CN115570749A - 一种复合材料注射成型模具及其密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料注射成型模具，包括相互扣合的成型模具上模、成型模具下模，成型模具下模的下模分型面设有密封槽，成型模具上模上开设有多个用于进行压力检测、密封剂注射的传感器接口孔，成型模具上模具有模具出胶孔，成型模具下模具有模具进胶孔；其中，密封槽包括一个内边界密封槽、一个外边界密封槽及多个子分区密封槽，每个子分区密封槽的两端均分别与内边界密封槽、外边界密封槽连通。本发明还涉及一种复合材料注射成型模具的密封方法。该复合材料注射成型模具及其密封方法的目的是解决树脂注射成型模具的密封条漏点位置检测及修补难度大的问题。

Description

一种复合材料注射成型模具及其密封方法

技术领域

本发明涉及树脂基复合材料成型技术领域，具体涉及一种复合材料注射成型模具及其密封方法。

背景技术

树脂转移模塑成型Resin Transfer Molding，RTM)技术，其主要原理为首先在模腔中铺放设计好的预制体，在采用注射设备将专用树脂体系注入模腔，通过树脂流动排出模腔内的气体同时浸润纤维，再经加热固化、冷却脱模即可得到复合材料制件。采用RTM工艺制备复合材料构件时采用的是双面闭合模具，合模模具之间通过密封条进行密封。密封完好的模具能够保证注射前模具型腔的真空状态以及在注射压力下的模具型腔的树脂密封问题。当密封条存在漏点时，虽然容易测试出模具型腔发生了真空泄露，但是难以判断漏点的位置，需要重新拆模检查密封条的漏点位置。

因此，发明人提供了一种复合材料注射成型模具及其密封方法。

发明内容

1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种复合材料注射成型模具及其密封方法，解决了树脂注射成型模具的密封条漏点位置检测及修补难度大的技术问题。

2)技术方案

本发明提供了一种复合材料注射成型模具，包括相互扣合的成型模具上模、成型模具下模，所述成型模具下模的下模分型面设有密封槽，所述成型模具上模上开设有多个用于进行压力检测、密封剂注射的传感器接口孔，所述成型模具上模具有模具出胶孔，所述成型模具下模具有模具进胶孔；其中，

所述密封槽包括一个内边界密封槽、一个外边界密封槽及多个子分区密封槽，每个所述子分区密封槽的两端均分别与所述内边界密封槽、所述外边界密封槽连通。

进一步地，多个所述子分区密封槽将所述内边界密封槽与所述外边界密封槽之间的区域分成了若干个子封闭区域，当所述成型模具上模与所述成型模具下模闭合后，所述传感器接口孔与其相对应的子封闭区域连通，且所述传感器接口孔的投影位置位于所述子封闭区域内。

进一步地，复合材料注射成型模具还包括压力传感器、测量管路截止阀及真空源截止阀，所述压力传感器设于所述测量管路截止阀和所述真空源截止阀之间的测量管路上，所述测量管路插入所述传感器接口孔。

进一步地，复合材料注射成型模具还包括工控计算机，所述工控计算机与所述压力传感器连接。

进一步地，所述内边界密封槽和所述外边界密封槽内均填充有第一密封条，所述第一密封条的起始端和末端连接。

进一步地，所述子分区密封槽内填充有第二密封条，所述第二密封条的起始端和末端分别与对应的第一密封条连接。

进一步地，所述成型模具上模与所述成型模具下模通过紧固螺栓固定安装。

进一步地，所述模具出胶孔处安装有出胶孔截止阀，所述模具进胶孔处安装有进胶孔截止阀。

本发明还提供了一种复合材料注射成型模具的密封方法，包括以下步骤：

步骤1、将成型模具上模和成型模具下模闭合并固定安装；

步骤2、关闭出胶孔截止阀，打开进胶孔截止阀，将进胶管路连接至高压气源，关闭所有子封闭区域的集合N对应的真空源截止阀；其中，所述集合N包含n个元素；

步骤3、设定高压气源的驱动压力为Ps，打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀，经过第一时间段△T1后，读取各个传感器接口孔对应的子封闭区域的压力传感器的数值；

