C型复合材料结构的成型装置及其成型方法与流程

本发明涉及复合材料，更具体地说，涉及一种c型复合材料结构的成型装置及其成型方法。

背景技术：

1、复合材料梁、肋、筋条等立体结构在复合材料各结构上大规模进行了运用，其作为复合材料零件中主承载的结构进行载荷传递，其质量好坏直接关系着零件的承载能力。目前大部分立体复合材料预成型体的制造方法是采用手工方法在模具上一层一层铺叠，具体制作步骤如下：先准备好铺叠模，然后将单层的预浸料铺在铺叠模上，同时辅助采用封真空袋抽真空的方法压实。铺叠中铺层遇到拐角时，需要用熨斗或其它加热的手段将层与层贴实，铺层间容易裹入气泡。另外，对于每一个折角处，都是单独铺叠，铺叠的质量无法保证一致。所以，为了克服铺叠过程中出现的褶皱或者铺层之间不贴和的情况，需要耗费大量的时间，造成了效率低同时铺叠质量还不容易保证。

2、综上，手工铺叠的方式对于尺寸较长、结构复杂的c型立体预成型体，存在质量一致性差、容易出现褶皱、夹杂和裹气现象、铺叠难度大、消耗时间较长等缺点，对于大规模生产，手工铺叠的方式很难完成。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是现有的手工铺叠的方式对于尺寸较长、结构复杂的c型立体预成型体，存在质量一致性差、容易出现褶皱、夹杂和裹气现象、铺叠难度大、消耗时间较长等缺点，对于大规模生产，手工铺叠的方式很难完成。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

5、第一方面，本发明提供一种c型复合材料结构的成型装置，用于将平面预铺层板成型为c型复合材料结构，所述成型装置包括壳体、成型模具、升降组件、第一弹性薄膜、第二弹性薄膜、真空吸附组件以及温度控制组件；所述壳体设有吸附腔以及与所述吸附腔相连通的开口；成型模具具有用于放置平面预铺层板的c形成型面；所述升降组件设于所述吸附腔内，且所述升降组件的输出端连接于所述成型模具；第一弹性薄膜设于所述平面预铺层板靠近所述c形成型面的侧面，且连接于所述壳体，以封闭所述开口；第二弹性薄膜覆盖于所述平面预铺层板背离所述c形成型面的侧面，且连接于所述壳体；真空吸附组件设于所述吸附腔内，用于对所述吸附腔抽真空以将所述第一弹性薄膜和第二弹性薄膜分别吸附于所述平面预铺层板的两侧；所述温度控制组件用于将所述平面预铺层板加热至形变温度；其中，所述升降组件能够驱动所述成型模具移动，在第一弹性薄膜和第二弹性薄膜的作用下，使所述平面预铺层板贴合所述c形成型面，以形成c型复合材料结构。

6、优选地，所述壳体沿所述开口的周向设有沿边。

7、优选地，所述成型装置还包括温度控制组件，所述温度控制组件包括加热模块和加热冷却模块，所述加热模块设于所述沿边处，所述加热冷却模块设于所述成型模具靠近所述沿边的侧部。

8、优选地，所述成型装置还包括层叠设置的第一压框和第二压框，所述第一压框设于所述第一弹性薄膜背离所述壳体的侧面，所述第二压框设于所述第二弹性薄膜背离所述第一压框的侧面。

9、优选地，所述真空吸附组件包括抽真空器、第一抽真空口以及第二抽真空口；所述抽真空器分别与所述第一抽真空口和所述第二抽真空口连接，所述第一抽真空口设于所述吸附腔内，所述第二抽真空口设于所述第一压框上，且所述第二抽真空口朝向所述第一弹性薄膜和所述第二弹性薄膜所合围形成的腔体。

10、优选地，所述c型复合材料结构包括平板部、第一弯折部和第二弯折部，所述平板部的一端连接有所述第一弯折部，所述平板部的另一端连接有所述第二弯折部，所述平板部与所述第一弯折部的连接处形成有第一弯折圆角，所述平板部与所述第二弯折部的连接处形成有第二弯折圆角。

11、优选地，所述成型面的一端设有第一成型圆角，所述第一弯折圆角的半径等于所述第一成型圆角的半径与所述第一弹性薄膜的厚度之和。

12、优选地，所述成型面的一端设有第二成型圆角，所述第二弯折圆角的半径等于所述第二成型圆角的半径与所述第一弹性薄膜的厚度之和。

13、第二方面，本发明还提供一种c型复合材料结构的成型方法，使用上述技术方案中任一种c型复合材料结构的成型装置进行实施，包括以下步骤：

14、步骤一、将所述第一弹性薄膜放置于所述c形成型面的端面上，并启动所述真空吸附组件对所述吸附腔抽真空，以使所述第一弹性薄膜封闭所述开口；

15、步骤二、将平面预铺层板放置于所述第一弹性薄膜的上表面，然后将第二弹性薄膜覆盖于所述平面预铺层板的上方；

16、步骤三、启动所述真空吸附组件，所述真空吸附组件抽真空，将所述第二弹性薄膜吸附于所述平面预铺层板的上表面；

17、步骤四、启动温度控制组件，所述温度控制组件将所述平面预铺层板加热至形变温度；

18、步骤五、启动所述升降组件，所述升降组件驱动所述成型模具移动，在第一弹性薄膜和第二弹性薄膜的作用下，使所述平面预铺层板贴合所述c形成型面，以形成c型复合材料结构。

