CN211683069U - 一种异形薄壁复合材料管道模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形薄壁复合材料管道模具，包括：上模、下模和芯模；芯模置于上模和下模合模后的腔内，芯模和上模、下模之间的间隙构成模腔；芯模包括主体、内衬及通过榫卯结构设于主体两侧的若干支腿。其采用芯模和外模组合的方式，利用硅橡胶芯模热膨胀系数大的特点，固化时为制件成型提供足够的压力，采取芯模和外模分别铺贴，最后组装的方式，错开铺层剪口，实现了异形复合材料管道内外表面光滑并充分发挥了复合材料强度优势，同时利用了硅橡胶易于变形的特点，解决了异形薄壁复合材料管道脱模困难问题，其模具可重复性差、价格昂贵，无法保证异形薄壁复合材料管道质量及内外形面光滑度的问题，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种异形薄壁复合材料管道模具

技术领域

本发明涉及一种管道模具，具体涉及一种异形薄壁复合材料管道模具，属于复合材料制造技术领域。

背景技术

如今，飞机空调管道多为异形薄壁中空结构，既要质量轻，又要具有一定强度，而复合材料具有比强度和比刚度高，耐腐蚀，抗疲劳，可设计性强等特点，是如今飞机空调管道最为理想化的材料。

传统管道主要有铸铁管和塑料管，但铸铁管质量大，易腐蚀；塑料管虽质量轻，易成型，但强度低，易断裂；因此，复合材料管道应运而生。

关于异形薄壁复合材料管道结构，现有常用模具有金属模具、盐芯石膏的一次性芯模、可溶性芯模、异形真空袋法，但这些模具也存在一些缺陷：普通金属模具，刚度较大，不易脱模，且热膨胀系数较小，对于OoA工艺制作的空心结构不易加压；盐芯石膏的一次性芯模、可溶性芯模，可重复利用性差，价格昂贵；异形真空袋只能在上下模铺贴，无法错开剪口，难以保证制件强度及内表面光滑度。

因此，需要一种可适用于异形薄壁复合材料管道复杂结构，且便于脱模的模具。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可解决异形薄壁复合材料管道结构脱模困难，并保证复合材料异型管内部质量的模具。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种异形薄壁复合材料管道模具，包括：上模、下模和芯模；

芯模置于上模和下模合模后的腔内，芯模和上模、下模之间的间隙构成模腔；

所述芯模包括主体及通过榫卯结构设于主体两侧的若干支腿。

上述支腿垂设于主体两侧。

上述支腿通过弧形段垂设于主体两侧。

上述主体的材质为硅橡胶，支腿的材质为硅橡胶。

上述芯模还包括内衬，所述主体为空腔结构，所述主体内设有匹配空腔结构的所述内衬。

进一步的，上述内衬的材质为铝合金，上模和下模的材质为不锈钢。

进一步的，上述内衬的长度大于主体的长度，且端部的直径大于主体的直径。

上述上模和下模的合模面上分别设有匹配定位凸起和定位槽。

上述主体、支腿的形状分别为圆柱体或棱柱体。

上述下模的外侧面设有若干锁环。

本发明的有益之处在于：

本发明的一种异形薄壁复合材料管道模具，采用硅橡胶芯模和外模组合的方式，通过采用硅橡胶做异形薄壁复合材料管道芯模，硅橡胶比较软，易于变形，方便脱模；同时利用硅橡胶芯模热膨胀系数大的特点，固化时为制件成型提供足够的压力，保证异形薄壁复合材料管道内侧充分施压，从而保证复合材料管道质量。

通过设置铝合金材质内衬，同时利用主体和支腿的硅橡胶材质易于变形的特点，解决了异形复合材料管道结构脱模困难的问题；通过采取芯模和外模分别铺贴，即：内层可在芯模上铺层，保证异形薄壁复合材料管道内侧的光滑度，且在芯模上铺层，易于错开剪口，从而保证管道达到预定强度；

外层在上、下模上分别铺层，保证了异形薄壁复合材料管道外侧的光滑度；最后通过组装芯模和上模、下模的方式，保证了异形复合材料管道内外表面光滑，并充分发挥了复合材料强度的优势。

本发明的一种异形薄壁复合材料管道模具，解决了现有成型方法中管道结构不易脱模，成型模具可重复性差、价格昂贵，无法保证异形薄壁复合材料管道质量及内外形面光滑度的问题，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的一种异形薄壁复合材料管道模具的结构示意图。

图2为本发明的异形薄壁复合材料管道的结构示意图。

图3为本发明的芯模的结构示意图的***图。

附图中标记的含义如下：1、上模，2、下模，3、主体，4、右前支腿，5、左前支腿，6、左后支腿，7、右后支腿，8、内衬，9、锁环，10、定位凸起，11、定位槽，12、弧形段。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图2所示，一种异形薄壁复合材料管道，为飞机空调异形薄壁复合材料管道，具有1个入口，4个弯曲出口，鉴于异形薄壁复合材料管道为中空结构，模具不能设计为整体结构。

