本发明专利技术涉及复合材料成型制造领域，特别涉及一种双热隔膜快速成型装置及方法，包括真空部件、风热部件、密封框、成型模具、热风循环系统，密封框设于真空部件与风热部件之间，以使真空部件、密封框与风热部件之间围蔽形成成型腔室，成型腔室设有位于密封框的侧部上的第二抽真空口、位于真空部件的第一抽真空口和模具放置位；热风循环系统与成型于风热部件上的成型腔室连接；成型模具内部设有加热组件。通过热风循环系统和模具加热的复合加热模式，降低预浸料与成型模具之间的温差，同时循环风产生的强迫对流换热使预浸料不同部位的温度分布均匀，使预浸料层间更容易滑移，避免缺陷的产生，同时加热温度上限高，可满足预浸料后期固化的需求。化的需求。化的需求。
【技术实现步骤摘要】
一种双热隔膜快速成型装置及方法
[0001]本专利技术涉及复合材料成型制造领域，特别涉及一种双热隔膜快速成型装置及方法。
技术介绍
[0002]随着航空航天与汽车领域的蓬勃发展，复合材料在飞机、航天器及汽车上作为结构件应用的场景越来越多，其构件趋向于大型化、复杂化及轻量化，传统的手工铺贴工艺因效率低、质量不稳定等原因已经无法满足复合材料应用场景的进一步拓展与深化。在保证复合材料成型质量的前提下充分提高复合材料的成型效率是当前成型工艺的发展趋势，热隔膜成型工艺应运而生。复合材料制造工艺过程，通常先借助自动铺带或铺丝机将预浸料铺贴为平板结构，然后采用热隔膜成型工艺使预浸料叠层变形，制成零件预制体，最后通过热压罐进行固化，制造出满足要求的零件。
[0003]热隔膜成型技术可以降低人为因素影响，提高成型效率和成型质量，在先进复合材料成型制造中已经获得了部分应用，但传统热隔膜成型工艺还存在几点不足：1）目前热隔膜成型工艺装备多针对大型目标构件专业开发，价格高昂，中小企业和高校难以负担其购置成本，限制了该技术的研发应用；2）目前多数热隔膜成型装置主要用于预成型，加热方式采用红外灯单面辐射加热，温度均一性差，且模具无自加热功能，容易导致温度不均匀，需反复摸索加热工艺。而且温度上限低，无法达到非热压罐预浸料预成型后的原位固化温度要求。
[0004]3）多数定制的热隔膜成型设备采用金属全封闭式设计，成型过程无法观察内部预浸料变形情况，不利于工艺过程问题的发现和优化。无形中增加了工艺研制周期和成本。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的在于提供一种双热隔膜快速成型装置及方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0006]为解决上述技术问题所采用的技术方案：首先本专利技术提供一种双热隔膜快速成型装置，其包括：真空部件；风热部件；密封框，设于真空部件与风热部件之间，以使所述真空部件、密封框与风热部件之间围蔽形成成型腔室，所述成型腔室设有位于密封框的侧部上的第二抽真空口、位于真空部件的第一抽真空口和模具放置位；热风循环系统，与成型于风热部件上的所述成型腔室连接；成型模具，设于所述模具放置位，所述成型模具内部设有加热组件。
[0007]本双热隔膜快速成型装置的有益效果是：通过热风循环系统和模具加热的复合加热模式，降低预浸料与成型模具之间的温差，同时循环风产生的强迫对流换热使预浸料不同部位的温度分布均匀，使预浸料层间更容易滑移，避免缺陷的产生，同时加热温度上限高，可满足预浸料后期固化的需求，及通过采用双隔膜成型方式，提升了变形过程热膜对预浸料的支撑作用，避免了预浸料无支撑变形过程产生的褶皱缺陷，同时可对底部真空腔和
双隔膜腔的真空度分别进行控制，有效避免了制品拐角部位或者制品大曲率部位褶皱和桥架现象的产生，降低制件缺陷。
[0008]使用时，将成型模具放置于真空部件上的模具放置位，将双热隔膜中的第一热隔膜铺设在真空部件朝向风热部件的一侧，并且覆盖住第一抽真空口和成型模具，然后通过密封框将第一热隔膜四周密封压紧在真空部件的四周边缘上，并且第一抽真空口和成型模具套在密封框的内框内，此时可将预浸料铺设在成型模具对应区域的第一热隔膜的上侧，然后再将第二热隔膜铺设在第一热隔膜和预浸料的上方，而第二热隔膜的四周边缘覆盖在密封框的上侧，之后再将风热部件与第二热隔膜边缘抵触，并将第二热隔膜的四周边缘、密封框和第一热隔膜的四周边缘压紧在真空部件四周上，此时的真空部件、密封框与风热部件之间所围蔽而成的成型腔室就被第一热隔膜和第二热隔膜分隔为三个间隙腔，三个间隙腔分别为第一热隔膜的底侧与真空部件的顶侧之间形成的底部真空腔、第一热隔膜和预浸料的顶侧跟第二热隔膜的底侧之间形成的双隔膜腔、第二热隔膜的顶侧与风热部件的底侧之间形成的热风腔，其中第一抽真空口就与底部真空腔连通，而第二抽真空口与双隔膜腔连通，热风循环系统与热风腔连通。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，还包括驱动组件，用于带动真空部件和风热部件相互远离和靠近。
[0010]本方案通过驱动组件来驱动真空部件和风热部件相互远离、靠近，这样可实现自动的压合以及出料，提高效率，同时也保证了真空部件、密封框与风热部件之间压紧的稳定性，使得受力更加均匀。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，还包括成型平台，所述真空部件固定于成型平台，所述驱动组件与风热部件传动连接。
