[发明专利]一种复合材料筒体结构的RTM成型模具

说明书

本发明涉及一种复合材料筒体结构的RTM成型模具，复合材料筒体结构具有腔内纵横加强筋，该成型模具包括下端模、上端模、组合的外成型模、组合式的内芯模、芯模底座和芯模顶盖；其中，所述内芯模包括工型芯模和O型成型模，所述工型芯模套设在O型成型模外，所述外成型模套设在工型芯模外；所述上端模可拆卸封设在内芯模的一端，所述下端模可拆卸封设在内芯模的另一端；所述芯模顶盖可拆卸封设在内芯模的一端，所述芯模底座可拆卸封设在内芯模的另一端。本发明应用于成型模具技术领域。

技术领域

本发明涉及成型模具技术领域，特别是涉及一种具有腔内纵横加强筋的复合材料筒体结构的RTM成型模具。

背景技术

先进树脂基复合材料具有较高的比强度和比刚度、可设计性强、优异的耐腐蚀、便于大面积整体成型的独特优点，使之成为航空航天飞行器结构中不可或缺的战略材料。复合材料在航空武器装备上的大量应用可有效提高性能、减轻结构重量、降低运营成本、增强市场竞争力。先进复合材料在飞机结构中的应用越来越多。一方面，复合材料用量比例在军民机中不断提高，另一方面，先进复合材料的应用部位已从过去的次承力结构发展到主承力结构；成型方法从高成本的热压罐成型工艺向低成本的树脂传递模塑(Resin TransferMolding，RTM)整体成型技术转化。

RTM工艺具有闭模成型的工艺特点，制件的内外表面均由模具型面控制，因此制件的外形尺寸精度高，通过合理的铺层优化以及成型模具设计可以实现复杂结构制件的整体化制造，有效提高结构减重效率、降低复合材料制件的制造及装配成本。内型面纵横加强筋筒体复合材料结构是航天领域典型的主承力结构，采用纵横加强筋可对筒体结构进行加强，提高整体结构的强度和刚度。此外，复合材料固化脱模后存在收缩变形的情况，而对于筒体结构来说，复合材料制件的形状规整度尤为重要。基于以上要求，具有腔内纵横加强筋的复合材料筒体结构宜采用RTM成型工艺进行整体化制造。

采用RTM成型工艺制备具有腔内纵横加强筋的复合材料筒体结构制件，在成型模具设计时，存在一个关键的设计要素，即成型纵横加强筋的内芯模在复合材料制件成型固化后如何脱出。对于半封闭复合材料结构内芯模如何脱出的问题。传统的解决方案包括：1)使用气囊作为内芯模、2)采用膨胀橡胶作为内芯模、3)采用腊模作为内芯模、4)采用不溶性陶瓷作为内芯模。以上解决方案都是基于整体化的内芯模成型方案，但是内芯模刚度较差，在高温、高压下易变形，复合材料制件型面无法得到有效保证，不适用于RTM成型工艺。

因此，发明人提供了一种具有腔内纵横加强筋的复合材料筒体结构的RTM成型模具。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种具有腔内纵横加强筋的复合材料筒体结构的RTM成型模具，通过下端模、上端模、组合的外成型模和组合式的内芯模，解决了易变形、型面无法保证的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提出了一种复合材料筒体结构的RTM成型模具，复合材料筒体结构具有腔内纵横加强筋，成型模具包括下端模、上端模、组合的外成型模、组合式的内芯模、芯模底座和芯模顶盖；

其中，所述内芯模包括工型芯模和O型成型模，所述工型芯模套设在O型成型模外，所述外成型模套设在工型芯模外；

所述上端模可拆卸封设在内芯模的一端，所述下端模可拆卸封设在内芯模的另一端；

所述芯模顶盖可拆卸封设在内芯模的一端，所述芯模底座可拆卸封设在内芯模的另一端。

进一步改进的，所述外成型模包括模具本体，所述模具本体套设在工型芯模外，所述模具本体的两侧分别嵌设有侧模。

进一步改进的，所述模具本体和侧模之间设有第一密封槽。

进一步改进的，所述模具本体与工型芯模接触的两端倒有圆角。