所述的多点可重构模具的冲头5、单元体4位于底部成形室壁板2上方。为便于观察复合材料12成形过程，所述的侧向成形室壁板I设有成形观察窗口 15。
[0032]图la-c是四柱式复合材料曲面多点热压成型设备结构示意图，其中:图1a是四柱式复合材料曲面多点热压成型设备的结构三维视图；图1b是四柱式复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形状态的剖视图；图1c是四柱式复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形结束状态剖视图。四柱式复合材料曲面多点热压成型设备主要由成形室壁板、隔膜7、多点可重构模具、加热装置、及真空泵9组成。4块侧向成形室壁板1、1块底部成形室壁板2及隔膜7围成密闭的复合材料成型室。隔膜7通过离散压边装置6固定在侧向成形室壁板I上，位于多点可重构模具上方；多点可重构模具由冲头5、单元体4、调形机构3组成，固定在底部成形室壁板2上方。为抑制多点可重构模具不连续冲头5产生的凹痕，成形过程中在多点可重构模具上方铺放压痕抑制垫11。为防止复合材料12与压痕抑制垫11粘连，在压痕抑制垫11上方铺放脱模布。加热装置通过四柱式支架倒置固定于隔膜7上方，加热方法采用热风枪加热法，即通过可以加热的热风喷嘴对复合材料12进行热对流加热。真空泵9位于复合材料成型室外部，其通过侧向成形室壁板I上的抽真空口 10与复合材料成型室连接；从而在真空气压载荷作用下实现复合材料12曲面与多点可重构模具型面的贴模。
[0033]图2a_c是添加上部壁板的复合材料曲面多点热压成型设备结构示意图，其中:图2a是添加上部壁板的复合材料曲面多点热压成型设备的结构三维视图；图2b是添加上部壁板的复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形状态的剖视图；图2c是添加上部壁板的复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形结束状态剖视图。4块侧向成形室壁板1、1块上部壁板13，及I块底部成形室壁板2围成密闭的复合材料成型室，上部壁板13可以通过气动增压缸控制开合。加热装置倒置固定在上部壁板13内侧，位于隔膜7上方；加热方法采用电阻丝辐射加热法，通过电阻丝的热辐射对复合材料12进行加热。隔膜7通过密封带固定在侧向成形室壁板I内侧，位于多点可重构模具上方。为抑制多点可重构模具不连续冲头5产生的凹痕，成形过程中在多点可重构模具上方铺放压痕抑制垫11。为防止复合材料12与压痕抑制垫11粘连，在压痕抑制垫11上方铺放脱模布。真空泵9位于复合材料成型室外部，其通过侧向成形室壁板I上的抽真空口与复合材料成型室连接；从而在真空气压载荷作用下实现复合材料12曲面与多点可重构模具型面的贴模。
[0034]图3a_b是采用2块硅橡胶软膜的复合材料曲面多点热压成型设备结构示意图，其中:图3a是是采用2块硅橡胶软膜的复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形状态的剖视图；图3b是采用2块硅橡胶软膜的复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形结束状态剖视图。2块硅橡胶软膜密封固定于侧向成形室壁板I上，围成复合材料成型室。真空泵9位于复合材料成型室外部，其通过隔膜7上的抽真空口 10与2块隔膜7组成的复合材料成型室连接，使2块硅橡胶软膜围成的复合材料成型室的抽真空，即实现硅橡胶软膜对复合材料12片材的夹持。电灯泡热辐射加热装置14仍位于隔膜7上方，能够实现对复合材料12的加温。隔膜7通过密封带固定在侧向成形室壁板I内侧，位于多点可重构模具上方；通过侧向成形室壁板I上的抽真空口 10与复合材料成形曲率控制室连接，能够在真空气压载荷作用下实现隔膜7夹持的复合材料12片材与多点可重构模具模具型面的贴模。
[0035]图4a_b是底部成形室壁板设有调形工作孔的四柱式复合材料曲面多点热压成型设备结构示意图，其中:图4a是底部成形室壁板设有调形工作孔的四柱式复合材料曲面多点热压成型设备的结构三维视图；图4b是底部成形室壁板设有调形工作孔的四柱式复合材料曲面多点热压成型设备曲面成形状态剖视图。底部成形室壁板2设有调形工作孔，其位于多点可重构模具调形机构3上方；而多点可重构模具的冲头5、单元体4位于底部成形室壁板2上方。底部成形室壁板2设有调形工作孔，能够降低成形温度对多点可重构模具调形机构3的影响。
