一种复合材料夹层结构活块及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种复合材料夹层结构活块，包括中心层、金属预埋件、加强层和表面层，加强层包裹于中心层，表面层涂设于加强层的外表面，中心层、加强层及表面层均为复合材料；金属预埋件的一端预埋在中心层与加强层之间，其另一端穿过加强层且端面低于或与表面层的外轮廓面等高。本发明专利技术还涉及一种复合材料夹层结构活块的制作工艺。该复合材料夹层结构活块及其制作工艺的目的是解决大尺寸活块的减重及型面轮廓精度的问题。轮廓精度的问题。轮廓精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料夹层结构活块及其制作工艺


[0001]本专利技术涉及复合材料成型
，具体涉及一种复合材料夹层结构活块及其制作工艺。

技术介绍

[0002]活块是一种在模具行业中使用广泛的结构统称，安装在模具型腔内与模具型腔面共同构成符合产品外轮廓面的型腔，用来解决由产品复杂外形带来的模具加工制造困难、产品脱模困难等问题。
[0003]目前，很多乘用车、船舶采用一体化成型复合材料车身或船身，制作车身或船身的模具尺寸越来越大。在大尺寸模具制作方面，复合材料模具拥有比金属模具更佳的适用性。复合材料模具壳体无论采用干法成型(预浸料)还是湿法成型(真空树脂导入)，均属于典型的增材制造，这一特点决定了复合材料模具更适用于外形轮廓为曲率连续或切线连续的大尺寸产品。在产品外形轮廓存在曲率突变或切线不连续的部位、轮廓面内凹或外凸的部位，采用活块辅助形成模具型腔成为一种解决方案。而在复合材料模具中较大尺寸的活块需要解决减重及型面加工精度两个问题。
[0004]因此，专利技术人提供了一种复合材料夹层结构活块及其制作工艺。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]本专利技术实施例提供了一种复合材料夹层结构活块及其制作工艺，解决了大尺寸活块的减重及型面轮廓精度的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]本专利技术提供了一种复合材料夹层结构活块，包括中心层、金属预埋件、加强层和表面层，所述加强层包裹于所述中心层，所述表面层涂设于所述加强层的外表面，所述中心层、所述加强层及所述表面层均为复合材料；
[0009]所述金属预埋件的一端预埋在所述中心层与所述加强层之间，其另一端穿过所述加强层且端面低于或与表面层的外轮廓面等高。
[0010]进一步地，所述中心层为高密度泡沫材质。
[0011]进一步地，所述中心层开设有用于放置所述金属预埋件的沟槽。
[0012]进一步地，所述加强层为玻纤增强环氧树脂材质。
[0013]进一步地，所述加强层的厚度为5～8mm。
[0014]进一步地，所述表面层为耐高温树脂层。
[0015]进一步地，所述预埋金属件包括十字形根部及圆柱部，所述圆柱部固定于所述十字形根部的中心处且具有螺纹通孔。
[0016]进一步地，复合材料夹层结构活块还包括连接件，所述连接件设于所述表面层的外轮廓面且用于连接模具。
[0017]本专利技术还提供了一种上述的复合材料夹层结构活块的制作工艺，包括以下步骤：
[0018]准备中心层，所述中心层由高密度泡沫经数控加工，加工完成的中心层外轮廓面低于活块最终轮廓面15～18mm；
[0019]准备金属预埋件及连接件；
[0020]在所述中心层加工的沟槽中涂抹结构胶，将所述金属预埋件放置于所述中心层的沟槽中，粘接固化；
[0021]采用玻纤增强环氧树脂通过手糊或真空灌注工艺制作加强层，将所述中心层及所述金属预埋件包裹在一起，进行固化处理，固化后所述加强层的厚度为5～8mm；
[0022]清理固化后的加强层表面，涂敷耐高温树脂层，耐高温树脂层固化后厚度高于活块最终轮廓面8～15mm；
[0023]数控加工固化后的耐高温树脂层，形成最终活块的表面层；
[0024]在活块与模具对接面连接所述连接件。
[0025]进一步地，制作所述加强层时，确保圆柱部的端面不被包裹住；涂敷耐高温树脂层时，确保所述圆柱部的端面不被涂敷。
[0026](3)有益效果
[0027]综上，本专利技术通过选用复合材料的夹层结构活块可有效降低大体积活块的重量，成型的整体活块采用数控机床对活块的表面层进行切削加工，数控加工是活块最终外轮廓面形成的最后一道工序。因此，外轮廓面没有因对接或粘接导致的在对接处或粘接处轮廓面错位现象，外轮廓面精度高提高活块轮廓精度，能较好地解决大型模具中大型活块的制作难度。
