碳纤维型板成型模具及其成型方法
【技术领域】
[0001]本发明属于碳纤维材料成型技术领域，具体涉及一种碳纤维型板成型模具及其成型方法。
【背景技术】
[0002]碳纤维材料具有强度高、质量轻等特点，因此被广泛应用于航空材料中。现有技术中，碳纤维材料一般都采用一次热压成型，然而，由于碳纤维材料独特的物理性质，在热压过程中，型板拐角处的极速变形会导致型板拐角处容易产生物料堆积现象，导致型板厚度不均匀，从而影响碳纤维型板的成型质量。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能够确保碳纤维型板各部位壁厚均匀的碳纤维型板成型模具及其成型方法。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:
[0005]—种碳纤维型板成型模具，所述型板成型前为平面条板状结构，成型后为各部位截面形状一致的条状型板，包括第一模组和第二模组，所述第一模组包括相互开合设置的第一凸模和第一凹模，所述第一凸模和第一凹模均为长条状结构，第一凸模和第一凹模其中一端的截面形状接近于型板成型前的截面形状，另一端的截面形状接近于型板成型后的截面形状，且两端截面之间为渐变式平滑过渡;所述第二模组包括相互开合设置的第二凸模和第二凹模，所述第二凸模和第二凹模为各部位截面形状一致的长条状结构，且第二凸模和第二凹模的截面形状与成型后的型板的截面形状一致，所述第二凸模和第二凹模的中心线与第一凸模和第一凹模的中心线位于同一直线上，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;所述第一模组和第二模组内均设有用于对模面进行加热的加热装置。
[0006]—种使用上述模具成型碳纤维型板的方法，包括如下步骤:
[0007]①对平面条板状的碳纤维板材进行预加热，使板材软化；
[0008]②将软化后的碳纤维板材送入第一模组，进行预成型，此时第一模组的加热装置保持加热状态；
[0009]③打开第一模组，将碳纤维板材继续向前输送一段距离，该距离应当小于第一模组长度的1/2，然后再次将第一模组闭合，如此往复；
[0010]④第二模组与第一模组同步开合，第一模组末端输出的碳纤维板材进入第二模组进行二次整形，此过程中第二模组的加热装置保持加热状态；
[0011 ]⑤当第二模组出料端输出的碳纤维型板达到一定长度时，在该出料端进行切割，得到碳纤维型板。
[0012]本发明的技术效果在于:采用渐变式热压成型，使碳纤维板材分多次变形，逐步接近于型板的理想截面形状，使型板拐角出的物料能够进行多次重新分配，避免物料堆积，从而确保型板各部位壁厚均匀。
【附图说明】
[0013]图1是碳纤维型板结构示意图；
[0014]图2是本发明的俯视图；
[0015]图3是本发明第一模组进料端的截面视图；
[0016]图4是本发明第二模组的截面视图；
[0017]图5是本发明第一凸模的立体结构示意图；
[0018]图6是本发明第一凹模的立体结构示意图；
[0019]图7是本发明第二凸模的立体结构示意图；
[0020]图8是本发明第二凹模的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图2所示，一种碳纤维型板成型模具，所述型板L成型前为平面条板状结构，成型后为各部位截面形状一致的条状型板，包括第一模组10和第二模组20，所述第一模组10包括相互开合设置的第一凸模11和第一凹模12，所述第一凸模11和第一凹模12均为长条状结构，第一凸模11和第一凹模12其中一端的截面形状接近于型板L成型前的截面形状，另一端的截面形状接近于型板L成型后的截面形状，且两截面之间为渐变式平滑过渡;所述第二模组20包括相互开合设置的第二凸模21和第二凹模22，所述第二凸模21和第二凹模22为各部位截面形状一致的长条状结构，且第二凸模21和第二凹模22的截面形状与成型后的型板L的截面形状一致，所述第二凸模21和第二凹模22的中心线与第一凸模11和第一凹模12的中心线位于同一直线上，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;所述第一模组10和第二模组20内均设有用于对模具进行加热的加热装置。本发明提供的成型模具，其预成型时的温度和成型时的温度略有不同，因此，为了避免上下游之间产生热传递，必须分为两套模组分别进行预成型和成型工序。具体成型温度，视型板的规格、厚度而定。