步骤4、将各测量管路的压力值h_Pi与驱动压力Ps的差值|Ps-h_Pi|和压力泄漏阈值h_△P进行对比，若|Ps-h_Pi|<h_△P，则判定第i个子封闭区域周围的内边界密封槽安装的密封条或子分区密封槽安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合K＝{K1，K2，…，Km}，移除高压气源并将模具型腔和各子封闭区域的压力恢复至常压；其中，i∈1,2,…,n；

步骤5、打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀，并将所有子封闭区域的集合N对应的各测量管路的真空源截止阀打开与真空源连接，保持出胶孔截止阀关闭，打开进胶孔截止阀并连接真空源，经过第一时间段△T2后，关闭所有打开的测量管路真空源截止阀和进胶孔截止阀，再经过第二时间段△T3后，此时各个子封闭区域压力测量管路的压力值为v_P1、v_P2…v_Pn；

步骤6、将各测量管路的压力值v_Pi与外界环境压力Pe的差值|Pe-v_Pi|和压力泄漏阈值v_△P进行对比，若|Pe-v_Pi|<v_△P，则判定第i个子封闭区域周围的外边界密封槽安装的密封条或子分区密封槽安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合L＝{L1，L2，…，Lk}，移除所有真空源将模具型腔和各子封闭区域的压力恢复至常压；

步骤7、对比集合K＝{K1，K2，…，Km}与集合L＝{L1，L2，…，Lk}，选出两个集合的交集M＝K∩L＝{M1，M2，…，Mj}；

步骤8、移除集合M对应的子封闭区域所连接测量管路上的压力传感器，通过测量管路和传感器接口孔向集合M对应的所有子封闭区内打压注射密封剂并保持注射压力一段时间，最后关闭集合M中所有子封闭区域对应的测量管路截止阀，待密封剂固化完毕后，完成对出现漏点的子封闭区域的封堵；

步骤9、在集合N中剔除集合M，用剩余的子封闭区域构成的新集合作为更新后的子封闭区域集合N，即N＝N-M，重复步骤28，直至集合N的中的子封闭区域个数不再变化。

3)有益效果

综上，本发明通过将注射成型模具的内外双层密封条围成的区域分成若干个子封闭区域，以打压和抽真空的方式分别形成模具型腔与各密封槽子封闭区域间以及各密封槽子封闭区域与外部环境间的压力差，并分别测量一段时间后密封槽围成的各子封闭区域剩余压力值与模具型腔设定压力、外部环境压力之间的偏差，进而判断出有漏点的密封条位置。最后，通过管路向子封闭区域注射密封剂，能够实现在不拆除模具的情况下对漏点位置进行修补。

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是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的正面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的背面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的成型模具上模的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的成型模具下模的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的压力测量管路的结构示意图。

图中：

1-成型模具上模；2-成型模具下模；3-固定螺栓孔；4-模具出胶孔；5-传感器接口孔；6-模具进胶孔；7-成型模具上模分型面；8-成型模具下模分型面；9-内边界密封槽；10-外边界密封槽；11-子分区密封槽；12-传感器接口孔分型面投影位置；13-模具出胶孔型腔面投影位置；14-成型模具下模型腔面；15-压力传感器；16-测量管路截止阀；17-真空源截止阀；18-模具型腔。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施例提供的一种复合材料注射成型模具的结构示意图，如图1-4所示，该成型模具可以包括相互扣合的成型模具上模1、成型模具下模2，成型模具下模2的下模分型面8设有密封槽，成型模具上模1上开设有多个用于进行压力检测、密封剂注射的传感器接口孔5，成型模具上模1具有模具出胶孔4，成型模具下模1具有模具进胶孔6；其中，

