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CN107953573B - 一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具 - Google Patents

一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具 Download PDF

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Abstract

本发明复合材料制造技术领域，特别是涉及一种玻璃纤维三通管道的制造方法及模具。该模具包括：底座，作为下半膜，与三通管道的下型面形状相吻合，包括有矩形槽用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的下型面层压板；上盖板，作为上半膜，包括连接螺栓组合在一起的上盖板I和上盖板II，在所述上盖板工装面上用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的上型面层压板。本发明通过预制异形内胆真空袋实现零件与工装面的密封。通过抽真空，仅预先制备异形真空袋即能完成零件制造，成本低，工期短，易掌握。

Description

一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具
技术领域
本发明复合材料制造技术领域，特别是涉及一种玻璃纤维三通管道的制造方法及模具。
背景技术
复合材料作为一种先进材料，具有比强度和比刚度高，重量轻，环境适应性强等诸多优点，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车等各个领域。是民用飞机空调管路的理想原材料之一。
空调管路多为复杂中空结构，目前民用飞机空调管路主要使用碳纤维或玻璃纤维预浸料，铺贴到模具表面，通过真空袋封装、固化来制得。
由于三通管道空间结构复杂，传统真空袋封装、固化的方法已经无法实现零件的制备。如果使用更先进的树脂转移模塑成型（RTM）工艺采用封闭模具、空腔内由气囊填充，能够实现零件的制备，但成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种玻璃纤维三通管道的制备方法，解决现有制备方法成本较高，工艺复杂的问题，使玻璃纤维飞机空调三通管道成型更可靠，脱模更方便，成品率更高。
本发明还提供一种制备玻璃纤维三通管道的模具。
本发明是这样实现的，
一种模具，用于制备玻璃纤维三通管道，该模具包括：
底座，作为下半膜，与三通管道的下型面形状相吻合，包括有矩形槽用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的下型面层压板；
上盖板，作为上半膜，包括连接螺栓组合在一起的上盖板I和上盖板II，在所述上盖板工装面上用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的上型面层压板。
进一步地，所述底座与上盖板之间通过螺栓固定。
进一步地，所述底座包括：
平台，位于矩形槽一侧用于固定上盖板I，
斜面板，位于矩形槽另一侧用于固定上盖板II。
进一步地，所述斜面板的高端部的高度低于所述平台的高度，在所述高端部设置加高板使得高度与平台高度一致，并用于支撑上盖板II。
进一步地，该模具还包括一异形真空袋内胆，用于放置于底座与上盖板形成的空腔内。
进一步地，加高板包括竖板I以及在靠近下半部喇叭型槽侧设置的横板I，横板I的宽度不超过竖板I的宽度。
一种玻璃纤维三通管道的制备方法，该方法包括：
将上盖板I和上盖板II通过连接螺栓组合在一起形成上盖板，将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面；
用玻璃纤维复合材料在底座工装面上铺贴出各三通管道的下型面层压板结构；
用玻璃纤维复合材料在上盖板工装面上铺贴出各三通管道的上型面层压板结构；
在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真空袋，将上盖板固定到底座上，进行合模；
在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，脱模，完成三通管道制造；
通过铣切加工，获得所需外形。
进一步地，内部由异形真空袋填充，内袋与底座和盖板封装面通过胶条贴合密封，零件固化过程中通过抽真空提供均匀和足够的压力。本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明通过预制异形内胆真空袋实现零件与工装面的密封。通过抽真空，获得零件固化过程中的加压。固化需要的温度通过固化炉提供。本发明可以依据现有设备、工装、材料，仅预先制备异形真空袋即能完成零件制造，成本低，工期短，易掌握。
附图说明
图1是本发明的玻璃纤维三通腔体结构件示意图；
图2是本发明的三通腔体成型模具结构示意图；
图3是本发明模具底座示意图；
图4是本发明工装模具上盖板I、上盖板II组成的上盖板示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1为本发明模具与方法所要制备的玻璃纤维三通腔体结构件的结构示意图，本发明中民用飞机空调三通管道，入口为圆形喇叭口结构形式，出口截面为矩形，出口位于矩形管道的两端。
