CN106273551B - 形状记忆合金纤维增强复合材料rtm一体成型设备 - Google Patents

形状记忆合金纤维增强复合材料rtm一体成型设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备，用于解决现有成型设备脱膜效果差的技术问题。技术方案是包括真空泵、空压机、脱泡桶、注射过渡桶、阀门、快速接头、塑胶管道和模具部分。模具部分的底板、顶出板、模脚、顶出杆、顶出垫板和顶出螺钉构成手动脱模结构。由于增加手动脱模结构，顶出板、顶出垫板、和顶出螺钉使得复合材料能够平稳顺利地脱模，且表面光洁度达到设计要求。同时回程定位杆和套在其上的弹簧能够使手动脱膜机构在完成任务后回到原来位置，使得手动脱膜更加简易可行。

Description

形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备
技术领域
本发明涉及一种成型设备，特别是涉及一种形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备。
背景技术
树脂传递模塑(RTM)是典型的液态成型技术，也是真空辅助树脂传递模塑、树脂浸渍模塑传递工艺、树脂膜熔渗成型工艺和结构反应注射成型模塑等其他液态成型技术发展的基础。RTM基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM技术已从小范围应用发展到成为一种非常具有竞争力的复合材料成形技术，可以作为预浸料/热压罐技术的补充或替代技术。它适合于复杂型面三维空间结构的整体成形，因而模具数量、铺层工时、零件数目和机械装配量都可大幅度节省，成本显著下降。而以往这种结构多是由金属材料制作的，十分费工费料。其次，由于RTM是采用金属阴阳模具，因而零构件的尺寸精度高，一般无需精加工。
参照图3。文献1“Naik NK,Sirisha M,Inani A.Permeability characterizationof polymer matrix composites by RTM/VARTM.PROGRESS IN AEROSPACE SCIENCES,2014,65:22-40.”公开了一种RTM成型设备。该成型设备包括预成型模具1、模具支持板2、间隔器3、底部支撑板4、前支撑板5、树脂注入系统6、表面传感器7、流感器8、放大器9、录音机10、数据采集器11、真空泵12、树脂储存槽13、压力表14、真空计15和镜子16。其中模具部分比较简易，仅通过预成型模具1、模具支持板2、间隔器3、底部支撑板4、前支撑板5之间的配合无法实现复杂复合材料的制造。同时监测装置部分在实际生产中用处不大，反而增加了设备的成本也影响了材料制备的效率。
参照图4。文献2“申请公开号是CN102543416A的中国发明专利”公开了一种粘结磁体注射成型工艺用的一体成型模具。该成型模具包括定模部分和动模部分，定模部分包括面板1、分流板2、定模垫板3、定模版4、定模模仁11，热流道结构；动模部分包括动模板5、动模垫板6、底板10、撑角7、动模模仁12、凹模13和芯棒14，脱模结构。定模部和动模部分通过导柱导套组24连接。在凹模13和芯棒14形成的模腔中设置有金属嵌件29，金属嵌件29和凹模13、芯棒14之间形成模腔体。其中整个模具中没有保证密封性的装置，无法适用于RTM成型过程；其次模具没有特定的装置，导致形状记忆合金纤维增强物在整个模腔体中不太容易按照人为设置来铺设，而且在铺设过程中易受到树脂流动的冲击；同时该模具的脱膜部分是在机器上进行的，不适用于RTM成型过程中的手动脱膜。
发明内容
为了克服现有成型设备脱膜效果差的不足，本发明提供一种形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备。该设备包括真空泵、空压机、脱泡桶、注射过渡桶、阀门、快速接头、塑胶管道和模具部分。模具部分的底板、顶出板、模脚、顶出杆、顶出垫板和顶出螺钉构成手动脱模结构。由于增加手动脱模结构，顶出板、顶出垫板、和顶出螺钉使得复合材料能够平稳顺利地脱模，且表面光洁度达到设计要求。同时回程定位杆和套在其上的弹簧能够使手动脱膜机构在完成任务后回到原来位置，使得手动脱膜更加简易可行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备，其特点是包括真空泵14、空压机15、脱泡桶16、注射过渡桶17、阀门18、快速接头19、塑胶管道20和模具部分。真空泵14的一端通过塑胶管道20分别与脱泡桶16和注射过渡桶17连接，真空泵14的另一端通过阀门18与模具部分连接；脱泡桶16与注射过渡桶17通过塑胶管道20相互连接；注射过渡桶17与空压机15通过塑胶管道20相互连接；注射过渡桶17与快速接头19通过塑胶管道20相互连接。所述的模具部分包括阴模1、阳模2、阳模密封板3、导杆导套组4、底板5、顶出板6、模脚7、顶出杆8、顶出垫板9、顶出螺钉10、回程定位杆21和弹簧22。所述阳模2的栓塞插在阴模1的环形密封槽中，在导杆导套组4连接下，通过阳模2的栓塞和阴模1的环形密封槽配合而合模，由螺钉压紧固定；所述的阳模密封板3与阳模2通过螺钉连接固定，在阴模1与阳模2形成的模腔中加入固定形状记忆合金纤维增强物嵌件，阴模1、阳模2与固定形状记忆合金纤维增强物嵌件三者之间形成模腔体；所述底板5、顶出板6、模脚7、顶出杆8、顶出垫板9、顶出螺钉10和第一螺钉11构成手动脱模结构。所述模脚7安装在底板5两侧，顶出板6置于两者内，其上装有顶出杆8，顶出螺钉10安装在底板5中心的螺纹孔里；所述底板5和模脚7由第三螺钉13压紧固定；所述顶出板6位于底板5和模脚7组成的模架内，顶出垫板9位于其下方，通过第二螺钉12压紧固定；所述手动脱模结构和阳模2通过第一螺钉11紧固连接；所述的回程定位杆21固定在顶出板6上，弹簧22套在回程定位杆21上。
