CN117962360A - 成型装置及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种成型装置及成型方法，成型装置包括第一盖板、芯筒、多件凸模拼块、多件凹模拼块及第二盖板。第一盖板、第二盖板、多件凸模拼块及多件凹模拼块组装形成成型装置，由于芯筒沿远离第一盖板方向的筒径逐渐增大，凸模拼块沿远离第一盖板方向的厚度逐渐减小，那么可拆卸其中至少一件凸模拼块使拆卸的凸模拼块的位置为增强纤维提供缓冲空间，这样将增强纤维顺畅且便利地套设于多件凸模拼块的外围，而后将拆卸的凸模拼块的薄端插进缓冲空间内，利用芯筒的锥度使凸模拼块逐渐对增强纤维加压，直至拆卸的凸模拼块安到位使增强纤维与凸膜贴合，从而防止增强纤维撕裂损坏，提高成型产品的质量。
Description
技术领域
本申请属于复合材料制备技术领域，具体涉及成型装置及成型方法。
背景技术
RTM成型(Resin TransferMolding，树脂传递模塑成型)工艺是复合材料制造时常用的工艺方法。RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。
RTM工艺成型椭圆形柱段结构时，增强纤维装模至工装，由于增强材料轻盈且偏软，那么外力使增强材料与工装贴合时，会造成增强材料撕裂损坏，影响成型产品的质量。
发明内容
为了解决相关技术中外力使增强材料与工装贴合造成增强材料撕裂损坏的技术问题，本申请提供一种成型装置及成型方法。
本申请的第一方面提供了一种成型装置，成型装置包括：
第一盖板；
芯筒，可拆卸地安装于所述第一盖板，所述芯筒沿预设方向的筒径逐渐增大，所述预设方向与所述第一盖板垂直且远离所述第一盖板；
多件凸模拼块，依次可拆卸地围设于所述芯筒周侧且分别与所述芯筒的外侧壁贴合以形成凸模；
多件凹模拼块，依次围设于所述凸模的周侧以形成所述凹模，所述凹模与所述凸模相间隔，所述凹模与所述第一盖板可拆卸连接；
第二盖板，位于所述芯筒远离所述第一盖板的一端，且与所述芯筒及多件所述凹模拼块可拆卸连接，所述第一盖板、所述第二盖板、多件所述凸模拼块及多件所述凹模拼块围设形成成型腔体，所述第一盖板或所述第二盖板上开设有用于输送固化材料的输送孔，所述输送孔与所述成型腔体连通。
在一些实施例中，所述第二盖板开设有安装槽，所述凸模拼块远离所述第一盖板的一端插接于所述安装槽内。
在一些实施例中，所述成型装置还包括：
凸模挡圈，可拆卸地连接于所述第一盖板且位于所述芯筒的周侧，所述凸模拼块的远离所述第二盖板的一端位于所述芯筒与所述凸模挡圈之间。
本申请的第二方面提供了一种成型方法，应用于上述的成型装置，所述成型方法包括：
将第一盖板放置于组装平台；
将芯筒、凸模挡圈、多件凸模拼块、多件凹模拼块及第二盖板依次组装于所述第一盖板以形成成型装置，所述第二盖板、所述第一盖板、多件所述凸模拼块及多件所述凹模拼块围设形成成型腔体；
翻转所述成型装置，将所述第二盖板放置于所述组装平台；
将所述第一盖板、所述凸模挡圈、多件所述凹模拼块及至少一所述凸模拼块拆卸；
制作增强纤维，并将增强纤维套接于剩余的多件所述凸模拼块的周侧；
将拆卸的所述凸模拼块安装到位；
将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位；
将固化材料通过输送孔输送至所述成型腔体内，所述输送孔开设于所述第一盖板或者所述第二盖板，所述固化材料与所述增强纤维固化形成柱体结构；
将所述柱体结构从所述成型装置的所述成型腔体内取出。
