CN103909661A - 方舱副车架用梁模具制造方法及所得模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种方舱副车架用梁模具制造方法及所得模具。该方舱副车架用梁模具由阴模模具、平板模具、定位销和紧固螺栓组成。其中，阴模模具和平板模具采用热压罐成型方法制备，所用材料均为预浸料，相比于一般碳纤维复合材料模具，能够精确控制最终模具的树脂含量，降低制品孔隙率。制得模具用于制备方舱副车架用梁，由于该模具与用该模具所制得方舱副车架用梁的原材料和成型工艺相同，又因为制得该模具为阴模模具，能够精确控制最终方舱副车架用梁的外表面尺寸和表面光洁度。本发明方法是一种制造简单、操作方便、设备投资小、可设计性强的新型工艺。

Description

方舱副车架用梁模具制造方法及所得模具
技术领域
    本发明涉及一种方舱副车架用梁模具的制造方法及所得模具。 
背景技术
方舱是一种独立的箱体，能够在恶劣的外在环境条件下提供良好的内部工作环境。方舱副车架是方舱的主承力结构，对于方舱的综合性能起决定性的作用。然而现有方舱副车架采用金属材料制备，机动性能不佳且要求更高的能耗，固采用比强度高，比模量大，抗疲劳性能好，耐化学腐蚀性好等优点的碳纤维复合材料梁结构可以有效的提高方舱的综合性能，特别是机动性能。 
目前采用的制备碳纤维织物增强复合材料制品的模具为金属材质，且为阳模模具。由于金属材料的密度很大，这给模具使用过程的搬运和其它操作带来很大困难，降低了模具使用的灵活性；在制备方舱副车架用梁为碳纤维复合材料材质，由于该材质与金属的热收缩率相差较大，使得最终制品会存在局部变形和表面尺寸难以精确控制等问题；传统金属阴模模具只能制备内表面尺寸相对精确的管结构，并不适合对外表面尺寸要求较高的方舱副车架用梁。 
上述问题是在方舱副车架用梁模具的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。 
发明内容
本发明的目的是提供一种方舱副车架用梁模具设计制造方法及所得模具用于解决已有技术中存在的缺陷和不足如下：方舱副车架用梁的模具为金属材质，且为阳模模具。由于金属材料的密度很大，这给模具使用过程的搬运和其它操作带来很大困难，降低了模具使用的灵活性；在制备方舱副车架用梁为碳纤维复合材料材质，由于该材质与金属的热收缩率相差较大，使得最终制品会存在局部变形和表面尺寸难以精确控制等问题；传统金属阴模模具只能制备内表面尺寸相对精确的管结构，并不适合对外表面尺寸要求较高的方舱副车架用梁。 
本发明的技术解决方案是： 
一种方舱副车架用梁模具的制造方法，所述方舱副车架用梁模具以碳纤维复合材料为原材料采用热压罐成型方法制备，具体为：
    使用平板玻璃和预制长方体金属模具作为模具，用于方舱副车架用梁模具的叠层过程；
    备置上述固化用模具，将预制金属模具置于平板玻璃上并固定；
    在平板玻璃和固定有金属模具的平板模具上分别铺层方舱副车架用梁的平板模具部分和阴模模具部分，并铺层相应辅助材料，预留真空管；
    进行热压罐固化工艺，制品高压环境采用真空袋内压和外压两种方式，其中内压采用真空袋预留抽真空管实现，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外压由热压罐环境提供为3bar；
取出制品，进行模具边缘切割打磨及钻孔处理后采用丙酮和脱模剂预处理，将处理后的模具采用定位销定位和螺栓紧固，制得方舱副车架用梁模具。
优选地，该方舱副车架用梁模具由阴模模具、平板模具组成。 
优选地，所述方舱副车架用梁模具的内层和外层用织物预浸料，所述矩形空心管模具的中间部分用单向预浸料。 
优选地，采用碳纤维预浸料铺层于平板玻璃和带有金属模具的玻璃板上；在预浸料上方分别铺设辅助材料，所述辅助材料采用脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋。 
优选地，预浸料中所使用树脂为增韧环氧树脂，所述预浸料中树脂质量含量为35%～45%。 
 一种方舱副车架用梁模具，由上述的制造方法制得。 
本发明的有益效果是：本发明提供一种可以制备外表面尺寸精度高且表面光滑方舱副车架用梁模具的方法。该方舱副车架用梁模具由阴模模具、平板模具、定位销和紧固螺栓组成。其中，方舱副车架用梁模具的阴模模具和平板模具采用热压罐成型方法制备。本发明所用材料均为预浸料，相比于一般碳纤维复合材料模具，能够精确控制最终模具的树脂含量，降低制品孔隙率。制作预浸料所用树脂为增韧环氧树脂，树脂含量在35%～45%，利于模具在后续使用过程的顺利脱模和模具的尺寸稳定性。本发明制得模具用于制备方舱副车架用梁，由于该模具与用该模具所制得方舱副车架用梁的原材料和成型工艺相同，故两者收缩率相同，又因为制得该模具为阴模模具，所以能够保证制品最终方舱副车架用梁的外表面尺寸和表面光洁度。本发明模具制造简单、操作方便、设备投资小、可设计性强的新型工艺。本发明采用平板玻璃与金属方块模具，极大的降低了模具成本，同时也提高了方舱主梁用碳纤维复合材料矩形空心管的模具的可设计性。 
附图说明
图1是本发明实施例方舱副车架用梁模具的制作示意图； 
图2是本发明实施例方舱副车架用梁模具的结构示意图；
    其中：1-阴模模具；2-平板模具；3-金属模具；4-平板玻璃；5-定位销。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。 
实施例提供一种方舱副车架用梁模具的制造方法，用于制备外表面尺寸精度高且表面光滑方舱副车架用梁模具。该方舱副车架用梁模具由阴模模具1、平板模具2组成。其中，方舱副车架用梁模具的阴模模具1和平板模具2采用热压罐成型方法制备。 
如图1和图2所示，本发明所述热压罐成型方舱副车架用梁模具方法具体为： 
    使用平板玻璃4和预制长方体金属模具3作为模具，用于方舱副车架用梁模具的叠层过程，长方体金属模具3尺寸与最终矩形空心管的外表面尺寸严格一致。
    备置上述固化用模具，将预制金属模具3置于平板玻璃4上并固定； 
    在上述平板玻璃4和固定有金属模具3的平板模具2上分别铺层方舱副车架用梁的平板模具2部分和阴模模具1部分，并铺层相应辅助材料，预留真空管；
    进行热压罐固化工艺，制品高压环境采用真空袋内压和外压两种方式，其中内压采用真空袋预留抽真空管实现，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外压由热压罐环境提供为3bar。
    取出制品，进行模具边缘切割打磨及钻孔处理后采用丙酮和脱模剂预处理，将处理后的模具采用定位销5定位和螺栓紧固，制得方舱副车架用梁模具备用； 
本实施例提供一种方舱副车架用梁模具，由上述的制造方法制得。
实施例一种方舱副车架用梁模具制造方法，是一种制造简单、操作方便、设备投资小、可设计性强的新型工艺。实施例采用平板玻璃4与长方体金属模具3，极大的降低了模具成本，同时也提高了方舱副车架用梁模具的可设计性。本方法适用于各种矩形截面、梯形截面及部分带有不规则棱角截面的方舱副车架用梁的模具。 
采用碳纤维预浸料铺层于平板玻璃和带有金属模具的玻璃板上；在预浸料上方分别铺设辅助材料，所述辅助材料采用脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋。将上述铺层置于热压罐中固化；将固化产品采用切割、打磨、钻孔后采用丙酮和脱模剂处理后得到制品； 
实施例所用材料均为预浸料，制作预浸料所用树脂为增韧环氧树脂，树脂含量在35%～45%，优选为40%。所述方舱副车架用梁模具的内层和外层为织物预浸料，中间部分用单向预浸料。
实施例所用材料均为预浸料，相比于一般碳纤维复合材料模具，能够精确控制最终模具的树脂含量，降低制品孔隙率。制作预浸料所用树脂为增韧环氧树脂，树脂含量在35%～45%，利于模具在后续使用过程的顺利脱模和模具的尺寸稳定性。 
实施例制得模具用于制备方舱副车架用梁，由于该模具与用该模具所制得方舱副车架用梁的原材料和成型工艺相同，故两者收缩率相同，又因为制得该模具为阴模模具1，所以能够保证制品最终方舱副车架用梁的外表面尺寸和表面光洁度。实施例方法制造简单、操作方便、设备投资小、可设计性强的新型工艺。实施例采用平板玻璃4与金属方块模具，极大的降低了模具成本，同时也提高了方舱主梁用碳纤维复合材料矩形空心管的模具的可设计性。 
    除上述实施例外，本发明专利产品还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。 

