CN101637974A - 一种复合材料型材的定型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料型材的定型装置，包括外框架、位于外框架内部且与被加工复合材料型材的内型面结构相对应的内芯模、位于内芯模外侧且其内型面结构与内芯模外型面结构相对应的承压片，和通过外框架从四周对置于内芯模和承压片之间的被加工复合材料型材进行施压的施力机构；所述承压片为将施力机构所施加的作用力均匀至被加工复合材料型材的承压结构；所述承压片位于内芯模外侧且其数量为一个或多个。本发明结构简单、制作成本低且拆装、使用操作简便，能有效解决现有大尺寸复合材料型材模具及设备投资巨大等实际问题。

Description

一种复合材料型材的定型装置

技术领域

本发明属于复合材料型材生产制造技术领域，尤其是涉及一种复合材料型材的定型装置。

背景技术

目前，对复合材料型材进行定型的方法主要有拉拔、注塑、模压等，但实际应用过程中以上方法均存在以下缺点和不足：第一、拉拔成型的制品仅在单向具有纤维增强，因而所成型的制品具有明显的各项异性；第二、注塑、模压成型时，其模具成本高，因而增加了产品的制造成本；第三、模压成型仅可同时对制品的一个方向进行施压，因而采用模压方式就难以成型如U、H、等多边异型材；第四、成型大尺寸多边异型材时，模具及设备投资巨大，另外，国内外未见其它相关复合材料型材的定型方法及其配套定型装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复合材料型材的定型装置，其结构简单、制作成本低且拆装、使用操作简便，能有效解决现有大尺寸复合材料型材模具及设备投资巨大等实际问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：包括外框架、位于外框架内部且与被加工复合材料型材的内型面结构相对应的内芯模、位于内芯模外侧且其内型面结构与内芯模外型面结构相对应的承压片，和通过外框架从四周对置于内芯模和承压片之间的被加工复合材料型材进行施压的施力机构；所述承压片为将施力机构所施加的作用力均匀至被加工复合材料型材的承压结构；所述承压片位于内芯模外侧且其数量为一个或多个。

所述施力机构为均匀布设在外框架上的多个螺栓，或缠绕在外框架外部的收缩胶带。

所述内芯模、承压片和外框架由金属材料、石墨、玻璃钢复合材料、无机非金属材料或石膏制成。

所述螺栓由金属材料、石墨、玻璃钢复合材料或无机非金属材料制成；所述收缩胶带为由有机高分子材料制成的胶带、玻璃纤维胶带或炭纤维胶带。

所述内芯模和承压片组成用于成型L、U、H或

型面型材的内部成型结构。

所述内芯模的横截面形状为矩形或L形。

所述内芯模的数量为一个或多个。

所述内芯模为硬质金属芯模、石墨芯模或石膏芯模。

所述硬质金属芯模为钢质芯模或铝质芯模。

所述外框架为矩形框架或内部带空腔的圆形框架；所述承压片的形状为矩形或L形。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、结构简单、加工制作方便且制造成本低，其主要由内部成型机构和外部施力机构两大部分组成，其中内部成型机构由内芯模和承压片组成，外部施力机构由外框架和螺栓或收缩胶带组成；实际加工制作内部成型机构时，只需根据所需成型复合材料型材制品的结构，加工制作相对应的内芯模及配套使用的承压片即可。2、拆装、使用操作简便，实际使用过程中，只需将被加工的复合材料制品铺层在内芯模外侧，再依次垫上承压片，之后通过施力结构从四周对被处理复合材料制品进行施力即可，实际施力时，通过调节螺栓的扭矩大小或收缩胶带的张力大小来达到对复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的，采用本发明将被处理复合材料制品进行定型后，再通过常规的固化成型等后续处理工艺后，即可完成被处理复合材料制品整个成型过程，并且能有效解决炭/炭复合材料型材制品的变形问题。3、适用范围广，本发明能有效适用于纤维增强树脂基体复合材料或炭/炭复合材料等型材制品的成型过程。4、能从多个方向同时对需成型复合材料型材制品进行施压，因而能简单方便实现如U、H、

等多边异型材的成型。5、所成型复合材料型材制品质量高、变形小且尺寸均匀性好。综上所述，本发明结构简单、制作成本低且拆装、使用操作简便，能有效解决现有大尺寸复合材料型材模具及设备投资巨大等实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明第一具体实施方式的使用状态参考图。

