[发明专利]一种低孔隙率复合材料成型装备及工艺

说明书

本专利公开了一种低孔隙率复合材料成型装备及工艺，本专利的设计理念为在模具下板下方引入弹簧，解决压机上下面板平行度的问题，定位平行度自校准功能，进而实现低孔隙率复合材料的制备。本专利的成型装备包括上模具承力板区域、上模具加热区域、下模具承力板区域、下模具加热区域；上述承力板区域和加热区域为一体化模具，保证了模具的刚度，同时采用“弹簧‑压力柱”的控压原理，即每四个弹簧和压力传动柱配置一个压力传感器，保证了模具面的等压性。另外，一体化模具采用承力板区域和加热区域功能层次化划分模式，且加热区域位于内侧，实现了快速升温的效果。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其是一种低孔隙率复合材料成型装备及工艺。

背景技术

采用模压成型工艺制备的产品被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车零部件和新能开发等领域，但是工业化的模压机存在升温速度慢、降温速度慢和局部温度无法独立控制等问题。

中国专利CN104441695 B专利中，公布了一种制备低孔隙率PPS/CFF热塑性复合材料的方法，该专利将CFF与PPS薄膜（或无纺布）交替叠层，升温至320-340℃，使PPS全部熔融；待PPS全部熔融后对PPS熔体和CFF加压至0.5-2.1MPa；然后，以一定的速度进行冷却，降温至室温进行脱模。该专利从选材和铺层角度制备低孔隙率的复合材料，而忽略了在模压过程中，由于上下模具平行度差致使制品产生孔隙。

为了从根源解决产生孔隙率的原因，本专利开发了一种低孔隙率复合材料成型装备及工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低孔隙率复合材料成型装备及工艺，能够实现模压过程模具面的等压控制。

本发明的目的是这样实现的：模具承力板区域和模具加热区域采用一体化结构方式，保障了模具的刚度和快速加热的效果；同时，将承力板区域和加热区域在功能上进行层次划分，实现了功能化无干涉运行。具体的讲，承力板区域采用网格细化法，即将承力板区域划分为若干个小单元承力区域，对其进行独立控压，实现了模具面精细化控压；同时，单元承力板区域采用“弹簧-压力柱”的控压方式，即每个单元独立设置4个弹簧的模式、4个压力柱和1个压力传感器，其中，压力柱采用油压或者气压的方式调节压力，实现了模具面精细化控压，解决压机上下面板平行度的问题，实现平行度自校准功能，同时保证了模具面的等压性。

进一步地，上模具承力板区域以“正方形”网格为原则划分为若干单元，第一行分别为1-1a单元控压区域、1-2a单元控压区域、1-3a单元控压区域和1-4a单元控压区域等，……第4行分别为4-1a单元控压区域、4-2a单元控压区域、4-3a单元控压区域和4-4a单元控压区域等；每个单元具有4个弹簧的模式和4个压力柱，保证了单元性的精细化空压，同时，4个“弹簧-压力柱”中心设置有对应的压力传感器，压力传感器贯穿承力板区域连接于加热区域。

进一步地，上模具加热区域位于上模具承力板区域下方，加热方式采用电阻式加热管加热。

进一步地，下模具承力板区域以“正方形”网格为原则划分为若干单元，第一行分别为1-1b单元控压区域、1-2b单元控压区域、1-3b单元控压区域和1-4b单元控压区域等，……第4行分别为4-1b单元控压区域、4-2b单元控压区域、4-3b单元控压区域和4-4b单元控压区域等（划分类似于上模具，未画图）；每个单元具有4个弹簧的模式和4个压力柱，保证了单元性的精细化空压，同时，4个“弹簧-压力柱”中心设置有对应的压力传感器，压力传感器贯穿承力板区域连接于加热区域。

本发明的有益效果是：在模压的成型过程中，实现了模具面精细化控压，解决压机上下面板平行度的问题，实现平行度自校准功能，同时保证了模具面的等压性。

附图说明

图1本发明的整体示意图。

图2主视剖视示意图。

图3“弹簧-压力柱”原理图。