[发明专利]组合模具的密封装置和组合模具的密封方法

说明书

本发明提供组合模具的密封装置，组合模具包括第一模块和第二模块。第一模块和第二模块通过密封装置、使得其相邻的第一配合面和第二配合面重叠而密封地组合在一起。密封装置包括：形成在第二配合面中的凹槽；形成在第一模块和第二模块之一中的凹槽开孔，凹槽开孔与模具外面连通；容纳在凹槽中的环形封闭的中空软管，凹槽开孔通向中空软管，使得中空软管与凹槽开孔密封地连通，并构造成在通过凹槽开孔充气后能够在第一配合面与第二配合面之间形成密封。本发明还提供组合模具的密封方法，将中空软管放置在凹槽中；使第一配合面和第二配合面对置重叠；对中空软管充气；抽真空，以在位于中空软管的环形封闭内的区域中形成真空。

技术领域

本发明涉及复合材料成型工艺领域，尤其是一种复合材料成型的组合模具，进一步地，涉及组合模具的密封装置和密封方法。

背景技术

高性能纤维增强的先进树脂基复合材料，以其“比强度”和“比刚度”高、“热膨胀系数”小、“可设计性”好、易于“整体成型”等一系列突出的优点，在航空航天领域中得到了广泛的应用。

复合材料成型工艺与金属材料的成型工艺有很大的不同，复合材料的成型一般方法为：将预浸料按照设计要求铺贴在模具的铺贴面上，形成结构件叠层毛坯，然后用真空袋对预浸料进行封装并抽真空压实，最后进热压罐固化成型。因需要加温、加压和抽真空固化成型，所以工装模具除了必须具有良好的热态刚度、传热效果和温度均匀性外，还必须保证气密性。

对于复合材料制件尺寸较小时，采用的是单块模具成型，因此在打真空袋时只需覆盖整个制件，并在真空袋边缘用密封胶条进行密封即可，如图1所示。其中，1a指代单块模具，2a指代边缘密封胶条，3a指代真空袋，4a指代复合材料制件。图1的示意图中未标示透气毡、隔离膜等辅助材料。

但是，对于尺寸较大的复合材料制件，其结构较为特殊，如对于民机复合材料机身筒段一体化成型，单块模具制造困难，往往需要采用组合模具，在这种情况下，除了制件边缘打真空袋密封外，组合模具配合处的密封对最终复合材料制件的成型质量也非常重要，通常组合模具的密封采用在组合模具的两个模块之间的配合面处涂抹填充硅胶进行密封，如图2所示。其中，11b指代组合模具的第一模块，12b指代组合模具的第二模块，2b指代边缘硅胶密封剂，3b指代真空袋，4b指代复合材料制件，8b指代在第一模块和第二模块之间的界面处填充的硅胶密封剂。

这种密封方式存在以下几点不足：

1.组合模具的模块配合面处密封不稳定，使用过程中容易出现漏点，导致漏气，从而影响零件质量。

2.两个模块的界面处的密封材料无法重复利用，而且每次成型后界面需要清理。

3.无法在封装前检查组合模具的界面处的密封状态，只能在完成真空袋封装后，通过真空度来检查，一旦存在问题，则需要将已经封装好的真空袋拆除，导致成本高。

此外，专利CN203864027U给出了一种飞机复合材料构件组合式成型工装。该专利涉及到左侧模具与右侧模具合模状态时接缝处的密封。该专利在密封处所采用的密封形式是：在左侧模具与右侧模具之间的界面处用实心橡胶材料进行密封，从而无法进行密封状态的提前检查和监控。

因此，为了降低大型复合材料构件的制造成本，提高大型复合材料构件的制造精度，目前对飞机复合材料构件组合式成型工装的密封形式有进一步改进的需求。

发明内容

针对复合材料大型结构件的成型制造，本发明提出了复合材料成型的组合模具的密封装置和密封方法，其有效地解决了组合模具的模块之间的密封及其拆装问题。