一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法技术

本发明专利技术涉及复合材料成型加工技术领域，具体涉及一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法。该工装中的自动铺放设备用于按照铺层顺序对壁板各铺层按顺序进行铺叠以形成壁板预成型体；注塑机用于在注塑模具中通过多个流道对筋条阵列进行注塑成型；真空烘箱用于对固定在加热支撑模上的壁板预成型体进行预加热；模压模具下模与模压模具上模配合用于定位安装注塑成型后的筋条阵列与预加热后的壁板预成型体；压机用于对模压模具内的壁板预成型体及短切纤维增强热塑性复合材料筋条进行模压。该热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法的目的是解决现有热压制备工艺中升温与降温过程花费时间较长的问题。升温与降温过程花费时间较长的问题。升温与降温过程花费时间较长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法


[0001]本专利技术涉及复合材料成型加工
，具体涉及一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法。

技术介绍

[0002]传统的加筋壁板成型方法是采用热压的方式，将筋条与壁板放置在热压模具上后，将模具合模，并放置在热压机中，热压机在提供给模具一个预压力的基础上开始升温，温度升至400℃左右时开始加压，并带压保温一段时间，随后带压降温，温度降至室温后卸压，之后再进行脱模与修边。
[0003]上述传统方法制备存在的缺点是：1、制备时间成本高，工件升温与降温花费时间较长，单件加筋壁板热压过程(从预压到脱模)需要约10小时，导致制备效率低；2、由于高时间成本导致产品总成本较高。
[0004]因此，专利技术人提供了一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]本专利技术实施例提供了一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装及方法，解决了现有热压制备工艺中升温与降温过程花费时间较长的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装，包括自动铺放设备、注塑机、注塑模具、真空烘箱、加热支撑模、模压模具下模、模压模具上模、压机和液压缸；其中，
[0009]所述自动铺放设备用于按照铺层顺序对壁板各铺层按顺序进行铺叠以形成壁板预成型体；
[0010]所述注塑机用于在所述注塑模具中通过多个流道对多个短切纤维增强热塑性复合材料筋条组成的阵列进行注塑成型；
[0011]所述真空烘箱用于对固定在所述加热支撑模上的所述壁板预成型体进行预加热；
[0012]所述模压模具下模与所述模压模具上模配合用于定位安装注塑成型后的筋条阵列与预加热后的所述壁板预成型体；
[0013]所述压机用于对所述模压模具内的所述壁板预成型体及所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条进行模压。
[0014]进一步地，所述快速成型工装还包括镶块，所述镶块放置于所述筋条阵列与所述模压模具下模之间的缝隙处且用于定位所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条。
[0015]进一步地，所述快速成型工装还包括液压缸、第一挡块及第二挡块，所述第一挡块、所述第二挡块放置于所述模压模具下模内，所述第二挡块的第一端与所述第一挡块的第一端滑动连接，所述第二挡块的第二端与所述壁板预成型体固定连接；所述液压缸用于
推动所述第一挡块，从而使得所述第二挡块向上运动，将完成模压后的加筋壁板顶出以脱模。
[0016]进一步地，所述液压缸的输出端穿设于所述模压模具下模且与所述第一挡块的第二端连接。
[0017]进一步地，所述第一挡块的第一端具有第一楔形面，所述第二挡块的第一端具有第二楔形面，所述第一楔形面与所述第二楔形面相互配合。
[0018]进一步地，所述第一挡块与所述第二挡块的夹角为90
°
。
[0019]进一步地，所述第一楔形面及所述第二楔形面的楔形角度均为45
°
。
[0020]本专利技术的第二方面提供了一种利用上述的热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装的成型方法，包括以下步骤：
[0021]按照铺层顺序对壁板各铺层按顺序进行铺叠，形成壁板预成型体；
[0022]通过多个流道对多个短切纤维增强热塑性复合材料筋条组成的阵列进行注塑成型；
[0023]对所述壁板预成型体进行预加热；
[0024]将注塑成型的筋条阵列放置在所述模压模具下模上，将加热至设定温度的壁板预成型体转移并放置在所述筋条阵列的上方，并将所述模压模具上模与所述模压模具下模完成合模；
