碳纖維型板成型模具及其成型方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于碳纖維材料成型技術領域，具體涉及一種碳纖維型板成型模具及其成型方法。
【背景技術】
[0002]碳纖維材料具有強度高、質量輕等特點，因此被廣泛應用于航空材料中。現有技術中，碳纖維材料一般都采用一次熱壓成型，然而，由于碳纖維材料獨特的物理性質，在熱壓過程中，型板拐角處的極速變形會導致型板拐角處容易產生物料堆積現象，導致型板厚度不均勻，從而影響碳纖維型板的成型質量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種能夠確保碳纖維型板各部位壁厚均勻的碳纖維型板成型模具及其成型方法。
[0004]為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案:
[0005]—種碳纖維型板成型模具，所述型板成型前為平面條板狀結構，成型后為各部位截面形狀一致的條狀型板，包括第一模組和第二模組，所述第一模組包括相互開合設置的第一凸模和第一凹模，所述第一凸模和第一凹模均為長條狀結構，第一凸模和第一凹模其中一端的截面形狀接近于型板成型前的截面形狀，另一端的截面形狀接近于型板成型后的截面形狀，且兩端截面之間為漸變式平滑過渡;所述第二模組包括相互開合設置的第二凸模和第二凹模，所述第二凸模和第二凹模為各部位截面形狀一致的長條狀結構，且第二凸模和第二凹模的截面形狀與成型后的型板的截面形狀一致，所述第二凸模和第二凹模的中心線與第一凸模和第一凹模的中心線位于同一直線上，且第二凸模和第二凹模位于第一凸模和第一凹模截面接近成型后型板的一端;所述第一模組和第二模組內均設有用于對模面進行加熱的加熱裝置。
[0006]—種使用上述模具成型碳纖維型板的方法，包括如下步驟:
[0007]①對平面條板狀的碳纖維板材進行預加熱，使板材軟化；
[0008]②將軟化后的碳纖維板材送入第一模組，進行預成型，此時第一模組的加熱裝置保持加熱狀態；
[0009]③打開第一模組，將碳纖維板材繼續向前輸送一段距離，該距離應當小于第一模組長度的1/2，然后再次將第一模組閉合，如此往復；
[0010]④第二模組與第一模組同步開合，第一模組末端輸出的碳纖維板材進入第二模組進行二次整形，此過程中第二模組的加熱裝置保持加熱狀態；
[0011 ]⑤當第二模組出料端輸出的碳纖維型板達到一定長度時，在該出料端進行切割，得到碳纖維型板。
[0012]本發明的技術效果在于:采用漸變式熱壓成型，使碳纖維板材分多次變形，逐步接近于型板的理想截面形狀，使型板拐角出的物料能夠進行多次重新分配，避免物料堆積，從而確保型板各部位壁厚均勻。
【附圖說明】
[0013]圖1是碳纖維型板結構示意圖；
[0014]圖2是本發明的俯視圖；
[0015]圖3是本發明第一模組進料端的截面視圖；
[0016]圖4是本發明第二模組的截面視圖；
[0017]圖5是本發明第一凸模的立體結構示意圖；
[0018]圖6是本發明第一凹模的立體結構示意圖；
[0019]圖7是本發明第二凸模的立體結構示意圖；
[0020]圖8是本發明第二凹模的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖2所示，一種碳纖維型板成型模具，所述型板L成型前為平面條板狀結構，成型后為各部位截面形狀一致的條狀型板，包括第一模組10和第二模組20，所述第一模組10包括相互開合設置的第一凸模11和第一凹模12，所述第一凸模11和第一凹模12均為長條狀結構，第一凸模11和第一凹模12其中一端的截面形狀接近于型板L成型前的截面形狀，另一端的截面形狀接近于型板L成型后的截面形狀，且兩截面之間為漸變式平滑過渡;所述第二模組20包括相互開合設置的第二凸模21和第二凹模22，所述第二凸模21和第二凹模22為各部位截面形狀一致的長條狀結構，且第二凸模21和第二凹模22的截面形狀與成型后的型板L的截面形狀一致，所述第二凸模21和第二凹模22的中心線與第一凸模11和第一凹模12的中心線位于同一直線上，且第二凸模21和第二凹模22位于第一凸模11和第一凹模12截面接近成型后型板L的一端;所述第一模組10和第二模組20內均設有用于對模具進行加熱的加熱裝置。本發明提供的成型模具，其預成型時的溫度和成型時的溫度略有不同，因此，為了避免上下游之間產生熱傳遞，必須分為兩套模組分別進行預成型和成型工序。具體成型溫度，視型板的規格、厚度而定。