[0012]本方案中的真空部件为固定式的，而风热部件为活动式的，在操作时，将风热部件抬升即可，并且为了方便放料，风热部件与真空部件呈上下设置，驱动组件驱动风热部件在真空部件的上方上下移动。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述成型模具内部设有加热腔，所述加热组件包括位于加热腔内壁的电加热片、设于加热腔内的热电偶。
[0014]本方案通过电加热片来对成型模具内部的加热腔进行加热，使得成型模具外侧的升温均匀，并还设置了热电偶，以使得加热功率和温度可调。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，还包括与第一抽真空口、第二抽真空口连接的真空系统，所述真空系统给第一抽真空口、第二抽真空口提供独立可调的真空源。
[0016]本方案中的真空系统可单独控制底部真空腔、双隔膜腔的真空度。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，在所述密封框的两端面与真空部件、风热部件之间均设有密封层。密封层可提高密封框对热隔膜压合的密封性。作为上述技术方案的进一步改进，在所述密封框与真空部件之间叠合有两层所述密封层。第一热隔膜可夹在两层密封层之间，这样可提高底部真空腔、双隔膜腔的密封性。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述真空部件和风热部件均为罩壳结构，所述真空部件设有真空腔槽，所述风热部件设有与真空腔槽相对的风热腔槽，所述密封框设于真空腔槽的槽口与风热腔槽的槽口之间。本方案中的成型腔室通过风热腔槽与真空腔槽对合而成的，在风热腔槽与真空腔槽之间通过密封框中空的内框连通，这样可方便部件放入
以及对热隔膜、预浸料的铺设。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述风热腔槽侧面设有与热风循环系统连通的进风口和回风口，所述进风口和回风口分别设于风热腔槽相对的两侧，所述风热腔槽设有观察窗。
[0020]热风循环系统的热风从进风口进入，经过换热后，再从回风口流出，这样可提高对流换热的效果。
[0021]此外本专利技术还提供一种双热隔膜快速成型方法，其采用上述的双热隔膜快速成型装置，具体方法如下：将选定的成型模具布置于所述模具放置位上；将第一热隔膜铺设于真空部件上，并覆盖第一抽真空口和成型模具；将预浸料铺设于成型模具对应区域的第一热隔膜上；将密封框放置于真空部件，且第一抽真空口和成型模具设于密封框内，密封框的底面与第一热隔膜四周边缘抵接；将第二热隔膜铺设于第一热隔膜上，往四周延伸至密封框顶面的边缘；将风热部件压紧在密封框上，所述风热部件的边缘与第二热隔膜四周边缘抵接；根据设定的真空度和加热温本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双热隔膜快速成型装置，其特征在于：其包括：真空部件；风热部件；密封框，设于真空部件与风热部件之间，以使所述真空部件、密封框与风热部件之间围蔽形成成型腔室，所述成型腔室设有位于密封框的侧部上的第二抽真空口、位于真空部件的第一抽真空口和模具放置位；热风循环系统，与成型于风热部件上的所述成型腔室连接；成型模具，设于所述模具放置位，所述成型模具内部设有加热组件。2.根据权利要求1所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：还包括驱动组件，用于带动真空部件和风热部件相互远离和靠近。3.根据权利要求2所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：还包括成型平台，所述真空部件固定于成型平台，所述驱动组件与风热部件传动连接。4.根据权利要求1所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：所述成型模具内部设有加热腔，所述加热组件包括位于加热腔内壁的电加热片、设于加热腔内的热电偶。5.根据权利要求1所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：还包括与第一抽真空口、第二抽真空口连接的真空系统，所述真空系统给第一抽真空口、第二抽真空口提供独立可调的真空源。6.根据权利要求1所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：在所述密封框的两端面与真空部件、风热部件之间均设有密封层。7.根据权利要求6所述的双热隔膜快速成型装置，其特征在于：在所述密封框与真空部件之间叠合有两层所述密封层...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹子荷，胡海晓，李书欣，陈宏达，曹东风，张宇，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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