[发明专利]一种成型模具及使用该模具制造成型制件的方法

说明书

技术领域

本发明属于成型模具技术领域，具体涉及一种成型模具及制造成型制件的方法。

背景技术

现在的成型模具仍然存在诸多问题，例如不容易组装和/或加压、脱粘、疏松以及质量不稳定等问题，尤其是使用先进复合材料(Advanced Composites Material)来制造复合材料制件时所使用的成型模具，上述问题尤其突出。

所谓先进复合材料，是指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。先进复合材料具有质量轻、比强度较高、比模量较高、延展性较好、抗腐蚀、隔热、隔音、减震、耐高(低)温等特点，已被大量运用到航空航天、医学、机械、建筑等领域。尤其是先进复合材料具有高比强度、高比模量的特点，在满足结构强度和刚度的前提下能够减轻航空航天器械的重量，因而已逐步取代金属材料在包括航空航天领域在内的各个领域中得到广泛应用。

在利用先进复合材料的过程中，经常需要将先进复合材料制造成各种复合材料制件。对于结构复杂的复合材料制件，可以采用RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递成型)和热压罐工艺。一般RTM工艺采用共固化成型技术，而热压罐工艺基本是采用零件单独成型然后胶接固化。

目前，RTM工艺存在主要存在如下问题：(1)树脂对纤维的浸滞不够理想，制品里存在空隙率较高和/或干纤维的现象；(2)制品的纤维含量较低，一般为约50％；(3)大面积、结构复杂的模具型腔内，树脂流动不均衡，而这个动态过程无法观察、更不能进行预测和控制。

与RTM工艺相比，热压罐工艺具有如下优点：(1)生产效率高，制品质量稳定且强度高，制品致密性高。(2)热压罐可同时加热加压，其施加的压力通常为2～3个大气压，这使得在热压罐中成型的制品具有更高的致密度，其强度性能更好，因而更适合于主结构件的成型。

但是，目前的热压罐工艺也存在一些问题，例如(1)生产工艺成本高，热压罐本身成本远高于热压机、烘箱等成型设备；(2)热压罐工艺复杂，真空系统在罐内操作性较差。

如上所述，热压罐工艺基本是采用零件单独成型然后胶接固化。一般的复合材料制件都是由多个单独的复合材料制件完成后再胶接成型。

在胶接固化时，为了保证胶接后的强度，胶接一般都是在中高温条件下进行，这样复合材料零件就会有一个加速老化的问题产生，对复合材料零件的性能会有一定的损伤。这是因为同一个力学松弛现象既可以在较高温度下利用较短时间内观察到，也可以在较低温度下和较长时间内观察到，故升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，这就是时-温等效原理。复合材料的胶接每多经过一次高温状态，就相当于复合材料在常温下经过了较长时间，所以说二次胶接会加速老化。

另外，在例如热压罐成型技术中所使用的模具，在采用橡胶软模存在以下问题：(1)预浸料中的小分子较难排尽，产品易产生疏松及孔隙率缺陷；(2)橡胶软模是作为压力源使用的，由于橡胶模较厚，尤其在角区，膨胀能力与其他区域存在差异，不能使倒T结构和蒙皮平板完全贴合，导致出现脱粘、疏松现象；(3)橡胶软模在加热过程中，因热传导问题，导致制件加热固化不定因素增多，引起固化后质量不稳定。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种的模具及使用方法，其中采用如下技术方案来实现：

1.一种模具，所述模具包括如下部件：底模、至少两个挡块、和盖板，所述至少两个挡块间隔开地布置在所述底模上，从而在相邻挡块之间形成空间，所述盖板横跨地布置在所述相邻挡块上面，其特征在于，

所述模具还包括布置在所述空间中的具有第一斜面的第一压块和具有第二斜面的第二压块，所述相邻挡块中的一个挡块、所述第一压块、所述盖板和底模限定型腔，并且所述第一斜面和所述第二斜面彼此贴合，使得所述第二压块能够与所述第一压块彼此贴合地沿着所述第一斜面上下移动。

2.如技术方案1所述的模具，其特征在于，所述模具的至少一个部件由金属材料制成。

3.如技术方案2所述的模具，其特征在于，所述模具的所有部件均由金属材料制成。

4.如技术方案1至3任一项所述的模具，其特征在于，所述挡块固定地连接至所述底模。

5.如技术方案1至4任一项所述的模具，其特征在于，所述模具用于制备倒T型结构制件，并且所述第一压块超出所述倒T型结构制件的与所述第一压块相接触的底部分支，并且与挡块有一定距离。