[0022]本發明的一個實施例為:如圖3-8所示。所述型板L成型后的截面為U型，所述第一凸模11和第一凹模12的截面形狀為矩形且頂部側邊設有圓角，所述第一凸模11和第一凹模12的寬度自其中一端向另一端逐漸減小，所述圓角的半徑自寬度較大的一端向寬度較小的一端逐漸減小;所述第二凸模21和第二凸模22的截面形狀裝為矩形，所述第二凸模21和第二凹模22位于第一凸模11和第一凹模12寬度較窄的一端。
[0023]本發明還提供了一種使用所述模具成型碳纖維型板的方法，包括如下步驟:
[0024]①對平面條板狀的碳纖維板材進行預加熱，使板材軟化；
[0025]②將軟化后的碳纖維板材送入第一模組10，進行預成型，此時第一模組10的加熱裝置保持加熱狀態；
[0026]③打開第一模組10，將碳纖維板材繼續向前輸送一段距離，該距離應當小于第一模組1長度的I /2，然后再次將第一模組1閉合，如此往復；
[0027]④第二模組20與第一模組10同步開合，第一模組10末端輸出的碳纖維板材進入第二模組20進行二次整形，此過程中第二模組20的加熱裝置保持加熱狀態；
[0028]⑤當第二模組20出料端輸出物料達到一定長度時，在該出料端進行切割，得到碳纖維型板L。
[0029]本發明采用漸變式熱壓成型，使碳纖維板材分多次變形，逐步接近于型板的理想截面形狀，使型板拐角出的物料能夠進行多次重新分配，避免物料堆積，從而確保型板各部位壁厚均勻。
【主權項】
1.一種碳纖維型板成型模具，所述型板(L)成型前為平面條板狀結構，成型后為各部位截面形狀一致的條狀型板，其特征在于:包括第一模組(10)和第二模組(20)，所述第一模組(10)包括相互開合設置的第一凸模(11)和第一凹模(12)，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)均為長條狀結構，第一凸模(11)和第一凹模(12)其中一端的截面形狀接近于型板(L)成型前的截面形狀，另一端的截面形狀接近于型板(L)成型后的截面形狀，且兩截面之間為漸變式平滑過渡;所述第二模組(20)包括相互開合設置的第二凸模(21)和第二凹模(22)，所述第二凸模(21)和第二凹模(22)為各部位截面形狀一致的長條狀結構，且第二凸模(21)和第二凹模(22)的截面形狀與成型后的型板(L)的截面形狀一致，所述第二凸模(21)和第二凹模(22)的中心線與第一凸模(11)和第一凹模(12)的中心線位于同一直線上，且第二凸模(21)和第二凹模(22)位于第一凸模(11)和第一凹模(12)截面接近成型后型板(L)的一端;所述第一模組(10)和第二模組(20)內均設有用于對模具進行加熱的加熱裝置。2.根據權利要求1所述的碳纖維型板成型模具，其特征在于:所述型板(L)成型后的截面為U型，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)的截面形狀為矩形且頂部側邊設有圓角，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)的寬度自其中一端向另一端逐漸減小，所述圓角的半徑自寬度較大的一端向寬度較小的一端逐漸減小;所述第二凸模(21)和第二凸模(22)的截面形狀裝為矩形，所述第二凸模(21)和第二凹模(22)位于第一凸模(11)和第一凹模(12)寬度較窄的一端。3.—種使用權利要求1所述模具成型碳纖維型板的方法，其特征在于包括如下步驟: ①對平面條板狀的碳纖維板材進行預加熱，使板材軟化； ②將軟化后的碳纖維板材送入第一模組(10)，進行預成型，此時第一模組(10)的加熱裝置保持加熱狀態； ③打開第一模組(10)，將碳纖維板材繼續向前輸送一段距離，該距離應當小于第一模組(10)長度的1/2，然后再次將第一模組(10)閉合，如此往復； ④第二模組(20)與第一模組(10)同步開合，第一模組(10)末端輸出的碳纖維板材進入第二模組(20)進行二次整形，此過程中第二模組(20)的加熱裝置保持加熱狀態； ⑤當第二模組(20)出料端輸出物料達到一定長度時，在該出料端進行切割，得到碳纖維型板(L)。
【專利摘要】本發明屬于碳纖維材料成型技術領域，具體涉及一種碳纖維型板成型模具及其成型方法，本發采用漸變式熱壓成型，使碳纖維板材分多次變形，逐步接近于型板的理想截面形狀，使型板拐角出的物料能夠進行多次重新分配，避免物料堆積，從而確保型板各部位壁厚均勻。
【IPC分類】B29L7/00, B29C43/14, B29C43/36
【公開號】CN105666773
【申請號】CN201610056488
【發明人】陳磊, 楊俊成, 艾遷
【申請人】安徽金誠復合材料有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月26日