离，具体为：
[0034]控制第三模具下表面与热塑性平板表面的间距保持在2mm～3mm。
[0035]本专利技术提供的，具有如下有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，其特征在于，包括底座、第一模具、第二模具与第三模具；所述第一模具与所述第二模具对向滑动连接在所述底座上，所述第三模具位于所述底座中部的正上方，且所述第三模具具有沿竖向升降的行程；所述第一模具的顶端为第一成型面，所述第一模具的相向移动端为第二成型面，所述第二模具的顶端为第三成型面，所述第二模具的相向移动端为第四成型面，所述第三模具的底端为第五成型面；所述第一成型面、所述第二成型面、所述第三成型面、所述第四成型面、所述第五成型面上均设有加热结构，且所述第一成型面、所述第二成型面、所述第三成型面、所述第四成型面、所述第五成型面共同围成热压腔，用于T型热塑性复合材料的热压成型。2.根据权利要求1所述的T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，其特征在于，所述第一模具包括第一装配件与第一热压件；所述第一装配件沿横向滑动连接在所述底座上，所述第一装配件的顶端与相向移动端均间隔设有若干第一沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第一沉槽内的第一电加热管；所述第一热压件可拆卸地连接在所述第一装配件上，且覆盖所述第一装配件的顶端与相向移动端，所述第一成型面、所述第二成型面即为所述第一热压件的顶端与相向移动端。3.根据权利要求1所述的T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，其特征在于，所述第二模具包括第二装配件与第二热压件；所述第二装配件沿横向滑动连接在所述底座上，所述第二装配件的顶端与相向移动端均间隔设有若干第二沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第二沉槽内的第二电加热管；所述第二热压件可拆卸地连接在所述第二装配件上，且覆盖所述第二装配件的顶端与相向移动端，所述第三成型面、所述第四成型面即为所述第二热压件的顶端与相向移动端。4.根据权利要求1所述的T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，其特征在于，所述第三模具包括第三装配件与第三热压件；所述第三装配件具有沿竖向升降的行程，所述第三装配件的底端间隔设有若干第三沉槽，所述加热结构包括设在每一所述第三沉槽内的第三电加热管；所述第三热压件可拆卸地连接在所述第三装配件上，且覆盖所述第三装配件的底端，所述第五成型面即为所述第三热压件的底端。5.根据权利要求1至4任一项所述的T型热塑性复合材料制件的热压成型装置，其特征在于，所述底座包括底板以及设在所述底板两侧的纵向壁；所述第一模具通过一个作动筒连接在其中一个所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，雷勇军，许浩，于宝石，吴栋，唐雨，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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