[发明专利]气体膨胀成型模具

说明书

本发明提供了一种气体膨胀成型模具，该模具具有模腔，模腔内设有推板，所述推板将所述模腔分为包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有开口，采用所述模具成型产品时：第一腔体中还充满膨胀材料流体，且此时所述第一腔体的开口处于密封状态，其中，膨胀材料流体通过将包括反应物、水和硬化组分混合得到，且通过所述膨胀材料流体中的反应物进行化学反应产生气体使得所述硬化组分与水反应生成的基体膨胀进而推动所述推板对原材料施加压力并成型，且成型结束后，膨胀材料流体形成可破坏芯模。该模具能够解决现有技术中采用橡胶模具制备产品时不利于降低复合材料的制造成本以及采用溶芯模具时应用条件和环境受限等技术问题。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，尤其涉及一种气体膨胀成型模具，用于复合材料的制造。

背景技术

纤维增强热固性复合材料是一种航天航空领域常用的材料，用量多少已经成为衡量是否设计制造先进、是否具有高技术含量及全系统是否具有优势的一个标准，已成为设计师争相采用的先进材料之一。然而，随着结构轻量化、低成本化的进程，要求设计师把各个部件集成或整体一次成型，以降低紧固件、胶接件的用量及缩短后续的加工工序和装配工序，这致使复合材料构件的结构更复杂、技术要求更高、制造难度更大。

在诸多结构件中，有一类是半封闭腔体结构，属于树脂基复合材料难以制备的结构。通常情况下，使用的工艺是橡胶模或溶芯模辅助成型，其中：

1)采用橡胶模具：橡胶模具作为芯材料，是一种常用的方法，其基本流程是将橡胶浇注到专有模具内硫化成一橡胶模芯，在橡胶模具上铺放预浸料，而后随着温度的升高，橡胶膨胀后给预制件一个成型压力。该方法需要专门的模具和专有的步骤成型橡胶模具，不利于降低复合材料的制造成本。

2)采用溶芯模具：溶芯模具是将可溶性材料成型坯料，而后将坯料机械加工成预想的形状，再用作芯材铺放预制件。然而该芯材不能实现膨胀功能，仅起到一个维形、易脱模的作用，不能实现侧向加压的功能，应用条件和环境受到限制。

发明内容

本发明提供了一种气体膨胀成型模具，能够解决现有技术中采用橡胶模具制备产品时不利于降低复合材料的制造成本以及采用溶芯模具时应用条件和环境受限等技术问题。

本发明技术解决方案：

本发明提供一种气体膨胀成型模具，所述模具具有模腔，模腔内设有推板，所述推板将所述模腔分为包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有开口，采用所述模具成型产品时：

所述模具内还设置有原材料；第一腔体中还充满膨胀材料流体，且此时所述第一腔体的开口处于密封状态，其中，膨胀材料流体通过将包括反应物、水和硬化组分混合得到，且通过所述膨胀材料流体中的反应物进行化学反应产生气体使得所述硬化组分与水反应生成的基体膨胀进而推动所述推板对原材料施加压力并成型，且成型结束后，膨胀材料流体形成可破坏芯模。

进一步地，推板用作阴模部分或阳模部分。

进一步地，推板用作阴模部分时，模具还包括阳模芯，阳模芯设置在第二腔体中，且在推板和所述阳模芯之间成型所述原材料。

进一步地，推板用作阳模部分时，第二腔体置于所述第一腔体的外侧，且在推板和第二腔体的内壁之间成型所述原材料。

进一步地，推板为多个，用于对产品进行分段单独控制成型。

进一步地，当推板为多个时，所述的第一腔体至少为一个。

进一步地，推板为侧推板，用于对原材料成型时进行侧向加压。

进一步地，第一腔体还进行密封处理或第一腔体的内壁上内布设有与内壁随形的弹性内衬，构成弹性内衬型腔；膨胀流体材料充满经密封处理后的第一腔体或弹性内衬型腔。

进一步地，弹性内衬为橡胶内衬；反应物为轻金属和酸；硬化组分为石膏。