[发明专利]船舶螺旋桨复合材料桨叶热压罐成型模具和成型方法

说明书

本发明涉及一种船舶螺旋桨复合材料桨叶热压罐成型模具，包括主体模具、模具活块和模具压板；主体模具设置与桨叶型值匹配的桨叶型腔以及与模具活块匹配的活块滑槽，桨叶型腔包括叶片型腔和叶根型腔，活块滑槽紧邻叶根型腔设置，模具活块通过活块滑槽的上端开口插入活块滑槽内；模具活块设置与金属连接件匹配的叶根安装槽，其朝向桨叶型腔的一侧设置开口；模具压板覆盖活块滑槽的上端开口，并与主体模具紧固连接，用于施加预紧压力促使制品合模到位；通过增设模具垫板可满足大型桨叶分次成型需求，也可成型其它相近结构的桨叶。本发明能够实现大型螺旋桨复合材料桨叶的热压罐成型工艺，在保证高成品率的同时，还能提高生产效率，降低模具成本。

技术领域

本发明涉及船舶螺旋桨技术领域，具体涉及一种船舶螺旋桨复合材料桨叶热压罐成型模具和成型方法。

背景技术

目前，国内常规船舶螺旋桨基本都采用金属制造。随着船舶系统对螺旋桨推进效率、降噪效果和减重效果的更高要求，其复合材料化将逐渐成为行业趋势。

因船舶螺旋桨复合材料桨叶结构形状异常复杂，且具有很高的质量和尺寸要求。如叶片曲率非常高、叶根连接要求高且形式不一、叶根大厚度、叶梢很薄易变形等。从技术和成本两个角度对模具都提出了非常高的要求。在能保证成品率很高的前提下，希望模具即能够较快升温，促使制品固化，又能较快降温并脱模，提高整个生产效率，还能降低模具成本。因此，模具作为生产复合材料桨叶的重要工具显得尤为重要。

对于常规复合材料桨叶，可选的制造工艺包括RTM工艺、模压工艺和热压罐工艺。其中，RTM工艺和模压工艺都需要双模模具，模具成本高，在大尺寸复杂复合材料桨叶成型时，模压工艺双模模具尺寸和厚度都较大，传热效率慢，需要在模具内部布置复杂的传热管道，技术难度非常大，也不利于成本控制；而热压罐工艺虽然只需要单模，但是对于大尺寸复杂复合材料桨叶的成型同样存在很大的技术困难，工艺成本高。

此外，复合材料制品的成型通常都具备一定独特性。即，不同制品的成型工艺不同，所需的模具也不同。现有的RTM工艺、模压工艺和热压罐工艺对于大型产品的分次成型，一般需要制备多套模具，不利于成本的控制。

中国专利CN212888465U公开了一种分体式复合材料螺旋桨的桨叶预型模具，包括预型主体模具，预型主体模具包括基座，基座上设有螺旋凹槽，基座上位于螺旋凹槽的一侧还设有滑槽；还包括滑块，滑块可滑动地设置在滑槽内；滑块上邻近螺旋凹槽的侧面上设有凹陷部；凹陷部与螺旋凹槽围合后形成与桨叶的外部轮廓相吻合的容置腔。预型过程中，首先将料片才成设计的规格尺寸，依照贴合顺序，依次排好；将滑块移开滑槽，在预型模具的螺旋凹槽内铺覆料片，滑块的凹陷部内铺覆料片，然后将滑块插接于滑槽内与螺旋凹槽对接，再在螺旋凹陷部中铺覆料片，形成桨叶预型体。该模具设计存在以下不足：(1)开放式的横向移动模具活块设计，难以保证热压罐成型工艺所要求的气密性，仅适合模压工艺；(2)该模具只适用于制作桨叶及叶根均采用预浸料成型的桨叶，不适合叶根为金属连接件的桨叶；(3)而大型复杂结构复合材料桨叶叶根转角位置的厚度非常厚，难以一次就完成整个桨叶成型，该专利所述叶根一次完成成型，同时结合专利CN111873449A所述，对比专利模具只适合小型桨叶成型；(4)该模具无法满足大型螺旋桨叶的分次成型的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种船舶螺旋桨复合材料桨叶热压罐成型模具和成型方法，该模具和方法能够实现大型螺旋桨复合材料桨叶的热压罐成型工艺，在保证高成品率的同时，还能提高生产效率，降低模具成本。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种船舶螺旋桨复合材料桨叶热压罐成型模具，所述热压罐成型模具为单片模具，其所要制作的复合材料桨叶的叶根为金属连接件，金属连接件表面包覆有复合材料外蒙皮；