本发明提供的模具由上模1、下模2和芯模组成。

上模1和下模2采用不锈钢材质，上模1和下模2合模后的型腔面与异形薄壁复合材料管道的外表面相吻合。上模1和下模2之间设置定位装置，即下模2面设置定位凸起10，上模1面的对应部位设置定位槽11，用于控制上模1、下模2之间的相对位置，另外上模1、下模2之间通过螺栓连接固定，从而实现模具锁紧，保证异形薄壁复合材料管道外型面的准确性。上模1上设有脱模螺栓孔，便于脱模。

芯模置于上模1和下模2合模后的型腔内，与上模1、下模2之间的间隙构成模腔。芯模由主体3、右前支腿4、左前支腿5、左后支腿6、右后支腿7及内衬8组成。其中，主体3、右前支腿4、左前支腿5、左后支腿6、右后支腿7都为硅橡胶材质，内衬8为铝合金材质。右前支腿4、左前支腿5、右后支腿7、左后支腿6分别通过弧形段12，以榫卯结构连接主体3，并纵向垂直的设置在主体3两侧的前段和后段。由于主体3、右前支腿4、左前支腿5、左后支腿6、右后支腿7都为硅橡胶材质，硅橡胶易于变形，固化完成后便于脱模；另外硅橡胶热膨胀系数较大，固化过程中，可对制件施加一定的压力，保证最终的制件质量。

异形薄壁复合材料管道有4个弯曲出口，为保证铺贴光顺，从而保证强度，主体3在弯曲出口处向外凸出，凸出部分不便于脱模，因此设置主体3为空腔主体3，内置匹配的铝合金内衬8，即硅橡胶主体3和铝合金内衬8的组合。

脱模时，先将铝合金内衬8取出，留出内部空间，便于硅橡胶主体3外凸部分有向内变形空间，从而完成主体3脱模；铝合金内衬8的长度大于主体3的长度，端部直径大于主体3直径，方便脱模时施加力，从而利于内衬8脱模。

该模具还包括4个锁环9，便于整套模具的搬运。

使用时：

将右前支腿4、左前支腿5、右后支腿7、左后支腿6分别通过弧形段***到主体3内，并在对接口位置缠绕一层聚四氟乙烯胶带，防止成型时在对接口位置形成凸起缺陷，然后将铝合金内衬8***到主体3内，完成芯模组装。

将碳纤维复合材料在芯模上铺贴异形薄壁复合材料管道内层铺层，并错开剪口，可保证管道强度；由于上模1、下模2为分体结构，上模1、下模2可同时铺层。在下模2上，用碳纤维复合材料铺贴出异形薄壁复合材料管道外层铺层的下形面结构；在上模1上，用碳纤维复合材料铺贴出异形薄壁复合材料管道外层铺层的上形面结构；这样异形薄壁复合材料管道的内外形面都由模具控制，可保证内外形面的光滑度。

完成铺贴后，放置辅助材料，打真空袋，分别对上模1、下模2及芯模预浸料进行预压实。将预压实后的芯模放置于下模2上，然后将上模1扣在下模2上，通过上模1、下模2之间的螺栓进行合模；在相应的固化制度下完成固化；通过上模1、下模2之间的脱模螺栓完成上模1脱模；在铝合金内衬8头部缓慢加力，完成下模2和铝合金内衬8脱模；另外利用硅橡胶的易变形特点，完成硅橡胶芯模的脱模，最终完成异形薄壁复合材料管道的制造，通过铣切加工、打磨，获得最终的制件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，包括：上模、下模和芯模；

芯模置于上模和下模合模后的腔内，芯模和上模、下模之间的间隙构成模腔；

所述芯模包括主体及通过榫卯结构设于主体两侧的若干支腿。

2.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述支腿垂设于主体两侧。

3.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述支腿通过弧形段垂设于主体两侧。

4.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述主体的材质为硅橡胶，支腿的材质为硅橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述芯模还包括内衬，所述主体为空腔结构，所述主体内设有匹配空腔结构的所述内衬。

6.根据权利要求5所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述内衬的材质为铝合金，上模和下模的材质为不锈钢。

7.根据权利要求5所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述内衬的长度大于主体的长度，且端部的直径大于主体的直径。

8.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述上模和下模的合模面，分别设有匹配的定位凸起和定位槽。

9.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述主体、支腿的形状分别为圆柱体或棱柱体。

10.根据权利要求1所述的一种异形薄壁复合材料管道模具，其特征在于，所述下模的外侧面设有若干锁环。

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