CN109927315A - 一种复合材料的热压成型装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合材料的热压成型装置及工艺，涉及复合材料热压成型技术领域。包括：矿洞、外模腔、下模腔，所述外模腔固定在所述矿洞的内璧；所述下模腔与所述外模腔体可拆卸连接，且闭合形成一个产品模组。复合材料的热压成型工艺以矿洞作为压力容器，并为热压工艺提供压力和温度。通过矿洞替代了传统的热压罐，能够以最低的能耗获得密闭稳定的空间，提供稳定气压、温度、湿度，有利于产品质量稳定，保质保量。

Description

一种复合材料的热压成型装置及工艺

技术领域

本发明涉及复合材料热压成型技术领域，具体的说是指一种复合材料的热压成型装置及工艺。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料因其高比强度、高比刚度、耐腐蚀、可设计等优点，获得了航空业的广泛应用，其用量已成为飞机先进性标志之一。

目前，国内航空企业主要采用热压罐成型工艺制造复合材料构件。在复合材料制件热压罐成型过程中，对制件温度场的均匀性有着很高的要求，制件温差过大会导致复合材料制件固化不均匀、制件变形等一系列问题。

热压罐是一个压力容器，因此它常见的结构是一端封闭，另一端开门的圆柱体，为先进复合材料工件的压实和固化提供必要的热量和压力。通常情况下，航空航天复合材料制件的尺寸很大，因此热压罐必须更大。同时，一些复合材料成型要求的压力和温度更高，针对这种情况，需要建造特殊的热压罐，但成本会相当高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合材料的热压成型装置及工艺，解决了现有热压罐成型的热压罐成本高的技术问题。

(二)技术方案

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种复合材料的热压成型装置及工艺；

第一方面提供一种复合材料的热压成型装置，包括：

矿洞，

外模腔，所述外模腔固定在所述矿洞的内璧；

下模腔，所述下模腔与所述外模腔体可拆卸连接，且闭合形成一个产品模组。

优选的，还包括：

地轨，所述地轨固定在所述矿洞内部的地表面，沿着所述矿洞的长度方向向矿洞内部延伸；

轨道车，所述轨道车能够沿着所述地轨滑动。

优选的，所述轨道车上表面固定有液压顶模机构，所述液压顶模机构与所述下模腔连接。

优选的，还包括：

高压门，所述高压门设置在所述矿洞的洞口。

优选的，还包括：

配料站，所述配料站设置在所述矿洞的外端。

优选的，所述矿洞设置为两个，包括：

第一矿洞，

第二矿洞，所述第一矿洞和所述第二矿洞并列设置。

优选的，所述第一矿洞和所述第二矿洞在远离洞口的一端通过交换机组连接，所述交换机组实现所述第一矿洞和所述第二矿洞内部的热能交换。

优选的，所述矿洞内有效空间为2～100000L。

第二方面，本发明还提供一种复合材料的热压成型工艺，所述复合材料的热压成型工艺以矿洞作为压力容器，并为热压工艺提供压力和温度。

优选的，所述压力为0.1～10.0MPa，温度为50～500℃。

(三)有益效果

本发明提供了一种复合材料的热压成型装置及工艺。与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本发明的复合材料的热压成型装置及工艺，以矿洞替代了传统的热压罐进行复合材料的热压成型，节约大型热压罐制备的成本，同时通过矿洞替代了传统的热压罐，能够以最低的能耗获得密闭稳定的空间，提供稳定气压、温度、湿度，有利于产品质量稳定，保质保量。能更好利用土地矿山资源，实现矿山改造工程。

2、本发明的复合材料的热压成型装置，将矿洞设置为两个并列的矿洞，并且在洞口的末端通过交换机组连接，实现两个矿洞中热能的交换。当第一矿洞中的产品模组固化拆模时，将第一矿洞内部的热能交换到第一矿洞中的产品模组中，实现热能的转移，减少热能消耗；采用双岩洞，实现矿洞资源的再利用以及矿洞的恒温恒湿保持能力，减少能量的损耗。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构示意图；

图2为本发明实施例的侧面剖视图；

图3为本发明实施例的正面剖视图；

图4为本发明实施例双矿洞整体结构示意图；

图5为本发明实施例俯视图；

图6为本发明实施例侧视图。

具体实施方式

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。

基于上述背景技术的阐述，如图1～6所示，本发明实施例提出一种复合材料的热压成型装置及工艺，

第一方面，一种复合材料的热压成型装置，包括：

矿洞2，本实施例所述的矿洞2，其目的是利用矿山1或者其他山脉为复合材料的热压提供一个密闭稳定的空间。该为矿山1的矿物资源挖掘完毕遗留下来的废弃矿洞，利用该废弃矿洞进行改造已满足为热压提供一个密闭稳定的空间，也可以选择山脉自行挖掘出山洞，通过为热压提供一个密闭稳定的空间。不管是废弃的矿洞还是自行挖掘的山洞，均为想矿山山脉或者山脉的内部延伸出一定的有效空间，以此有效空间为热压提供一个密闭稳定的空间。从而一方面能够将废弃遗弃的矿山洞，更加有效的利用起来，避免生态资源的浪费。同时也能更好利用土地矿山资源，实现矿山改造工程。

