[发明专利]一种成型工装及利用该成型工装制备矩形中空复合材料管状构件的方法

权利要求书

1.一种用于矩形中空复合材料管状构件成型的成型工装，其特征在于，所述成型工装包括本体和辅助件；

所述本体包括底板、左侧挡板、右侧挡板和上方挡板，四者相互配合形成有矩形空腔；所述左侧挡板和所述右侧挡板的上端均设计成向内侧延伸的拐角形式；所述左侧挡板和所述右侧挡板均与所述底板可拆卸连接，所述上方挡板与所述左侧挡板和所述右侧挡板可拆卸连接；

所述辅助件包括左侧辅助挡块、右侧辅助挡块和辅助平板；所述左侧辅助挡块和所述右侧辅助挡块分别同所述左侧挡板上端与所述右侧挡板上端可拆卸连接；所述辅助平板作为独立件可置于所述矩形空腔内且当平移到上方时左右两侧能够被所述左侧挡板和所述右侧挡板的拐角卡住，长度不小于所述底板的长度。

2.根据权利要求1所述的成型工装，其特征在于，

所述左侧挡板和所述右侧挡板的下端均设计成向外侧延伸的拐角形式。

3.根据权利要求2所述的成型工装，其特征在于，

所述左侧挡板和所述右侧挡板上端的拐角的长度为20-50mm；

所述左侧挡板和所述右侧挡板上端的拐角的长度为100-120mm；和/或

所述底板上设计有沟槽。

4.根据权利要求3所述的成型工装，其特征在于，

沟槽两端为斜角过渡，斜角的角度为30°～60°，沟槽深度为1-25mm。

5.根据权利要求1所述的成型工装，其特征在于，

所述左侧挡板和所述右侧挡板上端的拐角设计成斜角，斜角的角度在75°-85°；

所述左侧辅助挡块与所述左侧挡板连接后呈75°-85°斜角；和

所述右侧辅助挡块与所述右侧挡板连接后呈75°-85°斜角。

6.根据权利要求1至5任一项所述的成型工装，其特征在于，

所述成型工装的材质为金属和/或复合材料；所述金属为殷瓦钢和/或碳素钢；所述复合材料为碳纤维增强树脂基复合材料和/或玻璃纤维增强树脂基复合材料；和/或

所述辅助平板的材质为碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、桦木、塑料中的任一种或多种。

7.一种利用权利要求1至6任一项所述成型工装制备矩形中空复合材料管状构件的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将左侧挡板和右侧挡板分别固定在底板上，将左侧辅助挡块和右侧辅助挡块分别固定在左侧挡板上端和右侧挡板上端，然后在组装起来的成型工装的内表面进行预浸料的铺贴；在铺贴时铺贴到左侧辅助挡块和右侧辅助挡块上；

(2)拆除左侧辅助挡块和右侧辅助挡块，在矩形空腔内放置筒状真空袋，然后将辅助平板放置在筒状真空袋上，对筒状真空袋进行充气直至辅助平板与左侧挡板和右侧挡板上端的拐角贴实；将铺在左侧辅助挡块和右侧辅助挡块上的预浸料揭下来，逐层放置在辅助平板上，逐层进行预浸料的搭接铺贴；

(3)将筒状真空袋泄压，然后取出辅助平板，安装上方挡板；准备新的筒状真空袋作为内腔真空袋，在内腔真空袋外侧依次铺放透气毡和无孔隔离膜，然后送入矩形空腔内；在成型工装外侧依次铺放无孔隔离膜、透气毡和外侧真空袋；将内腔真空袋和外侧真空袋形成双层真空袋的封装形式；

(4)将步骤(3)封装后的成型工装送入固化装置中固化，脱模后得到矩形中空复合材料管状构件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在步骤(1)中：

所述预浸料为单向带预浸料或织物预浸料；在铺贴之前，将裁剪好的预浸料拼成整张长条形预浸料片后整体进行铺贴；或者单个料片进行铺贴；

铺贴在左侧辅助挡块和右侧辅助挡块上的预浸料之间用无孔隔离膜隔开；

铺贴过程中使用真空袋压法对已铺贴好的预浸料进行抽真空预压实；每铺贴2-4层预浸料进行一次抽真空预压实操作，预压实时间为10-40min；

在成型工装内表面的尖角处粘贴密封胶条；和/或

采用激光投影仪进行定位铺贴。