[发明专利]一种复合材料中空工件成型模具

说明书

本发明涉及成型模具技术领域，本发明的目的在于提供一种复合材料中空工件成型模具，以解决现有技术中的模具铺贴复合材料操作不便以及成型后脱模困难的技术问题。复合材料中空工件成型模具包括内模和外模，外模用于装在内模的外围使内模与外模之间形成成型腔，外模还用于在复合材料坯体铺在内模外周面后挤压复合材料坯体使工件成型；内模和外模均为组合式结构，外模包括外模板，相邻外模板可拆固定，内模包括内模板，相邻内模板可拆固定，内模前后两端均安装有支撑圆盘，各内模板均与支撑圆盘可拆固定，内模板在复合材料工件成型后能够从复合材料工件内拆除；支撑圆盘轴线前后延伸，支撑圆盘用于架起内模和外模使内模和外模悬空。

技术领域

本发明涉及成型模具技术领域，具体涉及一种复合材料成型中空工件的模具。

背景技术

轻量化需求推动了高性能纤维增强复合材料在未来船舶领域中的应用，相比于金属材料，复合材料结构具有材料和结构同时成形的特点，其比强度更高。采用高性能纤维增强复合材料有望进一步提高水面舰船的有效载荷，降低舰船燃油能耗以及增强舰船机动性能指标。目前，复合材料的成型制造已成为舰船装备制造中极为重要的一环，而模具又是复合材料成型的必要辅助设备之一，模具的优化设计则成为降低复合材料成型成本提高生产效率的重要手段之一。

对于大型中空薄壁类材料结构例如空心梁或口型梁架等大型工件，所用的模具装置通常由外模组件、内模组件组成，在内模外铺贴复合材料后由外模进行压制成型。由于工件外形较大，复合材料坯体在模具上的铺贴操作不便，需对模具进行翻转才能够保证复合材料坯体铺贴到位，而在复合材料成型后，成型工件同样由于外形较大还存在脱模困难的问题，成型工件其内的内模组件退出较为费力、过程较为复杂。部分模具还需额外配置翻转机或脱模机，增加工件的制造成本。通常，复合材料制品结构越复杂、质量要求越高其成型所需的模具装置的复杂程度也会相应的提高，整个成型周期内同样对铺层人员技能以及机械化设备要求也相对较高，这无疑使复合材料制品的前期预研阶段和后期成型阶段的成本提升。

申请公布号为CN110774622A的发明专利公开了一种大尺寸长径比等截面复合材料口型梁的成型方法及芯模，成型方法采用金属夹芯和泡沫芯模结合的方式，对需成型口型梁的预成型体复合材料起到很好的支撑，而且能保证产品的平直度，并且成型时无需注入填充材料，但此申请中的成型方法和芯模就存在上述的技术问题，采用此申请中的成型方法和芯模在成型口型梁各面时，芯模上的复合材料铺贴操作不便，需对模具进行翻转，而由于复合材料口型梁为大尺寸工件，模具的翻转较为困难，需要额外设置翻转机或翻转工装，同时这种成型方法也存在脱模困难的问题，成型工件内的金属夹芯和泡沫芯模在复合材料成型后较难从复合材料结构中取出，需要使用脱模机进行较为复杂繁琐的脱模过程，影响工件成型加工的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料中空工件成型模具，以解决现有技术中的模具铺贴复合材料操作不便以及成型后脱模困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的一种复合材料中空工件成型模具的技术方案是：

一种复合材料中空工件成型模具，包括内模和外模，内模和外模均呈前后延伸的筒形，外模用于装在内模的外围使内模与外模之间形成用于成型工件的成型腔，外模还用于在复合材料坯体铺在内模外周面后挤压复合材料坯体使工件成型；内模和外模均为组合式结构，外模包括沿外模周向排列布置的至少两外模板，相邻外模板可拆固定，内模包括沿内模周向排列布置的至少三块内模板，相邻内模板可拆固定，内模前后两端均安装有支撑圆盘，各内模板均与支撑圆盘可拆固定，内模板在复合材料工件成型后能够从复合材料工件内拆除；支撑圆盘轴线前后延伸，支撑圆盘用于架起内模和外模使内模和外模悬空。