参见图2结合图3所示，为本发明实施例提供的制备玻璃纤维三通腔体结构件1的模具结构示意图，该模具包括：底座2，上盖板I3，上盖板II4，连接用的螺栓6，异形真空袋内胆。底座作为下半膜，与三通管道的下型面形状相吻合，包括有矩形槽21用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的下型面层压板；底座除了具有矩形槽外还具有：平台22位于矩形槽21一侧用于固定上盖板I3，斜面板23位于矩形槽21另一侧用于固定上盖板II4，在斜面板23设置形成圆形喇叭口结构的下半部喇叭型槽。斜面板23的高侧的低于平台22的高度，在下半部喇叭型槽对称两侧设置加高板24使得高度与平台高度一致，并用于支撑上盖板II。加高板24包括竖板I25以及在靠近下半部喇叭型槽侧设置的横板I241，横板I241的宽度不超过竖板I24的宽度。
上盖板作为上半膜，包括上盖板连接螺栓5组合在一起的上盖板I3和上盖板II4，在上盖板工装面上用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的上型面层压板。其中上盖板I3用于与底座的平台相配合，通过螺栓固定在平台上，上盖板II4用于与斜面板固定，在上盖板II4具有形成圆形喇叭口结构的上半部喇叭型槽。在上半部喇叭型槽两侧设置有横板II41，横板II41与横板I相配合，横板II的外侧设置有竖板II，竖板II42与竖板I相配合，与斜面板的高度一起形成矩形槽的一内侧面。 在上盖板II上半部喇叭型槽的端部两侧设置安装板用于固定上盖板II与底座。
一种玻璃纤维飞机空调三通管道的制造方法，包括以下步骤：
（1）由于该三通管道为中空结构，无法将模具设计为一个整体，因此设计时分为上半模与下半模分别制造。为了简化制造，将上半模分为两个部分加工，之后通过螺栓连接为上半模。将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面，这样可以上、下半模同时铺层，同时由于上、下半模均为开敞结构，增加了操作空间，降低操作难度。这里的分模面指的是：模具分为上下两个部分，模具接合的部分为模具的分模面。零件成型时，分别在上盖板及底座模具中铺贴，之后模具合模时，上、下部分的零件在该处接合。成型时，零件的上、下两部分为共固化成型，该接合处为零件的分模面。
（2）用玻璃纤维复合材料在底座工装面上铺贴出各三通管道的下型面层压板结构；
（3）将上盖板I和上盖板II通过连接螺栓组合在一起形成上盖板；
（4）用玻璃纤维复合材料在上盖板工装面上铺贴出各三通管道的上型面层压板结构；
（5）在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真空袋，将上盖板固定到底座上，进行合模；零件成型时，分别在上盖板及底座模具中铺贴，上、下部分零件分别贴合其模具。异形真空袋置于上下两部分零件的中间部位。抽真空后，真空袋会从内部贴合零件内表面。针对常温固化及高温固化，需分别选择不同的真空袋材料。本零件为一定温度下的固化，需选择相应的真空袋材料。
异形真空袋通过裁剪及拼接，使其可以包覆零件的内表面，抽真空后，对零件内表面提供均匀压力，从而使零件贴合模具。
（6）在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，脱模，完成三通管道制造；
（7）通过铣切加工，获得所需外形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种玻璃纤维三通管道的制备方法，其特征在于，采用的模具包括：
底座，作为下半模，与三通管道的下型面形状相吻合，包括有矩形槽用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的下型面层压板；
上盖板，作为上半模，包括连接螺栓组合在一起的上盖板I和上盖板II，在上盖板工装面上用于铺贴玻璃纤维复合材料形成三通管道矩形管道的上型面层压板；
所述底座与上盖板之间通过螺栓固定；
所述底座包括：
平台，位于矩形槽一侧用于固定上盖板I，
斜面板，位于矩形槽另一侧用于固定上盖板II；
所述斜面板的高端部的高度低于所述平台的高度，在所述高端部设置加高板使得高度与平台高度一致，并用于支撑上盖板II；
该模具还包括一异形真空袋内胆，用于放置于底座与上盖板形成的空腔内；
加高板包括竖板I以及在靠近下半部喇叭型槽侧设置的横板I，横板I的宽度不超过竖板I的宽度；
该方法包括：
将上盖板I和上盖板II通过连接螺栓组合在一起形成上盖板，将三维铺层设计的分模面作为模具的分模面；
用玻璃纤维复合材料在底座工装面上铺贴出各三通管道的下型面层压板结构；
用玻璃纤维复合材料在上盖板工装面上铺贴出各三通管道的上型面层压板结构；
在铺贴好的下型面层压板内部嵌入异形真空袋，将上盖板固定到底座上，进行合模；
在预设温度和压力的环境下将组件共固化成型，脱模，完成三通管道制造；
通过铣切加工，获得所需外形；
内部由异形真空袋填充，内袋与底座和盖板封装面通过胶条贴合密封，零件固化过程中通过抽真空提供均匀和足够的压力。
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