图2为本发明第二具体实施方式的使用状态参考图。

图3为本发明第三具体实施方式的使用状态参考图。

图4为本发明第四具体实施方式的使用状态参考图。

图5为本发明第五具体实施方式的使用状态参考图。

附图标记说明：

1-内芯模；    2-被加工复合材料型材；  3-承压片；

4-外框架；    5-施力机构；            5-1-螺栓；

5-2-收缩胶带。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明包括外框架4、位于外框架4内部且与被加工复合材料型材2的内型面结构相对应的内芯模1、位于内芯模1外侧且其内型面结构与内芯模1外型面结构相对应的承压片3，和通过外框架4从四周对置于内芯模1和承压片3之间的被加工复合材料型材2进行施压的施力机构5。所述内芯模1和承压片3组成用于成型L、U、H或

型面型材的内部成型结构。所述内芯模1的数量为一个或多个，并且内芯模1的横截面形状为矩形或L形。所述外框架4为矩形框架或内部带空腔的圆形框架，所述承压片3的形状为矩形或L形。

所述承压片3为将施力机构5所施加的作用力均匀至被加工复合材料型材的承压结构，承压片3位于内芯模1外侧且其数量为一个或多个。所述施力机构5为均匀布设在外框架4上的多个螺栓5-1，或缠绕在外框架4外部的收缩胶带5-2。

实际加工制作时，所述内芯模1、承压片3、外框架4和螺栓5-1由由金属材料、石墨、玻璃钢复合材料或无机非金属材料制成；而所述收缩胶带5-2为由有机高分子材料制成的胶带、玻璃纤维胶带或炭纤维胶带。实际应用时，所述内芯模1为硬质金属芯模、石墨芯模或石膏芯模，所述硬质金属芯模具体为钢质芯模或铝质芯模。

本实施例中，所述内芯模1为钢质芯模且其横截面为矩形，所述被加工复合材料型材2为由玻璃纤维浸渍环氧树脂胶布制成的型面为L型的型材，所述外框架4为矩形框架。所述施力机构5为均匀布设在外框架4上的多个螺栓5-1，具体为布设在所述矩形框架四个侧壁上的八个螺栓5-1。所用承压片3的数量为两个且其形状均为L形。采用本发明对所述被加工复合材料型材2进行成型的过程是：首先将玻璃纤维浸渍环氧树脂胶布经裁剪后按照L型铺层于钢质芯模上，铺层的顺序为：一件复合材料型材制品、一层承压片3……一件复合材料型材制品和一层承压片3，铺层时也可在内芯模1的两个对角分别进行铺层；铺层数件复合材料型材制品后，同步紧固外框架4上的多个螺栓5-1，对夹放在内芯模1和承压片3之间的多个被加工复合材料型材2即复合材料型材制品进行均匀施力，施力过程中，通过调节螺栓5-1的扭矩大小来达到对复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的；采用螺栓5-1扭矩的方式对被加工复合材料型材2进行整体定型后，将本发明和所定型的被加工复合材料型材2整体放入烘箱(或固化炉)中进行固化定型，制得玻璃纤维/环氧树脂复合材料L型材，并且采用本发明可一次定型数件L型材。

实施例2

如图2所示，本实施例中，所述施力机构5为缠绕在外框架4外部的收缩胶带5-2，所述外框架4为内部带空腔的圆形框架。因而采用本发明对所述被加工复合材料型材2进行成型过程中，具体通过调节收缩胶带5-2的张力大小来达到对所述复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的。本实施例中，其它各组成部分的结构、连接关系、功能和工作原理均与实施例1相同。

实施例3

如图3所示，本实施例中，所述被加工复合材料型材2为由玻璃纤维浸渍环氧树脂胶布制成的型面为U型的型材，所用承压片3的数量为三个且其形状均为矩形，三个承压片3的位置分别与铺放在内芯模1外侧三个相邻侧壁上的U型被加工复合材料型材2相对应，其它各组成部分的结构、连接关系、功能和工作原理均与实施例1相同。

采用本发明对所述被加工复合材料型材2进行成型过程时，首先将玻璃纤维浸渍环氧树脂胶布经裁剪后按照U型铺层于钢质芯模的三个相邻侧壁上，即先完成复合材料型材制品的铺层；再相应在所铺放的复合材料型材制品上铺放三个承压片3；之后，同步紧固布设在外框架4三个与承压片3相对应的侧壁上的六个螺栓5-1，对夹放在内芯模1和承压片3之间的被加工复合材料型材2即复合材料型材制品进行均匀施力，施力过程中，通过所述六个调节螺栓5-1的扭矩大小来达到对复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的；采用螺栓5-1扭矩的方式对被加工复合材料型材2进行整体定型后，将本发明和所定型的被加工复合材料型材2整体放入烘箱(或固化炉)中进行固化定型，制得玻璃纤维/环氧树脂复合材料U型材，并且采用本发明可一次定型1-2件U型材。

