纤维铺层复合材料成型模具及风电叶片主梁帽成型模具的制作方法

本实用新型涉及纤维增强聚合物基复合材料产品模具领域和风电叶片制造领域，尤其是一种纤维铺层复合材料成型模具及风电叶片主梁帽的成型模具。

背景技术：

树脂真空导入纤维铺层是纤维增强聚合物基复合材料成型应用最为广泛的模具，其广泛应用于风电机舱罩壳、游艇、轨道交通、航空航天等厚纤维铺层的制造领域。在风电叶片制造领域，由于复合材料风电叶片制品为了缩短制作周期，提高制作效率，关键部件主梁帽常采用预先制作，然后和壳体共固化成型，主梁帽在成型过程中经常因模具的缺陷导致出现灌注干斑、断面夹杂杂质、尺寸差异、切割打磨、粉尘污染等因素制约，给生产制造带来极大的麻烦。因此能够高效生产保证生产环境友好，同时又可起到消除以上缺陷成为该模具研究的初衷。更优地确定主梁帽的模具及效果评价具有十分重要的意义。

关于风电叶片主梁帽的成型模具目前主流为硬单挡边或硬的双挡边模具，硬的单挡边模具其铺层靠抽气侧断面经常因脱模布、隔离膜、吸胶毡等因真空压力夹杂在铺层缝隙中间导致的后期共固化成型引入缺陷，同时厚纤维织物铺层的边缘皱褶导致后期的打磨工作，硬的双挡边其铺层靠抽气侧断面经常因织物铺设时变形导致的边缘错位，形成树脂返流流道，导致成型的产品出现包裹的干纤维。因此需要一种既能起到生产提质增效又能降低产品缺陷的模具替代当前的模具。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种纤维铺层复合材料成型模具及风电叶片主梁帽的成型模具，可以减少风电叶片主梁帽或其他厚纤维织物铺层的边缘缺陷。

本实用新型公开的纤维铺层复合材料成型模具，包括模具主体和真空袋膜，所述模具主体与真空袋膜密封配合形成铺层空间，所述铺层空间内铺设有纤维织物，所述纤维织物的上下两面分别设置有脱模布且至少一面脱模布的外侧设置有导流网，所述铺层空间的两侧分别为注胶侧和抽气侧，所述注胶侧设置有第一硬挡边，所述抽气侧设置有第二硬挡边，所述第二硬挡边的内侧设置有软挡边，所述第一硬挡边和第二硬挡边分别与模具主体固定配合，所述软挡边与模具主体活动配合，所述第一硬挡边和软挡边的高度大于或等于纤维织物自然铺放的高度。

优选地，所述导流网铺设于下面的脱模布下方，上面的脱模布上方设置有上压软板。

优选地，所述软挡边和上压软板所用材料为硅橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶或丁腈橡胶。

优选地，所述第一硬挡边、第二硬挡边与模具主体为一体成型结构。

优选地，所述导流网铺设于下面的脱模布下方，上下面的脱模布均延伸于软挡边的上方。

优选地，所述导流网铺设于上面的脱模布下方，上下面的脱模布均延伸于软挡边的下方。

优选地，上下面脱模布的外侧均设置有导流网且其中一面导流网更短，上下面的脱模布均延伸于软挡边与短导流网相对应的一面。

优选地，所述第二硬挡边低于软挡边的高度。

优选地，所述第二硬挡边的高度为5～15mm。

本实用新型还公开了一种风电叶片主梁帽的成型模具，即采用上述的纤维铺层复合材料成型模具。

本实用新型通过设置软硬挡边相配合的方式，避免风电叶片主梁帽或其他厚纤维织物铺层的边缘皱褶导致后期的打磨工作，减少打磨灰尘；其次可以避免脱模布、隔离膜、吸胶毡等因真空压力夹杂在铺层缝隙中间导致的后期共固化成型引入缺陷；同时改善真空灌注的导气方式，直接排除了树脂提前出胶导致的包裹干斑。本实用新型的纤维铺层复合材料成型模具主要应用于风电叶片主梁帽的成型、亦可用于机舱罩壳、游艇、轨道交通、航空航天等领域厚铺层复合材料部件制造。

