[实用新型]带工字形加强筋的热塑性复合材料构件的模压成型模具

说明书

本实用新型提供了一种带工字形加强筋的热塑性复合材料构件的模压成型模具，包括底座及设置在底座上的一组或多组上模组。上模组的左右梯形条上设置有上窄下宽的倾斜面，左右楔块上设置有与左右梯形块上的倾斜面匹配的上宽下窄的倾斜面，通过左右两边各形成一组贴合的可相对滑动的倾斜面，使得压块的向下的模压压力被左右梯形条转化为指向工字形加强筋的水平方向的压力，即将单一的竖向方向的模压压力转化为向下加上左右两个方向共三个方向的模压压力，从而无需另外设置水平方向的模压压力，简化了设备与工艺，经济、快速又可靠，促进了热塑性树脂基复合材料工字形加筋构件的量产化。

技术领域

本实用新型涉及复合材料成型技术领域，尤其是一种带工字形加强筋的热塑性复合材料构件的模压成型模具。

背景技术

热塑性树脂基复合材料(本申请中简称热塑性复合材料)具有较好的耐热性、优秀的损伤容限、良好的抗冲击性能且成型周期短、生产效率高、能反复成型，近些年来受到航空航天领域越来越广泛的关注。以碳纤维增强聚醚醚酮为代表的一类先进热塑性复合材料越来越多地应用到航空领域的主/次承力构件上，但热塑性复合材料由于基体熔融粘性高，热塑性树脂对纤维的浸润性和穿透性差，临近层之间粘结困难、层合板中空隙较难排除，成型过程中树脂流动困难，因此其零件制造依赖高温高压。现有的热固性材料多采用热压罐进行热压固化成型，普通的热压罐的安全工作温度与安全压力分别在250℃以下及1Mpa以下，该温度与压力可以满足热固性材料的成型需要。而像碳纤维增强聚醚醚酮这种热塑性材料，其成型温度与压力分别在300℃以上及1Mpa以上，因此，现有的热塑性材料多采用模压成型工艺。

现有的热塑性复合材料构件多采用一次模压或二次模压成型的方法：一次模压成型技术适用于平板件成型，应用于结构件成型则会产生制件表面不平整，树脂分布不均匀，力学性能无法保证等问题。二次热压采用的是阴模与阳模合模成型的方法，只能进行单向传压(一般为竖直方向)，只适用于“C”形、“L”形等简单的结构件成型，即先进行平板件预成型，再对平板件进行高温软化进行二次固结成型。但是对于工形加强筋这类航空领域常用的复杂构件，上述一次、二次热压成型工艺所使用的阴模、阳模等单向传压模具在结构与合模方法上均不再适用带工形加强筋的复杂构件，现有技术中，并没有专门针对于热塑性复合材料工形加强筋构件的模压模具。中国专利201710401959.X公开了一种复合材料工字型长桁成型工艺，从其说明书可知，其提供的是一种在热压罐中进行的针对热固性材料的热压固化模具与固化工艺。热压罐中利用所填充气体的压力对复合材料形成均匀压力，因而热压罐中能轻松实现对复合材料工字型长桁的成型，但热压罐设备价格昂贵，其成型成本高，且成型工艺较复杂，费时费工，较难满足产业化要求。因此，现有技术中，需要一种不需要使用热压罐且适用于热塑性复合材料工形加强筋构件的经济快速又可靠的成型方案，来帮助热塑性复合材料工形加强筋构件走向产业化道路，促进我国航空航天事业的发展。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种带工字形加强筋的热塑性复合材料构件的模压成型模具，以解决背景技术中提出的问题。

一种带工字形加强筋的热塑性复合材料构件的模压成型模具，所述模压成型模具包括工形加筋构件模具，所述工形加筋构件模具至少用于将工字形加强筋的上缘块、下缘块、上填充块、下填充块、左侧C形预制件及右侧C形预制件一起压制成工字形加强筋，用于压制成工字形加强筋的所述上缘块与下缘块上下平行设置，用于压制成工字形加强筋的所述左侧C形预制件及右侧C形预制件设置在上缘块与下缘块中间且背对背设置，所述上填充块设置在上缘块与两个C形预制件所围成的三角区域中，所述下填充块设置在下缘块与两个C形预制件所围成的三角区域中。