[发明专利]一种六面一次成型轻量化方舱及其制备方法

权利要求书

1.一种六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：包括方舱主体(100)，六面一次成型轻量化方舱专用模具，前门，后门(105)，窗体(106)，开设于方舱主体(100)上的前门通孔，后门通孔，窗户孔；

所述方舱主体(100)为六面体中空结构，所述方舱主体(100)包括6个壁板，所述壁板包括上壁板(101)、下壁板、前壁板、后壁板(102)、左壁板(103)、右壁板；所述上壁板(101)、下壁板、前壁板、后壁板(102)、左壁板(103)、右壁板为一次固化成型结构；所述六面一次成型轻量化方舱专用模具包括外置模具(200)、内置模具；

所述外置模具(200)包括顶板(201)、底板(202)、固定设置于底板(202)前端的前板(203)、固定设置于底板(202)后端的后板(204)、固定设置于底板(202)左端的左侧板(205)、固定设置于底板(202)右端的右侧板(206)，用于定位的定销，用于固定的螺栓，用于密封的密封压条(208)和垫块(207)；所述内置模具通过螺栓与底板(202)固定；

所述前板(203)、后板(204)固定设置于底板(202)的前、后两端；所述左侧板(205)和右侧板(206)固定设置于底板(202)的左、右两端；

所述前板(203)、左侧板(205)、右侧板(206)的连接处设置有密封压条(208)；所述后板(204)、左侧板(205)、右侧板(206)的连接处设置有密封压条(208)；所述前板(203)、后板(204)、左侧板(205)和右侧板(206)组成的方框顶部与顶板(201)之间设置有密封压条(208)；所述垫块(207)设置于前板(203)、后板(204)、左侧板(205)和右侧板(206)组成的方框顶部。

2.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述方舱主体(100)壁板与壁板之间内部与外部均设置有增强筋(104)，所述增强筋(104)截面为“┌”型；所述壁板内部预埋有金属增强板；所述方舱主体(100)采用高强度碳纤维及增强高性能环氧树脂材料。

3.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述前门通孔开设于前壁板，所述后门通孔开设于后壁板(102)，所述窗户孔开设于左壁板(103)和右壁板。

4.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述外置模具(200)和内置模具均采用金属材料；所述外置模具(200)为阴模。

5.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述前板(203)、后板(204)通过定位销定位，所述前板(203)、后板(204)通过螺栓垂直紧固于底板(202)的前、后两端；所述前板(203)、后板(204)通过定位销定位，所述左侧板(205)、右侧板(206)通过螺栓垂直紧固于底板(202)的左、右两端。

6.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述后板(204)开设有预留孔。

7.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述外置模具(200)内表面设置有窗框预制件(210)。

8.如权利要求1所述的六面一次成型轻量化方舱，其特征在于：所述外置模具(200)内腔表面依次铺设有外蒙皮层、电磁屏蔽层、夹芯层、内置骨架、电磁屏蔽层和内蒙皮层。

9.一种六面一次成型轻量化方舱制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：模具设计：按照方舱的舱体外形设计六面一次成型轻量化方舱专用模具，包括外置模具(200)和内置模具，两组模具之间形成的模胚内腔即为成型后方舱的壁板厚度；内置模具、外置模具(200)均采用为金属材料标准模块，镜面处理，其中外置模具(200)为阴模，内腔尺寸按照舱体实际尺寸设计为负公差，一般为-2～0mm；六面一次成型轻量化方舱专用模具可根据方舱外形尺寸大小进行组合，实现通用方舱标准化、批量化和快速成型；

S2：模具预处理：将六面一次成型轻量化方舱专用模具表面打磨处理，去除锈迹、油渍等，用TP01等脱模剂处理表面；

S3：清洁模具：对六面一次成型轻量化方舱专用模具表面进行清洁处理，首先用清洗剂清洗除去模具上的杂物，并用腻子涂覆填充模具内表面的凹陷处直至模具内表面平整光滑无杂物，凹陷处涂覆完成后再向模具内表面均匀涂覆脱模介质，其中脱模介质涂覆2～4次，每一次完成脱模介质的涂覆后，等待自然晾干之后再进行下一次涂覆；清洁处理使得模具内部表面光滑平整，提高成型效果，同时涂覆脱模介质降低了后续脱模步骤的难度；

S4：前期准备原材料：裁剪出符合需要制备的六面一次成型轻量化方舱的形状尺寸的纤维织物，并对所述纤维织物进行预处理，即将纤维织物放置于(105)℃的烘箱中，进行保温2小时，去除纤维织物的定型剂和水分，利于纤维织物的后期成型；骨架为碳纤维方管制品，采用热压罐工艺成型，组合拼接时采用下料机进行切割，精度误差在±0.5m以内；依次根据骨架尺寸配置定尺夹心层材料和电磁屏蔽导电金属网准备好门框、窗框组件；

S5：成型组装：在外置模具(200)内腔表面进行铺层，依次为外蒙皮层、电磁屏蔽层、夹芯层、内置骨架、电磁屏蔽层和内蒙皮层；外蒙皮所用的预浸料逐层铺贴在模具上，各拐角处搭接宽度在5cm左右，各层搭接区域互不重叠；电磁屏蔽导电铜网共2-3层，注意相邻搭接面搭接宽度，一般为30mm-50mm；按设计尺寸要求位置摆放门框、窗框预制件(210)；将内置模具从预留孔(210)中移入外置模具(200)内腔进行组合填充，并通过固定螺栓，调整周圈预留内腔间隙尺寸公差；外蒙皮平整紧贴外置模具(200)内表面，内蒙皮平整紧贴内置模具外表面，使得制备出的舱体表面平整光滑，形成六面一体；

S6：制备前准备：将六面一次成型轻量化方舱专用模具和方舱主体(100)同时包覆脱模布、分隔薄膜真空袋等真空固化辅助材料，依次在模具中铺放脱模系统、导流系统注胶系统和密封系统；导流系统中设有多个导流网，各个导流网之间的拼接处搭接尺寸小于3cm，导流网用于注胶过程中的导流，有利于将注胶过程中需要注入的物质引入到指定的位置；注胶系统中设有多个注胶座，各个注胶座间距大于50cm，有利于注胶的操作；

S7：抽空模具内气体：利用六面一次成型轻量化方舱专用模具内的密封系统对专用模具内部进行抽空，即采用密封胶条将模具与真空袋紧密粘接，抽空后模具内部真空度达到-0.95M，真空度保持15分钟后模具内部压力不低于-0.75Ma，利用真空负压将需要添加的物质注入到模具内；

S8：注入树脂和固化剂：将树脂与固化剂进行均匀混合后通过注胶系统注入六面一次成型轻量化方舱专用模具内漫润预制件；

S9：固化处理：对模具内的加工后的预制件依次进行常温固化和高温固化，加快六面矩形舱体的成型速度；其中常温固化的温度为15～35℃，高温固化的温度为60～180℃；

S10：脱模：用模具内的脱模系统对预制件进行脱模，将内置模具取出，放置在工作平台上，依次拆除真空袋、隔离膜、脱模布，得到制备完成的六面矩形舱体；

S11：产品安装：舱门板门、窗体成型采用相同工艺固化成型，成型后与方舱主体(100)通过铰链螺接装配，军用方舱角件使用标准螺钉带胶固定安装。