所述阴模1的环形密封与阳模2的栓塞之间设置有环形硅胶垫。
本发明的有益效果是：该设备包括真空泵、空压机、脱泡桶、注射过渡桶、阀门、快速接头、塑胶管道和模具部分。模具部分的底板、顶出板、模脚、顶出杆、顶出垫板和顶出螺钉构成手动脱模结构。由于增加手动脱模结构，顶出板、顶出垫板、和顶出螺钉使得复合材料能够平稳顺利地脱模，且表面光洁度达到设计要求。同时回程定位杆和套在其上的弹簧能够使手动脱膜机构在完成任务后回到原来位置，使得手动脱膜更加简易可行。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备的结构示意图。
图2是图1中模具部分的剖面图。
图3是图2的左视图。
图中，1-阴模，2-阳模，3-阳模密封板，4-导杆导套组，5-底板，6-顶出板，7-模脚，8-顶出杆，9-顶出垫板，10-顶出螺钉，11-第一螺钉，12-第二螺钉，13-第三螺钉，14-真空泵，15-空压机，16-脱泡桶，17-注射过渡桶，18-阀门，19-快速接头，20-塑胶管道，21-回程定位杆，22-弹簧。
图4是背景技术文献1中RTM成型设备的结构示意图。
图中，1-成型模具，2-模具支持板，3-间隔器，4-底部支撑板，5-前支撑板，6-树脂注入系统，7-表面传感器，8-流感器，9-放大器，10-录音机，11-数据采集器，12-真空泵，13-树脂储存槽，14-压力表，15-真空计，16-镜子。
图5是背景技术文献2中粘结磁体注射成型工艺用的一体成型模具的结构示意图。
图中，1-面板，2-分流板，3-定模垫板，4-定模版，5-动模板，6-动模垫板，7-撑角，8-顶针板，9-顶针垫板，10-底板，11-定模模仁，12-动模模仁，13-凹模，14-芯棒，15-顶针，16-第一螺钉，17-第二螺钉，18-第三螺钉，19第四螺钉，20-第五螺钉，21-回程定位杆，22-弹簧，23-导套，25-分流加热器，26-热喷嘴，27-热喷嘴加热体，28-流道，29-金属嵌件，30-顶杆。
具体实施方式
以下实施例参照图1～3。
本发明形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备包括真空泵14、空压机15、脱泡桶16、注射过渡桶17、阀门18、快速接头19、塑胶管道20和模具部分。
真空泵14的一端通过塑胶管道20分别与脱泡桶16和注射过渡桶17连接，真空泵14的另一端通过阀门18与模具部分连接；脱泡桶16与注射过渡桶17通过塑胶管道20相互连接；注射过渡桶17与空压机15通过塑胶管道20相互连接；注射过渡桶17与快速接头19通过塑胶管道20相互连接。所述的模具部分包括阴模1、阳模2、阳模密封板3、导杆导套组4、底板5、顶出板6、模脚7、顶出杆8、顶出垫板9、顶出螺钉10、回程定位杆21和弹簧22。所述阳模2的栓塞插在阴模1的环形密封槽中，在导杆导套组4连接下，通过阳模2的栓塞和阴模1的环形密封槽配合而合模，由螺钉压紧固定；所述的阳模密封板3与阳模2通过螺钉连接固定，在阴模1与阳模2形成的模腔中加入固定形状记忆合金纤维增强物嵌件，阴模1、阳模2与固定形状记忆合金纤维增强物嵌件三者之间形成模腔体；所述底板5、顶出板6、模脚7、顶出杆8、顶出垫板9、顶出螺钉10和第一螺钉11构成手动脱模结构。所述模脚7安装在底板5两侧，顶出板6置于两者内，其上装有顶出杆8，顶出螺钉10安装在底板5中心的螺纹孔里；所述底板5和模脚7由第三螺钉13压紧固定；所述顶出板6位于底板5和模脚7组成的模架内，顶出垫板9位于其下方，通过第二螺钉12压紧固定；所述手动脱模结构和阳模2通过第一螺钉11紧固连接；所述的回程定位杆21固定在顶出板6上，弹簧22套在回程定位杆21上。
所述阴模1的环形密封与阳模2的栓塞之间设置有环形硅胶垫。
成型过程中，按照环氧树脂:固化剂＝100:36添加了固化剂的环氧树脂混合物在烧杯中搅拌后放入脱泡桶16在真空泵14的负压下进行脱泡，脱泡后的树脂在真空泵14的负压下进入注射过渡桶17中，之后在空压机15的正压下通过和阳模密封板3相连的塑胶管道20和快速接头19注入到阴模1、阳模2和固定形状记忆合金丝的金属嵌件形成的模腔体中，在模腔体中还铺有横纹碳纤维布。常温24小时或高温2小时固化后，纤维增强物与环氧树脂基体紧密结合成一体，之后将在阳模密封板3及其上的快速接头19拆去，接上脱膜结构。脱模结构是这样工作的，通过顶出螺钉10将阴、阳模1、2分开后，产品保留在阳模2上，将脱模机构和阳模2通过螺钉固定连接，将顶出螺钉10安装在底板5上，通过扳手控制顶出螺钉10向前移动，在顶出螺钉10推力作用下，顶出垫板9，带动顶出板6，顶出板6上的顶出杆8及回程定位杆21一起向前移动，弹簧22受到挤压而发生变形，产品在顶出杆8的作用下，被顶出阳模2的模腔，取出。控制扳手反方向运动后撤，在套在回程定位杆21上的弹簧22恢复力的作用下，顶出垫板9、顶出板6、顶出杆8和回程定位杆21同步向后移动至原位置。如此，可实现产品顺利脱模。

