CN207747277U - 一种多腔复合材料结构件及其成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多腔复合材料结构件及其成型模具，属于复合材料加工制造领域。所述成型模具，包括第一阴模、第二阴模、第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，第一阴模设有第一模腔，第二阴模设有第二模腔，第一阴模和第二阴模扣合后，第一模腔和第二模腔对接，第一弹性膨胀芯模的形状与第一模腔一致，且轮廓尺寸小于第一模腔，第二弹性膨胀芯模的形状与第二模腔一致，且轮廓尺寸小于第二模腔，成型时，第一模腔和第二模腔对接，第一弹性膨胀芯模容设于第一模腔内，第二弹性膨胀芯模容设于第二模腔内。该结构件各部分品质、性能均一，具有更高的强度和可靠性，避免了由于粘接质量不理想导致多腔复合材料结构件品质、性能下降的问题。

Description

一种多腔复合材料结构件及其成型模具

技术领域

本实用新型属于复合材料加工制造领域，尤其涉及一种多腔复合材料结构件及其成型模具。

背景技术

近年来，随着应用研究的深入和技术的发展，先进树脂基复合材料已经被广泛应用于航空、航天等领域，其具有比强度高、比刚度大、可设计性强的优越性能。此外，复合材料零件可以显著减少连接件，提升产品的可靠性和耐久性，简化零部件的制造流程。

多腔异型管道是复合材料结构件中比较常见的结构，如发动机进气道、支撑腿等结构形式。多腔异型管道常见的成型法包括：按照空腔数量，将多腔管道分割成多个单腔部件，分别采用管状真空袋法对各单腔部件进行成型，然后将得到的多个单腔部件进行粘接，得到多腔异型管道。由于没有专用的复合材料胶接涂胶工装，胶接质量很难达到理想性能且可靠性较差，从而导致产品质量与性能的下降，甚至达不到使用要求。

发明内容

本实用新型技术要解决的问题是：提供一种多腔复合材料结构件及其成型模具，该结构件各部分品质、性能均一，具有更高的强度和可靠性，避免了由于粘接质量不理想导致多腔复合材料结构件品质、性能下降的问题。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多腔复合材料结构件成型模具，包括第一阴模、第二阴模、第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，所述第一阴模设有第一模腔，所述第二阴模设有第二模腔，所述第一阴模和第二阴模扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模的形状与所述第一模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第一模腔，所述第二弹性膨胀芯模的形状与所述第二模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第二模腔，成型时，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模容设于所述第一模腔内，所述第二弹性膨胀芯模容设于所述第二模腔内。

在一可选实施例中，所述第一模腔和第二模腔均为拱形结构。

在一可选实施例中，所述第一模腔和第二模腔扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接所得模腔呈弯曲的管状结构。

在一可选实施例中，所述第一阴模和所述第二阴模为金属材质。

在一可选实施例中，所述第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模为硅胶材质。

一种多腔复合材料结构件，包括具有第一空腔的第一部件和具有第二空腔的第二部件，所述第一部件和第二部件通过成型模具一体成型，所述成型模具包括第一阴模、第二阴模、第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，所述第一阴模设有第一模腔，所述第二阴模设有第二模腔，所述第一阴模和第二阴模扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模的形状与所述第一模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第一模腔，所述第二弹性膨胀芯模的形状与所述第二模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第二模腔，成型时，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模容设于所述第一模腔内，用于得到所述第一部件，所述第二弹性膨胀芯模容设于所述第二模腔内，用于得到所述第二部件。

在一可选实施例中，所述的多腔复合材料结构件，其截面呈θ型。

在一可选实施例中，所述的多腔复合材料结构件，呈弯曲的管状结构。

在一可选实施例中，所述第一阴模和所述第二阴模为金属材质；所述第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模为硅胶材质。

在一可选实施例中，所述复合材料中增强纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或一种以上组合。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

本发明实施例提供的多腔复合材料结构件成型模具，通过将阴模设置成具有第一模腔的第一阴模和具有第二模腔的第二阴模，并分别设置与所述第一模腔和第二模腔匹配的第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，通过在第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模上铺层，扣合第一阴模和第二阴模固化成型，得到一体成型的多腔复合材料结构件，该结构件各部分品质、性能均一，具有更高的强度和可靠性，避免了由于粘接质量不理想导致多腔复合材料结构件品质、性能下降的问题；使用该模具成形工艺操作简单、方便提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种多腔复合材料结构件成型模具的第一阴模和第二阴模结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种多腔复合材料结构件结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种多腔复合材料结构件成型过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1和2，本实用新型实施例提供了一种多腔复合材料结构件成型模具，用于制备具有两个或两个以上空腔的复合材料结构件，以制备具有两个空腔的复合材料结构件为例，所述成型模具包括第一阴模10、第二阴模20、第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21，第一阴模10设有第一模腔12，第二阴模20设有第二模腔22，第一阴模10和第二阴模20扣合后，所述第一模腔12和第二模腔22对接，所述第一弹性膨胀芯模的形状与所述第一模腔12一致，且轮廓尺寸小于所述第一模腔12，所述第二弹性膨胀芯模的形状与所述第二模腔22一致，且轮廓尺寸小于所述第二模腔22，成型时，所述第一模腔12和第二模腔22对接，所述第一弹性膨胀芯模容设于所述第一模腔12内，所述第二弹性膨胀芯模容设于所述第二模腔22内。

在其他实施例中，第一阴模10和第二阴模20还可以包括多个模腔，扣合时，两阴模的两个模腔对接，以制备具有两个以上腔体的复合材料结构件，例如：第一阴模10还可以包括第三模腔，第二阴模20还可以包括第四模腔，第一阴模10和第二阴模20扣合时第三模腔和第四模腔对接；