密封槽包括一个内边界密封槽9、一个外边界密封槽10及多个子分区密封槽11，每个子分区密封槽11的两端均分别与内边界密封槽9、外边界密封槽11连通。

在上述实施方式中，成型模具上模分型面7上并未设置密封槽，通过子分区密封槽11将内边界密封槽9与外边界密封槽10围成的密封区域划分为多个子封闭区域，通过子封闭区域内的压力值的判断能够更加快速准确地找到漏点位置，且无需拆模检查漏点。同时，传感器接口孔5既能够实现漏点检测，又能够在漏点修复时向成型模具内注射密封剂，实现在不拆除模具的情况下对漏点位置进行修补。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，多个子分区密封槽11将内边界密封槽9与外边界密封槽10之间的区域分成了若干个子封闭区域，当成型模具上模1与成型模具下模2闭合后，传感器接口孔5与其相对应的子封闭区域连通，且传感器接口孔5的投影位置位于子封闭区域内。

具体地，通过对于子封闭区域的划分，通过对应的压力传感器实现对于每个子封闭区域压力的单独获取，从而可以精准地找出有漏点的密封条位置，通过传感器接口孔5向存在漏点的子封闭区域注射密封剂，能够实现在不拆除模具的情况下对漏点位置进行修补。

作为一种可选的实施方式，如图5所示，复合材料注射成型模具还包括压力传感器15、测量管路截止阀16及真空源截止阀17，压力传感器15设于测量管路截止阀16和真空源截止阀17之间的测量管路上，测量管路插入传感器接口孔5。

具体地，通过压力传感器15可以依次检测出每个子封闭区域的压力值，进而通过比较判断出漏点的位置，测量管路与真空源连接。测量管路上连接有压力传感器，压力传感器测量的是测量管路中的压力值，测量管路的一端与封闭区域连接，另一端与真空源连接。压力传感器与真空源之间有真空源截止阀。第一次测量集合K时，所有测量管路截止阀关闭隔断真空源，真空源不参与，测量的是管路中的正压空气。第二次测量集合L时要用到真空源，测量的是管路中的负压空气。最后通过管路注射密封剂对判断有漏点的封闭区域进行密封。

作为一种可选的实施方式，复合材料注射成型模具还包括工控计算机，工控计算机与压力传感器15连接。其中，工控计算机实现对于压力传感器15的控制，通过压力传感器15获取的相应压力数据，从而判断出各个密封区域是否存在漏点。

作为一种可选的实施方式，内边界密封槽9和外边界密封槽10内均填充有第一密封条，第一密封条的起始端和末端连接。

其中，对位于成型模具下模分型面8上的一个内边界密封槽9和一个外边界密封槽10填装硅橡胶密封条，将内边界密封槽9和外边界密封槽10内的密封条的起始端和末端通过硅橡胶粘接剂相连。

作为一种可选的实施方式，子分区密封槽11内填充有第二密封条，第二密封条的起始端和末端分别与对应的第一密封条连接。

其中，对成型模具下模分型面8上的子分区密封槽11填装硅橡胶密封条，子分区密封槽11内密封条的起始端和末端分别于内边界密封槽9内的密封条和外边界密封槽10内的密封条相连，密封条的接触面之间涂放硅橡胶粘结剂。

作为一种可选的实施方式，成型模具上模1与成型模具下模2通过紧固螺栓固定安装。具体地，将成型模具上模1和成型模具下模2闭合，在固定螺栓孔3中安装紧固螺栓。

作为一种可选的实施方式，模具出胶孔4处安装有出胶孔截止阀，模具进胶孔6处安装有进胶孔截止阀。其中，通过出胶孔截止阀、进胶孔截止阀实现对于注射成型模具的进胶、出胶过程的控制。

