CN217671207U - 热塑性复合材料平板的模具结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热塑性复合材料平板的模具结构,包括自下而上依次设置的凹模、中间围板以及凸模；所述凹模、所述中间围板以及所述凸模三者配合形成有热塑性复合材料平板的容纳空间；所述中间围板与所述凸模之间形成有预留空间；所述凹模与所述中间围板之间设置有下滑块，所述凹模和所述中间围板二者均与所述下滑块抵紧配合；所述凸模底部设置有上推块，所述下滑块的外侧与所述上推块抵紧配合。本实用新型通过凹模、中间围板以及凸模三者的配合，在下滑块和上推块的配合下，通过简单的结构组成模具，有助于操作方便且脱模简易，从而有助于保证模具较长的使用寿命，扩大适用范围。

Description

热塑性复合材料平板的模具结构

技术领域

本实用新型涉及模具加工技术领域，具体地，涉及一种热塑性复合材料平板的模具结构。

背景技术

高性能PPS、PEEK与强度大的碳纤维高强联合,可以制备出高强高模、低密度的高性能连续碳纤维增强PPS、PEEK与复合材料。由于树脂基复合材料在使用过程中容易受到各种复杂的外应力形成缺陷，特别是冲击载荷形成的影响，材料的力学性能会出现大幅下降，而高性能PPS、PEEK与热塑性基体相比于热固性基体，具有韧性高的重要优势，高韧性的CF/PPS、PEEK与复合材料会随着成型工艺的开发逐渐广泛应用于航空航天等领域。

国外航空领域热塑性复合材料已经被开发应用了十几年，主要应用在飞机上的结构件部分有空中客车A340副翼、福克公司F50起落架应力肋、方向舵前缘、升降舵等。最具代表性的应用有空中客车公司A340和A380等大飞机上使用的热塑性复合材料机翼前缘、变厚长桁、CF/PEEK毛坯件、CF/PEEK加强筋构件、正弦波梁等。而且，空客公司在A350飞机上应用了3000多个聚醚醚酮先进复合材料机身连接角片。目前，国外热塑性复合材料应用已经到用于飞机机翼、尾翼、机身等主承力的大尺寸主盒段结构预研阶段

热塑性复合材料的成型加工根据热塑性基体的结构与加工方法，主要成型方式为在热塑性树脂黏流态对熔融树脂施加一定的压力，沿着增强纤维进行取向浸润，在其冷却过程调节热塑性树脂基体的结晶状态，最终得到强韧化的热塑性复合材料。

连续碳纤维增强高性能热塑性复合材料的成型工艺由于热塑性基体的特性，借鉴并改进了传统热固性复合材料的成型方法，根据复合材料与相近学科的融合与发展，得到了一系列新的成型工艺，主要有：模压成型、拉挤成型、缠绕成型、自动铺方技术等。

模压成型可以采用多个单因素温度、压力、降温速率等对复合材料制品进行综合协调处理，具有操作简单、设备完善、工艺参数可控性以及成形效率高等特点。通过这些可控性强的工艺参数容易制备出纤维体积含量均匀、较低的孔隙率以及厚度等表观无缺陷的高性能复合材料层压板，模压成型是热塑性复合材料非常重要的成型方法。

快速模压成型又称为冲压成型，是模压成型演变而来，成型工艺方法更为复杂多变。快速模压成型主要步骤可分为两步，一是对热塑性复合材料层压板进行预热，二是在较冷的模具中快速冲压成型，比较适合用于热塑性复合材料结构件的制备。

现有公开号为CN209566391U的中国专利，其公开了一种本实用新型公开了一种能够避免复合材料在模压过程中纤维错位的热塑性复合材料成型模具。该热塑性复合材料成型模具，包括纤维缠绕系统、纤维分散系统、纤维缠绕张力控制系统、复合张力控制装置、复合定压装置、树脂浸渍系统、储胶系统、电路接口复合系统、纤维夹持装置。

发明人认为现有技术中适用于热塑性复合材料平板的模具结构较复杂，需要提供一种更合理的结构。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种热塑性复合材料平板的模具结构。

根据本实用新型提供的一种热塑性复合材料平板的模具结构，包括自下而上依次设置的凹模、中间围板以及凸模；所述凹模、所述中间围板以及所述凸模三者配合形成热塑性复合材料平板的容纳空间；所述中间围板与所述凸模之间形成有预留空间；所述凹模与所述中间围板之间设置有下滑块，所述凹模和所述中间围板二者均与所述下滑块抵紧配合；所述凸模底部设置有上推块，所述下滑块的外侧与所述上推块抵紧配合。

优选地，所述容纳空间的尺寸大于所述热塑性复合材料平板的尺寸，所述热塑性复合材料平板边缘形成成品切割区。

优选地，所述下滑块包括四个下滑块；所述凹模上形成有放置所述下滑块的凹陷，所述凹陷位于所述成品切割区。

优选地，所述下滑块与所述中间围板的底部插接配合。

优选地，所述中间围板包括任意高度。

优选地，所述中间围板包括整体式围板，所述中间围板包括多个边框。

优选地，所述中间围板的任一边框均通过螺栓与所述凹模紧固连接。

优选地，所述上推块通过螺栓与所述凸模紧固连接。

优选地，所述凹模周边设置有行吊工装。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过凹模、中间围板以及凸模三者的配合，在下滑块和上推块的配合下，通过简单的结构组成模具，有助于操作方便且脱模简易，从而有助于保证模具较长的使用寿命，扩大适用范围。

