CN107775971B - 一种碳纤维喇叭口管道的制造方法及模具 - Google Patents
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Abstract
本发明复合材料制造技术领域，特别是涉及一种碳纤维喇叭口管道的制造方法及模具。底座，具有与所述喇叭口管道底部形状相一致的开口槽用于铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的下型面层压板结构，开口槽高于底座的平台，在平台上沿着开口槽的四周开设有螺栓孔；上盖板，包括盖沿，所述上盖板盖在所述开口槽上，通过盖沿固定在平台上；所述上盖板包括铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道出口的上盖板I，紧邻所述上盖板I的上盖板II以及上铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道入口的上盖板III。解决现有制备方法成本较高，工艺复杂的问题，使碳纤维喇叭口管道成型更可靠，脱模更方便，成品率更高。
Description
技术领域
本发明复合材料制造技术领域，特别是涉及一种碳纤维喇叭口管道的制造方法及模具。
背景技术
复合材料作为一种先进材料，具有比强度和比刚度高，重量轻，环境适应性强等诸多优点，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车等各个领域。是民用飞机空调管路的理想原材料之一。
空调管路多为复杂中空结构，目前民用飞机空调管路主要使用玻璃纤维或碳纤维预浸料，铺贴到模具表面，通过真空袋封装、固化来制得。
民用飞机空调喇叭口管道，入口为圆形，出口截面为近似长圆形，内部形状复杂，同时外部设有连接部位。若采用传统真空袋封装、固化的方法已经无法实现零件的制备。如果使用更先进的树脂转移模塑成型（RTM）工艺采用封闭模具、空腔内由气囊填充则成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种碳纤维喇叭口管道的制造方法，解决现有制备方法成本较高，工艺复杂的问题，使碳纤维喇叭口管道成型更可靠，脱模更方便，成品率更高。
本发明还提供一种制备碳纤维喇叭口管道的模具。
本发明是这样实现的，
一种模具，用于制备碳纤维喇叭口管道，包括：
底座，具有与所述喇叭口管道底部形状相一致的开口槽用于铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的下型面层压板结构，开口槽高于底座的平台，在平台上沿着开口槽的四周开设有螺栓孔；
上盖板，包括盖沿，所述上盖板盖在所述开口槽上，通过盖沿固定在平台上；
所述上盖板包括铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道出口的上盖板I，紧邻所述上盖板I的上盖板II以及上铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道入口的上盖板III。
进一步地，平台的宽侧面具有与平台垂直的挡板，挡板上与上盖板I的长圆形开口同高设置连接板。
进一步地，所述上盖板I包括一横梁以及横梁两侧的安装件，所述横梁的两端同向弯曲，横梁的一侧开口与上盖板II相通，另一侧通过挡板阻挡后形成长圆形开口。
进一步地，在所述上盖板I的开口上设置有长圆环形外沿盖片。
进一步地，外延盖片与上盖板I之间铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的喇叭口外沿。
进一步地，所述上盖板内侧四周具有内沿，所述内沿厚度与开口槽厚度一致。
一种碳纤维喇叭口管道的制备方法，包括：
将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面；
用玻璃纤维复合材料在底座工装面上铺贴出喇叭口管道的下型面层压板结构；
用玻璃纤维复合材料分别在上盖板I、上盖板II和上盖板III工装内型面进行手工铺贴；
在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真空袋，然后通过螺栓将所述上盖板I、上盖板II、上盖板III分别连接到底座进行工装合模和封装；
在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，脱模，完成弯管制造；
通过铣切加工，获得所需外形。
进一步地，内部由异形真空袋填充，内袋与底座和盖板封装面通过胶条贴合密封，零件固化过程中通过抽真空提供均匀和足够的压力。本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明通过预制异形内胆真空袋实现零件与工装面的密封。通过抽真空，获得零件固化过程中的加压。固化需要的温度通过固化炉提供。本发明可以依据现有设备、工装、材料，仅预先制备异形真空袋即能完成零件制造，成本低，工期短，易掌握。
附图说明
图1是本发明的碳纤维喇叭口腔体的结构件示意图；
图2是本发明的喇叭口腔体的模具结构示意图；
图3是本发明模具底座示意图；
图4是本发明模具上盖板I、上盖板II和上盖板III组成的上盖板示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1为本发明模具与方法所要制备的民用飞机空调喇叭口管道碳纤维喇叭口腔体结构件1，入口为圆形，出口截面为近似长圆形，内部形状复杂。