在一些实施例中，所述制作增强纤维包括：
将第一密度的针刺毡设置于外层；
将第二密度的针刺毡设置于内部，所述第一密度的针刺毡的密度大于所述第二密度的针刺毡的密度，所述第一密度的针刺毡及所述第二密度的针刺毡分别为针刺毡结构且采用Z向针刺连接；
将石英布穿插间隔于所述第一密度的针刺毡及所述第二密度的针刺毡内，所述第一密度的针刺毡、所述第二密度的针刺毡及所述石英布构建形成所述增强纤维。
在一些实施例中，所述将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位之后，包括：
待预设时长，将多件所述凹模拼块及所述第一盖板拆卸；
采用网胎修补所述增强纤维的褶皱处的针刺，并对所述增强纤维的多余位置进行裁剪及修整；
将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位。
在一些实施例中，所述第一密度的针刺毡的密度为0.3g/cm3至0.35g/cm3，所述第二密度的针刺毡的密度为0.2g/cm3至0.25g/cm3，所述石英布的厚度为0.06mm至0.2mm。
在一些实施例中，所述固化材料为杂化树脂，所述杂化树脂的密度为0.3g/cm3至0.45g/cm3。
在一些实施例中，所述将固化材料通过输送孔输送至所述成型腔体内，包括：
在20℃至40℃的温度、0.05MPa至0.15MPa的压力条件下，将杂化树脂通过输送孔注胶至所述成型腔体内。
在一些实施例中，所述将所述柱体结构从所述成型装置的所述成型腔体内取出，包括：
翻转所述成型装置，将所述第一盖板放置于所述组装平台；
将所述第二盖板、多件所述凹模拼块及所述芯筒拆卸；
将多件所述凸模拼块向内移动直至与所述柱体结构脱离；
将所述柱体结构取出。
根据本申请一个或多个实施例提供的成型装置及成型方法，成型装置包括第一盖板、芯筒、多件凸模拼块、多件凹模拼块及第二盖板。第一盖板、第二盖板、多件凸模拼块及多件凹模拼块组装形成成型装置，由于芯筒沿远离第一盖板方向的筒径逐渐增大，凸模拼块沿远离第一盖板方向的厚度逐渐减小，那么可拆卸其中至少一件凸模拼块使拆卸的凸模拼块的位置为增强纤维提供缓冲空间，这样将增强纤维顺畅且便利地套设于多件凸模拼块的外围，而后将拆卸的凸模拼块的薄端插进缓冲空间内，利用芯筒的锥度使凸模拼块逐渐对增强纤维加压，直至拆卸的凸模拼块安到位使增强纤维与凸膜贴合，从而防止增强纤维撕裂损坏，提高成型产品的质量。
附图说明
图1为本申请的一个或多个实施例中成型装置的结构示意图；
图2为本申请的一个或多个实施例中成型装置(略去两件凹模拼块)的结构示意图；
图3为本申请的一个或多个实施例中成型装置(略去凹模拼块及第二盖板)的结构示意图；
图4为本申请的一个或多个实施例中成型装置(略去凹模拼块及第二盖板及其中一件凸模拼块)的结构示意图；
图5为本申请的一个或多个实施例中成型装置的剖视结构示意图；
图6为本申请的一个或多个实施例中成型装置的另一角度的剖视结构示意图；
图7为本申请的一个或多个实施例中成型方法的流程图。
附图标记说明：
10、第一盖板；20、芯筒；30、凸模拼块；40、凹模拼块；50、第二盖板；60、椭圆形柱段结构；70、成型腔体；80、凸模挡圈。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
RTM成型(Resin TransferMolding，树脂传递模塑成型)工艺是复合材料制造时常用的工艺方法。RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。
