一种纤维布曲面预制件的成型模具及成型方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维布曲面预制件的成型模具及成型方法，包括内模及外模，内模和外模上开设有一一对应的多个通气孔；内模的外壁面与待成型零件的内壁面相吻合，外模的内壁面与待成型零件的外壁面相吻合。在成型时，根据内模成型部分的外壁面进行纤维布裁切，然后将纤维布浸渍胶液，逐层平铺每层纤维布到模具表面，保证纤维布和模具紧密贴合，相邻两层纤维布的裁切线尽量错开，铺设完成后采用纤维绳通过模具的通气孔垂直缝制纤维布，缝制完成后合上另一个模具，保证模具对齐，修剪毛边处的多余纤维布，再经后处理增密得到纤维布曲面预制件。采用本发明专利技术方法成型的预制件，不但不受复杂的外形限制，而且节省纤维布、简单、便于操作。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维布曲面预制件的成型模具及成型方法
本专利技术涉及一种纤维布预制件的成型模具及成型方法。
技术介绍
复合材料兼具多种材料的力学、热学、摩擦学、电学等性能，在航空航天领域具有广泛的应用潜力。随着航空航天技术的发展，需要采用复合材料制备的预制件形状、种类越来越多。各种大型、复杂结构的预制件成型、工艺制备及组装等工序备受关注。关于预制件的成型方法，公开号CN104723571A是关于一种纤维布盒型预制件的缝制方法及定型模具。该缝制方法包括以下步骤：首先，根据盒型预制件的设计尺寸及叠层角度裁剪纤维布并铺层；其次，以完全穿透的方式缝合盒型预制件内腔的底部；再以部分穿透的方式缝合盒型预制件侧壁对应的底部；第三，利用成型芯模把二维叠层结构的纤维布包裹成立体的盒型结构；第四，用蒸馏水均匀的喷洒盒型预制件，令其湿透后用定型模具加热预定型；第五，以完全穿透方式缝合盒型预制件侧壁；第六，再次用蒸馏水均匀的喷洒在盒型预制件上令其湿透，然后用定型模具加热定型即得。但该方法并不适用于曲面预制件的成型，现有公开文献中也未见关于曲面预制件成型方法的报道。
技术实现思路
为克服现有技术不足，解决曲面预制件的成型问题，本专利技术提供一种纤维布曲面预制件的成型模具及成型方法。本专利技术的技术解决方案如下：一种纤维布曲面预制件成型模具，其特殊之处在于：包括内模及外模，所述内模和外模上开设有一一对应的多个通气孔；所述内模的外壁面与待成型零件的内壁面相吻合，外模的内壁面与待成型零件的外壁面相吻合。进一步地，所述的纤维布曲面预制件的成型模具还包括多个装夹耳片，所述装夹耳片包括相连接的连接部分及定位部分，所述连接部分固定设置于内模或外模的端部；所述定位部分的底面为定位面。进一步地，所述多个通气孔均匀排布。进一步地，所述多个通气孔的直径为5～10mm，多个通气孔阵列排布，间距5～15mm。本专利技术通气孔的排布可以在保证模具强度的前提下，控制预制体的沉积量。孔间距较小，影响模具的强度，模具容易断裂，而且沉积量较大，不利于气体渗透到预制体内部；孔间距太大，单位面积透气孔进气量较少，沉积较慢。进一步地，所述多个装夹耳片设置于内模的端部。进一步地，所述装夹耳片的下底面开设有用于容纳多余纤维布的凹槽。多层碳布预制体的在缝制完成后要进行锁边，防止预制件沿着边缘分层，因此，留有凹槽的装夹耳片在也有利于合模后锁边。同时，本专利技术还提供了基于上述的纤维布曲面预制件成型模具进行纤维布曲面预制件成型的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)裁纤维布根据内模成型部分的内壁面进行纤维布裁切，所裁切的单块纤维布或几块纤维布的拼接形状要能包住内模成型部分的外壁面且有余量；2)浸胶将裁切的纤维布全部浸胶或局部浸胶；3)铺层在内模外壁面逐层铺设浸胶的纤维布；4)缝制利用内模上设置的通气孔，采用以下两种缝制方式中的一种对纤维布进行缝制：第一种：将纤维绳置于内模的内壁面，按照一定的缝制方向，利用内模上的通气孔对纤维布进行缝制，对于每一个通气孔处的纤维布缝制方法是：从设置纤维布的一侧穿透纤维布层及内模上的通气孔，将位于内模内壁面的纤维绳的一段拉进通气孔，并使纤维绳继续穿透纤维布层，穿透纤维布层的纤维绳为双股；第二种：将纤维绳置于设置纤维布的一侧，按照一定的缝制方向，利用内模上的通气孔对纤维布进行缝制，对于每一个通气孔处的纤维布缝制方法是：从内模的内壁面穿过内模的通气孔并穿透纤维布，将位于纤维布的一侧的纤维绳拉入穿透所形成的纤维布孔中，并继续拉将纤维绳中的一段拉进通气孔，穿透纤维布层的纤维绳为双股；5)将内模与外模进行合膜并固定；6)对纤维布进行后处理增密，纤维布曲面预制件制备完成。进一步地，所述步骤3)铺层过程中，紧贴内模的纤维布必须是整块纤维布，两个整块纤维布中间可以设置一层拼接纤维布，相邻两层的纤维布的裁切线要错开。进一步地步骤4)中的缝制方向为横向、竖向、旋转式或者交错式。进一步地，所述步骤6)具体包括以下步骤：1)将合膜后的整体放到烘箱中烘干处理，保证胶液充分固化；2)采用反应性熔体浸渗工艺或化学气相渗透工艺对纤维布进行增密。进一步地，为防止预制件沿着边缘分层，步骤4)和步骤5)之间还包括对缝制后的纤维布进行锁边的步骤。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：1、本专利技术纤维布曲面预制件的成型模具，其内模1及外模2均为整体件，合模时定型误差较小，预制件密度均匀。2、本专利技术的纤维布曲面预制件的成型模具，结构简单，利于操作，成本较低。