CN109968692B - 一种碳纤维成型模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维成型模具及方法，所述成型模具包括模架，用于旋绕表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材，该模架包括多个模片和固定件，多个模片沿固定件周向间隔分布，且各模片分别与固定件呈可拆式相连接。所述方法包括以下步骤：1)将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材旋绕在所述模架上；2)将整个模具连同旋绕好的碳纤维基材一并放入加热设备中加热；3)碳纤维基材固化后，将模具取出；4)将模架的各模片拆下，得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品。本发明能够得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品，其具有相对复杂的空间形态，且造型美观。本发明具有设计巧妙、工艺简单、成本低等特点。

Description

一种碳纤维成型模具及方法
技术领域
本发明涉及一种成型模具，特别是涉及一种碳纤维成型模具及方法。
背景技术
目前，现有的碳纤维成型方法主要有以下两种：
1)利用碳纤维基材布，表面覆树脂，置入金属模具腔体内加热至一定温度固化成型。
2)利用碳纤维基材布在特定治具表面形成绕覆，表面混合树脂，加热一定温度固化成型。
以上现有成型方法形成的碳纤维产品形态相对简单，无法形成复杂的空间形态，抑或成型成本较高。
发明内容
本发明提供了一种碳纤维成型模具及方法，其克服了现有技术的碳纤维成型技术所存在的不足之处。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维成型模具，包括模架，用于旋绕表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材，该模架包括多个模片和固定件，多个模片沿固定件周向间隔分布，且各模片分别与固定件呈可拆式相连接。
进一步的，各模片外侧面与模架中轴线的垂直距离从模架轴向的一端向另一端的方向渐大。
进一步的，各模片的外侧面为斜面或外凸的弧面。
进一步的，各模片外侧面分别设有多个定位缺口，该多个定位缺口沿模片的外侧面的长度方向间隔分布。
进一步的，所述固定件为固定片，且固定片的数量为两个，各模片位于两固定片之间，且各模片轴向所在的两端分别与两固定片呈可拆式相连接。
进一步的，所述各模片轴向所在的两端分别与两固定片插接配合。
进一步的，各固定片上沿其周向间隔分布有多个插孔，所述各模片轴向所在的两端分别设有插杆，各插杆分别插接于相应的插孔。
进一步的，还包括一中心固定轴，所述两固定片分别套接在该固定轴上。
进一步的，所述模架的数量为至少两个，该至少两个模架同轴设置，并呈内外分布关系；还包括一中心固定轴，各模架的固定件分别套接在该固定轴上。
本发明另提供一种碳纤维成型方法，采用上述本发明所述的碳纤维成型模具，包括以下步骤：
1)将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材旋绕在所述模架上；
2)将整个模具连同旋绕好的碳纤维基材一并放入加热设备中加热，以使碳纤维基材固化成型；
3)碳纤维基材固化后，将模具取出；
4)将模架的各模片拆下，得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、所述模架的设计，能够得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品，其具有相对复杂的空间形态，且造型美观。所述模架通过多个模片的周向布置来旋绕碳纤维基材，以及通过模片的拆解实现脱模，具有设计巧妙、工艺简单、成本低等特点。
2、所述各模片外侧面与模架中轴线的垂直距离从模架轴向的一端向另一端的方向渐大，便于模片脱离碳纤维基材，从而使脱模操作更为简便。
3、所述定位缺口的设置，能够有效定位碳纤维基材，以在旋绕碳纤维基材时，确保碳纤维基材上下均布，从而提高造型的美观性。
3、所述固定件优选为固定片，且固定片的数量为两个，不仅结构简单，还能有效定位各模片，使模片稳定性好。
4、所述模架的数量为至少两个，该至少两个模架呈内外分布的关系，使本发明能够得到一体式多层次的碳纤维产品，给产品设计带来更大的发挥空间。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种碳纤维成型模具及方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的分解示意图；
图2是本发明的内层模架的模片的结构示意图；
图3是本发明的外层模架的模片的结构示意图；
图4是本发明的内层模架装在固定轴上的结构示意图；
图5是碳纤维基材旋绕在内层模架上的结构示意图；
图6是本发明在图5的状态下装上外层模架后的结构示意图；
图7是碳纤维基材旋绕在外层模架上的结构示意图；
图8是外层模架的拆卸示意图；
图9是内层模架的拆卸示意图；
图10是碳纤维产品的结构示意图。
具体实施方式
实施例，请参见图1-图10所示，本发明的一种碳纤维成型模具，包括模架，用于旋绕表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材，所述模架的数量具体为两个，但不局限于此。两个模架同轴设置，并呈内外分布关系。以下为了便于说明，将两个模架分别命名为内层模架1和外层模架2。各模架分别包括多个模片和固定件，多个模片沿固定件周向间隔分布，且各模片分别与固定件呈可拆式相连接。本发明还包括一中心固定轴3，各模架的固定件分别套接在该固定轴3上。