[0036]图5a_b是侧向成形室壁板设有成形观察窗口的复合材料曲面多点热压成型设备结构示意图，其中:图5a是闭合状态的侧向成形室壁板设有成形观察窗口的复合材料曲面多点热压成型设备三维视图；图5b是开合状态的侧向成形室壁板设有成形观察窗口的复合材料曲面多点热压成型设备。侧向成形室壁板I设有成形观察窗口 15，能够观察复合材料12成形过程。
[0037]下面举例说明复合材料曲面多点热压成型设备的曲面成形过程:
[0038]首先，依据复合材料成形曲率，变换多点可重构模具型面至对应曲率。然后，在多点可重构模具上方依次铺放压痕抑制垫、脱模布、复合材料片材或复合材料预浸料，并将隔膜通过离散压边装置、整体压边或密封带固定在侧向成形室壁板上。最后，开启位于隔膜上方的加热装置，实现隔膜下方复合材料加热；与此同时，启动位于复合材料成型室外部的真空泵，通过侧向成形室壁板上的抽真空口与复合材料成形曲率控制室连接，从而在真空气压载荷作用下实现与模具型面的贴模。复合材料曲面成形后，经一定时间的冷却后，打开隔膜取出设备成形的复合材料曲面件。本实用新型成功构建了具有工业应用前景的“低成本、可持续、绿色的复合材料曲面多点热压成形技术”，为复合材料曲面成形提供了柔性制造方案。
【主权项】
1.一种复合材料曲面多点热压成型设备，主要由成形室壁板、隔膜、多点可重构模具、加热装置及真空泵组成，其特征在于: 所述成形室壁板由4块侧向成形室壁板(I)和I块底部成形室壁板(2)组成，其与隔膜(7)围成密闭的复合材料成型室；所述的隔膜(7)通过离散压边装置￠)固定在侧向成形室壁板(I)上，位于多点可重构模具上方；所述的多点可重构模具由冲头(5)、单元体(4)和调形机构(3)组成，固定在底部成形室壁板(2)上；所述的加热装置通过四柱式或龙门式支架倒置固定于隔膜(7)上方；所述的真空泵(9)位于复合材料成型室外部，其通过侧向成形室壁板(I)上的抽真空口(10)与复合材料成型室连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料曲面多点热压成型设备，其特征在于: 所述的成形室壁板还包括I块上部壁板(13)，由4块侧向成形室壁板(I)、I块上部壁板(13)及I块底部成形室壁板(2)组成围成密闭的复合材料成型室；所述的加热装置倒置固定在上部壁板(13)内侧，位于隔膜(7)上方；所述的隔膜(7)通过密封带固定在侧向成形室壁板(I)内侧，位于多点可重构模具上方。
3.根据权利要求2所述的复合材料曲面多点热压成型设备，其特征在于: 所述的上部壁板(13)通过气动增压缸或液压缸控制开合；所述的气动增压缸或液压缸固定在侧向成形室壁板(I)上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的复合材料曲面多点热压成型设备，其特征在于: 所述的隔膜(7)为2块硅橡胶软膜，密封固定于侧向成形室壁板(I)上，所述2块硅橡胶软膜围成复合材料成型室，所述硅橡胶软膜与4块侧向成形室壁板(I)和I块底部成形室壁板(2)围成复合材料成形曲率控制室；所述的真空泵(9)位于复合材料成型室外部，其通过隔膜(7)上的抽真空口(10)与2块隔膜(7)组成的复合材料成型室连接，通过侧向成形室壁板(I)上的抽真空口(10)与复合材料成形曲率控制室连接。
5.根据权利要求1至3任一项所述的复合材料曲面多点热压成型设备，其特征在于: 所述的底部成形室壁板(2)设有调形工作孔，其位于多点可重构模具调形机构(3)上方；所述的多点可重构模具的冲头(5)、单元体(4)位于底部成形室壁板(2)上方。
6.根据权利要求1至3任一项所述的复合材料曲面多点热压成型设备，其特征在于: 所述的侧向成形室壁板(I)设有成形观察窗口(15)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合材料曲面多点热压成型设备，涉及复合材料曲面成形技术。本实用新型主要由成形室壁板、隔膜、多点可重构模具、加热装置及真空泵组成；所述的成形室壁板与隔膜或上部壁板围成密闭的复合材料成型室；所述的多点可重构模具由冲头、单元体、调形机构组成，固定在底部成形室壁板上方；所述的加热装置倒置固定于隔膜上方或倒置固定在上部壁板内侧；所述的真空泵位于复合材料成型室外部，其通过侧向成形室壁板上的抽真空口与复合材料成型室连接。本实用新型实现复合材料曲面多点热压成型，并降低成型时间50％，节省设备成本80％。此外，本实用新型不仅适合成形1-10米小尺寸复合材料曲面，还适合成形10米以上大尺寸复合材料曲面。
【IPC分类】B29C70-44
【公开号】CN204566718
【申请号】CN201520132952
【发明人】韩奇钢, 仲济轮
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月9日