本发明实施例还提供了一种复合材料注射成型模具的密封方法，包括以下步骤：

步骤1、将成型模具上模1和成型模具下模2闭合并固定安装；

步骤2、关闭出胶孔截止阀，打开进胶孔截止阀，将进胶管路连接至高压气源，关闭所有子封闭区域的集合N对应的真空源截止阀17；其中，集合N包含n个元素；

步骤3、设定高压气源的驱动压力为Ps，打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀16，经过第一时间段△T1后，读取各个传感器接口孔5对应的子封闭区域的压力传感器15的数值；

步骤4、将各测量管路的压力值h_Pi(i∈1,2,…,n)与驱动压力Ps的差值|Ps-h_Pi|和压力泄漏阈值h_△P进行对比，若|Ps-h_Pi|<h_△P，则判定第i个子封闭区域周围的内边界密封槽9安装的密封条或子分区密封槽11安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合K＝{K1，K2，…，Km}，移除高压气源并将模具型腔18和各子封闭区域的压力恢复至常压；

步骤5、打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀16，并将所有子封闭区域的集合N对应的各测量管路的真空源截止阀17打开与真空源连接，保持出胶孔截止阀关闭，打开进胶孔截止阀并连接真空源，经过第一时间段△T2后，关闭所有打开的测量管路真空源截止阀17和进胶孔截止阀，再经过第二时间段△T3后，此时各个子封闭区域压力测量管路的压力值为v_P1、v_P2…v_Pn；

步骤6、将各测量管路的压力值v_Pi(i∈1,2,…,n)与外界环境压力Pe的差值|Pe-v_Pi|和压力泄漏阈值v_△P进行对比，若|Pe-v_Pi|<v_△P，则判定第i个子封闭区域周围的外边界密封槽10安装的密封条或子分区密封槽11安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合L＝{L1，L2，…，Lk}，移除所有真空源将模具型腔18和各子封闭区域的压力恢复至常压；

步骤7、对比集合K＝{K1，K2，…，Km}与集合L＝{L1，L2，…，Lk}，选出两个集合的交集M＝K∩L＝{M1，M2，…，Mj}；

步骤8、移除集合M对应的子封闭区域所连接测量管路上的压力传感器15，通过测量管路和传感器接口孔5向集合M对应的所有子封闭区内打压注射密封剂并保持注射压力一段时间，最后关闭集合M中所有子封闭区域对应的测量管路截止阀16，待密封剂固化完毕后，完成对出现漏点的子封闭区域的封堵；

步骤9、在集合N中剔除集合M，用剩余的子封闭区域构成的新集合作为更新后的子封闭区域集合N，即N＝N-M，重复步骤27，直至集合N的中的子封闭区域个数不再变化，则成型模具密封条的所有漏点封堵完毕，可以进行下一步的注射工艺。

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 (9)

1.一种复合材料注射成型模具，其特征在于，包括相互扣合的成型模具上模(1)、成型模具下模(2)，所述成型模具下模(2)的下模分型面(8)设有密封槽，所述成型模具上模(1)上开设有多个用于进行压力检测、密封剂注射的传感器接口孔(5)，所述成型模具上模(1)具有模具出胶孔(4)，所述成型模具下模(1)具有模具进胶孔(6)；其中，

所述密封槽包括一个内边界密封槽(9)、一个外边界密封槽(10)及多个子分区密封槽(11)，每个所述子分区密封槽(11)的两端均分别与所述内边界密封槽(9)、所述外边界密封槽(11)连通。

2.根据权利要求1所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，多个所述子分区密封槽(11)将所述内边界密封槽(9)与所述外边界密封槽(10)之间的区域分成了若干个子封闭区域，当所述成型模具上模(1)与所述成型模具下模(2)闭合后，所述传感器接口孔(5)与其相对应的子封闭区域连通，且所述传感器接口孔(5)的投影位置位于所述子封闭区域内。

