[发明专利]纤维增强复合材料褶皱夹芯圆台壳的热压成型方法

权利要求书

1.纤维增强复合材料褶皱夹芯圆台壳的热压成型方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

一、纤维增强复合材料褶皱芯子的制备：

步骤a、清洗芯子模具：

采用洗涤剂清洗芯子模具，并放置通风处晾干；

步骤b、涂抹脱模剂：

将脱膜剂均匀地涂抹在芯子模具表面，之后放在通风处至芯子模具完全晾干；

步骤c、组装芯子模具：

将芯子模具中第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)组装成一个完整的圆台型阳模主体，再将第一芯子模具内支撑(1-6)通过连接元件与第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)上底面连接在一起，将第二芯子模具内支撑(1-7)通过连接元件与第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)下底面连接在一起；

步骤d、预浸料的裁剪与铺层：

首先根据几何尺寸，计算出褶皱芯子完全展开后的几何形状；之后输入到预浸料切割机中，并切割出所需的预浸料，按照设计好的铺层顺序对预浸料进行铺层；

步骤e、预浸料的折叠：

将切割好的预浸料放置在加热台上进行加热，加热温度为30℃，待预浸料软化后，将其放置在第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)的表面上，并在外部将阴模(1-3)压到第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)中，挤压压力为0.5-1Mpa，直至纤维预浸料完全和第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)贴合，得到预制的褶皱圆台壳状；

步骤f、预浸料的固化：

十二个阴模(1-3)和第一阳模(1-1)和第二阳模(1-2)完全贴合后，在其外部安装两个芯子模具外支撑(1-5)，两个芯子模具外支撑(1-5)通过连接元件进行连接，待组装完成后，将步骤e得到的圆台壳状褶皱预浸料及芯子模具一起放入到烘箱中进行固化，固化温度为100℃-200℃，固化时间为1-3小时；

步骤g、褶皱芯子的脱膜：

先将两个芯子模具外支撑(1-5)从外部拆卸下来，之后拆卸顶部和底部的第一芯子模具内支撑(1-6)和第二芯子模具内支撑(1-7)，然后将第二阳模(1-2)缓慢取出，之后去除第一阳模(1-1)，即可得到一整块圆台形褶皱芯子，至此，完成了褶皱夹芯圆台壳的褶皱芯子的制备；

二、纤维增强复合材料内面板的制备：

步骤h、清洗面板模具：

采用洗涤剂清洗面板模具，并放置通风处晾干；

步骤i、涂抹脱模剂：

将脱膜剂均匀地涂抹在面板模具表面，之后放在通风处至面板模具完全晾干；

步骤j、组装内面板模具主体：

将内面板模具主体中的第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)扣合在一起组成空心圆台壳结构，将第一面板模具内支撑(2-8)通过连接元件与内面板模具主体上底面连接在一起，将第二面板模具内支撑(2-9)通过连接元件与内面板模具主体下底面连接在一起，使第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)的位置固定；

步骤k、预浸料的裁剪与铺层：

首先根据几何尺寸，计算出面板展开后的扇形几何尺寸，之后输入到预浸料切割机中，并切割出所需的预浸料，按照设计好的铺层顺序对预浸料进行铺层；

步骤l、预浸料的铺设：

将裁好的预浸料铺设在第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)上，之后在外部安装中间面板模具主体中的第一中间面板模具(2-4)、第二中间面板模具(2-5)和第三中间面板模具(2-6)，再在中间面板模具主体外安装两个面板模具外支撑(2-7)，两个面板模具外支撑(2-7)进行左右扣合，并通过连接元件连接在一起，两个面板模具外支撑(2-7)的下底面通过连接元件与第二面板模具内支撑(2-9)连接在一起；

步骤m、预浸料的固化：

将组装好的面板模具一起放入烘箱中进行固化，固化温度为100℃-200℃，固化时间为1-3小时，

步骤n、内面板的脱模：

首先将两个面板模具外支撑(2-7)、第一中间面板模具(2-4)、第二中间面板模具(2-5)和第三中间面板模具(2-6)拆卸下来，之后拆卸第一面板模具内支撑(2-8)和第二面板模具内支撑(2-9)，再将第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)从内部拆卸下来，即可得到一整块圆台形内面板，至此，完成了褶皱夹芯圆台壳的内面板的制备；

三、纤维增强复合材料外面板的制备：

纤维增强复合材料外面板的制备与步骤二基本相同，不同点在于，

步骤l中：先在第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)外部安装第一中间面板模具(2-4)、第二中间面板模具(2-5)和第三中间面板模具(2-6)，之后将裁好的预浸料铺设在第一中间面板模具(2-4)、第二中间面板模具(2-5)和第三中间面板模具(2-6)上；

