CN113119493B - 多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具。该方法包括：将待成型预浸料铺贴至成型模具；其中，成型模具包括用于成型多腔结构的第一腔体的第一模芯及用于成型多腔结构的第二腔体的第二模芯，第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，第二模芯具有固定轮廓尺寸；将成型模具合模；采用袋压成型工艺对合模后的成型模具进行加工，以使成型模具内的待成型预浸料固化成型；将固化成型后的待成型预浸料进行脱模，获得成型的多腔结构。本申请提供的方案，通过不同结构的第一模芯和第二模芯配合，通过成型模具可以一体成型形成产品的多腔结构，无需后续粘接组装，提高生产效率，同时提高产品整体性能的可靠性。

Description

多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具

技术领域

本申请涉及生产工艺技术领域，尤其涉及一种多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具。

背景技术

相关技术中，当采用碳纤维等复合材料制备多腔结构的产品时，基于多腔结构的复杂性及碳纤维复合材料的特性，其常用的制备方法一般有两种。例如制作一个如图3所示的环形中空的结构时，一种制备方法是先成型出两个大体轮廓为C形结构的子件，然后利用粘接工艺将两个子件连接起来形成环形结构。另一种制备方法是先分别成型出多段管状结构，然后将各段管状结构逐一首尾粘接，形成环形结构。

然而，上述的各制备方法所制得多腔结构，由于粘接步骤较多，一方面，使得生产效率低；另一方面，粘接所得的产品质量难以控制，可靠性较差，从而影响产品的整体性能。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具，该多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具，能够提高生产效率，及提高成型后产品性能的可靠性。

本申请第一方面提供一种多腔结构的制作方法，其包括：

将待成型预浸料铺贴至成型模具；其中，所述成型模具包括用于成型多腔结构的第一腔体的第一模芯及用于成型所述多腔结构的第二腔体的第二模芯，所述第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，所述第二模芯具有固定轮廓尺寸；

将所述成型模具合模；

采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，以使所述成型模具内的所述待成型预浸料固化成型；

将固化成型后的所述待成型预浸料进行脱模，获得成型的所述多腔结构。

在其中一个实施例中，所述将待成型预浸料铺贴至成型模具，包括：

将所述待成型预浸料分别铺贴至所述成型模具的型腔内及缠绕至少部分所述第二模芯的外周；其中，所述型腔分别包括开设于所述成型模具的下模的至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，及开设于所述成型模具的上模的至少一第一上型腔，所述第一下型腔和所述第一上型腔分别用于对应所述第一模芯，所述第二下型腔用于对应所述第二模芯。

在其中一个实施例中，所述将所述待成型预浸料分别铺贴至所述成型模具的型腔内，包括：

分别沿所述第一下型腔及所述第二下型腔连续铺贴至少一层所述待成型预浸料；

在放置所述第一模芯至所述第一下型腔及放置所述第二模芯至所述第二下型腔后，分别沿所述第一模芯及所述第二模芯连续铺贴至少一层所述待成型预浸料。

在其中一个实施例中，所述采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，包括：

将所述成型模具的上模挤压所述下模；其中，所述下模还开设有限位槽，所述限位槽设置于所述第一下型腔和所述第二下型腔的交接处的一侧；所述下模还包括滑块，所述滑块活动设置于所述限位槽，所述上模挤压所述滑块以使所述交接处成型至预设轮廓。

在其中一个实施例中，所述采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，包括：

采用热压罐法对所述第一模芯对应的所述待成型预浸料进行袋压，及对所述第二模芯对应的所述待成型预浸料进行模压。

在其中一个实施例中，所述将固化成型后的所述待成型预浸料进行脱模，包括：

将熔融后的所述第一模芯从所述第一腔体抽出；其中，所述第一模芯包括气袋和设置于所述气袋内的支撑块，所述支撑块的熔点小于所述待成型预浸料的热定型温度。

在其中一个实施例中，在所述将待成型预浸料铺贴至成型模具之前，还包括：

将预浸料根据所述多腔结构的尺寸进行裁切，形成多块用于铺贴的所述待成型预浸料。

本申请第二方面提供一种多腔结构的成型模具，其包括下模、第一模芯、第二模芯及上模，其中：

所述下模分别开设有至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，所述第二下型腔位于所述第一下型腔的一侧；

所述第一模芯可拆卸设置于所述第一下型腔，所述第二模芯可拆卸设置于所述第二下型腔；其中，所述第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，以成型多腔结构的第一腔体；所述第二模芯具有固定轮廓尺寸，以成型所述多腔结构的第二腔体；

