[发明专利]大丝束连续碳纤增强汽车地板VARTM成型模具

说明书

本发明提供了一种大丝束连续碳纤增强汽车地板VARTM成型模具，包括上模、下模和由上模和下模闭合后形成的模腔，所述模腔连通有进胶管路和抽真空管路，所述抽真空管路连通压力缓冲罐，所述压力缓冲罐的出口端通过压力控制器和第一阀门外接第一抽真空支管。该成型模具设计压力控制器和压力缓冲罐，用压力缓冲罐来平衡压力控制器调节压力的过程中所引起的压力快速、大幅度波动的问题，从而使大丝束纤维浸润均匀、充分且浸润效率高、质量好。

技术领域

本发明涉及汽车地板制造领域，具体的说，涉及了一种大丝束连续碳纤增强汽车地板VARTM成型模具。

背景技术

碳纤维复合材料，与传统材料相比，具有质量轻、强度高、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀、可设计强等无可比拟的优势，被各国视为重要的战略材料之一，是21世纪的黑色革命，被视为实现汽车轻量化制造的首选材料。

2015年，在我国首批发布的国家重点研发计划“新能源汽车”试点专项指南中，“电动汽车结构轻量化共性技术”和“轻量化纯电动轿车集成开发技术”都把碳纤维复合材料的成型作为重点研究内容之一。然而，目前广泛使用的小丝束碳纤维，因价格高昂，使其在向汽车、交通等普通民用领域推广应用时面临极大的障碍，而近些年发展起来的大丝束碳纤维，其成本可降至小丝束碳纤维的一半左右，是碳纤维在民用领域应用的必然选择。

大丝束碳纤维与小丝束最大区别，是其束内纤维丝数量要远多于小丝束，这导致大丝束碳纤维在真空辅助树脂传递成型（VARTM）时，纤维束内微观浸润困难，更易在束内产生干斑、气泡等缺陷。

因此，驱动树脂模内运动的抽真空压力控制非常关键，压力过大会导致纤维束间的宏观流动快于纤维束内微观浸润，导致束内浸润不充分、形成缺陷；对于带有凸起结构的制品，压力过大还会在凸起位置形成无法预浸的孤岛；而压力过小会导致制品成型时间过长，效率低下，如时间达到树脂凝胶时间则无法成型。

此外，当前的VARTM成型模具采用单纯的机械锁模或真空锁模的方式，存在锁模力不均、漏气、锁模困难的问题。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种浸润过程中压力稳定、保证浸润均匀性和效率、成品质量高、密封性能好的大丝束连续碳纤增强汽车地板VARTM成型模具。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种大丝束连续碳纤增强汽车地板VARTM成型模具，包括上模、下模和由上模和下模闭合后形成的模腔，所述模腔连通有进胶管路和抽真空管路，所述抽真空管路的出口端连通压力缓冲罐的进口端，所述压力缓冲罐的出口端通过压力控制器和第一阀门外接第一抽真空支管。

基上所述，围绕所述模腔的四周设置流道，所述进胶管路与所述流道连通。

基上所述，所述进胶管路的出口设置有至少两个，各出口的位置以模腔的中心为界对称布置。

基上所述，所述上模和下模间的外周位置围绕所述模腔设有回字形的外环密封条和内环密封条，所述外环密封条和内环密封条之间的空间连通有抽真空辅助锁模管路，所述抽真空辅助锁模管路上安装有压力表和第二阀门，所述第二阀门外接第二抽真空支管，所述第一抽真空支管和第二抽真空支管通过三通阀连接抽真空主管。

基上所述，所述上模和下模之间对称的设置若干磁力锁模器。

基上所述，所述上模和下模之间设置导柱。

基上所述，所述压力缓冲罐包括罐体和密封法兰。

基上所述，所述抽真空管路的进口端位于模腔的中心处。

基上所述，所述抽真空管路、进胶管路和抽真空辅助锁模管路均设置于上模中。

基上所述，所述进胶管路的进口端为软管。