Claims (6)

1.一种方舱副车架用梁模具的制造方法，其特征在于，所述方舱副车架用梁模具以碳纤维复合材料为原材料采用热压罐成型方法制备，具体为：
    使用平板玻璃和预制长方体金属模具作为模具，用于方舱副车架用梁模具的叠层过程；
    备置上述固化用模具，将预制金属模具置于平板玻璃上并固定；
    在平板玻璃和固定有金属模具的平板模具上分别铺层方舱副车架用梁的平板模具部分和阴模模具部分；
    进行热压罐固化工艺，制品高压环境采用真空袋内压和外压两种方式，其中内压采用真空袋预留抽真空管实现，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外压由热压罐环境提供为3bar；
取出制品，进行模具边缘切割打磨及钻孔处理后采用丙酮和脱模剂预处理，将处理后的模具采用定位销定位和螺栓紧固，制得方舱副车架用梁模具。
2.如权利要求1所述的方舱副车架用梁模具的制造方法，其特征在于：该方舱副车架用梁模具由阴模模具、平板模具组成。
3.如权利要求1所述的方舱副车架用梁模具的制造方法，其特征在于：所述方舱副车架用梁模具的内层和外层用织物预浸料，所述矩形空心管模具的中间部分用单向预浸料。
4.如权利要求3所述的方舱副车架用梁模具的制造方法，其特征在于：采用碳纤维预浸料铺层于平板玻璃和带有金属模具的玻璃板上；在预浸料上方分别铺设辅助材料，辅助材料采用脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋。
5.如权利要求1-3任一项所述的方舱副车架用梁模具的制造方法，其特征在于：预浸料中所使用树脂为增韧环氧树脂，所述预浸料中树脂质量含量为35%～45%。
6.一种方舱副车架用梁模具，由权利要求1-5所述的制造方法制得。
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