所述上模开设有第一上型腔，所述上模设置于所述下模，以使所述第一上型腔对应于所述第一下型腔。

在其中一个实施例中，所述第一模芯包括气袋及支撑块，所述支撑块位于所述气袋内；其中，所述支撑块的熔点小于所述多腔结构的热定型温度，所述第二模芯的熔点大于所述多腔结构的热定型温度。

本申请第三方面提供一种多腔结构，所述多腔结构由上述任一实施例所述的多腔结构的制作方法制得。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的多腔结构的制作方法，通过具有通过充气弹性调整轮廓尺寸的第一模芯成型第一腔体，并通过具有固定轮廓尺寸的第二模芯成型第二腔体，并在成型模具铺贴待成型预浸料后，通过袋压成型工艺将待成型预浸料加工成型，获得多腔结构。这样的设计，通过不同结构的第一模芯和第二模芯配合，可以得到一体成型的多腔结构，无需后续粘接组装等工序，提高生产效率，同时提高产品整体性能的可靠性。

本申请的多腔结构的成型模具，通过在下模开设第一下型腔和第二下型腔等不同位置的型腔，以对应多腔结构的不同部位；与此同时，针对碳纤维等复合材料的产品，采用通过充气弹性调整轮廓尺寸的第一模芯来成型产品的大部分腔体，同时，配合使用固定轮廓尺寸的第二模芯以成型产品的其他局部的腔体，通过不同结构的第一模芯和第二模芯配合，通过成型模具可以一体成型形成产品的多腔结构，无需后续粘接组装，提高生产效率，同时提高产品整体性能的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请一实施例示出的多腔结构的制作方法的流程示意图；

图2是本申请另一实施例示出的多腔结构的制作方法的流程示意图；

图3是本申请一实施例示出的多腔结构的结构示意图；

图4是本申请实施例示出的成型模具的结构示意图；

图5是图4所示的成型模具的爆炸示意图；

图6是图5所示的下模的结构示意图；

图7是本申请实施例示出的第一模芯的剖面结构示意图；

图8是图5所示的滑块的结构示意图；

图9是图5所示的上模的另一视角的结构示意图；

图10是图5所述的上模和滑块的另一视角的爆炸示意图。

附图标记：下模10；第一下型腔110；第二下型腔120；定位块130；限位槽140；凸块141；滑块150；导向槽151；倾斜面152；第一模芯20；气袋210；气嘴211；支撑块220；第二模芯30；上模40；抵接面410；第一上型腔420；第一腔体A；第二腔体B；夹角C。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中，对于采用碳纤维等复合材料制得的多腔结构的产品，基于产品结构的复杂性及碳纤维复合材料的特性，不能像塑料直接注塑一体成型。这类待成型预浸料和结构的产品在制备成型时，一般先按照实际结构划分成多个子件，分别将子件逐个生成成型后，再将子件通过粘接组装，最终制得成品。这样的制备方法，导致生成工艺复杂，生成效率低，且粘接后的成品的性能不稳定，可靠性较差。

针对上述问题，本申请实施例提供一种多腔结构的制作方法、多腔结构及其成型模具，能够提高生产效率，同时提高产品性能的可靠性。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

参见图1、图3至图6，本申请一实施例提供一种多腔结构的制作方法，其包括：

步骤S110，将待成型预浸料铺贴至成型模具；其中，成型模具包括用于成型多腔结构的第一腔体的第一模芯及用于成型多腔结构的第二腔体的第二模芯，第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，第二模芯具有固定轮廓尺寸。

其中，预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍的连续纤维或织物。在其中一个实施例中，待成型预浸料可以包括碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶预浸料等。

进一步地，一并参见图3所示的多腔结构，多腔结构包括位于不同位置的第一腔体A和第二腔体B。第一腔体A相对于第二腔体B占据更大的范围，第二腔体A仅占据更小的局部范围。针对第一腔体A的较大范围的连续腔体结构，第一模芯20通过充气弹性调整轮廓尺寸，形成可充气式弹性结构，即第一模芯20通过充气膨胀以使待成型预浸料形成第一腔体A的预设形态，即成型第一腔体A。第二模芯30为固定轮廓尺寸，形成固定结构，即第二模芯30的形态固定不变，第二模芯30在第二下型腔120内将待成型预浸料加工成型出预设的第二腔体B；且由于第二模芯30的轮廓尺寸不变，从而可以直接使待成型预浸料按照固定尺寸成型第二腔体B。

