用于成型热塑性复合材料芯模的模具的制作方法

本发明涉及模具制造，具体而言，涉及一种用于成型热塑性复合材料芯模的模具。

背景技术：

为了使用复合材料强度高、质量轻的性能，大部分碳纤维复合材料的基体材料以环氧树脂为主。环氧树脂一般为液体，固化后成为硬质状态。但是对于一些具有复杂空腔的复合材料零件，如果采用普通的硬质芯模，在环氧树脂固化后，复材件内部的芯模会出现无法脱模的问题。

为了解决上述问题，可以采用可变形的材料来制造复材件，可变形材料可以是碳纤维增强树脂基复合材料，其中，树脂基体为聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）和环氧树脂（npef-170）按一定比例混合所得。与纯pmma作为基体以做成热塑性复合材料不同，该配方所得碳纤维增强树脂基复合材料可以在常温下保持硬质的同时，在加热之后变得足够软，制成芯模之后可以便于芯模的脱模。

但是，上述的材料在制造中也产生了一些问题，那就是更容易与外模发生粘连，而且粘连的力较大，如果强行打开外模则会造成复材件的损坏。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于成型热塑性复合材料芯模的模具，以解决现有技术中热塑性复合材料在制造中容易与外模发生粘连的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于成型热塑性复合材料芯模的模具，包括模具下部和模具上部，模具下部和模具上部之间形成有工件成型空间，模具上部由至少两个可拆模具构件拼装而成，每个可拆模具构件上都具有构成工件成型空间的成型面。

在一个实施方式中，模具上部由两个可拆模具构件拼装而成。

在一个实施方式中，两个可拆模具构件的形状沿拼装线相对称。

在一个实施方式中，每个可拆模具构件通过连接件固定在模具下部上。

在一个实施方式中，每个可拆模具构件和模具下部之间设置有第一密封件，第一密封件用于密封可拆模具构件和模具下部之间的缝隙。

在一个实施方式中，相邻两个可拆模具构件之间设置有第二密封件，第二密封件用于密封相邻两个可拆模具构件之间的缝隙。

在一个实施方式中，模具下部和/或模具上部上形成有与工件成型空间相连通的进料口和出料口，用于成型热塑性复合材料芯模的模具还包括进料端盖和出料端盖，进料端盖和出料端盖分别安装在进料口上和出料口上。

在一个实施方式中，模具下部和模具上部之间共同形成进料口和出料口，进料端盖与模具下部和模具上部同时连接，出料端盖与模具下部和模具上部同时连接。

在一个实施方式中，进料端盖与安装完成的模具下部和模具上部之间设置有第一环形密封件。

在一个实施方式中，出料端盖与安装完成的模具下部和模具上部之间设置有第二环形密封件。

应用本发明的技术方案，在模具安装完毕之后，对工件成型空间中填充成型材料，带成型材料固化后，进行打开模具操作。在本发明的技术方案中，由于除了模具下部之外，模具上部由两个可拆模具构件拼装而成，并且每个可拆模具构件上都具有构成工件成型空间的成型面，这样分别拆除两个可拆模具构件可以减少对于工件的粘连作用力，进而使得脱模相对容易，也可以避免由于脱模时粘连作用力过大所导致的工件容易损坏的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的用于成型热塑性复合材料芯模的模具的实施例的整体结构示意图；以及

图2示出了图1的用于成型热塑性复合材料芯模的模具的模具下部的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1和图2示出了本发明的用于成型热塑性复合材料芯模的模具，该模具包括模具下部10和模具上部20，模具下部10和模具上部20之间形成有工件成型空间c。模具上部20由两个可拆模具构件20a拼装而成，每个可拆模具构件20a上都具有构成工件成型空间c的成型面。

