一种三维多孔防热结构随形制备模具及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三维多孔防热结构随形制备模具及制备方法，属于防热材料成型技术领域。本发明专利技术通过将三维多孔结构预制体铺放在内模板上，在预制体外部铺放导流层，在导流层外部设置柔性外膜层，并使导流层和柔性外膜层在底部沿底板延伸一定宽度，既能够保证导流层和柔性外膜层与预制体外型面贴合完整，又能消除胶液由于扇形传输导致进胶死角，提高胶液浸渍的均匀性；通过抽真空，从底部进胶，由于导流层导流作用，使胶液沿预制体表面由外至内均匀渗透，多余胶液从顶部出胶，解决了由于重力梯度形成的浸渍不均匀问题，同时提高了胶液的利用效率，可以实现各种尺寸跨度、多种曲面构型的整体成形，突破现有成形工艺成形尺寸限制。

A shape-following die for three-dimensional porous heat-proof structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种三维多孔防热结构随形制备模具及制备方法
本专利技术涉及防热材料成型
，特别提供了一种三维多孔防热结构随形制备模具及制备方法。
技术介绍
随着国内外对航天深空探测任务的日益重视，月球探测已经被列入航天先进技术的发展方向，在月球探测任务中，返回舱以第二宇宙速度从月球返回地球时，极高的气动摩擦会在返回舱表面形成超过3000℃的极高温度，防热结构是保护返回舱避免烧毁的唯一有效措施，同时，为了保证返回舱防热结构高可靠性和高精度维形能力，防热结构要求整体成形，不能存在拼接以及异相界面问题。新一代飞船返回舱防热结构为三维多孔结构，采用了三维纤维增强低密度抗烧蚀多孔材料(参见申请号为201510616845.8)，形成综合性能优异，结构连续性完整的防热结构。这种三维纤维增强低密度抗烧蚀多孔材料一般采用了酚醛树脂溶液浸渍纤维结构的成形方法，经过干燥、固化等过程形成最终结构，这种成形方式能够满足尺寸小于1m的平板状的防热结构成形，但是，对于尺寸超过4m、曲率半径超过2m的新一代飞船返回防热结构，这种三维多孔结构自身刚度较弱，会由于较复杂的大尺寸构型下，形成较大的变形，对最终的产品尺寸精度存在影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维多孔防热结构随形制备模具，所述三维多孔结构为非平板结构，其特征在于，所述模具包括底板(8)、内模板(2)、导流层(3)及柔性外膜层(4)，所述内模板(2)设置在所述底板(8)中部，且所述内模板(2)外型面与所述三维多孔结构预制体(1)的内型面匹配，用于铺放所述三维多孔结构的预制体(1)，所述内模板(2)高度大于所述三维多孔结构的预制体高度(1)，所述导流层(3)和柔性外膜层(4)用于依次层叠覆盖在所述三维多孔结构的预制体(1)的外表面，且所述导流层(3)和柔性外膜层(4)覆盖在所述内模板(2)与所述三维多孔结构的预制体(1)形成的台阶处的部位，紧贴所述内模板(2)外表面，所述导流层...

【技术特征摘要】
1.一种三维多孔防热结构随形制备模具，所述三维多孔结构为非平板结构，其特征在于，所述模具包括底板(8)、内模板(2)、导流层(3)及柔性外膜层(4)，所述内模板(2)设置在所述底板(8)中部，且所述内模板(2)外型面与所述三维多孔结构预制体(1)的内型面匹配，用于铺放所述三维多孔结构的预制体(1)，所述内模板(2)高度大于所述三维多孔结构的预制体高度(1)，所述导流层(3)和柔性外膜层(4)用于依次层叠覆盖在所述三维多孔结构的预制体(1)的外表面，且所述导流层(3)和柔性外膜层(4)覆盖在所述内模板(2)与所述三维多孔结构的预制体(1)形成的台阶处的部位，紧贴所述内模板(2)外表面，所述导流层(3)和柔性外膜层(4)沿所述底板(8)远离所述三维多孔结构的预制体(1)的方向具有预设宽度，所述柔性外膜层(4)与底板(8)密封连接形成封闭式结构，所述柔性外膜层(4)设有至少一个进胶嘴(6)和至少一个出胶嘴(7)，所述进胶嘴(6)设置在对应所述底板(8)的位置，所述出胶嘴(7)设置在对应所述预制体(1)最高点位置，浸渍时，先封堵所述进胶嘴(6)，通过所述出胶嘴(7)抽真空，然后通过所述进胶嘴(6)进胶，胶液在所述导流层(3)导流作用下上升从所述出胶嘴(7)流出，直到完成浸渍。2.根据权利要求1所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，所述导流层(3)为盘管(9)形成的层状结构，所述盘管(9)与所述预制体(1)相邻的一面均布多个胶液通孔，所述进胶嘴(6)与所述盘管(9)连通，从所述进胶嘴(6)注入的胶液流入所述盘管(9)，从所述胶液通孔渗透到所述三维多孔结构的预制体(1)。3.根据权利要求2所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，所述盘管(9)外径为3～7mm，内径为1～3mm。4.根据权利要求3所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，所述盘管(9)表面的胶液通孔的数量为1～5个/cm，直径为1～3mm。5.根据权利要求1所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，沿所述导流层(3)的预设宽度部位均布有多个所述进胶嘴(6)，先通过其中一个所述进胶嘴(6)进胶，当有胶液连续从所述出胶嘴(7)流出时，封堵当前进胶嘴(6)，打开另一个所述进胶嘴(6)进胶，直至所述多个进胶嘴(6)都完成进胶。6.根据权利要求2所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，所述盘管(9)由多根管路并排盘旋形成，所述管路与所述进胶嘴(6)一一对应。7.根据权利要求1～6任一项所述的三维多孔防热结构随形制备模具，其特征在于，所述进胶嘴(6)和/或出胶嘴(7)包括本体(10)、紧固件(11)及连接盘(12)，所述本体包括主体结构、上端法兰和下端法兰，所述主体结构为空心圆柱结构，所述上端法兰设置在所述主体结构上端开口处，用于与外部进胶装置或抽真空装置连接，所述下端法兰设置在所述主体结构靠近下端的部位，所述主体结构位于所述下端法兰以下的部位设有突出外螺纹，所述连接盘(12)为中空结构，且中空部位截面为倒T型，所述连接盘(12)穿设在所述突出外螺纹部位，所述紧固件(11)与所述主体结构螺纹连接，且抵压在所述连接盘(12)中空部位的台阶面上，所述主体结构下端端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，张鹏飞，宁旭东，孙天峰，张璇，陶积柏，董薇，梁龙，刘佳，宫顼，王冬，张玉生，赖小明，杨雷，刘峰，尉世厚，靳志伟，张辉，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11