[0022]本发明的一个实施例为:如图3-8所示。所述型板L成型后的截面为U型，所述第一凸模11和第一凹模12的截面形状为矩形且顶部侧边设有圆角，所述第一凸模11和第一凹模12的宽度自其中一端向另一端逐渐减小，所述圆角的半径自宽度较大的一端向宽度较小的一端逐渐减小;所述第二凸模21和第二凸模22的截面形状装为矩形，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宽度较窄的一端。
[0023]本发明还提供了一种使用所述模具成型碳纤维型板的方法，包括如下步骤:
[0024]①对平面条板状的碳纤维板材进行预加热，使板材软化；
[0025]②将软化后的碳纤维板材送入第一模组10，进行预成型，此时第一模组10的加热装置保持加热状态；
[0026]③打开第一模组10，将碳纤维板材继续向前输送一段距离，该距离应当小于第一模组1长度的I /2，然后再次将第一模组1闭合，如此往复；
[0027]④第二模组20与第一模组10同步开合，第一模组10末端输出的碳纤维板材进入第二模组20进行二次整形，此过程中第二模组20的加热装置保持加热状态；
[0028]⑤当第二模组20出料端输出物料达到一定长度时，在该出料端进行切割，得到碳纤维型板L。
[0029]本发明采用渐变式热压成型，使碳纤维板材分多次变形，逐步接近于型板的理想截面形状，使型板拐角出的物料能够进行多次重新分配，避免物料堆积，从而确保型板各部位壁厚均匀。
【主权项】
1.一种碳纤维型板成型模具，所述型板(L)成型前为平面条板状结构，成型后为各部位截面形状一致的条状型板，其特征在于:包括第一模组(10)和第二模组(20)，所述第一模组(10)包括相互开合设置的第一凸模(11)和第一凹模(12)，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)均为长条状结构，第一凸模(11)和第一凹模(12)其中一端的截面形状接近于型板(L)成型前的截面形状，另一端的截面形状接近于型板(L)成型后的截面形状，且两截面之间为渐变式平滑过渡;所述第二模组(20)包括相互开合设置的第二凸模(21)和第二凹模(22)，所述第二凸模(21)和第二凹模(22)为各部位截面形状一致的长条状结构，且第二凸模(21)和第二凹模(22)的截面形状与成型后的型板(L)的截面形状一致，所述第二凸模(21)和第二凹模(22)的中心线与第一凸模(11)和第一凹模(12)的中心线位于同一直线上，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;所述第一模组(10)和第二模组(20)内均设有用于对模具进行加热的加热装置。2.根据权利要求1所述的碳纤维型板成型模具，其特征在于:所述型板(L)成型后的截面为U型，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)的截面形状为矩形且顶部侧边设有圆角，所述第一凸模(11)和第一凹模(12)的宽度自其中一端向另一端逐渐减小，所述圆角的半径自宽度较大的一端向宽度较小的一端逐渐减小;所述第二凸模(21)和第二凸模(22)的截面形状装为矩形，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)宽度较窄的一端。3.—种使用权利要求1所述模具成型碳纤维型板的方法，其特征在于包括如下步骤: ①对平面条板状的碳纤维板材进行预加热，使板材软化； ②将软化后的碳纤维板材送入第一模组(10)，进行预成型，此时第一模组(10)的加热装置保持加热状态； ③打开第一模组(10)，将碳纤维板材继续向前输送一段距离，该距离应当小于第一模组(10)长度的1/2，然后再次将第一模组(10)闭合，如此往复； ④第二模组(20)与第一模组(10)同步开合，第一模组(10)末端输出的碳纤维板材进入第二模组(20)进行二次整形，此过程中第二模组(20)的加热装置保持加热状态； ⑤当第二模组(20)出料端输出物料达到一定长度时，在该出料端进行切割，得到碳纤维型板(L)。
【专利摘要】本发明属于碳纤维材料成型技术领域，具体涉及一种碳纤维型板成型模具及其成型方法，本发采用渐变式热压成型，使碳纤维板材分多次变形，逐步接近于型板的理想截面形状，使型板拐角出的物料能够进行多次重新分配，避免物料堆积，从而确保型板各部位壁厚均匀。
【IPC分类】B29L7/00, B29C43/14, B29C43/36
【公开号】CN105666773
【申请号】CN201610056488
【发明人】陈磊, 杨俊成, 艾迁
【申请人】安徽金诚复合材料有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月26日