CN112809992A - 一种用于复合材料热成型的分体-组合模具 - Google Patents

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姜茂川
白树成
蔡良元
王新庆
宋旻键
范雨娇
曾安民
斯奎
朱慧斌
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Abstract

本发明涉及一种复合材料热成型的分体‑组合模具。该模具包括多个分体模具，每个分体模具周围设置用于模具间连接的定位连接孔及密封胶槽；还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具之间的定位连接孔的定位连接；相邻所述分体模具之间的密封胶槽使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘的整体密封满足热成型工艺要求；所述分体模具根据每个复合材料零件外形、尺寸及模具加工难度进行设计。通过在每个分体模具上设置的用于模具间连接的定位连接孔及密封胶槽完成多个模具的串联组合，减少模具成本，增加工艺灵活性。

Description

一种用于复合材料热成型的分体-组合模具
技术领域
本发明涉及复合材料制造技术领域，特别是涉及一种用于复合材料热成型的分体-组合模具。
背景技术
复合材料由于其比强度高、比刚度高、结构一体化程度高等优异特性，广泛应用于飞机、轨道交通、汽车、体育用品等领域。随着复合材料技术的进步，复合材料的用量及应用范围进一步的加大，复合材料产品呈现数量种类繁多、结构尺寸多样、批次特征不定的趋势。
复合材料产品通常采用低制造成本的抽真空热成型或高成型质量的加压热成型，无论哪一种成型方式，均需要保证密封性的成型模具。受复合材料产品数量、种类、尺寸等因素的影响，通常需要根据零件尺寸设计不同尺寸的多个模具；随着复合材料产品种类的增加，使得模具数量累积增多，再加上模具尺寸各异，不便于使用及储存，使用灵活性差。
因此，发明人提供了一种用于复合材料热成型的分体-组合模具，可以有效提高工艺灵活性，减少模具数量及储存需求，节约生产成本。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种用于复合材料热成型的分体-组合模具，分体模具可单独或组合后使用，组合后满足模具密封需求；通过模具组合可以完成不同尺寸、不同数量的复合材料产品的热成型，有效解决了现有技术存在的工艺灵活性差，模具数量多及储存需求大等技术问题，可以显著节约生产成本。
(2)技术方案
本发明的实施例提出了一种用于复合材料热成型的分体-组合模具，该模具包括根据每个复合材料零件外形、尺寸及模具加工难度进行设计的多个分体模具，每个分体模具周围设置用于模具间连接的定位连接孔及密封胶槽。
进一步地，还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具之间的定位连接孔的定位连接。
进一步地，相邻所述分体模具之间的密封胶槽使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘的整体密封满足热成型工艺要求。
进一步地，所述分体模具的框架板材厚度10mm～30mm、面板板材厚度20～40mm。
进一步地，所述用定位销钉直径10mm～40mm、紧固螺栓直径M10～M48。
进一步地，所述分体模具、连接后的组装模具均满足模具成型的刚度、强度、气密性要求。
进一步地，每个分体模具均可单独使用完成对应复合材料零件的热成型。
进一步地，所述热成型包括抽真空热成型和加压热成型。
进一步地，在制造需要时，先通过所述分体模具间定位连接孔完成模具的初步组合，再使用耐高温密封胶对密封胶槽进行填充。
(3)有益效果
综上，本发明通过分体模具的组合可以完成不同尺寸、不同数量的复合材料产品的热成型，提高工艺灵活性；通过多个模具的组合可以减少模具数量及储存需求，节约生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种用于复合材料热成型的分体-组合模具的总体结构示意图；
图2是图1所示用于复合材料热成型的分体-组合模具的分体模具组装的局部放大图；
图3是本发明实施例的一种模块化模具平台的复合材料热成型的分体-组装模具示意图；
图4是本发明实施例的一种长尺寸加筋壁板的复合材料热成型的分体-组装模具示意图。
图中：
1-分体模具；2-定位连接孔；3-密封胶槽；4-封装边缘；5-模具平台的分体模具；6-长尺寸零件的分体模具。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
图1是本发明实施例的一种用于复合材料热成型的分体-组合模具的总体结构示意图；图2是图1所示用于复合材料热成型的分体-组合模具的分体模具组装的局部放大图。如图1-2所示，该模具包括根据每个复合材料零件尺寸设计的多个分体模具1，每个分体模具1周围设置用于模具间连接的定位连接孔2及密封胶槽3。还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具1之间的定位连接孔2的定位连接。相邻所述分体模具1之间的密封胶槽3使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘4的整体密封满足热成型工艺要求。所述分体模具1、连接后的组装模具均满足模具成型的刚度、强度、气密性要求。每个分体模具1均可单独使用完成对应复合材料零件的热成型。在制造需要时，先通过所述分体模具1间定位连接孔2完成模具的初步组合，再使用耐高温密封胶对密封胶槽3进行填充。
进一步地，所述分体模具1的框架板材厚度10mm～30mm、面板板材厚度20～40mm；所述用定位销钉直径10mm～40mm、紧固螺栓直径M10～M48。
