[发明专利]一种预埋金属螺母复合材料箱体的RTM成型模具及方法

说明书

本发明公开了一种预埋金属螺母复合材料箱体的RTM成型模具，包括阴模、阳模以及螺栓，阴模上设置有注胶口、出胶口及螺纹孔，阳模上依次铺放有下层纤维织物、复合材料板和上层纤维织物，复合材料板上嵌套有多组金属螺母，上层纤维织物包覆复合材料板并预留螺母容置孔，螺栓依次穿过阴模的螺纹孔、上层纤维织物的螺母容置孔后旋入金属螺母，还公开了其RTM一体成型工艺；本发明制造的复合材料箱体自带有金属螺母，能够稳定的安装于其它设备上，有效避免复合材料打孔造成的结构和力学损伤，保证复合材料箱体的密封性能，可以实现复合材料箱体与金属结构或其他设备的连接固定，稳定性更好，箱体密封性优异。

技术领域

本发明属于树脂基复合材料与金属部件一体成型技术领域，具体涉及一种预埋多组金属螺母的复合材料箱体的RTM成型模具，以及其一体成型方法。

背景技术

高性能纤维增强树脂基复合材料与传统轻量化材料相比，具有密度小、强度高、模量高等优点，被广泛应用于轨道交通设备中的轻量化设计。

RTM成型工艺是低粘度树脂在闭合的阴、阳模中流动、浸润增强材料并固化成形的一种工艺技术。随着复合材料技术的发展，RTM工艺被广泛应用于生产较大型规则零部件，RTM工艺成本低、环保，复合材料水箱、集装箱等较大型部件也逐渐应用到船舶和车辆。

由于复合材料结构件打孔易造成结构和力学损伤，破环复合材料箱体的密封性能，难以与其它设备连接固定，在行驶过程中易发生摇晃、倾倒，产生安全隐患。

因此预埋多组金属螺母的复合材料箱体在进行RTM一体成型时，容易导致成型失败。

发明内容

为了克服上述技术不足，本发明的目的之一是提供一种预埋多组金属螺母的复合材料箱体的RTM成型模具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预埋金属螺母复合材料箱体的RTM成型模具，包括合模后能形成密闭模腔的阴模和阳模，以及连接用螺栓，所述的阴模上设置有用于连接注射机的注胶口、用于连接真空设备树脂管的出胶口以及多个螺纹孔，注射机将树脂注入密闭模腔内后固化成型为复合材料箱体，所述的阳模上依次铺放有下层纤维织物、中间复合材料板和上层纤维织物，所述的复合材料板上嵌套有正对螺纹孔的多组金属螺母，所述的上层纤维织物包覆复合材料板并预留螺母容置孔，位置与复合材料板的金属螺母位置一致，并通过螺栓与阴模定位固定，复合材料板RTM成型，其厚度小于金属螺母厚度，在复合材料板上雕刻出螺母外尺寸，将多组金属螺母按设计位置嵌入复合材料板中，所述的螺栓依次穿过阴模的螺纹孔、上层纤维织物的螺母容置孔后旋入金属螺母保证合模后的真空度。

所述的一种预埋金属螺母复合材料箱体的RTM成型模具，其金属螺母为完全嵌入复合材料箱体内的标准不锈钢法兰螺母，螺母螺纹端与箱体表面平齐，所述金属螺母数量不限。

本发明的目的之二是提供一种基于上述成型模具对预埋金属螺母复合材料箱体进行RTM一体成型的方法，解决现有技术中复合材料箱体难以连接固定，易摇晃、倾倒的技术问题，有效避免复合材料打孔造成的结构和力学损伤，保证复合材料箱体的密封性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预埋金属螺母复合材料箱体的RTM成型方法，包括如下步骤：

步骤1，在中间复合材料板上预埋多组金属螺母：复合材料板RTM成型，其厚度小于螺母厚度，在复合材料板上按螺母外尺寸雕刻出型腔，将多组金属螺母按设计位置嵌入复合材料板中；

步骤2，在复合材料板两下侧分别铺层下层纤维织物和上层纤维织物；

步骤3，将下层纤维织物直接铺放于阳模上，用上层纤维织物包覆复合材料板，预留上层纤维织物上的螺母容置孔，并与金属螺母对齐；

步骤4，将包括阴模放置在上层纤维织物上方并使螺纹孔与螺母容置孔和金属螺母对其并通过螺栓固定，够成模具组一；