[实用新型]一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的RTM模具

说明书

本实用新型公开了一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的RTM模具，该模具由活塞块、胶条压板、边框、底板和限位块组成；活塞块内嵌于边框中，可以通过上下运动调整模腔尺寸；胶条压板与边框通过螺丝锁紧，从而压紧密封条；边框为一体式结构，上下表面分别开槽，用于加装密封条；底板开进料孔和出料孔，底板与边框通过螺栓锁紧；限位块高度根据复合材料厚度设计，不同的厚度对应不同的限位块高度。本实用新型设计了可调节模腔尺寸的模具系统，可操作性强，可以实现复合材料厚度的精确控制，控制范围可达2‑6mm，从而可制备65％‑90％的超高纤维含量3D机织RTM复合材料，解决了高纤维体积含量3D机织防弹复合材料RTM成型困难的问题。

技术领域

本实用新型涉及复合材料制备、机械设计加工领域，具体涉及一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的RTM模具，可以用于制备超高纤维体积含量的3D机织预制体增强的RTM防弹复合材料，为高纤维含量3D机织复合材料在防弹领域的应用提供制备技术。

背景技术

与金属、陶瓷等分解能量型材料不同，防弹复合材料是一种能量吸收型材料。在受到子弹或破片等外界高速冲击时，高性能纤维增强防弹复合材料能够通过材料自身变形和破坏，将子弹或破片的能量耗散掉而减少跳弹等对人体的二次伤害。由于高性能纤维的力学性能远远高于树脂基体，因此，防弹复合材料对纤维含量提出了很高的要求。但3D预制体特别是3D机织预制体，由于其特殊的结构，其预制体纤维体积含量较同等经纬密的UD、2D材料还有很大的差距。

RTM复合材料制备过程中，若预制体纤维体积含量过高，会对注胶产生不利影响，一方面会引起注胶不充分，另一方面还会延长注胶时间，大大降低了生产效率；若纤维体积含量过低，则复合材料重量过高且力学性能较差。

RTM复合材料制备过程中，注胶压力越大，对模具密封性能提出的要求越高。模具密封不高，可能会局部漏气，形成树脂通道，会造成部分区域富树脂，部分区域出现干斑的情况，大大降低了复合材料的性能。

复合材料制备的精度既包括产品的尺寸参数，还包括产品纤维含量等。由于复合材料制备过程的温度变化以及化学变化，材料会发生不同程度的伸缩变形，造成实际产品与设计参数存在出入，因此需要提高制品的精度，实现制品参数的精确控制。

实用新型内容

针对现有3D机织防弹复合材料中，纤维体积含量低的问题，生产效率低等问题，本实用新型目的在于解决上述技术中存在的问题，从而提出一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的RTM模具。该模具方便操作，可实现纤维体积含量为65％-90％的3D机织复合材料的制备。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的 RTM模具，该方法借助于100-500吨的热压台，包括活塞块、胶条压板、边框、底板和限位块五部分，模腔尺寸调控模块由活塞块和限位块组成。

进一步地，所述活塞块、边框和底板尺寸配合，活塞块内嵌于边框，底板凸起部分内嵌于边框；所述活塞块的底面、边框的内侧面和底板的凸起面围成封闭模腔；所述边框与底板间加装密封条，由内六角螺栓锁紧，螺帽内陷于底板中；所述活塞块与边框之间加装密封条，活塞块与边框之间实现滑动密封；所述活塞块与边框之间的密封条由胶条压板通过螺丝与边框锁紧，胶条压板内圈尺寸与边框内圈尺寸配合，胶条压板外侧与边框预留尺寸与限位块尺寸宽度配合。该模具在大尺寸限位块下注胶，注胶完成后再借助于热压台，通过模腔尺寸调控模块与小尺寸限位块配合，最终制得所需要参数的3D纺织复合材料。这种模具可以实现低纤维含量下注胶，注胶更快速也更充分，大大提高了生产效率。

为实现模腔尺寸的精确调控以及RTM方法注胶，本实用新型提出的一种可制备超高纤维含量3D机织防弹复合材料的RTM模具，实现了高压动密封，耐压程度可达3MPa。所述模具的模腔高度可以调节，通过选择相应的限位块，可以实现复合材料厚度的精确控制，控制范围可达2-6mm。

模腔上表面为模腔尺寸调控模块中的活塞块，活塞截面尺寸与制件尺寸一致。