3.根据权利要求1所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，还包括压力传感器(15)、测量管路截止阀(16)及真空源截止阀(17)，所述压力传感器(15)设于所述测量管路截止阀(16)和所述真空源截止阀(17)之间的测量管路上，所述测量管路插入所述传感器接口孔(5)。

4.根据权利要求3所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，还包括工控计算机，所述工控计算机与所述压力传感器(15)连接。

5.根据权利要求1所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，所述内边界密封槽(9)和所述外边界密封槽(10)内均填充有第一密封条，所述第一密封条的起始端和末端连接。

6.根据权利要求5所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，所述子分区密封槽(11)内填充有第二密封条，所述第二密封条的起始端和末端分别与对应的第一密封条连接。

7.根据权利要求1所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，所述成型模具上模(1)与所述成型模具下模(2)通过紧固螺栓固定安装。

8.根据权利要求1所述的复合材料注射成型模具，其特征在于，所述模具出胶孔(4)处安装有出胶孔截止阀，所述模具进胶孔(6)处安装有进胶孔截止阀。

9.一种复合材料注射成型模具的密封方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、将成型模具上模(1)和成型模具下模(2)闭合并固定安装；

步骤2、关闭出胶孔截止阀，打开进胶孔截止阀，将进胶管路连接至高压气源，关闭所有子封闭区域的集合N对应的真空源截止阀(17)；其中，所述集合N包含n个元素；

步骤3、设定高压气源的驱动压力为Ps，打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀(16)，经过第一时间段△T1后，读取各个传感器接口孔(5)对应的子封闭区域的压力传感器(15)的数值；

步骤4、将各测量管路的压力值h_Pi与驱动压力Ps的差值|Ps-h_Pi|和压力泄漏阈值h_△P进行对比，若|Ps-h_Pi|<h_△P，则判定第i个子封闭区域周围的内边界密封槽(9)安装的密封条或子分区密封槽(11)安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合K＝{K1，K2，…，Km}，移除高压气源并将模具型腔(18)和各子封闭区域的压力恢复至常压；其中，i∈1,2,…,n；

步骤5、打开所有子封闭区域的集合N对应的测量管路截止阀(16)，并将所有子封闭区域的集合N对应的各测量管路的真空源截止阀(17)打开与真空源连接，保持出胶孔截止阀关闭，打开进胶孔截止阀并连接真空源，经过第一时间段△T2后，关闭所有打开的测量管路真空源截止阀(17)和进胶孔截止阀，再经过第二时间段△T3后，此时各个子封闭区域压力测量管路的压力值为v_P1、v_P2…v_Pn；

步骤6、将各测量管路的压力值v_Pi与外界环境压力Pe的差值|Pe-v_Pi|和压力泄漏阈值v_△P进行对比，若|Pe-v_Pi|<v_△P，则判定第i个子封闭区域周围的外边界密封槽(10)安装的密封条或子分区密封槽(11)安装的密封条有漏点，标记周围密封条有漏点的子封闭区域，记为集合L＝{L1，L2，…，Lk}，移除所有真空源将模具型腔(18)和各子封闭区域的压力恢复至常压；

步骤7、对比集合K＝{K1，K2，…，Km}与集合L＝{L1，L2，…，Lk}，选出两个集合的交集M＝K∩L＝{M1，M2，…，Mj}；

步骤8、移除集合M对应的子封闭区域所连接测量管路上的压力传感器(15)，通过测量管路和传感器接口孔(5)向集合M对应的所有子封闭区内打压注射密封剂并保持注射压力一段时间，最后关闭集合M中所有子封闭区域对应的测量管路截止阀(16)，待密封剂固化完毕后，完成对出现漏点的子封闭区域的封堵；

步骤9、在集合N中剔除集合M，用剩余的子封闭区域构成的新集合作为更新后的子封闭区域集合N，即N＝N-M，重复步骤2～8，直至集合N 的中的子封闭区域个数不再变化。

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