进一步地，所述热成型包括抽真空热成型和加压热成型。
本发明通过采用通过分体模具的组合可以完成不同尺寸、不同数量的复合材料产品的热成型，提高工艺灵活性；通过多个模具的组合可以减少模具数量及储存需求，节约生产成本。
实施例2
利用本发明设计的一种模块化模具平台，如图3所示，图3是本发明实施例的一种模块化模具平台的复合材料热成型的分体-组装模具示意图。模具平台包括分体模具5，每个分体模具5周围设置用于相邻分体模具5间连接的定位连接孔2及密封胶槽3；还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具5之间的定位连接孔2的定位连接。相邻所述分体模具5之间的密封胶槽3使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘4的整体密封满足热成型工艺要求。
根据每个复合材料零件尺寸设计的分体模具5，面板尺寸1m×1m，满足刚度、强度、气密性要求；模具框架板材厚度20mm、面板板材厚度25mm，选用材料为Q235钢；连接用定位销钉直径15mm、连接用紧固螺栓直径M16。在制造需要时，通过分体模具5间定位连接孔2完成不同规格尺寸模具的初步组合，使用耐高温密封胶对分体模具5间的密封胶槽3进行填充，保证组合模块在封装边缘4进行真空封装后的整体密封，形成满足热成型要求的模块化模具平台。
进一步地，本模块化模具平台适用于抽真空热成型和加压热成型；可用于单面平面的复合材料制件的成型，或作为独立多个复合材料梁、肋等成型模具的整体封装用模具平台。
进一步地，本模块化模具平台在储存时可堆叠存放，便于存取。
实施例3
利用本发明设计的一种长尺寸加筋壁板复合材料零件成型模具，如图4所示，图4是本发明实施例的一种长尺寸加筋壁板的复合材料热成型的分体-组装模具示意图。生产的“长尺寸加筋壁板复合材料零件”长度6.1m，宽度1.78m。该分体-组装模具包括根据每个复合材料零件尺寸设计的分体模具6，每个分体模具6周围设置用于模具间连接的定位连接孔2及密封胶槽3。还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具6之间的定位连接孔2的定位连接。相邻所述分体模具6之间的密封胶槽3使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘4的整体密封满足热成型工艺要求。所述分体模具6、连接后的组装模具均满足模具成型的刚度、强度、气密性要求。每个分体模具6均可单独使用完成对应复合材料零件的热成型。进一步地，根据零件外形、尺寸及模具加工难度，设计分体模具6共分为3段，每段尺寸2.15m×2.27m，满足刚度、强度、气密性要求；
进一步地，每个分体模具6可单独使用完成曲面相同、长度尺寸小于2m的加筋壁板复合材料零件的热成型；
进一步地，在制造需要时，先通过所述分体模具6间定位连接孔2完成模具的初步组合，再使用耐高温密封胶对密封胶槽3进行填充，保证组合模具在封装边缘4进行真空封装后的整体密封，形成满足热成型要求的长尺寸加筋壁板复合材料零件成型模具。
进一步地，本长尺寸加筋壁板复合材料零件成型模具，采用的模具框架板材厚度20mm、面板板材厚度30mm，选用材料为Q235钢；连接用定位销钉直径25mm、连接用紧固螺栓直径M30。
进一步地，本成型模具适用于抽真空热成型和加压热成型。
进一步地，本成型模具在使用完毕后拆卸为3部分，储存时可堆叠存放，便于存取。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，包括：多个分体模具，每个所述分体模具周围设置用于模具间连接的定位连接孔及密封胶槽。
2.根据权利要求1所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，还包括定位销钉和定位紧固螺栓，用于所述相邻分体模具之间的定位连接孔的定位连接。
3.根据权利要求2所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，所述分体模具根据每个复合材料零件外形、尺寸及模具加工难度进行设计。
4.根据权利要求3所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，相邻所述分体模具之间的密封胶槽使用耐高温密封胶填充，保证组合模具封装边缘的整体密封满足热成型工艺要求。
5.根据权利要求4所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，在制造需要时，先通过所述分体模具间定位连接孔完成模具的初步组合，再使用耐高温密封胶对密封胶槽进行填充。
6.根据权利要求5所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，所述分体模具、连接后的组装模具均满足模具热成型的刚度、强度、气密性要求。
7.根据权利要求1～6任一所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，所述分体模具的框架板材厚度10mm～30mm、面板板材厚度20～40mm。
8.根据权利要求7所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，所述用定位销钉直径10mm～40mm、紧固螺栓直径M10～M48。
9.根据权利要求8所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，每个分体模具均可单独使用完成对应复合材料零件的热成型。
10.根据权利要求9所述的用于复合材料热成型的分体-组合模具，其特征在于，所述热成型包括抽真空热成型和加压热成型。
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