19、优选地，所述成型方法还包括：

20、步骤六、所述平面预铺层板贴合所述c形成型面形成c型复合材料结构后，所述温度控制组件对所述c型复合材料结构进行降温冷却。

21、(三)有益效果

22、本发明的上述技术方案至少具有如下优点：

23、1、本发明中，升降组件能够驱动成型模具移动，在第一弹性薄膜和第二弹性薄膜的作用下，使平面预铺层板贴合c形成型面，形成c型复合材料结构。该种成型方式成型方便快捷，能够实现c型复合材料结构的快速成型，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率和节约了生产成本。

24、2、本发明中，首先将预浸料铺层形成平面预铺层板，不容易出现褶皱、夹杂和裹气现象，将平面预铺层板成型通过同一成型模具成型为c型复合材料结构，成型的一致性高，成型质量好。

25、3、当平面预铺层的材料为易粘附于成型模具上的材料时，第一弹性薄膜能够将平面预铺层与成型面隔离开来，以便于成型后的c型复合材料结构进行脱模。第二弹性薄膜可以包裹住平面预铺层的上表面，进而限制平面预铺层的上表面的成型形状，以提升c型复合材料结构的成型效果。

26、4、第一弹性薄膜和第二弹性薄膜分别包覆在平面预铺层板的两侧，在平面预铺层板变形为c型复合材料结构的过程中，可以对平面预铺层板的表面形状进行限制，进而使得最终的成型效果较好。

技术特征：

1.一种c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，用于将平面预铺层板成型为c型复合材料结构，所述成型装置包括：

2.如权利要求1所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述壳体沿所述开口的周向设有沿边。

3.如权利要求2所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括温度控制组件，所述温度控制组件包括加热模块和加热冷却模块，所述加热模块设于所述沿边处，所述加热冷却模块设于所述成型模具靠近所述沿边的侧部。

4.如权利要求1所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括层叠设置的第一压框和第二压框，所述第一压框设于所述第一弹性薄膜背离所述壳体的侧面，所述第二压框设于所述第二弹性薄膜背离所述第一压框的侧面。

5.如权利要求4所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述真空吸附组件包括抽真空器、第一抽真空口以及第二抽真空口；所述抽真空器分别与所述第一抽真空口和所述第二抽真空口连接，所述第一抽真空口设于所述吸附腔内，所述第二抽真空口设于所述第一压框上，且所述第二抽真空口朝向所述第一弹性薄膜和所述第二弹性薄膜所合围形成的腔体。

6.如权利要求1所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述c型复合材料结构包括平板部、第一弯折部和第二弯折部，所述平板部的一端连接有所述第一弯折部，所述平板部的另一端连接有所述第二弯折部，所述平板部与所述第一弯折部的连接处形成有第一弯折圆角，所述平板部与所述第二弯折部的连接处形成有第二弯折圆角。

7.如权利要求6所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述成型面的一端设有第一成型圆角，所述第一弯折圆角的半径等于所述第一成型圆角的半径与所述第一弹性薄膜的厚度之和。

8.如权利要求6所述的c型复合材料结构的成型装置，其特征在于，所述成型面的一端设有第二成型圆角，所述第二弯折圆角的半径等于所述第二成型圆角的半径与所述第一弹性薄膜的厚度之和。

9.一种c型复合材料结构的成型方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的c型复合材料结构的成型装置进行实施，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的c型复合材料结构的成型方法，其特征在于，所述成型方法还包括：

技术总结本发明提供了一种C型复合材料结构的成型装置及其成型方法，成型装置包括壳体、成型模具、升降组件、第一弹性薄膜、第二弹性薄膜、真空吸附组件以及温度控制组件；壳体设有吸附腔和开口；成型模具具有C形成型面；升降组件的输出端连接于成型模具；第一弹性薄膜连接于壳体，用于封闭开口；第二弹性薄膜覆盖于平面预铺层板背离C形成型面的侧面；真空吸附组件用于对吸附腔抽真空，以将第一弹性薄膜和第二弹性薄膜分别吸附于平面预铺层板的两侧；温度控制组件用于将平面预铺层板加热至形变温度；其中，升降组件能够驱动成型模具移动，使平面预铺层板贴合C形成型面，以形成C型复合材料结构。本发明的成型效率高、一致性好、成型质量好。技术研发人员：薛向晨,王犇,张栋梁,张琛,朱威受保护的技术使用者：中航复合材料有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15