[发明专利]一种制备V型开口结构纤维复合材料制件的模具及方法

说明书

本发明公开了一种用于制备V型开口结构纤维复合材料制件的模具，包括上、下模具，所述上模和下模构成V型结构制件横向部分的型腔，所述下模具包括下模具主体以及可拆卸滑块，所述可拆卸滑块安装在下模具主体对应制件进深部分（纵向弯折部分），与下模主体构成V型结构制件的进深部分（纵向弯折部分）型腔，在制备具体制件时，通过在纵向型腔塞入随形膨胀块，可以有效解决产品成型过程中真空袋架桥、爆袋等产生的乱纹和产品报废等问题。

技术领域

本发明属于功能性纤维复合材料技术领域，具体涉及一种V型开口结构纤维复合材料制件的制备模具及方法。

背景技术

碳纤维等功能性纤维复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、耐老化等优点，且与其他具有等强度的材料相比，碳纤维复合材料具有更轻的质量，更高的强度。同时其表现出的纤维纹路外观，也受到更多人的青睐和喜爱，是目前汽车、高铁、航空航天等领域中十分广泛的高性能结构材料和装饰材料。

目前，碳纤维复合材料内、外饰件在生产过程中，主要通过人员手动铺层及成型。随着一体化以及复材制件种类的多样化和造型复杂化，对生产工艺也提出了更高要求。比如产品开口结构为V型（或锥形）且存在弯折角的狭长制件（见附图1），其V型或者锥形内部空间较狭窄，再加上存在的弯折角，当采用一体成型时，其模具上包括横向型腔和纵向型腔，因此在铺贴时存在如下技术困难：（1）由于材料本身的松散，人员在手动铺层时，对于进深方向（纵向型腔部分）的V型或锥形空间，由于其空间狭窄，预浸料铺层本身就存在困难，又因为纤维松散容易产生纤维滑移，导致产品表面形成乱纹；对于V型结构制件，其铺贴难度与V型结构角度及V型结构深度相关，当V型结构角度一定，V型深度越大，铺贴越困难；当V型深度 一定时，V型结构角度越小，铺贴难度越大。（2）成型产品时，真空袋不能完全放置、贴合到制件的进深方向（纵向型腔）部分的V型或锥形结构的底部而产生架桥，继而发生爆袋，最终导致产品表面干纱或者报废。该技术困难的存在，使得产品为V型结构很难满足大批量生产的需求。

发明内容

针对以上现有技术中存在的上述技术缺陷，本发明的目的是要提供一种用于V型开口结构的狭长制件的成型模具和成型方法，通过该成型模具和成型方法能够有效的实现V型结构的狭长制件的快速生产和成型。

为了实现上述目的，采用的技术方案是：一种用于制备V型开口结构的碳纤维复合材料制件的成型模具，包括具有凸模的上模具，和具有凹模的与上模具配合的下模具，所述上模具和下模具构成制件的横向部分的型腔，所述下模具包括下模具主体以及可拆卸滑块，所述可拆卸滑块安装在下模具主体对应制件进深部分（纵向弯折部分），与下模主体构成制件进深部分（纵向弯折部分）型腔。所述下模具还设置有利于可拆卸滑块安装的卡槽。

通过下模具开设可拆卸滑块，可以将现有技术中下模具进深方向（制件纵向弯折部分）的型腔暴露出来，方便方便预浸料铺层。

一种使用上述成型模具制备V型结构的纤维复合材料制件的方法，包括以下步骤：

S1、裁切：根据设计形状将预浸料裁切成需要的料片；

S2、铺层：按照铺层顺序将料片分别铺贴在下模具主体和可拆卸滑块型腔表面；由于在下模具主体上开设了可拆卸滑块，因此下模具纵向上的型腔完全暴露出来，方便铺设纵向型腔内的纤维预浸料。

S3、预抽：使用隔离膜贴敷在纤维预浸料上，再使用胶带分别将真空袋沿模具主体及滑块型腔周围粘附，并抽真空，使真空袋紧紧贴附在隔离膜表面，对真空袋进行预抽真空，抽至真空值为0.75-0.8MPa,保持20-30分钟；

S4、削边：将模具主体和滑块合模处多余料片沿其型腔边缘削掉，使料片边缘与型腔边缘平齐；

S5、合模：将滑块与上下模具主体合模，并用螺栓固定；

S6、塞膨胀块：在可拆卸滑块一侧的纵向型腔里塞入膨胀块；

S7、打袋：使用密封胶及真空袋将滑块与模具主体型腔包裹，关闭真空源后，5分钟内真空度下降小于0.003MPa;

S8、成型：将产品模具放入成型设备固化。