3、本专利技术的纤维布曲面预制件的成型方法，不受纤维布复杂的外形限制，可以采用一整块纤维布进行铺设也可以通过碎布拼接的方式铺设，节省纤维布使用量。4、本专利技术的纤维布曲面预制件的成型方法步骤4)所使用的缝制方法，只需从单面进行缝制，易于实现机械化。附图说明图1为对应本专利技术方法中步骤5)内模、外模合并后的轴测图；图2为图1的俯视图；图3为图2的A-A剖视图，图2中的外模未示出；图4为图3中A处的局部放大图；图5为采用有别于图3中所展示缝制方法的另外一种缝制方法的示意图；图6为图5中B处的局部放大图；图7为本专利技术实施例整块纤维布的裁切示意图；图8为本专利技术实施例小块纤维布的拼接示意图；图9为本专利技术实施例整块纤维布的另一种裁切示意图；其中附图标记为：1-内模；2-外模；3-纤维布；4-装夹耳片；41-连接部分、42-定位部分、43-凹槽、5-通气孔；6-纤维绳；7-裁切线。具体实施方式以下结合附图1-8对本专利技术一个实施例进行说明。本专利技术纤维布曲面预制件成型模具，包括内模1、外模2及四个装夹耳片4；装夹耳片4包括相连接的连接部分41及定位部分42，连接部分41固定设置于内模1或外模2的端部；定位部分42的底面为定位面，用于保证纤维布曲面预制件厚度均匀；装夹耳片4的下底面开设有用于容纳多余纤维布的凹槽43。内模1和外模2上开设有一一对应的均匀排布的多个通气孔5，多个通气孔的直径为7mm，多个通气孔圆圈阵列排布，间距12mm。内模1的外壁面与待成型零件的内壁面相吻合，外模2的内壁面与待成型零件的外壁面相吻合。采用本专利技术的纤维布曲面预制件成型模具进行纤维布曲面预制件成型的方法，包括以下步骤：1)裁纤维布根据内模1成型部分的内壁面进行纤维布裁切，所裁切的单块纤维布或几块纤维布的拼接形状要能包住内模1成型部分的外壁面且顶部留有10mm的余量。图7所示是用一整块纤维布进行裁切的示意图，需要裁切掉多余的部分，保证每层纤维布表面无异物及夹杂。图8所示是用几块碎纤维布进行拼接的示意图。图9所示也是用一整块纤维布进行裁切的示意图。2)浸胶将裁切的纤维布浸渍(全部浸渍或局部浸渍)在环氧树脂胶液中。采用胶液(可挥发或者碳化)辅助定型所有纤维布。3)铺层在内模1外壁面逐层铺设浸胶的纤维布，第一层和内模1贴合，第二层和第一层贴合，以此类推。铺层时要保证纤维布无褶皱、重叠及夹杂。紧贴内模1的纤维布必须是如图7或图9所示的一整块布，整块布中间可以铺一层如图8所示碎片布，并且保证碎片布的裁切处不重叠，缝隙较小，且相邻两层纤维布的裁切线7尽量避免重合。可以在第n层铺设如图7所示形状的整块纤维布，在第n+1层铺设如图8所示的拼接步，在第n+2层铺设如图9所示形状的整块纤维布。在纤维布铺设时，可以采用压条或压块压住已经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：包括内模(1)及外模(2)，所述内模(1)和外模(2)上开设有一一对应的多个通气孔(5)；所述内模(1)的外壁面与待成型零件的内壁面相吻合，外模(2)的内壁面与待成型零件的外壁面相吻合。

【技术特征摘要】
1.一种纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：包括内模(1)及外模(2)，所述内模(1)和外模(2)上开设有一一对应的多个通气孔(5)；所述内模(1)的外壁面与待成型零件的内壁面相吻合，外模(2)的内壁面与待成型零件的外壁面相吻合。2.根据权利要求1所述的纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：还包括多个装夹耳片(4)，所述装夹耳片(4)包括相连接的连接部分(41)及定位部分(42)，所述连接部分(41)固定设置于内模(1)或外模(2)的端部；所述定位部分(42)的底面为定位面。3.根据权利要求1或2所述的纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：所述多个通气孔(5)均匀排布。4.根据权利要求3所述的纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：所述多个通气孔(5)的直径为5～10mm。5.根据权利要求4所述的纤维布曲面预制件的成型模具，其特征在于：所述装夹耳片(4)的下底面开设有用于容纳多余纤维布的凹槽(43)。6.基于权利要求1至5任一所述的纤维布曲面预制件的成型模具进行纤维布曲面预制件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1)裁纤维布根据内模(1)成型部分的外壁面进行纤维布裁切，所裁切的单块纤维布或几块纤维布的拼接形状能够包住内模(1)成型部分的外壁面且有余量；2)浸胶将裁切的纤维布全部浸胶或局部浸胶；3)铺层在内模(1)外壁面逐层铺设浸胶的纤维布；4)缝制利用内模(1)上设置的通气孔(5)，采用以下两种缝制方式中的一种对纤维布进行缝制：第一种：将纤维绳(6)置于内模(1)的内壁面，按照一定的缝制方向，利用内模(1)上的通气孔(5)对纤维布进行缝制，对于每一个通气孔(5)处的纤维布缝制方法是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦珠，冯锋，李建章，王鹏，苏海龙，张建平，田录录，吕雉，成来飞，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61