步骤S120，将成型模具合模。

可以理解，成型模具包括上模40和下模10，将待成型预浸料在上模40和下模10的对应位置完成铺贴后，即可合模。

步骤S130，采用袋压成型工艺对合模后的成型模具进行加工，以使成型模具内的待成型预浸料固化成型。

相关技术中，袋压成型工艺是复合材料的热固性成型方法，一般包括吹气袋压、真空袋法和热压罐法等三种工艺。根据实际生产条件，选择对应的工艺进行加工。

在其中一个实施例中，采用袋压成型工艺对合模后的成型模具进行加工，包括：采用热压罐法对第一模芯20对应的待成型预浸料进行袋压，及对第二模芯30对应的待成型预浸料进行模压。

步骤S140，将固化成型后的待成型预浸料进行脱模，获得成型的多腔结构。

将成型模具的上模40和下模10分开，取出第一模芯20和第二模芯30，即可获得成型的多腔结构的产品。

本申请的多腔结构的制作方法，巧妙地将袋压成型和模压成型集于一体，通过在不同结构的模芯上铺贴待成型预浸料，确保产品预浸料的连续性，无需使用粘接工艺，使产品一体成型，提高了生产效率及多腔结构产品的性能可靠性；与此同时，采用袋压成型工艺，确保产品预浸料固化过程中的致密性，最终确保成型后的产品的性能强度。

为了便于说明本申请的多腔结构的制作方法，一并参阅图2至图10，以下以碳纤维预浸料作为原材料生产如图3所示的多腔结构的连接环产品。碳纤维预浸料所制得的产品，相对金属材质的产品具有更高的比刚度、高比模量，是轻量化方案中较优的选材。该连接环可以应用于航空航天设备中，例如应用于飞行汽车固定翼机臂的连接，达到承载力的传递的效果，可以增强飞行汽车的整体结构的强度和刚性。

步骤S210，将预浸料根据多腔结构的尺寸进行裁切，形成多块用于铺贴的待成型预浸料。

进一步地，为了符合产品的性能需求，选用特定面密度的预浸料作为原材料。例如，选用面密度为设定密度例如200g/m²的碳纤维预浸料，将碳纤维预浸料从冷库中取出，放置在26℃、湿度50％的恒温恒湿的干燥箱中，于干燥箱中保持设定时间例如6小时至8小时，使碳纤维预浸料保持干燥，便于后续固化成型，且防止后续成型产品夹杂水分。然后进行裁切。具体地，根据多腔结构实际的展开后的平面图的尺寸和形状，将预浸料进行裁切，形成多块待成型预浸料。

步骤S220，将待成型预浸料分别铺贴至成型模具的型腔内及缠绕至少部分第二模芯的外周；其中，型腔分别包括开设于成型模具的下模的至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，及开设于成型模具的上模的至少一第一上型腔，第一下型腔和第一上型腔分别用于对应第一模芯，第二下型腔用于对应第二模芯。

具体地，在其中一个实施例中，上模40设置于下模10上，上模40开设的第一上型腔420与下模10的第一下型腔110合模形成完整的型腔。具体地，为了使第一模芯20在第一下型腔110中形成预设形状，在其中一个实施例中，第一模芯20包括气袋210及支撑块220，支撑块220位于气袋210内。支撑块220可拆卸设置于气袋210，便于气袋210循环使用。通过在气袋210内设置支撑块220，便于在加工前于第一模芯20外周铺设待成型预浸料。

针对第一模芯20的充气结构，通过上模40的第一上型腔420的腔壁和下模10的第一下型腔110的腔壁协同对第一模芯20形成压力，避免第一模芯20的气袋210过度膨胀。在其中一个实施例中，上模40可以不增加开设第二上型腔，上模可以设置避让区以避让第二模芯30，使第二模芯30露出于上模40，无需上模40开设对应的型腔包覆第二模芯30，从而节省开模成本。在其他实施例中，上模40也可以开设第二上型腔(图未示)，第二上型腔对应第二下型腔，合模后第二上型腔与第二下型腔共同围合第二模芯。

为了达到产品成型后的强度和结构的连续性，进一步地，在其中一个实施例中，分别沿第一下型腔110及第二下型腔120连续铺贴至少一层待成型预浸料；在放置第一模芯20至第一下型腔110及放置第二模芯30至第二下型腔120后，分别沿第一模芯20及第二模芯30连续铺贴至少一层待成型预浸料。可以理解，一方面，将相邻的待成型预浸料连续拼接，从而确保成型后的预浸料的连续性。另一方面，通过逐层叠加铺贴，即在同一个位置叠加铺贴多层待成型预浸料，可以确保固化后的产品强度。在其中一个实施例中，为了确保铺贴平整，可以对型腔吸真空，使待成型预浸料与型腔的内侧壁贴紧且贴平，确保服帖。