本实施例中，内层模架1的各模片11外侧面(模片外侧面指模片上背离模架中轴线的一个侧面)与内层模架1中轴线的垂直距离从内层模架1轴向的一端向另一端的方向(具体为从上到下)渐大。同理，外层模架2的各模片21外侧面与外层模架2中轴线的垂直距离从外层模架2轴向的一端向另一端的方向(具体为从上到下)渐大。具体，各模片11、21的外侧面分别为外凸的弧面，但不局限于此，在其它实施例中，各模片的外侧面分别为斜面。
本实施例中，各模片11、21外侧面分别设有多个定位缺口111、211，该多个定位缺口沿模片的外侧面的长度方向间隔分布。所述定位缺口111、211用于定位碳纤维基材，避免碳纤维基材在模架上出现跑位。相邻定位缺口的间距从模架轴向的一端向另一端的方向(具体为从上到下)渐大。
本实施例中，所述固定件为固定片，且内层模架1包括上、下两个固定片12、13，内层模架1的各模片11位于其两固定片12、13之间，且各模片11轴向所在的两端分别与两固定片12、13呈可拆式相连接。同理，外层模架2也包括上、下两个固定片22、23，外层模架2的各模片21位于其两固定片22、23之间，且各模片21轴向所在的两端分别与两固定片22、23呈可拆式相连接。具体，所述各模片轴向所在的两端分别与相应的两固定片插接配合：各固定片上沿其周向间隔分布有多个插孔(如固定片23的插孔231，如图1所示)，所述各模片11、21轴向所在的两端分别设有插杆112、212，各插杆分别插接于相应的插孔。
本发明的一种碳纤维成型方法，采用上述本发明所述的一种碳纤维成型模具，包括以下步骤：
1)将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材旋绕在所述模架上；
2)将整个模具连同旋绕好的碳纤维基材一并放入烤箱或其它加热设备中加热，以使碳纤维基材固化成型；
3)碳纤维基材固化后，将模具取出，静置降温；
4)将模架的各模片拆下，得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品。
由于本发明的模具包括至少两个所述模架，且该至少两个模架同轴设置，并呈内外分布关系，因此，上述步骤1)具体为：完成最内层模架的组装，并将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材旋绕在最内层的模架上；完成下一层模架(与最内层模架相邻)的组装，并将连续的碳纤维基材(与旋绕在最内层模架上的碳纤维基材连续)旋绕在该下一层模架上，以此类推，直至完成最外层模架的组装，并将连续的碳纤维基材旋绕在最外层的模架上。上述步骤4)拆卸模片时，按从外到内的顺序逐一拆卸各模架。
以下，具体以两个模架(内层模架1和外层模架2)为例对上述步骤1)、步骤4进一步说明。上述步骤1)具体包括以下步骤：
11)完成内层模架1的安装，如图4所示，并将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材4从上到下旋绕在内层模架1上，并使碳纤维基材4卡在模片11相应的定位缺口上，如图5所示；
12)在步骤11)的基础上，装上外层模架2，如图6所示；
13)将连续的碳纤维基材4从下到上旋绕在外层模架2上，并使碳纤维基材4卡在模片21相应的定位缺口上，如图7所示。
上述步骤4)具体包括以下步骤：
41)取下外层模架2的两固定片22、23，将外层模架2的模片21一一取下，如图8所示；
42)取下内层模架1的两固定片12、13，将内层模架1的模片11一一取下，如图9所示，得到内外一体并呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品，如图10所示。
本发明的一种碳纤维成型模具及方法，其所成型的碳纤维产品具有相对复杂的空间形态，且造型美观。本发明通过模架的多个模片的周向布置来旋绕碳纤维基材，并通过模片的拆解实现脱模，具有设计巧妙、工艺简单、成本低等特点。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种碳纤维成型模具及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种碳纤维成型模具，其特征在于：包括模架，用于旋绕表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材，该模架包括多个模片和固定件，多个模片沿固定件周向间隔分布，且各模片分别与固定件呈可拆式相连接；各模片外侧面与模架中轴线的垂直距离从模架轴向的一端向另一端的方向渐大；所述模架的数量为至少两个，该至少两个模架同轴设置，并呈内外分布关系；还包括一中心固定轴，各模架的固定件分别套接在该固定轴上。
2.根据权利要求1所述的碳纤维成型模具，其特征在于：各模片的外侧面为斜面或外凸的弧面。
3.根据权利要求1所述的碳纤维成型模具，其特征在于：各模片外侧面分别设有多个定位缺口，该多个定位缺口沿模片的外侧面的长度方向间隔分布。
4.根据权利要求1所述的碳纤维成型模具，其特征在于：所述固定件为固定片，且固定片的数量为两个，各模片位于两固定片之间，且各模片轴向所在的两端分别与两固定片呈可拆式相连接。
5.根据权利要求4所述的碳纤维成型模具，其特征在于：所述各模片轴向所在的两端分别与两固定片插接配合。
6.根据权利要求5所述的碳纤维成型模具，其特征在于：各固定片上沿其周向间隔分布有多个插孔，所述各模片轴向所在的两端分别设有插杆，各插杆分别插接于相应的插孔。
7.根据权利要求4所述的碳纤维成型模具，其特征在于：所述两固定片分别套接在所述固定轴上。
8.一种碳纤维成型方法，其特征在于：采用如权利要求1-7所述的碳纤维成型模具，包括以下步骤：
1)将表面覆树脂或表面混合树脂的碳纤维基材旋绕在所述模架上；
2)将整个模具连同旋绕好的碳纤维基材一并放入加热设备中加热，以使碳纤维基材固化成型；
3)碳纤维基材固化后，将模具取出；
4)将模架的各模片拆下，得到呈旋绕状和立体造型的碳纤维产品。
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