实施例4

如图4所示，本实施例中，所述内芯模1为石墨芯模且其数量为两个，两个石墨芯模的横截面均为矩形；所述被加工复合材料型材2为由炭纤维浸渍耐高温酚醛树脂胶布制成的型面为H型的型材，所用承压片3的数量为两个且其形状均为矩形；两个内芯模1一上一下布设在外框架4内部，两个承压片3分别位于两个内芯模1的左右两侧，其它各组成部分的结构、连接关系、功能和工作原理均与实施例1相同。

采用本发明对所述被加工复合材料型材2进行成型时，首先将炭纤维浸渍耐高温酚醛树脂胶布经裁剪后按照H型铺层于石墨芯模上，即先完成复合材料型材制品的铺层；再相应在所铺放的复合材料型材制品的左右两侧承压片3；之后，同步紧固布设在外框架4左右两个侧壁上的四个螺栓5-1，对夹放在内芯模1和承压片3之间的被加工复合材料型材2即复合材料型材制品进行均匀施力，施力过程中，通过所述四个调节螺栓5-1的扭矩大小来达到对复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的；采用本发明对被加工复合材料型材2进行整体定型后，将本发明和所定型的被加工复合材料型材2整体放入烘箱(或固化炉)中进行固化定型，并且经过N₂保护下且温度为900℃的炭化处理、补增密处理及高温处理等后续工序后，制得炭/炭复合材料H型材，上述后续工序中同样被加工复合材料型材2也采用本发明进行固定，因而本发明有效解决了炭/炭复合材料H型材制品的变形问题。

实施例5

如图5所示，本实施例中，所述内芯模1为铝质芯模且其横截面为L形，所述被加工复合材料型材2为由短切玻璃纤维浸渍酚醛树脂胶布制成的型面为

型的型材；所用承压片3的数量为三个，其中位于内芯模1左右两侧的两个承压片3的形状为矩形，位于内芯模1上部的承压片3的形状为与内芯模1外型面相对应的L形。

采用本发明对所述被加工复合材料型材2进行成型时，首先将短切玻璃纤维浸渍酚醛树脂胶布经裁剪后按照

型铺层于铝质芯模上，即先完成复合材料型材制品的铺层；再相应在所铺放的复合材料型材制品的左右两侧及上部分别铺放承压片3；之后，同步紧固布设在外框架4左右两个侧壁及上部侧壁上的六个螺栓5-1，对夹放在内芯模1和承压片3之间的被加工复合材料型材2即复合材料型材制品进行均匀施力，施力过程中，通过六个调节螺栓5-1的扭矩大小来达到对复合材料型材制品所施加压力进行控制的目的；采用本发明对被加工复合材料型材2进行整体定型后，将本发明和所定型的被加工复合材料型材2整体放入烘箱(或固化炉)中进行固化定型，冷却后脱模，制得短切玻纤/酚醛树脂复合材料

型材。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：包括外框架(4)、位于外框架(4)内部且与被加工复合材料型材(2)的内型面结构相对应的内芯模(1)、位于内芯模(1)外侧且其内型面结构与内芯模(1)外型面结构相对应的承压片(3)，和通过外框架(4)从四周对置于内芯模(1)和承压片(3)之间的被加工复合材料型材(2)进行施压的施力机构(5)；所述承压片(3)为将施力机构(5)所施加的作用力均匀至被加工复合材料型材的承压结构；所述承压片(3)位于内芯模(1)外侧且其数量为一个或多个。

2.按照权利要求1所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述施力机构(5)为均匀布设在外框架(4)上的多个螺栓(5-1)，或缠绕在外框架(4)外部的收缩胶带(5-2)。

3.按照权利要求1或2所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述内芯模(1)、承压片(3)和外框架(4)由金属材料、石墨、玻璃钢复合材料、无机非金属材料或石膏制成。

4.按照权利要求2所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述螺栓(5-1)由金属材料、石墨、玻璃钢复合材料或无机非金属材料制成；所述收缩胶带(5-2)为由有机高分子材料制成的胶带、玻璃纤维胶带或炭纤维胶带。

5.按照权利要求3所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述内芯模(1)和承压片(3)组成用于成型L、U、H或

型面型材的内部成型结构。

6.按照权利要求5所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述内芯模(1)的横截面形状为矩形或L形。

7.按照权利要求1或2所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述内芯模(1)的数量为一个或多个。

8.按照权利要求3所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述内芯模(1)为硬质金属芯模、石墨芯模或石膏芯模。

9.按照权利要求8所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述硬质金属芯模为钢质芯模或铝质芯模。

10.按照权利要求1或2所述的一种复合材料型材的定型装置，其特征在于：所述外框架(4)为矩形框架或内部带空腔的圆形框架；所述承压片(3)的形状为矩形或L形。

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