相关技术中，RTM工艺成型椭圆形柱段结构60时，增强纤维装模至工装。为保证成型产品的表观质量，增强纤维的尺寸与工装的尺寸配合公差较严通常配合公差为0.3mm至0.5mm。受椭圆形柱段结构60的形状结构的影响，在将增强纤维转移安装至工装过程中需施加一定外力，保证增强纤维与工装的轴向及径向位置一致。由于增强材料的密度低，增强材料轻盈且偏软，那么外力使增强材料与工装贴合时，会造成增强材料撕裂损坏，影响成型产品的质量。
为了解决相关技术中外力使增强材料与工装贴合造成增强材料撕裂损坏的技术问题，本申请提供了一种成型装置及成型方法。
本申请的第一方面提供了一种成型装置，请参阅图1至图3，成型装置用于采用RTM工艺成型椭圆形柱段结构60，椭圆形柱段结构60为中空筒状。成型装置包括第一盖板10、芯筒20、凸模拼块30、凹模拼块40及第二盖板50。
第一盖板10作为安装基础，第一盖板10为矩形板状，可增加与组装平台之间的接触面积，提高成型装置的稳定性。
芯筒20为筒状，芯筒20的一端开设有第一螺纹孔，第一盖板10开设有第一通孔(图中未示出)，螺钉通过第一通孔(图中未示出)与芯筒20上的第一螺纹孔螺纹连接，使芯筒20可拆卸地安装于第一盖板10，且芯筒20的轴线与第一盖板10所在平面垂直。
凸模拼块30为板状且设置有多件，多件凸模拼块30依次可拆卸地围设于芯筒20周侧且分别与芯筒20的外侧壁贴合以形成凸模。请参阅图3，凸模拼块30可设置有八块，根据凸模拼块30与芯筒20的贴合位置不同，八件凸模拼块30的结构形状不同。在一些实施例中，凸模拼块30的数量及结构形状可根据成型产品的形状及芯筒20的形状设置，本申请不做限定。
凹模拼块40为板状且设置有多件，多件凹模拼块40依次围设于凸模的周侧以形成凹模，凹模与凸模相间隔。由于第一盖板10为矩形，凹模拼块40可设置有四块，凹模拼块40靠近第一盖板10的端部开设有第一缺口(图中未示出)，第一盖板10的边部可直接卡放于第一缺口内，提高凹模拼块40与第一盖板10之间连接密封性。第一盖板10的第一缺口位置开设有第二通孔(图中未示出)，第一盖板10的边部开设有第二螺纹孔(图中未示出)，螺钉通过第二通孔与第一盖板10上的第二螺纹孔连接，使凹模拼块40可拆卸地安装于第一盖板10，提高凹模拼块40与第一盖板10之间的连接稳固性。
第二盖板50为矩形盖板，位于芯筒20远离第一盖板10的一端，且与芯筒20及多件凹模拼块40可拆卸连接，第二盖板50与芯筒20对应位置开设有第三通孔(图中未示出)，芯筒20远离第一盖板10的一侧开设有第三螺纹孔(图中未示出)，螺钉通过第三通孔与芯筒20上的第三螺纹孔连接，使第二盖板50可拆卸地安装于芯筒20。
凹模拼块40与第二盖板50对应位置开设有第二缺口(图中未示出)，第二盖板50的边部可直接卡放于第二缺口内，提高第二盖板50与凹模拼块40之间的连接密封性。第二盖板50与第二缺口对应位置开设有第四通孔(图中未示出)，凹模拼块40远离第二盖板50的一侧开设有第四螺纹孔(图中未示出)，螺钉通过第二盖板50上的第四通孔与第四螺纹孔连接，提高凹模拼块40与第二盖板50之间的连接稳定性。
需要说明的是，芯筒20与第一盖板10及第二盖板50之间也可通过卡接等其他方式实现可拆卸连接，凹模拼块40与第一盖板10及第二盖板50之间也可通过卡接等其他方式实现可拆卸连接，可根据实际需求设置，本申请不做限定。
