一种复合材料一体化油箱成型模具及成型方法

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，具体涉及一种复合材料一体化油箱成型模具及成型方法。

背景技术

虽然现有的复合材料一体化油箱成型模具基本可以满足大部分的成型需求，但当油箱形状变得复杂，且又必须一体化成型时，现有的成型模具则难以满足成型需求，且现有的分模方式的成型模具会存在脱模风险。若将有脱模风险处设计分块结构，则会影响装配速度，进而影响生产速度，难以实现复合材料一体化油箱的持续生产。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有方式难以实现复合材料一体化油箱持续生产的问题，本发明设计了一种新的成型模具，解决了此问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种复合材料一体化油箱成型模具，其特征在于，所述的成型模具包括：固化模块、成型模块和加热装置；

所述的固化模块包括：第一母模分块和第二母模分块；所述的固化模块中设置有安装腔；所述的成型模块活动设置于所述安装腔中；所述的固化模块上还设置有与所述成型模块内部连通的气嘴；

所述的成型模块包括：第一子模分块和第二子模分块；所述的成型模块中设置有用于成型所述复合材料一体化油箱的成型腔；

所述的加热装置用于对所述固化模块进行加热，为其提供适于复合材料固化成型所需的温度。

具体的，所述的加热装置可以设置为若干加热棒。

在本发明设计的成型模具中：①加热棒逐个连接外部的电控设备，用热电偶反馈模具温度，给以信号控制，通过加热棒持续稳定加热，使固化模块(第一母模分块和第二母模分块)一直处于复合材料产品固化所需要的温度范围内。②同时，为了传热更快、导热效果更好，将成型模块(第一子模分块和第二子模分块)的厚度设计为偏薄，其在满足成型要求下可有一定的变形量，由母模抵抗变形。

进一步的，一种复合材料油箱一体化成型模具：所述的气嘴设置于所述第一母模分块与第二母模分块的合模处。

更进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述的固化模块中还设置有用于固定所述气嘴的气嘴固定件；所述的气嘴固定件与所述气嘴连通设置。

具体的，为了防止气嘴在向内涨袋充气过程中出现脱落等不稳定情况的问题，需要将气嘴固定，考虑到快速连续生产的因素，因此将气嘴设置于压机运动方向最为合适，即设置于母模分型面上(第一母模分块和第二母模分块的分模处)。当母模上、下合模时固定气嘴固定件，从而达到固定气嘴的目的。

进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述的固化模块中还设置有抽气槽，所述的抽气槽与所述安装腔连通。

具体的，所述抽气槽设置于第一母模分块和第二母模分块的合模处，在两者合模后，其合模处仍有一定的间隙，通过抽气槽抽气时可将安装腔中的气体抽出。同时，第一子模分块和第二子模分块在合模后，两者的合模处也存在一定的间隙，在对安装腔进行抽气时同样能将成型腔中的部分气体抽出。在后续固化成型过程中，预浸料处于内涨袋与成型腔之间，更有利于预浸料成型。

更进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述抽气槽设置于所述第二母模分块中。

更进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：在所述第一母模分块和第二母模分块的合模处还设置有用于保证所述安装腔气密性的密封圈。此密封圈的设置更有利于保证对安装腔的密封抽气行为，以便于内涨袋在成型腔中更贴合与成型腔的内壁(成型面)，利于预浸料的成型。

进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述的成型模块上设置有与所述成型腔连通的通孔。

进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述的第一母模分块和第二母模分块上分别设置有若干加热孔；所述的加热装置设置于所述加热孔中。