[0025]对模压模具内的所述壁板预成型体、所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条进行模压，制备出加筋壁板。
[0026]进一步地，所述对模压模具内的所述壁板预成型体、所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条进行模压，具体为：将整个模压模具固定在压机下工作台上，操纵压机上工作台竖直向下运动，当压机压力达到设定压力值时停止上工作台运动。
[0027]进一步地，所述对模压模具内的所述壁板预成型体进行模压，制备出加筋壁板，还包括：通过机械加工方式沿边缘线对所述加筋壁板进行修边，得到最终加筋壁板。
[0028](3)有益效果
[0029]综上，本专利技术通过注塑成型筋条阵列，然后采用模压方式完成筋条与壁板的一体成型，从而大大提高加筋壁板的制备效率，从而有效控制产品成本。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术实施例提供的一种热塑性复合材料加筋壁板的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的一种快速成型工装中的自动铺放设备的工作状态示意图；
[0033]图3是本专利技术实施例提供的一种快速成型工装中的注塑机的工作状态示意图；
[0034]图4是本专利技术实施例提供的一种快速成型工装中的真空烘箱的工作状态示意图；
[0035]图5是本专利技术实施例提供的一种快速成型工装中的压机箱的工作状态示意图；
[0036]图6是本专利技术实施例提供的一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型方法的流程示意图；
[0037]图7是本专利技术实施例1中待制作的热塑性复合材料加筋壁板的结构示意图；
[0038]图8是本专利技术实施例2中待制作的热塑性复合材料加筋壁板的结构示意图。
[0039]图中：
[0040]1‑
自动铺放设备；2
‑
注塑机；3
‑
注塑模具；4
‑
真空烘箱；5
‑
加热支撑模；6
‑
模压模具下模；7
‑
模压模具上模；8
‑
压机；9
‑
液压缸；10
‑
镶块；11
‑
第一挡块；12
‑
第二挡块；100
‑
壁板预成型体；200
‑
短切纤维增强热塑性复合材料筋条；300
‑
加筋壁板。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0043]在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装，其特征在于，包括自动铺放设备(1)、注塑机(2)、注塑模具(3)、真空烘箱(4)、加热支撑模(5)、模压模具下模(6)、模压模具上模(7)、压机(8)和液压缸(9)；其中，所述自动铺放设备(1)用于按照铺层顺序对壁板各铺层按顺序进行铺叠以形成壁板预成型体(100)；所述注塑机(2)用于在所述注塑模具(3)中通过多个流道对多个短切纤维增强热塑性复合材料筋条(200)组成的阵列进行注塑成型；所述真空烘箱(4)用于对固定在所述加热支撑模(5)上的所述壁板预成型体(100)进行预加热；所述模压模具下模(6)与所述模压模具上模(7)配合用于定位安装注塑成型后的筋条阵列与预加热后的所述壁板预成型体(100)；所述压机(8)用于对所述模压模具内的所述壁板预成型体(100)及所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条(200)进行模压。2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装，其特征在于，还包括镶块(10)，所述镶块(10)放置于所述筋条阵列与所述模压模具下模(6)之间的缝隙处且用于定位所述短切纤维增强热塑性复合材料筋条(200)。3.根据权利要求1所述的热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装，其特征在于，还包括液压缸(9)、第一挡块(11)及第二挡块(12)，所述第一挡块(11)、所述第二挡块(12)放置于所述模压模具下模(6)内，所述第二挡块(12)的第一端与所述第一挡块(11)的第一端滑动连接，所述第二挡块(12)的第二端与所述壁板预成型体(100)固定连接；所述液压缸(9)用于推动所述第一挡块(11)，从而使得所述第二挡块(12)向上运动，将完成模压后的加筋壁板顶出以脱模。4.根据权利要求3所述的热塑性复合材料加筋壁板的快速成型工装，其特征在于，所述液压缸(9)的输出端穿设于所述模压模具下模(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨乾，崔家铭，翟全胜，叶宏军，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：