请参阅图1至图3，第一盖板10、第二盖板50、多件凸模拼块30及多件凹模拼块40组装为成型装置，成型装置内第一盖板10、第二盖板50、多件凸模拼块30及多件凹模拼块40围设形成成型腔体70，第一盖板10上开设有的输送孔，输送孔(图中未示出)与成型腔体70连通，可将固化材料通过输送孔输送至成型腔体70内，固化材料与成型腔体70内增强纤维固化形成椭圆形柱段结构60。
在一些实施例中，也可将输送孔开设于第二盖板50，可根据实际需求设置，本申请不做限定。
在将固化材料输送至成型腔体70内之前，需要将增强纤维套接于多件凸模拼块30外围且位于成型腔体70内，而后将固化材料输送至成型腔体70内与增强纤维固化成型为椭圆形柱段结构60。
椭圆形柱段结构60为规则的柱状体且成型于多件凸模拼块30及多件凹模拼块40之间，那么凸模拼块30远离芯筒20的侧壁及凹模拼块40靠近凸模拼块30的侧壁分别与第一盖板10垂直。
请参阅图4至图6，由于芯筒20沿预设方向的筒径逐渐增大，预设方向与第一盖板10垂直且远离第一盖板10，凸模拼块30沿远离第一盖板10方向的厚度逐渐减小，那么在将增强纤维套设于多件凸模拼块30的外围时，可翻转组装完成的成型装置，将第二盖板50放置于组装平台上，将第一盖板10、多件凹模拼块40及其中至少一件凸模拼块30拆卸，将增强纤维套接于剩余七件凸模拼块30的外围。凸模上拆卸一件凸模拼块30的位置可为增强纤维提供缓冲空间，可使增强纤维顺畅且便利地套设于七件凸模拼块30的外围，而后将拆卸的凸模拼块30的薄端插进缓冲空间内，利用芯筒20的锥度使凸模拼块30逐渐对增强纤维加压，拆卸的凸模拼块30安到位使增强纤维与凸膜贴合，防止增强纤维撕裂损坏，提高成型产品的质量。
需要说明的是，组装完成的成型装置同时拆卸多件(可以为两件或者三件)凸模拼块30，将凸模上拆卸多件凸模拼块30的位置可为增强纤维提供缓冲空间。
增强纤维安装到位后，可将拆卸的第一盖板10及拆卸的多件凹模拼块40组装，而后将固化材料输送至成型腔体70，使固化材料与增强纤维固化成椭圆形柱段结构60。
由于将增强纤维套接于多件凸模拼块30的外围过程中，需要将成型装置多次翻转，为了防止成型装置翻转过程中凸模拼块30及凹模拼块40的位置移动，第二盖板50开设有安装槽(图中未示出)，凸模拼块30远离第一盖板10的一端插接于安装槽内。请参阅图4至图6，成型装置还包括凸模挡圈80，可拆卸地连接于第一盖板10且位于芯筒20的周侧，凸模拼块30的远离第二盖板50的一端位于芯筒20与凸模挡圈80之间，这样可限定凸模拼块30及凹模拼块40的位置，保证成型腔体70的尺寸准确性，提高成椭圆形柱段结构60的成型质量。
需要说明的是，凸膜挡圈可与第一盖板10可拆卸连接，也可与第一盖板10一体成型，可根据实际的需求设置，本申请不做限定。
本申请的第二方面提供了一种成型方法，请参阅图1至图7，成型方法包括：
S202、将第一盖板10放置于组装平台。
S204、将芯筒20、凸模挡圈80、多件凸模拼块30、多件凹模拼块40及第二盖板50依次组装于第一盖板10以形成成型装置，第二盖板50、第一盖板10、多件凸模拼块30及多件凹模拼块40围设形成成型腔体70。
S206、翻转成型装置，将第二盖板50放置于组装平台。
S208、将第一盖板10、凸模挡圈80、多件凹模拼块40及至少一凸模拼块30拆卸。
S210、制作增强纤维，并将增强纤维套接于剩余的多件凸模拼块30的周侧。
S210中的制作增强纤维，具体包括：
S302、将第一密度的针刺毡设置于外层。
S304、将第二密度的针刺毡设置于内部，第一密度的针刺毡的密度大于第二密度的针刺毡的密度，第一密度的针刺毡及第二密度的针刺毡分别为针刺毡结构且采用Z向针刺连接。