附图说明
[0028]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。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的一种复合材料夹层结构活块的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的一种复合材料夹层结构活块中的金属预埋件的结构示意图。
[0031]图中：
[0032]1‑
中心层；2
‑
金属预埋件；201
‑
十字形根部；202
‑
圆柱部；3
‑
加强层；4
‑
表面层；5
‑
连接件。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的一种复合材料夹层结构活块的结构示意图，该活块可以包括中心层1、金属预埋件2、加强层3和表面层4，加强层3包裹于中心层1，表面层4涂设于加强层3的外表面，中心层1、加强层3及表面层4均为复合材料；金属预埋件2的一端预埋在中心层1与加强层3之间，其另一端穿过加强层3且端面低于或与表面层4的外轮廓面等高。
[0036]在上述实施方式中，采用复合材料的中心层1、加强层3及表面层4可降低活块的重量，采用加强层3可有效增加活块的整体强度及金属预埋件2的固定强度，采用金属预埋件2可便于活块的吊运及其与模具的连接。
[0037]作为一种可选的实施方式，中心层1为高密度泡沫材质。其中，选用高密度泡沫作为活块夹层结构的中心层1，可最大限度降低活块重量。
[0038]作为一种可选的实施方式，中心层1开设有用于放置金属预埋件2的沟槽。其中，沟槽的开设能够便于金属预埋件2快速、精准地安装于中心层1内部。
[0039]作为一种可选的实施方式，加强层3为玻纤增强环氧树脂材质。其中，加强层3采用手糊或真空灌注成型，该层用于包裹中心层1与金属预埋件2的十字底根部201，起到固定金属预埋件2与增加活块整体强度的作用，同时，有利于表面层4的附着。
[0040]作为一种可选的实施方式，加强层3的厚度为5～8mm。其中，加强层3的厚度是基于实际的应用场景及经验，5～8mm的厚度既能保证活块整体强度，又可避免过厚导致活块整体重量增大。
[0041]作为一种可选的实施方式，表面层4为耐高温树脂层。其中，采用耐高温树脂层制作表面层4，既满足模具在生产使用中对活块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料夹层结构活块，其特征在于，包括中心层(1)、金属预埋件(2)、加强层(3)和表面层(4)，所述加强层(3)包裹于所述中心层(1)，所述表面层(4)涂设于所述加强层(3)的外表面，所述中心层(1)、所述加强层(3)及所述表面层(4)均为复合材料；所述金属预埋件(2)的一端预埋在所述中心层(1)与所述加强层(3)之间，其另一端穿过所述加强层(3)且端面高度低于或与所述表面层(4)的外轮廓面等高。2.根据权利要求1所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述中心层(1)为高密度泡沫材质。3.根据权利要求1或2所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述中心层(1)开设有用于放置所述金属预埋件(2)的沟槽。4.根据权利要求1所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述加强层(3)为玻纤增强环氧树脂材质。5.根据权利要求1或4所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述加强层(3)的厚度为5～8mm。6.根据权利要求1所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述表面层(4)为耐高温树脂层。7.根据权利要求1所述的复合材料夹层结构活块，其特征在于，所述预埋金属件(2)包括十字形根部(201)及圆柱部(202)，所述圆柱部(202)固定于所述十字形根部(201)的中心处且具有螺纹通孔。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓春，孙树凯，刘宾宾，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：