步骤S230，将上模和下模进行合模，形成合模后的成型模具。

在其中一个实施例中，下模10还开设有限位槽140，限位槽140设置于第一下型腔110和第二下型腔120的交接处的一侧；下模10还包括滑块150，滑块150活动设置于限位槽140，上模40挤压滑块150以使交接处成型出预设轮廓。在其中一个实施例中，下模10还包括定位块130，定位块130分别连接于第二模芯30及下模10的主体，以将第二模芯30可拆卸固定于下模10的主体。

进一步地，在上述步骤S220将各模芯放置完毕后，将各滑块150放置于下模10中对应的限位槽140。进一步地，在其中一个实施例中，通过定位块130将第二模芯20固定于下模10的主体，防止第二模芯20移位。

在其中一个实施例中，上模40或下模10开设有气孔(图未示)，气孔连通第一模芯20。进一步地，气袋210的带有气嘴211的一端从气孔延伸至成型模具外，从而便于外部对气袋210进行充气或放气。在其中一个实施例中，气孔的数量根据气袋210的数量设置，一个气孔对应一个气袋210，从而避免多个气袋210共用一个气孔所引起的相互挤压。在其中一个实施例中，气孔的尺寸可以是设定尺寸例如40mm×(40～100)mm。即气孔的尺寸可以根据气袋实际需求调整，以便气袋可以顺畅从气孔延伸出至模具外。布置完毕后，即可将上模与下模进行合模。合模的同时，需要将第一模芯的气袋的气嘴通过上模或下模的气孔延伸至模具外。

步骤S240，采用热压罐法对第一模芯对应的待成型预浸料进行袋压，及对第二模芯对应的待成型预浸料进行模压。

相关技术中，根据热压罐法的加工工艺，在合模后的成型模具的外周上依次铺放隔离膜、透气毡和尼龙袋，将尼龙袋与第一模芯的气袋连通，然后将整个尼龙袋用密封条粘接在成型模具边缘，形成密闭空间；对密闭空间抽真空，检验真空度，当真空度达到预设值，例如-950mbar～-980mbar时即可。再袋封后的成型模具推入热压罐内，热压罐内的热定型温度根据预浸料的对应材质的热定型温度进行设置，例如设定为130℃～150℃，成型气压为3bar～6bar；当罐内气压达到设定值，第一腔体对应的侧壁通过气袋的袋压成型，第二腔体对应的侧壁通过第二模芯的模压成型，同时，将成型模具的上模挤压下模；具体地，上模受到气压往下模的方向运动，推动滑块挤压对应区域的预浸料，使第一腔体和第二腔体的交接处更好地成型出预设轮廓。最终，整个多腔结构在热压罐的气压下成型，得到致密性良好，可靠性高的多腔结构的产品。

步骤S250，将固化成型后的待成型预浸料进行脱模，获得成型的多腔结构。

在其中一个实施例中，将熔融后的第一模芯20从所述第一腔体A抽出；第一模芯20包括气袋210及支撑块220，支撑块220可拆卸设置于气袋210内；支撑块220的熔点小于待成型预浸料的热定型温度，第二模芯30的熔点大于待成型预浸料的热定型温度。在脱模时，可以将包裹支撑块220的气袋210从第一腔体A内抽出，松开固定第二模芯30的定位块130，将成型后的产品协同第二模芯20一同从下模10中取出，再脱出第二模芯30，将产品经过最后的切割打磨，最终得到成品的多腔结构。

具体地，在上述步骤S240的成型过程中，随着加热后的成型模具内的温度逐渐升高，当达到支撑块220的熔点时，支撑块220发生熔融而收缩，甚至熔化至几近于无，收缩后的支撑块220的轮廓尺寸远小于第一下型腔110的腔体内侧壁的轮廓尺寸，即远小于多腔结构产品的第一腔体A内侧壁的轮廓尺寸，从而便于第一模芯20从第一腔体A内快速取出脱模。具体地，加工完毕后，气袋210放气收缩，便可将气袋210以及收缩后的支撑块220一同从成型后的第一腔体A内取出，实现产品的快速脱模。在其中一个实施例中，支撑块220的熔点可以与产品材料的热定型温度近似。进一步地，支撑块220的熔点略小于产品材料的热定型温度。即支撑块220在模具内温度达到热定型温度之前熔融，从而预留充分的时间使支撑块220熔融，便于后续快速脱模。进一步地，第二模芯30用于成型产品的局部位置的腔体，为了避免轮廓尺寸较小的腔体发生变形，通过采用不易熔融的材料作为第二模芯30。进一步地，在其中一个实施例中，第二模芯30的熔点远大于产品材料的热定型温度，从而确保第二模芯30在将过程中不发生变形，使第二模芯30发挥持续支撑腔体的效果。