S306、将石英布穿插间隔于第一密度的针刺毡及第二密度的针刺毡内，第一密度的针刺毡、第二密度的针刺毡及石英布构建形成增强纤维。
增强纤维为石英针刺毡布且为梯度结构，第一密度的针刺毡的密度为0.3g/cm3至0.35g/cm3，位于成型的椭圆形柱段结构60的外层的针刺毡的密度高，提高椭圆形柱段结构60的强度及耐烧蚀性；第二密度的针刺毡的密度为0.2g/cm3至0.25g/cm3，使位于椭圆形柱段结构60的内部的针刺毡的密度低，满足椭圆形柱段结构60的高效隔热需求；其中网胎面(根据产品的厚度要求，通过多层网胎重叠累积实现，而多层网胎之间的交接通过针刺的方式完成，从而实现产品的一体化结构)的密度采用45g/cm3至85g/cm3。增强纤维的内外层的针刺毡的密度控制在0.2g/cm3至0.35g/cm3之间，提高针刺毡的轻量化的同时可保证针刺毡的强度，进而提高增强纤维的轻量化及增强纤维的强度。当针刺毡的密度小于0.2g/cm3时，不能保证增强纤维的强度，也就不能保证成型的椭圆形柱段结构60的强度，这样也就不能保证椭圆形柱段结构60的耐烧蚀性能。
针刺毡与石英布可连接形成厚度薄(0.08mm至0.1mm)，强度高(断裂强度大于1000N)的增强纤维，使增强纤维的强度高于40MPa，这样可提高增强纤维的强度，进而提高成型的椭圆形柱段结构60的整体强度。
需要说明的是，石英布可采用B型石英纱或C型石英纱或D型石英纱编织成平纹石英布或斜纹石英布或缎纹石英布，且编织厚度为0.06mm至0.2mm。针刺毡(包括第一密度的针刺毡及第二密度的针刺毡)内采用厚度为0.06mm至0.2mm的石英布，可提高增强纤维的整体强度。
S212、将拆卸的凸模拼块30安装到位。
S214、将拆卸的多件凹模拼块40及第一盖板10安装到位。
由于芯筒20沿预设方向的筒径逐渐增大，预设方向与第一盖板10垂直且远离第一盖板10，凸模拼块30沿远离第一盖板10方向的厚度逐渐减小，那么可拆卸其中至少一件凸模拼块使拆卸的凸模拼块的位置为增强纤维提供缓冲空间，这样将增强纤维顺畅且便利地套设于多件凸模拼块的外围，而后将拆卸的凸模拼块的薄端插进缓冲空间内，利用芯筒的锥度使凸模拼块逐渐对增强纤维加压，直至拆卸的凸模拼块安到位使增强纤维与凸膜贴合，从而防止增强纤维撕裂损坏，提高成型产品的质量。
S214之后还可包括：
S402、待预设时长，将多件凹模拼块40及第一盖板10拆卸。
将增强纤维安装于成型腔体70内且套接于多件凸模拼块30的外围，将拆卸的凸模拼块30、拆卸的多件凹模拼块40及第一盖板10按照顺时针或逆时针顺序安装到位，将成型装置组装完整。增强纤维在成型装置的成型腔体70内进行预压并最终定型。
成型装置的相邻两件凸模拼块30的侧面接触之间的连接位置沿成型装置的轴向垫有蒙皮，蒙皮用于防止合模过程模具拼接缝位置对织物的挤压损伤。两件凹模拼块40之间连接位置沿成型装置的轴线也可垫有蒙皮，蒙皮的厚度为0.4mm至0.6mm，使用蒙皮可对增强纤维的尺寸及外观进行控制，确保增强纤维的尺寸的准确性，提高椭圆形柱段结构60的成型质量。
成型装置采用刚性材料，例如钢及铁等。增强纤维(包括针刺毡及石英布等)的质地柔软，压缩率约为1mm。若蒙皮的厚度大于0.6mm，则不能压实针刺毡；若蒙皮的厚度小于0.4mm，则挤压力过大损伤增强纤维。
S406、采用网胎修补增强纤维的褶皱处的针刺，并对增强纤维的多余位置进行裁剪及修整。
S408、将拆卸的多件凹模拼块40及第一盖板10安装到位。
S216、将固化材料通过输送孔输送至成型腔体70内，输送孔开设于第一盖板或者第二盖板，固化材料与增强纤维固化形成柱体结构。
