一种复合材料结构制造组合模具的密封方法与流程

本发明属于复合材料成型工艺领域，具体涉及一种复合材料结构制造组合模具的密封方法。

背景技术：

高性能纤维增强的先进树脂基复合材料，以其比强度和比刚度高、热膨胀系数小、可设计性好、易于整体成型等一系列突出的优点，在航空航天领域中得到了广泛的应用。

复合材料成型工艺与金属材料的成型工艺有很大的不同，复合材料的成型一般方法为：将预浸料按照设计要求铺贴在模具上，形成结构件叠层毛坯，然后用真空袋对预浸料进行封装并抽真空压实，最后进热压罐固化成型。因需要加温、加压和抽真空固化成型，所以工装模具除了必须具有良好的热态刚度、传热效果和温度均匀性外，还必须保证气密性。

当复合材料制件尺寸较小时，采用的是单块模具成型，因此在打真空袋时只需覆盖整个制件，并在真空袋边缘用密封胶条进行密封即可。但是，当复合材料制件尺寸较大，结构较为特殊，如民机复合材料机身筒段一体化成型，单块模具制造困难时，往往需要采用组合模具。在这种情况下，除了制件边缘打真空袋密封外，组合模具配合处的密封对最终复合材料制件的成型质量也非常重要，另外，通常情况下，对于组合模具往往只采用一道密封胶条进行密封，这种方法密封可靠性较低，密封效果较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种复合材料结构制造组合模具的密封方法，来满足大型复合材料制件的制造成型要求。

根据本发明的具体技术方案，复合材料结构制造组合模具的密封方法包括步骤：

将第一模具分块和第二模具分块组装并密封形成组合模具，

其中第一模具分块在邻近第二模具分块的一侧设有凸块，所述凸块具有第一垂直装配表面和第一水平装配表面；

其中第二模具分块在邻近第一模具分块的一侧设有与所述凸块相配合的凹口，所述凹口具有第二垂直装配表面和第二水平装配表面；

其中在所述凸块的第一水平装配表面和所述凹口的第二水平装配表面分别开有填充第一密封胶条的密封凹槽；

其中在所述凹口内开有填充第二密封胶条并溢出模具组装时多余的密封胶的相互平行布置的两个溢胶槽，所述溢胶槽在所述凹口的第二垂直装配表面上垂直地延伸，并在所述凹口的第二水平装配表面的一部分上水平地延伸，两个溢胶槽分别与所述凹口的第二水平装配表面上的密封凹槽的两端相连通；

在模具的铺贴面上铺贴复合材料制件；

使用真空袋进行封装，其中真空袋边缘的真空袋密封胶条与所述凹口内的第二密封胶条密封在一起；

完成封装，抽真空压实，进行后续固化操作。

其中，复合材料结构制造组合模具的密封方法还包括步骤：在所述凸块的第一垂直装配表面和第一水平装配表面邻接的部分斜削形成三角形缺口，并在所述缺口内填充第三密封胶条。

其中，所述缺口内的第三密封胶条具有梯形的横截面。这样设置使得在抽真空过程中，斜削处的第三密封胶条由于压差向模具面移动，自动填充可能存在的漏气点，并不断压紧，从而保证真空度要求，提高产品质量。

根据本发明的复合材料结构制造组合模具的密封方法能够在组合模具中形成完整的密封，从而防止模具装配截面处漏气，保证了铺贴在贴模面上的复材材料制件的成型质量。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：

图1为根据本发明的复合材料结构制造组合模具的密封分解示意图。

图2为图1中的组合模具的第一模具分块的结构示意图。

图3为图1中的组合模具的第二模具分块的结构示意图。

图4为图1中的组合模具的完整密封示意图。

图5为图1中的组合模具的密封横截面示意图。

图6A-6B为第三密封胶条的密封示意图，图6A为未抽真空的示意图，图6B为抽真空后的示意图。

图7示出了根据本发明的方法中放置密封胶条的步骤。

图8示出了根据本发明的方法中分块模具组合的步骤。

图9示出了根据本发明的方法中铺贴复合材料制件的步骤。

图10示出了根据本发明的方法中封装的步骤。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其它实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。