为了使支撑块220便于熔融，在其中一个实施例中，支撑块220可以为易熔的塑胶材料。例如，支撑块220可以是EPS(Expanded Polystyrene，聚苯乙烯泡沫)材料，EPS价廉易得，且熔点不高，当温度达到90℃以上时，即开始熔融，气袋内的支撑块受热熔融而收缩变小。在其中一个实施例中，第二模芯30为金属模芯。例如第二模芯30为钢质材料制得的模芯，钢质的第二模芯30的熔点远大于EPS材料的支撑块220，钢质的第二模芯30不易变形，使用寿命长，可以循环利用。

当然，在其他实施例中，并不局限于支撑块220的材质，可以根据实际的多腔结构的产品的所选用的待成型预浸料的热定型温度来选择支撑块220的材料。

综上所述，通过具有通过充气弹性调整轮廓尺寸的第一模芯成型第一腔体，并通过具有固定轮廓尺寸的第二模芯成型第二腔体，并在成型模具铺贴待成型预浸料后，通过袋压成型工艺将待成型预浸料加工成型，获得多腔结构。这样的设计，通过不同结构的第一模芯和第二模芯配合，可以得到一体成型的多腔结构，无需后续粘接组装等工序，提高生产效率，同时提高产品整体性能的可靠性。另外，通过使用气袋和可以熔融的支撑块作为第一模芯，可以快速脱模，提高生产效率。

在一个实施例中，一种多腔结构，其采用任一实施例的多腔结构的制作方法制得。如图3所示，多腔结构包括第一腔体A和第二腔体B。通过上述任意一施例中的制作方法，可以使多腔结构可以一体成型，且生产效率高，产品性能更可靠。

在其他实施例中，当多腔结构还包括不仅限于第一腔体和第二腔体时，即还至少包括第三腔体或第四腔体时，通过调整对应的成型模具的型腔，并设置对应的模芯，并依据上述制作方法进一步成型获得多腔结构。

与前述制作方法和多腔结构的实施例相对应，本申请还提供了一种多腔结构的成型模具及相应的实施例。

参见图3至图7，本申请一实施例提供一种成型模具，其包括下模10、第一模芯20、第二模芯30及上模40。其中：下模10分别开设有至少一第一下型腔110和至少一第二下型腔120，第二下型腔120位于第一下型腔110的一侧；第一模芯20可拆卸设置于第一下型腔110，第二模芯30可拆卸设置于第二下型腔120；其中第一模芯20通过充气弹性调整轮廓尺寸，以成型多腔结构的第一腔体A；第二模芯30为固定轮廓尺寸，以成型多腔结构的第二腔体B；上模40开设有第一上型腔420，上模40设置于下模10，以使第一上型腔420对应于第一下型腔110。

进一步地，参见图4至图7，第一下型腔110的数量和位置根据多腔结构的结构设置；同理，第二下型腔120的数量和位置根据多腔结构的结构设置。第二下型腔120的位置设置于第一下型腔110的位置的任意一侧，根据多腔结构的实际结构排布。在其中一个实施例中，第二下型腔120可以与第一下型腔110相连通或者不连通；任意两个第一下型腔110之间可以相连通或不连通；任意两个第二下型腔120之间可以相连通或不连通，连通性根据多腔结构的实际结构进行设计。

在其中一个实施例中，第二下型腔120的轮廓尺寸小于第一下型腔110的轮廓尺寸，第二下型腔120配合第二模芯30用于成型产品的局部腔体，第一下型腔110配合第一模芯20用于成型产品的较大范围的连续腔体。即当多腔结构包括多个不同部位的腔体时，基于产品本身的多腔结构，根据实际部位进行模具的型腔和模芯的设计，从而可以将产品本身较大范围的连续的腔体通过第一下型腔110和第一模芯20成型，另外将产品本身小范围的局部的腔体通过第二下型腔120和第二模芯30成型。