为了降低成型的椭圆形柱段结构60的整体密度，提高椭圆形柱段结构60的轻量化。固化材料选用杂化酚醛树脂，可选用的杂化酚醛树脂HP-4、PF30、PF45及FAM等轻质酚醛树脂中的其一。成型的椭圆形柱段结构60为酚醛树脂基热防护材料，酚醛树脂基热防护材料具有良好的工艺性、宽温域的适应性及优异的防隔热能力，是未来飞行器热防护的首选材料。椭圆形柱段结构60作为酚醛树脂基热防护材料，通过降低椭圆形柱段结构60的整体密度，可提高椭圆形柱段结构60的轻量化的水平；同时通过降低椭圆形柱段结构60的密度也可降低生产成本。通过控制椭圆形柱段结构60的外层的强度，提升椭圆形柱段结构60的防隔热性能。
通过杂化酚醛树脂在固化后的小分子释放，形成椭圆形柱段结构60的多孔轻质结构(纳米孔杂化酚醛复合材料)，杂化酚醛树脂密度为0.3g/cm3至0.45g/cm3，这样可降低椭圆形柱段结构60的密度，提高椭圆形柱段结构60的轻量化的同时确保椭圆形柱段结构60的强度。若杂化酚醛树脂密度小于0.3g/cm3，则造成椭圆形柱段结构60的粘接性能及耐烧蚀性能的牺牲；杂化酚醛树脂密度大于0.45g/cm3，则会提高椭圆形柱段结构60的密度，影响椭圆形柱段结构60的轻量化。
杂化酚醛树脂在20℃至40℃温度环境内进行注胶至成型腔体70内，且将压力控制在0.05MPa至0.15MPa，由于增强材料质地柔软，在低压(0.05MPa至0.15MPa)环境下，注胶压力对增强材料的浸润性好，使杂化酚醛树脂均匀填充至成型腔体70内，提高椭圆形柱段结构60的均匀性及一致性。若注胶压力大于0.15MPa，则会冲击增强纤维的表面，使增强纤维出现褶皱及移位，影响椭圆形柱段结构60的成型质量。
注胶完成，成型腔体70内的杂化酚醛树脂进行固化，固化温度由室温升温至100℃，固化保温(12h至24h)完成后降温至不高于60℃脱模。
S218、将柱体结构从成型装置的成型腔体70内取出。
S218具体包括：
S502、翻转成型装置，将第一盖板10放置于组装平台。
S504、将第二盖板50、多件凹模拼块40及芯筒20拆卸。
需要说明的是，注胶完成，可将多件凹模拼块40拆卸，对椭圆形柱段结构60进行干燥处理，干燥采用阶梯温度，最高温度不大于80℃。
S506、将多件凸模拼块30向内移动直至与柱体结构脱离。
S508、将柱体结构取出。将椭圆形柱段结构60取出后，可将椭圆形柱段结构60外端面飞边及溢胶打磨清理干净，提高椭圆形柱段结构60的表观质量。这样得到的椭圆形柱段结构60(复合材料)的密度为0.6g/cm3至0.65g/cm3，强度大于等于40MPa，导热率(200℃)小于等于0.08W/(m·K)的同时具备耐烧蚀性能，从而提升椭圆形柱段结构60(酚醛树脂基热防护材料)的轻量化水平及防隔热性能的同时降低生产成本。
椭圆形柱段结构60采用RTM注胶成型工艺，成型的椭圆形柱段结构60的外形可通过成型装置保证净尺寸，减少机械加工对椭圆形柱段结构60的损伤及环境污染，同时可节省椭圆形柱段结构60的成型周期，降低产生成本。
椭圆形柱段结构60(酚醛树脂基热防护材料)的成型过程包括：
(1)制作织物结构(增强纤维)。
按照椭圆形柱段结构60的模型尺寸，制作1：1模具。沿椭圆形柱段结构60的厚度方向，外层采用高密度针刺毡(0.3g/cm3至0.35g/cm3)，内部采用低密度针刺毡(0.2g/cm3至0.25g/cm3)，内外均为针刺毡结构且采用Z向针刺连接，针刺毡内采用厚度为0.06mm至0.2mm的石英布穿插间隔。