步骤n中：首先将两个面板模具外支撑(2-7)拆卸下来，之后拆卸第一面板模具内支撑(2-8)和第二面板模具内支撑(2-9)，从内部拆卸下第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)，最后从内部拆卸第一中间面板模具(2-4)、第二中间面板模具(2-5)和第三中间面板模具(2-6)，最终，完成了褶皱夹芯圆台壳的外面板的制备；

四、纤维增强褶皱夹芯圆台壳的褶皱芯子与内外面板的组装、胶结和二次固化：

步骤o、胶膜的粘贴：

在外面板的内表面和内面板的外表面上粘贴一层胶膜：

步骤p、褶皱芯子与内外面板胶结：

将步骤一制备好的褶皱芯子与步骤三制备好的外面板的内部粘接，之后再将步骤二制备好的内面板的外部和褶皱芯子进行粘接，即可得到褶皱夹芯圆台壳，粘接好的褶皱夹芯圆台壳放置到第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)的外表面上，并在其上底面安装第一面板模具内支撑(2-8)，在其下底面安装第二面板模具内支撑(2-9)，最后将两个面板模具外支撑(2-7)安装在褶皱夹芯圆台壳的外表面上，两个面板模具外支撑(2-7)通过连接元件连接在一起，固定其位置；

步骤q、褶皱夹芯圆台壳的固化：

将组合好的面板模具放入到烘箱中，固化温度为100℃-200℃，固化时间为1-3小时；

步骤r、面板模具的拆卸：

首先拆卸两个面板模具外支撑(2-7)，之后拆卸第一面板模具内支撑(2-8)和第二面板模具内支撑(2-9)，从内部拆卸第一内面板模具(2-1)、第二内面板模具(2-2)和第三内面板模具(2-3)，即可得到褶皱夹芯圆台壳，至此，完成了褶皱夹芯圆台壳的制备；

所述芯子模具包括阳模主体、阴模主体、第一芯子模具内支撑(1-6)、第二芯子模具内支撑(1-7)和两个芯子模具外支撑(1-5)，阳模主体是由若干个阳模组合而成的空心圆台壳结构，阳模主体内壁面为圆台面，阳模主体外壁面设置多个四边形单元(1-4)，其中沿阳模主体的环向方向排列N个几何形状相同的四边形单元(1-4)，沿阳模主体母线方向排列M个呈一定比例放缩的四边形单元(1-4)，沿环向方向排列的N个四边形单元(1-4)中相邻两个四边形单元(1-4)之间设有一个阴模(1-3)，阴模主体包括N个阴模(1-3)，阴模主体外壁面为圆台面，阴模(1-3)内壁面设置多个四边形单元(1-4)，其中沿阴模(1-3)环向方向排列一个四边形单元(1-4)，沿阴模(1-3)母线方向排列M个呈一定比例放缩的四边形单元(1-4)，阴模(1-3)内壁面上的四边形单元(1-4)与阳模主体外壁面上与之对应的四边形单元(1-4)完全咬合，两个芯子模具外支撑(1-5)扣合组成内壁为圆台形的空心芯子模具外支撑主体，两个芯子模具外支撑(1-5)扣设在阳模主体与阴模(1-3)组合体的外部，第一芯子模具内支撑(1-6)设置在阳模主体的上底面，第二芯子模具内支撑(1-7)设置在阳模主体下底面；

面板模具包括内面板模具主体、中间面板模具主体、第一面板模具内支撑(2-8)、第二面板模具内支撑(2-9)和两个面板模具外支撑(2-7)，内面板模具主体是由若干个内面板模具组合而成的空心圆台壳结构，内面板模具内、外壁面均为圆台面，中间面板模具主体是由若干个中间面板模具组合而成的空心圆台壳结构，中间面板模具内、外壁面均为圆台面，中间面板模具主体扣设在内面板模具主体的外部，两个面板模具外支撑(2-7)扣合组成内壁为圆台形的空心面板模具外支撑主体，两个面板模具外支撑(2-7)扣设在中间面板模具主体的外部，第一面板模具内支撑(2-8)设置在内面板模具主体上底面，第二面板模具内支撑(2-9)设置在内面板模具主体下底面；

面板模具的若干个内面板模具由一个圆台壳切割而成，垂直于圆台壳轴线的任何一个截面上的切割线相互平行；面板模具的若干个中间面板模具由一个圆台壳切割而成，垂直于圆台壳轴线的任何一个截面上的切割线相互平行；芯子模具的若干个阳模由一个圆台壳切割而成，垂直于圆台壳轴线的任何一个截面上的切割线相互平行。