CN112848376A - 一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具 - Google Patents

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尹维龙
王鑫
李宜彬
李鹏
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Abstract

一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，涉及一种复合材料平板成型模具。第一旋转轴和第二旋转轴同轴设置在平板横向或纵向的两侧，第一旋转轴和第二旋转轴连接端分别垂直固定有连接梁，第一旋转轴的连接梁两端分别通过螺栓固定有第一连接片及第二连接片，第二旋转轴的连接梁两端分别通过螺栓固定有第三连接片及第四连接片，平板的四角位置分别通过螺栓固定在第一连接片、第二连接片、第三连接片及第四连接片之间，且平板与两个连接梁之间均留有间隔。为了解决现有高性能纤维丝在形成预浸料前无法铺放的难题，通过旋转轴的变换，实现两个垂直方向的纤维丝缠绕，完成正交铺层平板的纤维丝铺放。

Description

一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具
技术领域
本发明涉及一种复合材料平板成型模具，尤其是一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，属于复合材料成型技术领域。
背景技术
高性能纤维(如石墨烯纤维、碳纳米管纤维等)具有优异的力学和电磁性能。为了快速评价高性能纤维复合材料的力学和电磁波反射性能，需要制备相应的平板力学试验件和电磁波反射测试件。在研究初始，高性能纤维是以单丝和丝束的形式存在的，无法通过传统的纤维布或预浸料铺放方法进行铺放，但可以通过缠绕工艺来实现成型。现有的缠绕模具大多是回转体，如何结合缠绕工艺来实现单向板和正交铺层平板成型是高性能纤维快速成型的技术关键。
缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种工艺。缠绕成型的缺点是缠绕成型适应性小，不能缠任意结构形式的制品，特别是表面有凹的制品，因为缠绕时，纤维不能紧贴芯模表面而架空。目前，用于缠绕成型的模具大多是圆管，方管等，目前还没有用于缠绕法成型正交铺放平板的模具。因此，亟需提供一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具。
发明内容
为了解决高性能纤维在形成预浸料之前无法铺放的问题，本发明提供一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，它能够通过旋转轴的变换，实现两个垂直方向的纤维丝缠绕。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，包括第一旋转轴、第二旋转轴、第一连接片、第二连接片、第三连接片、第四连接片以及平板，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴同轴设置在平板横向或纵向的两侧，第一旋转轴和第二旋转轴连接端分别垂直固定有连接梁，第一旋转轴的连接梁两端分别通过螺栓固定有第一连接片及第二连接片，第二旋转轴的连接梁两端分别通过螺栓固定有第三连接片及第四连接片，所述平板的四角位置分别通过螺栓固定在所述第一连接片、第二连接片、第三连接片及第四连接片之间，且平板与两个连接梁之间均留有间隔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够通过旋转轴的变换，实现两个垂直方向的纤维丝缠绕，以此来完成正交铺层平板的纤维丝铺放，解决了现有高性能纤维在形成预浸料之前无法铺放的问题。
附图说明
图1是本发明的可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明公开了一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，包括第一旋转轴1、第二旋转轴2、第一连接片3、第二连接片4、第三连接片5、第四连接片6以及平板7，所述第一旋转轴1和所述第二旋转轴2同轴设置在平板7横向或纵向的两侧，第一旋转轴1和第二旋转轴2连接端分别垂直固定有连接梁，第一旋转轴1的连接梁两端分别通过螺栓固定有第一连接片3及第二连接片4，第二旋转轴2的连接梁两端分别通过螺栓固定有第三连接片5及第四连接片6，所述平板7的四角位置分别通过螺栓固定在所述第一连接片3、第二连接片4、第三连接片5及第四连接片6之间，且平板7与两个连接梁之间均留有间隔，上述构件均为金属材料制成，优选为模具钢或殷钢。
结合图1所示，第一连接片3、第二连接片4、第三连接片5、第四连接片6采用螺栓与平板7进行连接，第一种缠绕模式为第一旋转轴1的连接梁两端采用螺栓与第一连接片3、第二连接片4进行连接，第二旋转轴2的连接梁两端采用螺栓与第三连接片5、第四连接片6进行连接；第二种缠绕模式为第一旋转轴1的连接梁两端采用螺栓与第一连接片3、第三连接片5进行连接，第二旋转轴2的连接梁两端采用螺栓与第二连接片4、第四连接片6进行连接，通过第一旋转轴1及第二旋转轴2与平板7两个垂直方向的变换，实现纤维丝的正交铺放。
具体成型步骤如下：
步骤1：将第一旋转轴1和第二旋转轴2安装到平板7两侧，和缠绕机的旋转轴连接，进行0°缠绕；
步骤2：缠绕到一定厚度后，将平板7从缠绕机上卸下，将第一旋转轴1和第二旋转轴2拆掉，安装到平板7另两边；
步骤3：重新将平板7和缠绕机的旋转轴连接，进行90°缠绕；
步骤4：重复1～3步骤，直到完成所设计铺层的缠绕；
步骤5：将第一旋转轴1和第二旋转轴2从平板7上拆卸掉，将加压板与平板7通过螺栓连接，施加一定螺栓预紧力；
步骤6：加温固化；
步骤7：脱模，修整。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，其特征在于：包括第一旋转轴(1)、第二旋转轴(2)、第一连接片(3)、第二连接片(4)、第三连接片(5)、第四连接片(6)以及平板(7)，所述第一旋转轴(1)和所述第二旋转轴(2)同轴设置在平板(7)横向或纵向的两侧，第一旋转轴(1)和第二旋转轴(2)连接端分别垂直固定有连接梁，第一旋转轴(1)的连接梁两端分别通过螺栓固定有第一连接片(3)及第二连接片(4)，第二旋转轴(2)的连接梁两端分别通过螺栓固定有第三连接片(5)及第四连接片(6)，所述平板(7)的四角位置分别通过螺栓固定在所述第一连接片(3)、第二连接片(4)、第三连接片(5)及第四连接片(6)之间，且平板(7)与两个连接梁之间均留有间隔。
2.根据权利要求1所述的一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，其特征在于：所述第一旋转轴(1)、第二旋转轴(2)、第一连接片(3)、第二连接片(4)、第三连接片(5)、第四连接片(6)及平板(7)均为金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种可实现纤维丝正交铺放的平板缠绕成型模具，其特征在于：所述金属材料为模具钢或殷钢。
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