进一步地，第一模芯20通过充气弹性调整轮廓尺寸，形成可充气式弹性结构，即第一模芯20通过充气膨胀，在第一下型腔110内形成预设的形态，以使预浸料成型出产品预设的第一腔体A；与此同时，第一模芯充气膨胀后，具有弹性，经施压后产生对应的袋压，通过袋压以压制待成型预浸料成型。第二模芯30为固定轮廓尺寸，形成固定结构，即第二模芯30的形态固定不变，第二模芯30在第二下型腔120内将待成型预浸料加工成型出产品预设的第二腔体B；且由于第二模芯30的轮廓尺寸不变，从而可以直接使待成型预浸料按照固定尺寸成型。可以理解，多腔结构的局部的腔体的轮廓尺寸相对其大范围的连续腔体的轮廓尺寸的较小，通过直接采用固定轮廓尺寸的第二模芯30，便于控制成型，且可以循环使用第二模芯30。

进一步地，一并参阅图3，上模40设置于下模10上，上模40开设的第一上型腔420与下模10的第一下型腔110合模形成完整的型腔。具体地，针对第一模芯20的充气结构，通过上模40的第一上型腔420的腔壁和下模10的第一下型腔110的腔壁协同对第一模芯20形成压力，避免第一模芯20的气袋210过度膨胀。在其中一个实施例中，上模40可以不增加开设第二上型腔，上模可以设置避让孔避让第二模芯30，使第二模芯30露出于上模40，无需上模40开设型腔包覆第二模芯30，从而节省开模成本。在其他实施例中，上模40也可以开设第二上型腔(图未示)，第二上型腔对应第二下型腔，合模后第二上型腔与第二下型腔共同围合第二模芯。

综上，本申请的成型模具，通过在下模开设第一下型腔和第二下型腔等不同位置的型腔，以对应多腔结构的不同部位；与此同时，针对碳纤维等复合材料的产品，采用通过充气弹性调整轮廓尺寸的第一模芯来成型产品的大部分腔体，同时，配合使用固定轮廓尺寸的第二模芯以成型产品的其他局部的腔体，通过不同结构的第一模芯和第二模芯配合，通过成型模具可以一体成型形成产品的多腔结构，无需后续粘接组装，提高生产效率，同时提高产品整体性能的可靠性。

参加图6和图7，为了使第一模芯20在第一下型腔110中形成预设形状，在其中一个实施例中，第一模芯20包括气袋210及支撑块220，支撑块220位于气袋210内。支撑块220可拆卸设置于气袋210，便于气袋210循环使用。通过在气袋210内设置支撑块220，便于在加工前于第一模芯20外周铺设待成型预浸料。

进一步地，在其中一个实施例中，支撑块220的外周轮廓形状根据第一下型腔110的内周轮廓形状设置，即与多腔结构随型设置，便于更好的支撑待成型预浸料成型。进一步地，支撑块220的外周轮廓尺寸小于第一下型腔110的内周轮廓尺寸，从而在支撑块220与第一下型腔110之间形成间隔，以便气袋210充气膨胀。在后续使用成型模具生产的过程中，通过对气袋210进行充气，使气袋210在第一下型腔110内膨胀，从而使待成型预浸料被支撑形成预设形态。

在其中一个实施例中，上模40或下模10开设有气孔(图未示)，气孔连通第一模芯20。进一步地，气袋210的带有气嘴211的一端从气孔延伸至成型模具外，从而便于外部对气袋210进行充气或放气。在其中一个实施例中，气孔的数量根据气袋210的数量设置，一个气孔对应一个气袋210，从而避免多个气袋210共用一个气孔所引起的相互挤压。在其中一个实施例中，气孔的尺寸可以是40mm×(40～100)mm。即气孔的尺寸可以根据气袋实际需求调整，以便气袋可以顺畅从气孔延伸出至模具外。

参见图6和图7，为了便于产品成型后脱模，在其中一个实施例中，支撑块220的熔点小于多腔结构的热定型温度，第二模芯30的熔点大于多腔结构的热定型温度。在后续使用成型模具生产的过程中，随着加热后的模具内的温度逐渐升高，当达到支撑块220的熔点时，支撑块220发生熔融而收缩，甚至熔化至几近于无，收缩后的支撑块220的轮廓尺寸远小于第一下型腔110的腔体内侧壁的轮廓尺寸，即远小于产品的第一腔体A内侧壁的轮廓尺寸，从而便于第一模芯20从产品的第一腔体A内脱模。具体地，加工完毕后，气袋210放气收缩，便可将气袋210以及收缩后的支撑块220一同从产品成型后的第一腔体A内取出，实现产品的快速脱模。在其中一个实施例中，支撑块220的熔点可以与产品材料的热定型温度近似。进一步地，支撑块220的熔点略小于产品材料的热定型温度。即支撑块220在模具内温度达到热定型温度之前熔融，从而预留充分的时间使支撑块220熔融，便于后续快速脱模。进一步地，第二模芯30用于成型产品的局部位置的腔体，为了避免轮廓尺寸较小的腔体发生变形，通过采用不易熔融的材料作为第二模芯30。进一步地，在其中一个实施例中，第二模芯30的熔点远大于产品材料的热定型温度，从而确保第二模芯30在将过程中不发生变形，使第二模芯30发挥持续支撑腔体的效果。