应用本发明的技术方案，在模具安装完毕之后，对工件成型空间c中填充成型材料，待成型材料固化后，进行打开模具操作。在本发明的技术方案中，由于除了模具下部10之外，模具上部20由两个可拆模具构件20a拼装而成，并且每个可拆模具构件20a上都具有构成工件成型空间c的成型面，这样分别拆除两个可拆模具构件20a可以减少对于工件的粘连作用力，进而使得脱模相对容易，也可以避免由于脱模时粘连作用力过大所导致的工件容易损坏的问题。

作为一种可选的实施方式，如图1所示，两个可拆模具构件20a的形状沿拼装线相对称。作为其他的可选的实施方式，可拆模具构件20a也可以采用非对称设计。

可选的，在本实施方式的技术方案中，每个可拆模具构件20a通过连接件固定在模具下部10上。如图1所示，在可拆模具构件20a上开设有连接件安装孔，连接件可以是螺栓或者螺钉。作为其他的可选的实施方式，也可以设计相应的夹具来实现模具的安装。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，每个可拆模具构件20a和模具下部10之间设置有第一密封件30。通过第一密封件30密封可拆模具构件20a和模具下部10之间的缝隙，可以避免成型材料从该缝隙中漏出。更为优选的，相邻两个可拆模具构件20a之间设置有第二密封件，第二密封件用于密封相邻两个可拆模具构件20a之间的缝隙。同样的，第二密封件是为了提高相邻两个可拆模具构件20a之间的密闭性，避免成型材料从缝隙中漏出。可选的，在模具下部10和/或模具上部20上形成有安装密封件的安装槽。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，模具下部10和模具上部20之间共同形成进料口和出料口，用于成型热塑性复合材料芯模的模具还包括进料端盖40和出料端盖50，进料端盖40和出料端盖50分别安装在进料口上和出料口上。进料端盖40与模具下部10和模具上部20同时连接，出料端盖50与模具下部10和模具上部20同时连接。这样，在本实施例的技术方案中，进料端盖40和出料端盖50既可以起到进料和出料的作用，又可以通过进料端盖40和出料端盖50固定模具下部10和模具上部20之间的连接。更为优选的，如图1所示，进料端盖40和出料端盖50还可以起到对相邻两个可拆模具构件20a之间的固定作用。

作为其他的可选的实施方式，也可以仅在模具下部10或者模具上部20上形成有与工件成型空间c相连通的进料口和出料口。

可选的，在本实施方式的技术方案中，进料端盖40上设置有进料端头41，出料端盖50上设置有出料端头51，进料端头41对应设置在进料口上，出料端头51对应设置在出料口上。进料端头41和出料端头51的设计为可替换设计，可以在端头损坏后更方便维护。

更为优选的，在本实施例的技术方案中，进料端盖40与安装完成的模具下部10和模具上部20之间设置有第一环形密封件。出料端盖50与安装完成的模具下部10和模具上部20之间设置有第二环形密封件。通过第一环形密封件和第二环形密封件的设置，可以实现对进料端盖40和出料端盖50相关间隙的密封，保证模具的整体密闭性。

在本实施方式的技术方案中，模具上部20由两个可拆模具构件20a拼装而成。作为其他的可选的实施方式，模具上部20也可以由多于两个可拆模具构件20a拼装而成，每个可拆模具构件20a上都具有构成工件成型空间c的成型面，可拆模具构件20a的数量更多，可以进一步降低脱模时粘连的力。

又要说明的是，本发明的技术方案尤其适用于树脂传递模塑的工艺要求，可成型符合复杂外形要求的可变形芯模。

具体的，上述的模具可以采用如下步骤进行设计：

通过三维cad软件，根据可变形芯模的形状，设计模具整体结构；

将模具分开上下两半，将模具上部20再分成左右两半；

设计进料端盖40和出料端盖50及进料端头41和出料端头51，模具下部10和模具上部20设计螺钉孔以便于定位及固定；

在模具内侧设计密封件位置；

将设计好的模具用于数控机床加工，得到铝合金模具实物。对实物模具进行测试，测试通过即可投入使用。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。