附图说明

图1是本实用新型的一个优选实施例的示意图；

图2是本实用新型的另一个优选实施例的示意图。

附图标记：

第一真空袋膜1，第二真空袋膜2，模具主体3，密封胶带4，螺旋导气管5，第二硬挡边6，软挡边7，纤维织物8，上压软板9，脱模布10，导流网11，第一硬挡边12，注胶管13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型的纤维铺层复合材料成型模具，包括模具主体3和真空袋膜，所述模具主体3与真空袋膜密封配合形成铺层空间，所述铺层空间内设有纤维织物8，所述纤维织物8的上下两面分别设置有脱模布10且至少一面脱模布10的外侧设置有导流网11，所述铺层空间的两侧分别为注胶侧和抽气侧，所述注胶侧设置有第一硬挡边12，所述抽气侧设置有第二硬挡边6，所述第二硬挡边6的内侧设置有软挡边7，所述第一硬挡边12和第二硬挡边6分别与模具主体3固定配合，所述软挡边7与模具主体3活动配合，所述第一硬挡边12和软挡边7的高度大于或等于纤维织物8自然铺放的高度。

如图1和图2所示，真空袋膜可以设置为包括第一真空袋膜1和第二真空袋膜2的两层，真空袋膜与模具主体3之间可以通过密封胶带4进行密封，纤维织物8、脱模布10、导流网11即铺设于模具主体3和真空袋膜之前的铺层空间内。脱模布10设置于纤维织物8两面，防止粘连模具，以方面脱模，导流网11铺设于脱模布10外侧，即脱模布10远离纤维织物8的一面。导流网11可以使注入的树脂均匀快速地渗透入纤维织物8内。铺层空间的两侧为抽气侧和注胶侧，抽气侧设置螺旋导气管5用于抽气，注胶侧设置注胶管13用于注胶。铺层空间内两侧分别设置有挡边，以限定纤维织物8的两侧。在本实用新型中，注胶侧采用了第一硬挡边12，抽气侧则采用了第二硬挡边6和软挡边7结合的双挡边形式，固定的硬挡边用作铺层的边缘参考面，活动的软挡边7位于第二硬挡边6内侧，与铺层相作用，用于铺层后宽度方向上压紧压实，软挡边7能与纤维织物8断面很好的赋型性，避免脱模布10、隔离膜、吸胶毡等因真空压力夹杂在铺层缝隙中间导致的后期共固化成型引入缺陷，保证产品部件尺寸可靠；其次避免因纤维织物8铺设时变形导致的边缘错位，形成树脂返流流道，导致成型的产品出现包裹的干纤维；同时在成型后的产品由于软挡边7的存在，脱模方便便捷，不会出现卡模咬边现象。

如图1所示的实施例中，导流网11铺设于下面的脱模布10下方，上面的脱模布10上方设置有上压软板9。此实施例适合单向无背纱的纤维成型，如碳纤维织物8、芳纶织物等。在上压软板9对于制造的复合材料产品表面的平整度效果尤为明显。如图2所示的实施例中，上下两面面均设置有导流网11，在抽气侧同样采用了软硬双挡边成形，充分保证了纤维织物8铺层的宽度方向的压实压紧的同时，避免抽气侧铺层断面与挡边之间的缝隙形成的树脂返流流道，导致成型的产品出现干纤维缺陷。

就材料而言，所述软挡边7和上压软板9可以采用相同的材料，例如硅橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶或丁腈橡胶等。而第一硬挡边12和第二硬挡边6则可以采用与模具主体3相同的材料，而且，第一硬挡边12、第二硬挡边6与模具主体3可以为一体成型结构。

在注入树脂过程中，树脂由注胶侧向着抽气侧流动，脱模布10承担导气层的作用，设置有导流网11的一面树脂流动速度较快，而未设置导流网11或者导流网11较短的一面树脂流动较慢，在树脂还没有充满的情况下，若树脂先到达脱模布10的抽气侧，抽气口就会被堵塞，从而产生包气缺陷。为了避免这一问题，若导流网11铺仅设于铺层下面的脱模布10下方，优选上下面的脱模布10均延伸于软挡边7的上方；若所述导流网11铺仅设于上面的脱模布10的上方，优选上下面的脱模布10均延伸于软挡边7的下方。而若上下面脱模布10的外侧均设置有导流网11且其中一面导流网11更短，优选上下面的脱模布10均延伸于软挡边7短导流网11相对应的一面。如此可以保证树脂充满纤维铺层，避免包气缺陷。

为方便软挡边7的布置，第二硬挡边6的高度低于软挡边7的高度，以风电叶片主梁帽的成型模具为例，第二硬挡边6的高度通常为5～15mm。