参见图6和图7，为了使支撑块220便于熔融，在其中一个实施例中，支撑块220可以为易熔的塑胶材料。例如，支撑块220可以是EPS(Expanded Polystyrene，聚苯乙烯泡沫)材料，EPS价廉易得，且熔点不高，当温度达到90℃以上时，即开始熔融。当然，本实施例并不局限于支撑块220的材质，可以根据实际的产品的待成型预浸料的热定型温度来选择支撑块220的材料。在其中一个实施例中，第二模芯30为金属模芯。例如第二模芯30为钢质材料制得的模芯，钢质的第二模芯30的熔点远大于EPS材料的支撑块220，钢质的第二模芯30不易变形，使用寿命长，可以循环利用。

可以理解，针对采用碳纤维复合材料制备产品，一般采用碳纤维预浸料作为待成型预浸料。预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物。针对这类型的纤维或织物结构的待成型预浸料，在采用模具加工前，一般需要预先将待成型预浸料铺设在型腔的内侧壁及缠绕于模芯外周。

参见图6和图7，在其中一个实施例中，下模10还包括定位块130，定位块130分别连接于第二模芯30及下模10的主体，以将第二模芯30可拆卸固定于下模10的主体。

在其中一个实施例中，定位块130可拆卸连接于第二模芯30，例如通过螺纹连接的方式进行可拆卸连接。进一步地，当待成型预浸料预先布置完毕后，将第二模芯30放置于第二下型腔120，再将定位块130连接固定于第二模芯30，通过定位块130将第二模芯30固定于下模10的主体。这样的设计，避免第二模芯30受到第一模芯20充气膨胀后的挤压所导致的移位，通过定位块130固定第二模芯30的位置，确保产品的第二腔体B保持形态不变。

参见图6至图8，在其中一个实施例中，下模10开设有限位槽140，限位槽140设置于第一下型腔110和第二下型腔120的交接处的一侧；下模10还包括滑块150，滑块150活动设置于限位槽140，以使交接处成型至预设轮廓。这样的设计，通过滑块150进一步活动抵接交接处的待成型预浸料，从而避免交接处出现鼓起或者不平整等情形，确保多腔结构可以成型到位。在其中一个实施例中，滑块150的数量可以根据交接处的数量对应设置。

为了进一步说明本申请的成型模具的结构，请参照图3，其为一实施例中的多腔结构的结构示意图。如图所示，该产品具有多腔结构，其包括大体结构呈环形轮廓的本体，本体内部沿环形轮廓开设有第一腔体A；本体还开设有与第一腔体A不相通的第二腔体B。第一腔体A和第二腔体B相交，即第一腔体A的侧壁和第二腔体B的侧壁具有夹角C，夹角C处容易发生材料翘起变形等情况。为了避免成型后的产品形态不合格，通过在第一腔体A对应的第一下型腔110和第二腔体B对应的第二下型腔120的交接处开设限位槽140，并在限位槽140处设置滑块150，通过滑块150在限位槽140内滑动至抵接待成型预浸料，从而有助于产品成型。在其中一个实施例中，滑块150的数量和位置可以根据多腔结构的实际结构设置。例如图3中的产品包括四个夹角C，即下模对应具有四个交接处，即可设置4个滑块。

参加图6和图8，为了使滑块150沿预定方向移动，在其中一个实施例中，滑块150和限位槽140分别设置有相互滑动连接的凸块141和导向槽151，以使凸块141沿导向槽151移动。在其中一个实施例中，在滑块150的朝向限位槽140的一侧设置凸块141，并在限位槽140开设对应的导向槽151，使凸块141沿导向槽151移动。或者，在其中一个实施例中，在滑块150的朝向限位槽140的一侧开设导向槽151，并在限位槽140设置对应的凸块141，使凸块141沿导向槽151移动。

参见图8至图10，为了便于使滑块150移动，在其中一个实施例中，滑块150的朝向上模40一侧具有倾斜面152，上模40抵接于倾斜面152，以使滑块150在限位槽140移动。进一步地，在其中一个实施例中，上模40的朝向滑块150的一侧亦设置有对应倾斜面152的抵接面410，抵接面410朝向倾斜面152倾斜设置。当上模40与下模10合模后，上模40的抵接面410与滑块150的倾斜面152贴合。通过施力于上模40，上模40通过抵接面410下压滑块150，将滑块150挤压至沿朝向待成型预浸料的方向移动，从而使滑块150挤压待成型预浸料，使得被挤压的区域的待成型预浸料固化更致密。