外模腔5，所述外模腔5固定在所述矿洞2的内璧；具体的可以通过螺栓固定，也可以在矿洞2的内璧设置固定支架，将外模腔5固定在固定支架上。

下模腔6，所述下模腔与所述外模腔体可拆卸连接，且闭合形成一个产品模组。

具体实施时，为了能够实现该热压成型装置的组装完成和后期的维护，该装置还包括地轨3，所述地轨3固定在所述矿洞2内部的地表面，即铺设于矿洞2下，以原有矿洞花岗岩为基层，坚固可靠，不易变形。可以获得高精度安装平面。该地轨3沿着所述矿洞2的长度方向向矿洞2内部延伸。

还包括轨道车4，所述轨道车4能够沿着所述地轨3滑动。

上述实施例中，所述外模腔5和所述下模腔6可以为分段式拼接组成。根据应用需求，产品外模腔5，通过轨道车4将外模腔5承载进洞内，分段式拼接安装在矿洞2的内璧上，再根据应用需求及产品设计下模腔6，通过轨道车4将下模腔6承载进洞，快速与外模腔5结合，装备成热压成型装置，并可以根据产品需要更换不同的模具，以及后期装置的维护。

具体实施时，所述轨道车4上表面固定有液压顶模机构7，所述液压顶模机构7与所述下模腔6连接。该液压顶模机构7连接下模腔6，实现下模腔6 的上下动作及产品脱模；当下模腔6通过液压顶模机构7上顶之后，与外模腔5体闭合形成一个产品模组，当液压顶模机构7下拉之后实现脱模；

具体实施时外模腔5，为产品外模，产品纤维布通过树脂预浸之后贴在其表面上，便于脱模。

上述实施例，还包括高压门，所述高压门设置在所述矿洞的洞口。

上述实施例，还包括配料站13，所述配料站13设置在所述矿洞2的外端，内设有高压灌注设备，将物料输送进洞，实现灌料工艺。

上述实施例，在具体实施时，所述矿洞2设置为两个，包括：

第一矿洞201，

第二矿洞202，所述第一矿洞201和所述第二矿洞202并列设置。

所述第一矿洞201和所述第二矿洞202在远离洞口的一端通过交换机组 203连接，所述交换机组203实现所述第一矿洞201和所述第二矿洞202内部的热能交换。

当第一矿洞201中的产品模组固化拆模时，将第一矿洞201内部的热能通过交换机组203交换到第一矿洞202中的产品模组中，实现热能的转移，减少热能消耗；采用双岩洞，实现矿洞资源的再利用以及矿洞的恒温恒湿保持能力，减少能量的损耗。

上述实施例，所述矿洞2内有效空间为2～100000L。具体的有效空间根据实际需要进行选择。

上述实施例在具体实施过程中，在具体的复合材料的热压成型的过程中，在矿洞2的洞口处设置有增压系统8，当产品炭纤维布在外模腔5贴好后，高压门11密闭，通过增压系统8将纤维布支撑在外模腔5上固化；

并在洞口处设置有冷却系统9，经过高温固化后的产品，内部能残留有大量热量没有排开，通过冷却系统9降温冷却；

同时在洞口处设置有感应控制系统10：感应控制系统10集成了温度感应器，压力感应器，湿度感应器及探头，实时监控产品特征变化；

具体实施时，为了确保加温功能，保障热能的供应在矿洞2内的四周设置地热能系统12，实现产品模具固化当中的加温功能。

本发明实施例，一种复合材料的热压成型工艺，所述复合材料的热压成型工艺以矿洞作为压力容器，并为热压工艺提供压力和温度。

具体实施过程中，所述压力为压力为0.1～10.0MPa，温度为50～500℃。

Claims (10)

1.一种复合材料的热压成型装置，其特征在于，包括：

矿洞，

外模腔，所述外模腔固定在所述矿洞的内璧；

下模腔，所述下模腔与所述外模腔体可拆卸连接，且闭合形成一个产品模组。

2.如权利要求1所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，还包括：

地轨，所述地轨固定在所述矿洞内部的地表面，沿着所述矿洞的长度方向向矿洞内部延伸；

轨道车，所述轨道车能够沿着所述地轨滑动。

3.如权利要求2所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，所述轨道车上表面固定有液压顶模机构，所述液压顶模机构与所述下模腔连接。

4.如权利要求1所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，还包括：

高压门，所述高压门设置在所述矿洞的洞口。

5.如权利要求1所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，还包括：

配料站，所述配料站设置在所述矿洞的外端。

6.如权利要求1～5任一项所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，所述矿洞设置为两个，包括：

第一矿洞，

第二矿洞，所述第一矿洞和所述第二矿洞并列设置。

7.如权利要求6所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，所述第一矿洞和所述第二矿洞在远离洞口的一端通过交换机组连接，所述交换机组实现所述第一矿洞和所述第二矿洞内部的热能交换。

8.如权利要求1～7任一项所述复合材料的热压成型装置，其特征在于，所述矿洞内有效空间为2～100000L。

9.一种复合材料的热压成型工艺，其特征在于，所述复合材料的热压成型工艺以矿洞作为压力容器，并为热压工艺提供压力和温度。

10.如权利要求9所述复合材料的热压成型工艺，其特征在于，所述压力为压力为0.1～10.0MPa，温度为50～500℃。