如图1到图4中所示，根据本发明的复合材料结构制造的组合模具由第一模具分块1和第二模具分块2组成。第一模具分块1在邻近第二模具分块2的一侧设有凸块，凸块具有第一垂直装配表面11和第一水平装配表面12。第二模具分块2在邻近第一模具分块1的一侧设有与凸块相配合的凹口，凹口具有第二垂直装配表面21和第二水平装配表面22。其中，在凸块的第一水平装配表面12和凹口的第二水平装配表面22分别开有用于填充第一密封胶条3的密封凹槽13、23。并且，在凹口内开有用于填充第二密封胶条5并溢出模具组装时多余的密封胶的相互平行布置的两个溢胶槽24。

在本发明的一个优选实施例中，溢胶槽24在凹口的第二垂直装配表面21上全部垂直地延伸，并在凹口的第二水平装配表面22的一部分上水平地延伸，从而形成大致“L”形。两个溢胶槽24分别与凹口的第二水平装配表面22上的密封凹槽23的两端相连通。

在凸块的第一垂直装配表面11和第一水平装配表面12邻接的部分斜削形成三角形缺口14，并在缺口14内填充第三密封胶条4。如图4-5中所示，模具组合后通过第二密封胶条5与模具贴模面上真空袋密封胶条6接合，形成完整的密封。

根据本发明的复合材料结构制造组合模具的密封方法的主要特点在于组合模具的装配面密封处理时，采用斜削形成的三角形缺口内填充第三密封胶条4，且第三密封胶条4采用梯字型，其截面如图6A-6B所示。第三密封胶条4具有一定的流动性，因此，在抽真空过程中，斜削处的第三密封胶条4由于压差向模具面移动，自动填充可能存在的漏气点，并不断压紧，从而保证真空度要求，提高产品质量。

如图7到图10中所示，根据本发明的复合材料结构制造组合模具的密封方法的步骤如下：

1.将第一密封胶条3、第二密封胶条5和第三密封胶条4放置在第二模具分块2对应的位置处。

2.通过移动机构将第二模具分块2与第一模具分块1进行装配，并通过机械连接的方式进行连接固定，形成完整的模具，将多余的密封胶从模具两端密封凹槽的开口处挤出。

3.在贴模面上铺贴复合材料制件7。

4.铺贴结束后，使用真空袋8进行封装，将真空袋边缘的真空袋密封胶条6与模具边缘密封槽内的第二密封胶条5密封在一起。

5.完成封装，抽真空压实，并进行后续固化操作。

第一模具分块1和第二模具分块2通过机械连接组合在一起。通过第一密封胶条3、第二密封胶条5和第三密封胶条4进行密封，并且第二密封胶条5与表面真空袋密封胶条6接合共同形成完整的密封，从而防止模具装配截面处漏气，保证铺贴在贴模面上的复材零件的成型质量。另外，由于距离溢胶槽24在模具表面的开口较远，因此，在安装第一密封胶条3时，需保证第一密封胶条3的尺寸比对应的密封凹槽23略小，防止多余的密封胶挤压至模具的配合面上，从而影响组合模具贴合密封效果。第二密封胶条5与溢胶槽24在模具表面的开口较近，因此，在填充第二密封胶条5时，胶条尺寸略大于对应的溢胶槽24，多余的密封胶可从模具表面的开口处溢出。第一密封胶条3与第三密封胶条4共同形成两道密封，从而保证在一条密封失效的情况下，另外一条密封仍然能够保证密封质量，提高密封的可靠性。

以上已揭示本发明的具体实施例的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的各种特征和未在此明确示出的特征的组合作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施例的描述是示例性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。