[发明专利]复合材料工字梁的成型方法及成型模具

说明书

本发明涉及复合材料工字梁成型领域，提供复合材料工字梁的成型方法及成型模具，成型模具包括：底模，构造有底面和包围所述底面的型腔，所述底模位于所述型腔的一侧设有挡板，底模位于所述挡板的相对侧设有侧边开口；一对筒状芯轴，每个筒状芯轴的两端开口，并在开口处密封有封头，其中一个封头上设有通孔，并连接气嘴装置，一对筒状芯轴分别用于铺设工字梁的预浸料，并用于放入所述型腔内与所述底面以及挡板的侧面对接；镶块，用于封闭所述侧边开口，镶块用于与位于所述侧边开口处的所述筒状芯轴的侧面对接；上模，用于盖设在一对所述筒状芯轴的上表面。本发明能使开模工序简化、坯料受压均匀，适合成型结构复杂的工字梁。

技术领域

本发明涉及复合材料工字梁成型技术领域，尤其涉及复合材料工字梁的成型方法及成型模具。

背景技术

传统复合材料异型工字梁成型时，多用凸模成型，将预浸料铺叠在两块实心刚性模具表面，再粘接形成工字型料坯。随着复合材料的工程应用越来越广泛，所需复合材料异型工字梁的形状也越来越复杂。

然而，实心金属凸模的重量大，成本高，加压时坯料受压不均匀，当成型结构复杂的工字梁时，由于工字梁的空腔位置夹着模具，且其形状为异形，因此成型完后开模难度较大甚至无法取出工字梁。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合材料工字梁的成型方法，使开模工序简化、坯料受压均匀，从而适合成型结构复杂的工字梁。

本发明还提出一种复合材料工字梁的成型模具。

本发明第一方面实施例提供了一种复合材料工字梁的成型方法，包括如下步骤：

步骤1：塑型出两端均开口的一对筒状芯轴，每个所述筒状芯轴的两端开口处均安装封头，所述封头均与所述筒状芯轴的端部密封连接，一对所述筒状芯轴的两端所述封头中的一个均设有通孔，所述通孔连接气嘴装置；

步骤2：将工字梁的预浸料按预设的铺层顺序分别铺在一对所述筒状芯轴上；

步骤3：将步骤2中铺完所述预浸料的一对所述筒状芯轴依次紧靠下模放入模具中，一对所述筒状芯轴的相邻侧粘接，以形成工字梁的坯体，从所述模具的侧边开口放上镶块，将一对所述筒状芯轴封装在所述模具内，并盖好上模；

步骤4：将模具按照设定方式加热、加压，同时由所述气嘴装置连接风管向所述筒状芯轴内供压，以对工字梁的坯体内加压；

步骤5：工字梁的坯体成型完成后，在温度降到设定温度时，从模具中抽出呈软化状的所述筒状芯轴，打开上模及镶块，取出成型的工字梁。

根据本发明的一个实施例，所述塑型出两端均开口的一对筒状芯轴的步骤，包括通过3D打印出所需的筒状芯轴；

所述筒状芯轴由均质材料制成，并在90℃以上呈软质。

根据本发明的一个实施例，步骤5中，所述设定温度为所述筒状芯轴呈软质状态时所处的温度。

根据本发明的一个实施例，所述每个所述筒状芯轴的两端开口处均安装封头的步骤，包括将两个所述封头的外表面均与所述筒状芯轴的对应端的开口内壁密封连接。

根据本发明的一个实施例，所述筒状芯轴塑型为沿其长度方向呈弧形，且在所述筒状芯轴的上表面与下表面分别加工有凹槽，所述凹槽的轴向沿所述筒状芯轴的宽度方向，所述筒状芯轴的上表面与下表面的形状与所述工字梁的坯体形状相匹配，所述模具的底面形状与所述筒状芯轴的下表面形状相匹配，所述上模的下表面形状与所述筒状芯轴的上表面形状相匹配。