2、本实用新型通过中间围板的高度可任意调整，有助于制备不同厚度的热塑性复合材料平板，从而有助于提高适用性。

3、本实用新型通过下滑块和上推块的配合，有助于提高模具的整体结构的稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现热塑性复合材料平板的模具结构的整体结构示意图。

附图标记：

凹模1 中间围板2 凸模3

下滑块4 上推块5 热塑性复合材料平板6

预留空间7 成品切割区8

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，根据本实用新型提供的一种热塑性复合材料平板的模具结构，包括自下而上依次设置的凹模1、中间围板2以及凸模3；凹模1、中间围板2以及凸模3三者配合形成热塑性复合材料平板6的容纳空间；中间围板2与凸模3之间形成有预留空间7；凹模1与中间围板2之间设置有下滑块4，凹模1和中间围板2二者均与下滑块4抵紧配合；凸模3底部设置有上推块5，下滑块4的外侧与上推块5抵紧配合。

本申请通过凹模1、中间围板2以及凸模3三者配合，能够以巧妙方式脱模，从而延长整体使用寿命，以此来指导热塑性复合材料的热压成型工艺，为热塑性复合材料的研究生产提供支持，实用性强。

凹模1、中间围板2以及凸模3三者配合形成热塑性复合材料平板6的容纳空间，容纳空间的内部有效尺寸大于实际需要制作的热塑性复合材料平板6的尺寸，热塑性复合材料平板6边缘形成成品切割区8，成品切割区8用于后期切割，保证热塑性复合材料平板6成品的完整性。

中间围板2包括任意高度，通过控制中间围板2的高度来控制热塑性复合材料平板6的厚度，更换不同高度的中间围板2，可制备不同厚度的热塑性复合材料平板6，有效提高了本申请的适用性。

中间围板2包括整体式围板，中间围板2包括多个边框。中间围板2的任一边框均通过螺栓与凹模1紧固连接。中间围板2与凸模3之间形成有预留空间7，有利于热塑性复合材料平板6成型过程中多余树脂从预留空间7溢出，增加纤维体积含量，提高性能。

凹模1与中间围板2之间设置有下滑块4，下滑块4与中间围板2的底部插接配合，下滑块4与凹模1的顶部抵紧配合。优选地，下滑块4包括四个下滑块。凹模1上形成有放置下滑块4的凹陷，凹陷位于热塑性复合材料平板6的成品切割区8，对热塑性复合材料平板6的成品不产生影响。

凸模3底部设置有上推块5，上推块5通过螺栓与凸模3紧固连接。上推块5的数量与下滑块4的数量相对应。凸模3通过上推块5从外向内挤压下滑块4，使得下滑块4紧紧插入中间围板2和凹模1二者之间，从而保证模具整体结构的稳定性。

凹模1周边设置有行吊工装。

凹模1、中间围板2、凸模3、下滑块4以及上推块5均经过热处理和精抛处理，有效保证模具本身不干扰热塑性复合材料平板6。各个部件之间通过简单的连接方式，使得操作简单，脱模方便，从而使得模具使用寿命长，适用范围大。

热塑性材料先进行铺层，再将其置于本申请的模具中，然后将模具置于热压机内部采用一定温度、压力、时间进行热压，最后，通过自然降温或快速降温得到性能优异的热塑性复合材料。通过使用本申请，能够有效提高热塑性复合材料的力学性能和耐冲击性能。

工作原理

凹模1、中间围板2以及凸模3三者配合形成热塑性复合材料平板6的容纳空间，凸模3通过上推块5从外向内挤压下滑块4，使得下滑块4紧紧插入中间围板2和凹模1二者之间。热塑性复合材料平板6成型过程中多余树脂从预留空间7溢出，成品切割区8用于热塑性复合材料平板6后期切割，保证热塑性复合材料平板6成品的完整性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的凹模(1)、中间围板(2)以及凸模(3)；

所述凹模(1)、所述中间围板(2)以及所述凸模(3)三者配合形成有热塑性复合材料平板(6)的容纳空间；

所述中间围板(2)与所述凸模(3)之间形成有预留空间(7)；

所述凹模(1)与所述中间围板(2)之间设置有下滑块(4)，所述凹模(1)和所述中间围板(2)二者均与所述下滑块(4)抵紧配合；

所述凸模(3)底部设置有上推块(5)，所述下滑块(4)的外侧与所述上推块(5)抵紧配合。

2.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述容纳空间的尺寸大于所述热塑性复合材料平板(6)的尺寸，所述热塑性复合材料平板(6)边缘形成有成品切割区(8)。

3.如权利要求2所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述下滑块(4)包括四个下滑块；

所述凹模(1)上形成有放置所述下滑块(4)的凹陷，所述凹陷位于所述成品切割区(8)。

4.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述下滑块(4)与所述中间围板(2)的底部插接配合。

5.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述中间围板(2)包括任意高度。

6.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述中间围板(2)包括整体式围板，所述中间围板(2)包括多个边框。

7.如权利要求6所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述中间围板(2)的任一边框均通过螺栓与所述凹模(1)紧固连接。

8.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述上推块(5)通过螺栓与所述凸模(3)紧固连接。

9.如权利要求1所述的热塑性复合材料平板的模具结构，其特征在于，所述凹模(1)周边设置有行吊工装。

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