[实用新型]一种模块化设计的复合材料模具

说明书

本实用新型属于复合材料构建成型技术领域，尤其涉及一种适用汽车电池箱、浴缸、装甲车方箱等容器类结构的生产的模块化设计的复合材料模具，复合材料模具包括用于成型的主体部分，用于固定连接主体部分的连接件部分；主体部分由轻质材料制成若干面板单元拼接而成，各个面板单元之间通过连接件部分连接固定。本公开实施例的主体结构部分采用蜂窝夹层结构复合材料作为面板模具，减少了因模具与待成型的复合材料之间的热膨胀系数的差异性，降低了固化变形的风险。蜂窝结构的自身刚度保证了模具在整体刚度，并自身的大厚度和低密度提供了装配的方便性。整体密度很轻，方便操作者进行搬运和打袋。制作工艺简单，原料成本较低，易于推广。

技术领域

本实用新型属于复合材料构建成型技术领域，尤其涉及一种适用飞机油箱、汽车电池箱、浴缸、装甲车方箱等容器类结构的生产的模块化设计的复合材料模具。背景技术

背景技术

随着碳纤维玻璃纤维等复合材料的成本进一步降低以及性能的提高，它们正在越来越广泛的应用到航空航天、汽车、风电、轨道交通等行业。在这些行业中，方箱类的结构是一种常见的结构，它们通常用于汽车电池箱、装甲车方箱等。由于这种方箱类容器一般至少由5面组成，为了提高结构的整体性以最大保持纤维的连续性，从而保证在拐角处的载荷传递，最大发挥纤维的轴向性能，同时减少装配环节以及装配带来的装配件等成本，因此这种结构以采用整体铺层并固化为宜。

但整体固化需要解决铺层方便并且固化后脱模方便等问题，同时为了保证复合材料能够较方便地进行打袋封装，要求模具不宜过重。在某些场合为了保证复合材料的耐温性，需要在高温环境下固化，进而要求模具需要一定的耐温性。考虑以上因素，以现有的材料体系进行对比分析如下表

选用以上传统材料做模具时，可以考虑两种脱模方式，一种方式是直接从坯体上铣出设计的模具尺寸，这种方式成本高昂，材料浪费严重，并且需要设计一定的拔模斜度，一般为0.5°-3°，机加时难以将拐角处铣成尖角，要保留R角；另一种方式即采用接装时结构，这种方式要求材料有一种厚度(至少3mm)，以保证自身的抗弯性能，如果采用代木，满足重量轻，成本低、易拼装的特点，但代木耐温性较差，一般仅为80℃，因此难以用来成型耐高温的复合材料。如果采用铝，重量较轻，但成本较高。如果采用钢，重量很大，作为模具给操作人员造成难以搬运并且打真空袋麻烦的难题。

发明内容

本公开的实施例提供了一种模块化设计的复合材料模具及其使用方法，已解决现有技术的上述以及其他潜在问题。

根据本公开的实施例的：一种模块化设计的复合材料模具，所述复合材料模具包括用于成型的主体部分，用于固定连接所述主体部分的连接件部分；

其中，所述主体部分由轻质材料制成若干面板单元拼接而成，各个面板单元之间通过所述连接件部分连接固定。

进一步，所述面板单元包括用于模具底面成型的底面板和用于边框成型的侧面板；

若干所述侧面板依次首尾连接组成所述主体部分的外框；所述底面板设置在所述外框其中一个端面上。

进一步，所述连接件部分包括连接块、连接角片和螺栓，所述连接块分别设置在位于所述面板和若干所述侧面板的连接处的内部。进一步，所述面板单元采用蜂窝夹层结构，包括上面板、上胶膜、下面板、下胶膜和蜂窝结构；

其中，所述上胶膜和下胶膜分别设置在所述蜂窝结构的上端面和下端面上，所述上面板设置在上胶膜的上端面上，所述下面板设置在所述下胶膜的下端面上。

进一步，所述面板单元还包括用于防止所述蜂窝结构塌陷的长角片，所述长角片粘接在所述蜂窝结构的四周侧边上。进一步，所述上面板和下面板采用表面光洁度大于0.5的碳纤维制成。

进一步，所述蜂窝结构为芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、PMI或PVC。