【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于c形截面双稳态复合材料柱壳结构制备领域，尤其是涉及一种基于热塑预成型体快速制备c形截面双稳态复合材料柱壳结构的方法及成型模具。
技术介绍
1、c形截面可双向卷曲稳定的复合材料双稳态壳结构是一种可以双向卷曲稳定的复合材料壳结构。双稳态结构的实现方式有两种：一种是利用不同弯曲方向的壳结构逐层叠加复合成一个整体壳结构，不同弯曲方向的壳结构可以在各自的方向影响复合后的壳结构；第二种主要利用复合材料的各向异性，首先预成型复合材料柱结构，当受到与预成型弯曲方向不同方向的外力作用后，形成应变能，最终达到第二种稳定状态。正因如此复合材料双稳态柱壳结构受到了国内外的重视，并研发了系列衍生产品，可以实现各类支撑功能，同时还可以保证低重量、快速展开。在2000年，i qba l k、daton-lovett等人发表了采用复合材料制备的双稳态管的文章，并于2001年申请us6217975、us6256938等专利。
2、专利号为us6217975b1介绍了一种采用增强纤维织物与树脂复合的可伸长的中空管结构，阐述了其专利技术利用了复合材料纤维铺层的特性赋予其专利技术双稳态的特性，既可以在双方向实现卷曲，其专利技术结构的外观见图5所示。方向a为长度方向的状态，此时可形成带有开口的管型结构，方向b为完全卷曲状态，可形成逐层包裹的管型结构。当在a状态下，可以通过外部施加给方向a一个压力，使得结构转变成b状态；在b状态下，可以通过外部施加给方向a一个拉力，使得结构装变成a状态。但是这种制造方法受到基材层和/或纤维层长度的影响，所能制造的
3、国内航天特种材料及工艺技术研究所同样申请了201810259481.6，201810174454.9等专利，并在201810174454.9专利中报道了一种盒式的成型模具。但是该模具仍具有成型效率低，不适用于预成型体快速成型工艺的缺点。因此，亟需提供一种制备工艺简单、过程可控、可批量化生产c形截面可双向卷曲稳定的复合材料双稳态柱壳结构的方法。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于热塑预成型体快速制备c形截面双稳态复合材料柱壳结构的方法及成型模具。
2、基于热塑预成型体快速制备c形截面双稳态复合材料柱壳结构成型模具，包括下阴模和上阳模，所述下阴模中部向下凹陷形成半圆形柱状成型槽，半圆形柱状成型槽左右两侧形成支撑平台；上阳模包括两个下端铰接的半圆柱形空心壳体，两个半圆柱形空心壳体闭合后能形成一个完整的空心圆柱，所述上阳模的外径小于半圆形柱状成型槽的内径，且差值为.-mm，所述下阴模上表面用于放置热塑性预成型体，所述下阴模内部设置有加热板，所述加热板用于对热塑性预成型体进行加热。
3、进一步的，半圆形柱状成型槽的内径大于目标c形截面复合材料双稳态柱状结构的直径。
4、进一步的，所述上阳模也具有加热功能，用于对外侧热塑性预成型体进行加热。
5、基于热塑预成型体快速制备c形截面双稳态复合材料柱壳结构的方法，包括以下步骤：
6、步骤1、原材料采用热塑性预成型体，所述热塑性预成型体是厚度为.-mm厚度的塑料薄板或曲率k满足≤k≤/r之间的曲面塑料板，将热塑性预成型体放置到下阴模的半圆形柱状成型槽上表面，利用下阴模对热塑性预成型体进行加热，直到热塑性预成型体软化；
7、步骤2、将上阳模闭合成为一个圆柱体后嵌入到半圆形柱状成型槽内且压到热塑性预成型体上表面，对上阳模进行加压同时左右摇动上阳模，使得上阳模对热塑性预成型体进行多次挤压定型，直到热塑性预成型体完全包覆在上阳模外侧并形成c形结构；
8、步骤3、将上阳模从半圆形柱状成型槽中取出，打开上阳模进行脱模，得到c形截面双稳态复合材料柱壳结构。
9、进一步的，热塑性预成型体的树脂基体是纯塑料或改性塑料。
10、本专利技术具有如下有益技术效果：
11、本专利技术设计了一套同时兼具低温支撑性和高温预成型功能的成型模具，其带加热的平板结构在低温时可以支撑热塑性预制体片材，同时高温加热软化后可以快速贴附于阴模半圆形凹槽内表面，然后使用圆柱形阳模实现c型复合材料双稳态管的卷绕成型。使用热塑性复合材料预制体，可以在设计的模具工装中一体化成型。与现有常规密闭式结构相比，可以使用刚性的热塑性预制体片材，无需再层层铺布，可实现连续加工作业，将一般需要1-2h的成型周期缩短至15分钟每件，大幅提升了效率降低了成本。
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1.基于热塑预成型体快速制备C形截面双稳态复合材料柱壳结构的成型模具，其特征在于，包括下阴模(001)和上阳模(002)，所述下阴模中部向下凹陷形成半圆形柱状成型槽(003)，半圆形柱状成型槽(003)左右两侧形成支撑平台(004)；上阳模(002)包括两个下端铰接的半圆柱形空心壳体，两个半圆柱形空心壳体闭合后能形成一个完整的空心圆柱，所述上阳模(002)的外径小于半圆形柱状成型槽(003)的内径，且差值为0.5-3mm，所述下阴模(001)上表面用于放置热塑性预成型体(005)，所述下阴模(001)内部设置有加热板，所述加热板用于对热塑性预成型体(005)进行加热。
2.基于热塑预成型体快速制备C形截面双稳态复合材料柱壳结构的成型模具，其特征在于，半圆形柱状成型槽(003)的内径大于目标C形截面复合材料双稳态柱状结构的直径。
3.基于热塑预成型体快速制备C形截面双稳态复合材料柱壳结构的成型模具，其特征在于，所述上阳模(002)也具有加热功能，用于对外侧热塑性预成型体(005)进行加热。
4.基于热塑预成型体快速制备C形截面双稳态复合材料柱壳结
5.根据权利要求1所述的基于热塑预成型体快速制备C形截面双稳态复合材料柱壳结构的方法，其特征在于，热塑性预成型体(005)的树脂基体是纯塑料或改性塑料。
...【技术特征摘要】
1.基于热塑预成型体快速制备c形截面双稳态复合材料柱壳结构的成型模具，其特征在于，包括下阴模(001)和上阳模(002)，所述下阴模中部向下凹陷形成半圆形柱状成型槽(003)，半圆形柱状成型槽(003)左右两侧形成支撑平台(004)；上阳模(002)包括两个下端铰接的半圆柱形空心壳体，两个半圆柱形空心壳体闭合后能形成一个完整的空心圆柱，所述上阳模(002)的外径小于半圆形柱状成型槽(003)的内径，且差值为0.5-3mm，所述下阴模(001)上表面用于放置热塑性预成型体(005)，所述下阴模(001)内部设置有加热板，所述加热板用于对热塑性预成型体(005)进行加热。
2.基于热...
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