进一步的，一种复合材料一体化油箱成型模具：所述第一母模分块和所述第二母模分块的分模面与所述第一子模分块和所述第二子模分块的分模面垂直。

一种复合材料一体化油箱的成型方法，该成型方法采用了上述的成型模具，该方法包括如下步骤：

S1、分别将所述第一母模分块和第二母模分块与压机的上、下压板进行连接；通过压机控制母模的开/合模；

S2、在内涨袋的表面铺设形成复合材料一体化油箱所需的预浸料；

S3、预浸料铺设后，将所述内涨袋置于所述成型腔中，并通过通孔与所述气嘴固定件连通；

将所述第一子模分块和第二子模分块合模后置于所述安装腔中，通过压机控制第一母模分块和第二母模分块合模；

S4、通过抽气槽对所述安装腔进行抽气，通过气嘴对所述内涨袋进行充气，通过所述加热装置对所述第一母模分块和第二母模分块进行加热，使其具有适于所述预浸料固化成型的压力和温度；

S5、固化成型后，脱模，获得复合材料一体化油箱。

本发明提供的成型方法是内涨成型法，内涨袋的进气口穿过第二子模分块中的通孔与气嘴固定件连通，通过外部装置连接气嘴，再通过气嘴固定件对内涨袋进行充气加压，内涨袋膨胀后，使内涨袋表面上铺设的复合材料预浸料紧贴与子模成型腔的内壁面，在母模已有温度下固化成型。

本发明的有益效果：

(1)本发明为了实现复合材料一体化油箱的持续生产，设计了一种成型模具，该成型模具采用了子、母模结构形成，其中子模(成型模块)负责复合材料成型功能，母模(固化模块)负责加温固化功能。同时，为了便于复杂形状复合材料油箱的脱模，本发明提供的成型模具设计子母模双分模面结构，母模的分模面在水平方向，子模的分模面在竖直方向上。

(2)采用本发明的成型模具和成型方法，既可以实现复合材料一体化油箱的持续生产，又可以避免脱模风险，提高产品的成型质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明一种复合材料一体化油箱成型模具的剖面图；

图2为成型模具中成型模块的剖面图。

图中标记：1固化模块、2成型模块、1-1第一母模分块、1-2第二母模分块、1-3安装腔、1-4气嘴、1-5气嘴固定件、1-6抽气槽、1-7密封圈、1-8加热孔、2-1第一子模分块、2-2第二子模分块、2-3成型腔、2-4通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

如图1～2所示，提供一种复合材料一体化油箱成型模具，其特征在于，所述的成型模具包括：固化模块1、成型模块2和加热装置(加热装置具体可以是若干加热棒)；

所述的固化模块1包括：第一母模分块1-1和第二母模分块1-2；所述的固化模块1中设置有安装腔1-3(具体是，安装腔1-3分别设置于第一母模分块1-1和第二母模分块1-2中，在第一母模分块1-1和第二母模分块1-2合模后形成完整的安装腔1-3)；

所述的成型模块2活动设置于所述安装腔1-3中；所述的固化模块1上还设置有与所述成型模块2内部连通的气嘴1-4以及用于固定所述气嘴1-4的气嘴固定件1-5；其中：气嘴1-4设置于第一母模分块1-1与第二母模分块1-2的分模面处，气嘴1-4主要是用于成型时与设置于成型模块2内部的内胀袋连通；

所述的固化模块1中还设置有与所述安装腔1-3连通的抽气槽1-6；具体的，可将抽气槽1-6设置于第二母模分块1-2中，且位于第一母模分块1-1与第二母模分块1-2的合模处，合模处具有一定的间隙，间隙与安装腔1-3不是密闭机构，因此从抽气槽1-6处可对安装腔1-3内部进行抽气；