参见图2结合图3与图4，本发明实施例一种模具，用于制备碳纤维喇叭口管道，包括：
底座2，具有与所述喇叭口管道底部形状相一致的开口槽21用于铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的下型面层压板结构，开口槽21高于底座的平台22，在平台上沿着开口槽的四周开设有螺栓孔；平台22的宽侧面具有与平台垂直的挡板23，挡板23上与上盖板I的长圆形开口同高设置连接板24。
上盖板，包括盖沿31，所述上盖板盖在所述开口槽21上，通过盖沿31通过连接螺栓6固定在平台22上；
上盖板包括铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道出口的上盖板I3，紧邻所述上盖板I3的上盖板II4以及上铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道入口的上盖板III5。三个盖板可拆开，与底座连接。
上盖板I包括一横梁32以及横梁两侧的安装件33，所述横梁32的两端同向弯曲，横梁32的一侧开口与上盖板II4相通，另一侧通过底座的挡板23阻挡后形成长圆形开口。
参见图2，在上盖板I的开口上设置有长圆环形外沿盖片7。
外延盖片7与上盖板I之间铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的喇叭口外沿。
上盖板内侧四周具有内沿34，内沿厚度与开口槽厚度一致，用于与底座密切配合。
一种碳纤维喇叭口管道的制备方法，包括：
由于该喇叭口管道内部结构复杂，无法将模具设计为一个整体，因此设计时分为上半模与下半模分别制造，同时为了简化制造，将上半模分为三个部分加工。将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面，这样可以多个模具同时铺层，同时由于各部分模具均为开敞结构，增加了操作空间，降低操作难度。模具分为上下两个部分，模具接合的部分为模具的分模面。零件成型时，分别在上盖板及底座模具中铺贴，之后模具合模时，上、下部分的零件在该处接合。成型时，零件的上、下两部分为共固化成型，该接合处为零件的分模面。
用玻璃纤维复合材料在底座工装面上铺贴出喇叭口管道的下型面层压板结构；
用玻璃纤维复合材料分别在上盖板I、上盖板II和上盖板III工装内型面进行手工铺贴；
在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真
在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，空袋，然后通过螺栓将所述上盖板I、上盖板II、上盖板III分别连接到底座进行工装合模和封装；零件成型时，分别在上盖板及底座模具中铺贴，上、下部分零件分别贴合其模具。异形真空袋置于上下两部分零件的中间部位。异形真空袋通过裁剪及拼接，使其可以包覆零件的内表面，抽真空后，对零件内表面提供均匀压力，从而使零件贴合模具。脱模，完成弯管制造；
通过铣切加工，获得所需外形。
内部由异形真空袋填充，内袋与底座和盖板封装面通过胶条贴合密封，零件固化过程中通过抽真空提供均匀和足够的压力。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种碳纤维喇叭口管道的制备方法，其特征在于，采用模具，所述模具包括：
底座，具有与所述喇叭口管道底部形状相一致的开口槽用于铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的下型面层压板结构，开口槽高于底座的平台，在平台上沿着开口槽的四周开设有螺栓孔；
上盖板，包括盖沿，所述上盖板盖在所述开口槽上，通过盖沿固定在平台上；
所述上盖板包括铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道出口的上盖板I，紧邻所述上盖板I的上盖板II上铺设形成碳纤维复合材料形成喇叭口管道入口的上盖板III；
平台的宽侧面具有与平台垂直的挡板，挡板上与上盖板I的长圆形开口同高设置连接板；
所述上盖板I包括一横梁以及横梁两侧的安装件，所述横梁的两端同向弯曲，横梁的一侧开口与上盖板II相通，另一侧通过挡板阻挡后形成长圆形开口；
在所述上盖板I的开口上设置有长圆环形外沿盖片；
外沿盖片与上盖板I之间铺设碳纤维复合材料形成喇叭口管道的喇叭口外沿；
所述上盖板内侧四周具有内沿，所述内沿厚度与开口槽厚度一致；
制备过程包括：
将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面；
用碳纤维复合材料在底座工装面上铺贴出喇叭口管道的下型面层压板结构；
用碳纤维复合材料分别在上盖板I、上盖板II和上盖板III工装内型面进行手工铺贴；
在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真空袋，然后通过螺栓将所述上盖板I、上盖板II、上盖板III分别连接到底座进行工装合模和封装；
在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，脱模，完成碳纤维喇叭口管道的制造；
通过铣切加工，获得所需外形；
内部由异形真空袋填充，内袋与底座和盖板封装面通过胶条贴合密封，零件固化过程中通过抽真空提供均匀和足够的压力。
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