[发明专利]用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的模具及成型方法

权利要求书

1.一种用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，包括金属成型模具、硅橡胶芯模；所述金属成型模具包括第一芯模、第二芯模、第三芯模、固定支架、分瓣外模、盖板和脱模板；所述固定支架的内侧设置有第二芯模、固定支架的两边分别设置有第一芯模和第三芯模；所述盖板设置在第一芯模和第三芯模的两侧，脱模板设置在盖板外侧；

所述硅橡胶芯模设置在固定支架上，且设置在第二芯模的外侧；所述分瓣外模设置在固定支架、第一芯模和第三芯模的外周。

2.根据权利要求1所述的用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，所述固定支架为圆柱状可拆卸支架，由多块支架单元连接形成；各所述支架单元由多个平行的环形金属环和多个纵向金属条连接组成。

3.根据权利要求2所述的用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，所述环形金属环与纵向金属条通过设置的槽口相互扣住，再用螺钉紧固连接；

所述环形金属环由多个弧形金属环依次通过两端设置的插槽连接后形成。

4.根据权利要求1所述的用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，所述第一芯模和第三芯模为圆环形状，第二芯模为内部加筋的圆环形状，分瓣外模为圆环形状，硅橡胶芯模设置在固定支架的环形金属环与纵向金属条连接形成的单元空格中。

5.根据权利要求1所述的用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，所述盖板与第一芯模采用环向螺钉连接，脱模板和盖板的中央设置有通孔，与固定支架的内部连通。

6.根据权利要求1所述的用于一体化成型制备碳纤维网格承力筒的成型模具，其特征在于，所述第二芯模为空心结构，第二芯模的厚度为15mm；所述金属成型模具为钢质材料；所述分瓣外模包覆在第一芯模、第三芯模、固定支架的外周；

所述硅橡胶芯模为受热可发生膨胀继而产生压力的软质材料，产生的压力能将碳纤维预浸料层间压实。

7.一种基于权利要求1所述的成型模具一体化成型制备碳纤维网格承力筒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、分别在硅橡胶芯模上铺设碳纤维预浸料，形成加强筋和部分筒体；

S2、将第二芯模装配到固定支架的内侧壁，然后将铺设有碳纤维预浸料的硅橡胶芯模组装到固定支架的环形金属环与纵向金属条连接形成的单元空格中；

S3、在硅橡胶芯模上、固定支架的外周再铺设碳纤维预浸料；同时在第一芯模和第三芯模上铺设预浸料，形成剩余筒体；

S4、装配其他部件，具体装配步骤为：将分瓣外模装配到铺设预浸料形成的筒体外侧，固定；然后在筒体的两端装配盖板和外模，并固定；

S5、将装配好的模具抽真空预压，经固化成型后进行脱模，得到所述承力筒。

8.根据权利要求7所述的一体化成型制备碳纤维网格承力筒的方法，其特征在于，步骤S1中，铺设碳纤维预浸料的铺设方式为[0°/90°/+45°/-45°/90°/0°]；

步骤S3中，铺设碳纤维预浸料的铺设方式为[0°/90°/+45°/-45°]₇[0°/90°]。

9.根据权利要求7所述的一体化成型制备碳纤维网格承力筒的方法，其特征在于，步骤S4中，所述抽真空预压的条件为：真空度不低于0.095MPa，保持真空时间150min；

所述固化成型的参数为：从室温升温至80℃±3℃，升温速率为60℃～90℃/h，真空表压≤-0.095MPa；然后在80℃±3℃下保温1h；再升温至155℃±3℃，升温速率为60℃～90℃/h；在155℃±3℃下保温3h；然后降温至50℃，降温速率≤90℃/h。

10.根据权利要求7所述的一体化成型制备碳纤维网格承力筒的方法，其特征在于，步骤S4中，所述脱模的步骤包括：先将固定支架整体沿轴向抽出，再将纵向金属条和环形金属环分开。