(2)制作工装结构(成型装置)。
成型装置包括第一盖板10、第二盖板50、凸模拼块30、凹模拼块40、芯筒20及凸模挡圈80。
椭圆形柱段结构60的增强纤维装模时，第一盖板10放置于组装平台，将成型装置整体组装；然后将成型装置翻转，将第二盖板50放置于组装平台。拆除凹模拼块40、第一盖板10及其中一件凸模拼块30；而后将增强纤维套设于多件凸模拼块30的外围；最后将拆卸的凸模拼块30贴合芯筒20缓慢落下，直至安装到位，使成型装置再次组装完成。
(3)工装结构(成型装置)清理。
将成型装置的型面(用于围设形成成型腔体70)清洗干净、晾干。
(4)织物结构(增强纤维)试装。
将增强纤维套设于多件凸模拼块30的外围，按照顺时针或逆时针顺序将成型装置组装完成，对增强纤维进行预压并最终定型。
(5)裁切及修整。
将织物结构(增强纤维)装入成型装置之后，合模预压2h至3h。然后打开模具，检查织物结构(增强纤维)的平整性，对增强纤维的细微褶皱处采用网胎进行修补针刺，对多余位置进行裁剪及修整。
(6)合模。
成型装置安装密封绳，确保成型装置内的成型腔体70的密封性。
需要说明的是，成型装置的型面(用于围设形成成型腔体70)需要粘接脱模布或喷涂脱模剂，合模后检测成型装置的密封性。
(7)选用树脂。
选用低密度杂化酚醛树脂HP-4、PF30、PF45及FAM中的一种
(8)注胶。
杂化酚醛树脂在20℃至40℃温度环境内进行注胶至成型腔体70内，且将压力控制在0.05MPa至0.15MPa。
(9)固化。
注胶完成，成型腔体70内的杂化酚醛树脂进行固化，固化温度由室温升温至100℃，固化保温(12h至24h)完成后降温至不高于60℃脱模。
(10)干燥处理。
注胶完成，可将多件凹模拼块40拆卸，对椭圆形柱段结构60(复合材料)进行干燥处理，干燥采用阶梯温度，最高温度不大于80℃。
(11)脱模。
干燥完成，翻转成型装置，将第一盖板10放置于组装平台。将第二盖板50、多件凹模拼块40及芯筒20拆卸。将多件凸模拼块30向内移动直至与椭圆形柱段结构60脱离，将椭圆形柱段结构60取出。
(12)椭圆形柱段结构60表面打磨。
将椭圆形柱段结构60外端面飞边及溢胶打磨清理干净。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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多个特征。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。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种成型装置，其特征在于，所述成型装置包括：
第一盖板；
芯筒，可拆卸地安装于所述第一盖板，所述芯筒沿预设方向的筒径逐渐增大，所述预设方向与所述第一盖板垂直且远离所述第一盖板；
多件凸模拼块，依次可拆卸地围设于所述芯筒周侧且分别与所述芯筒的外侧壁贴合以形成凸模；
多件凹模拼块，依次围设于所述凸模的周侧以形成凹模，所述凹模与所述凸模相间隔，所述凹模与所述第一盖板可拆卸连接；
第二盖板，位于所述芯筒远离所述第一盖板的一端，且与所述芯筒及多件所述凹模拼块可拆卸连接，所述第一盖板、所述第二盖板、多件所述凸模拼块及多件所述凹模拼块围设形成成型腔体，所述第一盖板或所述第二盖板上开设有用于输送固化材料的输送孔，所述输送孔与所述成型腔体连通。