Claims (2)

1.一种形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备，其特征在于：包括真空泵(14)、空压机(15)、脱泡桶(16)、注射过渡桶(17)、阀门(18)、快速接头(19)、塑胶管道(20)和模具部分；真空泵(14)的一端通过塑胶管道(20)分别与脱泡桶(16)和注射过渡桶(17)连接，真空泵(14)的另一端通过阀门(18)与模具部分连接；脱泡桶(16)与注射过渡桶(17)通过塑胶管道(20)相互连接；注射过渡桶(17)与空压机(15)通过塑胶管道(20)相互连接；注射过渡桶(17)与快速接头(19)通过塑胶管道(20)相互连接；所述的模具部分包括阴模(1)、阳模(2)、阳模密封板(3)、导杆导套组(4)、底板(5)、顶出板(6)、模脚(7)、顶出杆(8)、顶出垫板(9)、顶出螺钉(10)、回程定位杆(21)和弹簧(22)；所述阳模(2)的栓塞插在阴模(1)的环形密封槽中，在导杆导套组(4)连接下，通过阳模(2)的栓塞和阴模(1)的环形密封槽配合而合模，由螺钉压紧固定；所述的阳模密封板(3)与阳模(2)通过螺钉连接固定，在阴模(1)与阳模(2)形成的模腔中加入固定形状记忆合金纤维增强物嵌件，阴模(1)、阳模(2)与固定形状记忆合金纤维增强物嵌件三者之间形成模腔体；所述底板(5)、顶出板(6)、模脚(7)、顶出杆(8)、顶出垫板(9)、顶出螺钉(10)和第一螺钉(11)构成手动脱模结构；所述模脚(7)安装在底板(5)两侧，顶出板(6)置于两者内，其上装有顶出杆(8)，顶出螺钉(10)安装在底板(5)中心的螺纹孔里；所述底板(5)和模脚(7)由第三螺钉(13)压紧固定；所述顶出板(6)位于底板(5)和模脚(7)组成的模架内，顶出垫板(9)位于其下方，通过第二螺钉(12)压紧固定；所述手动脱模结构和阳模(2)通过第一螺钉(11)紧固连接；所述的回程定位杆(21)固定在顶出板(6)上，弹簧(22)套在回程定位杆(21)上。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金纤维增强复合材料RTM一体成型设备，其特征在于：所述阴模(1)的环形密封槽与阳模(2)的栓塞之间设置有环形硅胶垫。
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