需要理解的是，本申请的成型模具的结构设计根据多腔结构产品的实际结构设置，当多腔结构不仅限于包括第一腔体和第二腔体时，成型模具对应增减型腔、模芯、定位块、滑块等技术特征。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种多腔结构的制作方法，其特征在于，包括：

将待成型预浸料分别铺贴至成型模具的型腔内及缠绕至少部分第二模芯的外周；其中，所述成型模具包括用于成型多腔结构的第一腔体的第一模芯及用于成型所述多腔结构的第二腔体的第二模芯，所述第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，所述第二模芯具有固定轮廓尺寸；所述型腔分别包括开设于所述成型模具的下模的至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，及开设于所述成型模具的上模的至少一第一上型腔，所述第一下型腔和所述第一上型腔分别用于对应所述第一模芯，所述第二下型腔用于对应所述第二模芯；所述多腔结构包括呈环形轮廓的本体，所述本体内部沿环形轮廓开设有第一腔体；所述下模还包括定位块，所述定位块分别连接于所述第二模芯及所述下模的主体，以将所述第二模芯固定于所述下模的主体；

将所述成型模具合模；

采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，以使所述成型模具内的所述待成型预浸料固化成型；

将固化成型后的所述待成型预浸料进行脱模，获得成型的所述多腔结构。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述将待成型预浸料分别铺贴至成型模具的型腔内，包括：

分别沿所述第一下型腔及所述第二下型腔连续铺贴至少一层所述待成型预浸料；

在放置所述第一模芯至所述第一下型腔及放置所述第二模芯至所述第二下型腔后，分别沿所述第一模芯及所述第二模芯连续铺贴至少一层所述待成型预浸料。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，包括：

将所述成型模具的上模挤压所述下模；其中，所述下模还开设有限位槽，所述限位槽设置于所述第一下型腔和所述第二下型腔的交接处的一侧；所述下模还包括滑块，所述滑块活动设置于所述限位槽，所述上模挤压所述滑块以使所述交接处成型至预设轮廓。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述采用袋压成型工艺对合模后的所述成型模具进行加工，包括：

采用热压罐法对所述第一模芯对应的所述待成型预浸料进行袋压，及对所述第二模芯对应的所述待成型预浸料进行模压。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述将固化成型后的所述待成型预浸料进行脱模，包括：

将熔融后的所述第一模芯从所述第一腔体抽出；其中，所述第一模芯包括气袋和设置于所述气袋内的支撑块，所述支撑块的熔点小于所述待成型预浸料的热定型温度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制作方法，其特征在于，在所述将待成型预浸料分别铺贴至成型模具之前，还包括：

将预浸料根据所述多腔结构的尺寸进行裁切，形成多块用于铺贴的所述待成型预浸料。

7.一种多腔结构的成型模具，其特征在于，包括下模、第一模芯、第二模芯及上模，其中：

所述下模分别开设有至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，所述第二下型腔位于所述第一下型腔的一侧；

所述第一模芯可拆卸设置于所述第一下型腔，所述第二模芯可拆卸设置于所述第二下型腔；其中，所述第一模芯通过充气弹性调整轮廓尺寸，以成型多腔结构的第一腔体；所述第二模芯具有固定轮廓尺寸，以成型所述多腔结构的第二腔体；所述型腔分别包括开设于所述成型模具的下模的至少一第一下型腔和至少一第二下型腔，及开设于所述成型模具的上模的至少一第一上型腔，所述第一下型腔和所述第一上型腔分别用于对应所述第一模芯，所述第二下型腔用于对应所述第二模芯；所述多腔结构包括呈环形轮廓的本体，所述本体内部沿环形轮廓开设有第一腔体；所述下模还包括定位块，所述定位块分别连接于所述第二模芯及所述下模的主体，以将所述第二模芯固定于所述下模的主体；

所述上模开设有第一上型腔，所述上模设置于所述下模，以使所述第一上型腔对应于所述第一下型腔。

8.根据权利要求7所述的成型模具，其特征在于，所述第一模芯包括气袋及支撑块，所述支撑块位于所述气袋内；其中，所述支撑块的熔点小于所述多腔结构的热定型温度，所述第二模芯的熔点大于所述多腔结构的热定型温度。

9.一种多腔结构，其特征在于，所述多腔结构由权利要求1至5中任一项所述的多腔结构的制作方法制得。

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