2.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于，所述第二盖板开设有安装槽，所述凸模拼块远离所述第一盖板的一端插接于所述安装槽内。
3.根据权利要求2所述的成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括：
凸模挡圈，可拆卸地连接于所述第一盖板且位于所述芯筒的周侧，所述凸模拼块的远离所述第二盖板的一端位于所述芯筒与所述凸模挡圈之间。
4.一种成型方法，应用于权利要求1至3所述的成型装置，其特征在于，所述成型方法包括：
将第一盖板放置于组装平台；
将芯筒、凸模挡圈、多件凸模拼块、多件凹模拼块及第二盖板依次组装于所述第一盖板以形成成型装置，所述第二盖板、所述第一盖板、多件所述凸模拼块及多件所述凹模拼块围设形成成型腔体；
翻转所述成型装置，将所述第二盖板放置于所述组装平台；
将所述第一盖板、所述凸模挡圈、多件所述凹模拼块及至少一所述凸模拼块拆卸；
制作增强纤维，并将增强纤维套接于剩余的多件所述凸模拼块的周侧；
将拆卸的所述凸模拼块安装到位；
将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位；
将固化材料通过输送孔输送至所述成型腔体内，所述输送孔开设于所述第一盖板或者所述第二盖板，所述固化材料与所述增强纤维固化形成柱体结构；
将所述柱体结构从所述成型装置的所述成型腔体内取出。
5.根据权利要求4所述的成型方法，其特征在于，所述制作增强纤维包括：
将第一密度的针刺毡设置于外层；
将第二密度的针刺毡设置于内部，所述第一密度的针刺毡的密度大于所述第二密度的针刺毡的密度，所述第一密度的针刺毡及所述第二密度的针刺毡分别为针刺毡结构且采用Z向针刺连接；
将石英布穿插间隔于所述第一密度的针刺毡及所述第二密度的针刺毡内，所述第一密度的针刺毡、所述第二密度的针刺毡及所述石英布构建形成所述增强纤维。
6.根据权利要求4所述的成型方法，其特征在于，所述将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位之后，包括：
待预设时长，将多件所述凹模拼块及所述第一盖板拆卸；
采用网胎修补所述增强纤维的褶皱处的针刺，并对所述增强纤维的多余位置进行裁剪及修整；
将拆卸的多件所述凹模拼块及所述第一盖板安装到位。
7.根据权利要求5所述的成型方法，其特征在于，所述第一密度的针刺毡的密度为0.3g/cm3至0.35g/cm3，所述第二密度的针刺毡的密度为0.2g/cm3至0.25g/cm3，所述石英布的厚度为0.06mm至0.2mm。
8.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于，所述固化材料为杂化树脂，所述杂化树脂的密度为0.3g/cm3至0.45g/cm3。
9.根据权利要求8所述的成型方法，其特征在于，所述将固化材料通过输送孔输送至所述成型腔体内，包括：
在20℃至40℃的温度、0.05MPa至0.15MPa的压力条件下，将杂化树脂通过输送孔注胶至所述成型腔体内。
10.根据权利要求4至9任一项所述的成型方法，其特征在于，所述将所述柱体结构从所述成型装置的所述成型腔体内取出，包括：
翻转所述成型装置，将所述第一盖板放置于所述组装平台；
将所述第二盖板、多件所述凹模拼块及所述芯筒拆卸；
将多件所述凸模拼块向内移动直至与所述柱体结构脱离；
将所述柱体结构取出。
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