[发明专利]一种曲面金属蜂窝复合材料的模具和成型方法

说明书

本发明公开了一种曲面金属蜂窝复合材料的模具和成型方法，模具包括凹模和挡板，凹模和挡板可拆卸地连接；凹模上设置有与曲面金属蜂窝复合材料相匹配的成型面，挡板与成型面形成空腔；挡板包括基准挡板和限位挡板，基准挡板在与空腔对应面的上边缘和下边缘分别设置有凹陷的第一上避让槽和第一下避让槽，限位挡板在与空腔对应面的上边缘和下边缘分别设置有凹陷的第二上避让槽和第二下避让槽。本发明的模具使各层原材料之间紧密贴合且很好的贴紧在成型曲面上，确保复合材料热压固化成型中受力均匀，保证复合材料的胶接质量，精确控制复合材料的尺寸，提高复合材料的成品率和产品质量。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，特别涉及一种曲面金属蜂窝复合材料的模具和成型方法。

背景技术

蜂窝复合材料是由蜂窝芯材与表面材料粘接而成具有夹层结构的复合材料，因其在使用方面具有很好的性能，其具有比较好的强度，同时，抗冲击性能很好，使用时能够进行很好的设计，因此得到了非常广泛的应用，尤其应用于航空航天飞行器结构中作为主、次承力结构件，特别地，它可以作为反推力装置的一个组件，而反推力装置是飞机发动机上的一个动力装置部分，对飞机的直接工作成本和工作性能有很大影响。

蜂窝复合材料的性能主要由蜂窝芯的材料性能决定，蜂窝芯材的高度、材质、密度以及形状都对蜂窝复合材料的性能有很大影响。目前，以铝蜂窝芯材料为中间夹层的蜂窝复合材料是应用最广泛的。本发明涉及到一种曲面金属蜂窝复合材料，如图1所示的复合材料的结构图，复合材料由原材料下蒙皮1、铝蜂窝芯2、上蒙皮3以及层间的胶膜通过共胶接固化而成，该复合材料是曲面的，在成型过程中采用具有与复合材料匹配的成型面的模具，在模具上设置有对原材料进行定位和限位的挡板，挡板和成型面形成空腔，将下蒙皮1、铝蜂窝芯2、上蒙皮3和胶膜放置在空腔内然后热压固化成型。对于空腔大小的设置，当空腔过大时，原材料可以很好的放置在空腔内，但由于空腔大，在压力的作用下容易使原材料发生移动，各层材料之间定位不准，产品合格率低；当空腔大小刚好合适或者略小时，原材料在加工过程中存在公差，存在原材料无法放入空腔内，出现不同层的原材料之间有缝隙，甚至易出现上蒙皮压在挡块上的情况，这样会原材料在热压固化成型过程中受力不均匀，成型后的复合材料各层之间粘接力不够，胶接质量不好，导致复合材料在后续使用过程中容易出现分层，严重影响复合材料力学性能和使用寿命。因此，需要重新设计一种模具用于金属蜂窝复合材料的成型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供了一种曲面金属蜂窝复合材料的模具和成型方法，采用该模具能使原材料很好的贴合在模具的成型曲面上，确保复合材料在热压固化成型中受力均匀，保证复合材料的胶接质量，提高复合材料的成品率和产品质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种曲面金属蜂窝复合材料的模具，包括凹模和挡板，所述凹模和所述挡板可拆卸地连接；所述凹模上设置有与曲面金属蜂窝复合材料相匹配的成型面，所述挡板与所述成型面形成空腔；

所述挡板包括基准挡板和限位挡板，所述基准挡板在与所述空腔对应面的上边缘和下边缘分别设置有凹陷的第一上避让槽和第一下避让槽，所述限位挡板在与所述空腔对应面的上边缘和下边缘分别设置有凹陷的第二上避让槽和第二下避让槽，所述第一上避让槽和第二上避让槽相匹配，所述第一下避让槽和第二下避让槽相匹配。

本发明所述的曲面金属蜂窝复合材料的模具与曲面金属蜂窝复合材料的形状和弧度相匹配，其中凹模用于成型曲面金属蜂窝复合材料的曲面，挡板用于复合材料原材料下蒙皮、铝蜂窝芯和上蒙皮等的定位和限位，挡板在成型面上围合形成空腔，空腔用于放置复合材料的原材料，在基准挡板和限位挡板上均设置有避让槽，原材料中上蒙皮和下蒙皮的多余部分可放置在避让槽内，可轻松地将各层原材料组装在空腔中进行热压固化成型，各层原材料之间紧密贴合且很好的贴紧在模具的成型曲面上，原材料与挡板之间不会产生干涉，确保复合材料热压固化成型中受力均匀，保证复合材料的胶接质量，精确控制复合材料的尺寸，提高复合材料的成品率和产品质量。