具体地本实用新型实施例中，弹性膨胀芯模与模腔的尺寸差可以根据多腔复合材料结构件的设计壁厚确定，当弹性膨胀芯模位于阴模中且与阴模的模腔同轴时，二者形成的空腔的厚度优选1-2mm；

具体地，第一阴模10和所述第二阴模20优选金属材质，第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21优选硅胶材质。

使用本实用新型提供的成形模具制备多腔复合材料构件时，先将增强纤维和树脂基体制备成预浸料；然后对第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21进行清洗、干燥，并在第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21的侧表面涂覆脱模剂，使用所述预浸料分别在第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21的表面进行铺层；之后，将11和21进行对合，对合后在表面继续铺层；之后，参见图4，将铺设有预浸料的第一弹性膨胀芯模11放入第一模腔12内，将铺设有预浸料的第二弹性膨胀芯模21放入第二模腔22内，扣合第一阴模10和第二阴模20，加热固化、脱模，得到如图3所示的多腔复合材料构件。

本发明实施例提供的多腔复合材料结构件成型模具，通过将阴模设置成具有第一模腔的第一阴模和具有第二模腔的第二阴模，并分别设置与所述第一模腔和第二模腔匹配的第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，通过在第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模上铺层，扣合第一阴模和第二阴模固化成型，得到一体成型的多腔复合材料结构件，该构件各部分品质、性能均一，具有更高的强度和可靠性，避免了由于粘接质量不理想导致多腔复合材料结构件品质、性能下降的问题；使用该模具成形工艺操作简单、方便提高了生产效率。

在一可选实施例中，第一模腔12和第二模腔22均为拱形结构，以得到多腔管状复合材料结构件。

如图1所示，在一可选实施例中，第一模腔12和第二模腔22扣合后，第一模腔12和第二模腔22对接所得模腔呈弯曲的管状结构，以得到如图3所示的多腔弯曲管状结构。

参见图3，本发明实施例还提供了一种多腔复合材料结构件30，包括具有第一空腔的第一部件31和具有第二空腔的第二部件32，第一部件31和第二部件32通过成型模具一体成型，所述成型模具由上述模具实施例提供，包括第一阴模10、第二阴模20、第一弹性膨胀芯模11和第二弹性膨胀芯模21，第一阴模10设有第一模腔12，第二阴模20设有第二模腔22，第一阴模10和第二阴模20扣合后，第一模腔12和第二模腔22对接，第一弹性膨胀芯模11的形状与第一模腔12一致，且轮廓尺寸小于第一模腔12，第二弹性膨胀芯模21的形状与第二模腔22一致，且轮廓尺寸小于第二模腔22，成型时，第一模腔12和第二模腔22对接，第一弹性膨胀芯模11容设于第一模腔12内，用于得到第一部件31，第二弹性膨胀芯模容21设于第二模腔22内，用于得到第二部件32。

所述成型模具由上述模具实施例提供，具有描述和效果参见上述模具实施例，在此不再赘述。

参见图3，在一可选实施例中，多腔复合材料结构件的截面呈θ型，该结构结构件整体性强、强度大，可作为承力结构承载较高的载荷。进一步地，参见图3，多腔复合材料结构件呈弯曲的管状结构，壁厚优选1-2mm。所述复合材料中增强纤维优选碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或一种以上组合；所述复合材料中树脂基体优选酚醛树脂、环氧树脂等热固性树脂。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种多腔复合材料结构件成型模具，其特征在于，包括第一阴模、第二阴模、第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，所述第一阴模设有第一模腔，所述第二阴模设有第二模腔，所述第一阴模和第二阴模扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模的形状与所述第一模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第一模腔，所述第二弹性膨胀芯模的形状与所述第二模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第二模腔，成型时，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模容设于所述第一模腔内，所述第二弹性膨胀芯模容设于所述第二模腔内。

2.根据权利要求1所述的多腔复合材料结构件成型模具，其特征在于，所述第一模腔和第二模腔均为拱形结构。

3.根据权利要求1或2所述的多腔复合材料结构件成型模具，其特征在于，所述第一模腔和第二模腔扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接所得模腔呈管状结构。

4.根据权利要求1所述的多腔复合材料结构件成型模具，其特征在于，所述第一阴模和所述第二阴模为金属材质。

5.根据权利要求1所述的多腔复合材料结构件成型模具，其特征在于，所述第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模为硅胶材质。

6.一种多腔复合材料结构件，其特征在于，包括具有第一空腔的第一部件和具有第二空腔的第二部件，所述第一部件和第二部件通过成型模具一体成型，所述成型模具包括第一阴模、第二阴模、第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模，所述第一阴模设有第一模腔，所述第二阴模设有第二模腔，所述第一阴模和第二阴模扣合后，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模的形状与所述第一模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第一模腔，所述第二弹性膨胀芯模的形状与所述第二模腔一致，且轮廓尺寸小于所述第二模腔，成型时，所述第一模腔和第二模腔对接，所述第一弹性膨胀芯模容设于所述第一模腔内，用于得到所述第一部件，所述第二弹性膨胀芯模容设于所述第二模腔内，用于得到所述第二部件。

7.根据权利要求6所述的多腔复合材料结构件，其特征在于，其截面呈θ型。

8.根据权利要求6或7所述的多腔复合材料结构件，其特征在于，呈弯曲的管状结构。

9.根据权利要求6所述的多腔复合材料结构件，其特征在于，所述第一阴模和所述第二阴模为金属材质；所述第一弹性膨胀芯模和第二弹性膨胀芯模为硅胶材质。

10.根据权利要求6所述的多腔复合材料结构件，其特征在于，所述复合材料中增强纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或一种以上组合。