在所述第一母模分块1-1和第二母模分块1-2的合模处(分模面)还设置有用于保证所述安装腔1-3气密性的密封圈1-7，在对安装腔1-3进行抽气时能够保证气密性；

为了传热更快、导热效果更好，成型模块2设计为相对较薄的结构；所述的成型模块2包括：第一子模分块2-1和第二子模分块2-2；所述的成型模块2中设置有用于成型复合材料一体化油箱的成型腔2-3(同样的，成型腔2-3分设于第一子模分块2-1和第二子模分块2-2中，将两者合模后形成完整的成型腔2-3，成型腔2-3对应于复合材料一体化油箱的外形)；所述的成型模块2上设置有与所述成型腔2-3连通的通孔2-4(具体是，通孔2-4设置于第二子模分块2-2上)，成型时内涨袋的进气部分管过该通孔2-4与所述气嘴固定件1-5连通，气嘴固定件1-5又与气嘴1-4连通，气嘴1-4与外部充气设备连接，对内涨袋进行充气；

为了实现产品的持续生产，在所述的第一母模分块1-1和第二母模分块1-2上分别设置有若干加热孔1-8；所述的加热装置(加热棒)分别设置于所述加热孔1-8中；通过所述的加热装置对所述固化模块1(第一母模分块1-1和第二母模分块1-2)进行加热，为其提供适于复合材料固化成型所需的温度。

实施例2

提供一种复合材料一体化油箱的成型方法，其特征在于，该成型方法采用了实施例1所述的成型模具，该方法包括如下步骤：

S1、分别将所述第一母模分块1-1和第二母模分块1-2与压机的上、下压板进行连接，通过压机控制第一母模分块1-1和第二母模分块1-2(母模)的开/合模；

S2、在内涨袋的表面铺设形成复合材料一体化油箱所需的预浸料；

S3、在预浸料铺设完成后，将所述内涨袋置于所述成型腔2-3中，将内涨袋的进气部分穿过通孔2-4与所述气嘴固定件1-5连通，此时内涨袋和所铺设的预浸料处于成型模块2的成型腔2-3中；

然后将所述第一子模分块2-1和第二子模分块2-2合模后置于所述安装腔1-3中，通过压机控制第一母模分块1-1和第二母模分块1-2合模；此时成型模块2处于固化模块1的安装腔1-3中，同时内涨袋与气嘴固定件1-5连接的部分被第一母模分块1-1和第二母模分块1-2压紧固定；

S4、通过抽气槽1-6对所述安装腔1-3进行抽气，由于第一子模分块2-1和第二子模分块2-2合模处也有一定间隙，因此成型腔2-3内的部分气体也会被抽离；

通过气嘴1-4对所述内涨袋进行充气，通过充气使内涨袋膨胀，通过抽气可以使内涨袋原本不能与成型腔2-3壁面贴合的角落变得容易贴合；通过抽气与充气两步的结合使得铺设于内涨袋表面的预浸料更加紧贴于子模中的成型面2-3的内壁面，更有利于加压成型；

通过所述加热装置对所述第一母模分块1-1和第二母模分块1-2进行加热，使其具有适于所述预浸料固化成型的温度；在上述压力和温度下使得铺设的预浸料完成固化成型；

S5、固化成型后，通过压机带动母模开模，用设备将子模调离母模，将子模置于平面上自然降温冷却，然后脱模，获得复合材料一体化油箱；在此过程中可以将第二套相同的子模按上述的工序放入到母模中，进行连续化生产。

如图1所示，由于所得复合材料一体化油箱的结构存在闭角；因此采用目前现有的成型模具进行成型制造时，一般会采取如下方式进行脱模：(1)将闭角方向旋转90°来消除闭角对成型产品脱模产生的影响；(2)在闭角处做分块结构，脱模时产品与分块一起脱离主体结构后，再单独脱下分块。然而，采用上述方式会存在一定的问题：若采用上述(1)所述的方式，则气嘴方向会发生改变，气嘴将不便于固定，将不利于快速连续生产；若采用上述(2)所述的方式，若产品闭角结构较多的话，则分块结构也需相应增加，同样将不利于实现快速生产。

综上，本发明设计了一种子模(成型模块)中无分块结构，且母模(固化模块)又可以固定气嘴的结构，即子、母模双分模面成型模具结构，实现了快速连续化生产的功能。

上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。