一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具。


背景技术：

2.纤维织物增强热塑性复合材料具有较高的强度、刚性、韧性和损伤容限，以及优异的耐高温使用性能，广泛应用于飞机、汽车、体育器械、运输、工业、医疗、船艇等。但是纤维织物增强热塑性复合材料在加工过程中常常因为空气、树脂吸水、挥发物等原因，会导致复合材料制件中存在气泡和缺陷，不仅影响了复合材料制件的表观，也影响了性能，尤其是航空、航天上使用的聚丙烯(pp)、尼龙6(pa6)、尼龙66(pa66)、聚碳酸酯(pc)、聚醚酰亚胺(pei)、聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)等复合材料，对复合材料中的缺陷要求更严格。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决纤维织物增强热塑性复合材料的成型过程中，因空气、树脂吸水、挥发物等原因导致复合材料制件中存在的气泡和缺陷，提供一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具，以解决上述问题。
4.本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
5.一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具，包括阳模和阴模，所述阴模面向所述阳模的一面设置有模腔，所述阳模设置有与所述模腔配合的阳模凸起面，所述阴模的侧面设置有至少两个与外界抽真空设备对应连接的排气口。
6.在本实用新型的一个优选实施例中，所述模腔的外周边缘设置有密封圈。
7.在本实用新型的一个优选实施例中，所述密封圈包括橡胶或者硅胶。
8.在本实用新型的一个优选实施例中，所述密封圈的底部嵌装在模腔的外周边缘的凹槽内。
9.在本实用新型的一个优选实施例中，所述阳模和阴模的边缘设置有相互配合的定位构件。
10.在本实用新型的一个优选实施例中，所述定位构件包括设置在所述阴模上的定位销和设置在所述阳模上的定位孔。
11.在本实用新型的一个优选实施例中，所述定位构件包括两组一一对应的定位销和定位孔，两组定位销和定位孔分别分布在阳模和阴模的同一条对角线上。
12.在本实用新型的一个优选实施例中，所述阳模和阴模采用金属材质制成。
13.由于采用了如上的技术方案，本实用新型通过排气口抽真空可以有效地除去复合材料中的空气、挥发物等，减少复合材料制件中的气泡和缺陷，提高复合材料的力学性能。而且排气口至少为两个，就算其中一个排气口被异物堵塞，也能正常抽真空。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。
16.图2是纤维织物增强热塑性复合材料的铺层结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本实用新型。
18.参见图1所示的一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具，包括阳模1和阴模2。阳模1和阴模2采用金属材质制成，方便制作以及对阳模1和阴模2加热。阴模2面向阳模1的一面设置有模腔8，阳模1设置有与模腔8配合的阳模凸起面7，阴模2的侧面设置有两个与外界抽真空设备对应连接的排气口6，两个排气口6对称设置在阴模2的两侧。排气口6和外界抽真空设备(外界抽真空设备可以为真空泵)相连，主要是将闭模后的模腔内空气及挥发物抽走。
19.模腔8的外周边缘设置有密封圈5。优选的，密封圈5包括橡胶或者硅胶或其他的弹性体材质，密封圈5的底部嵌装在模腔8的外周边缘的凹槽5a内。当阳模1和阴模2合模后，密封圈5起到密封作用，隔绝模具内部与外部的空气。
20.阳模1和阴模2的边缘设置有相互配合的定位构件，本实施例中的定位构件包括设置在阴模2上的定位销4和设置在阳模1上的定位孔3。定位构件包括两组一一对应的定位销4和定位孔3，两组定位销4和定位孔3分别分布在阳模1和阴模2的同一条对角线上。定位销4和定位孔3使得阳模1和阴模2在合模时可以快速定位，保证合模位置准确。
21.结合图2，以下通过实施例和对比实施例来进一步说明本实用新型的技术效果。
22.实施例1
23.(1)先将阳模1、阴模2清理干净，再用脱模剂将阳模凸起面7、阴模模腔8涂抹2-3次，晾干；
24.(2)将pa6薄膜9和玻璃纤维织物10交替叠层，最上面和最下面为热塑性树脂薄膜，然后铺放在阴模模腔8内；
25.(3)定位孔3和定位销4一一对应，将阳模1和阴模2闭合，阳模凸起面7进入阴模模腔8内，压住复合材料；
26.(4)对闭合后模具施压，压力为3mpa，并对阳模1和阴模2加热，同时通过排气口6对阴模模腔8抽真空，真空度为-0.1mpa，当达到260℃后，保温10min；
27.(5)热压完成后，立即转到冷压定型，压力为3mpa、真空度为-0.1mpa，冷却至室温后开模，取出复合材料。
28.实施例2
29.(1)先将阳模1、阴模2清理干净，再用脱模剂将阳模凸起面7、阴模模腔8涂抹2-3次，晾干；
30.(2)将pa66薄膜9和玻璃纤维织物10交替叠层，最上面和最下面为热塑性树脂薄膜，然后铺放在阴模模腔8内；
31.(3)定位孔3和定位销4一一对应，将阳模1和阴模2闭合，阳模凸起面7进入阴模模腔8内，压住复合材料；
32.(4)对闭合后模具施压，压力为5mpa，并对阳模1和阴模2加热，同时通过排气口6对阴模模腔8抽真空，真空度为-0.1mpa，当达到280℃后，保温15min；
33.(5)热压完成后，立即转到冷压定型，压力为5mpa、真空度为-0.1mpa，冷却至室温后开模，取出复合材料。
34.实施例3
35.(1)先将阳模1、阴模2清理干净，再用脱模剂将阳模凸起面7、阴模模腔8涂抹2-3次，晾干；
36.(2)将pps薄膜9和碳纤维织物10交替叠层，最上面和最下面为热塑性树脂薄膜，然后铺放在阴模模腔8内；
37.(3)定位孔3和定位销4一一对应，将阳模1和阴模2闭合，阳模凸起面7进入阴模模腔8内，压住复合材料；
38.(4)对闭合后模具施压，压力为6mpa，并对阳模1和阴模2加热，同时通过排气口6对阴模模腔8抽真空，真空度为-0.1mpa，当达到320℃后，保温20min；
39.(5)热压完成后，立即转到冷压定型，压力为6mpa、真空度为-0.1mpa，冷却至室温后开模，取出复合材料。
40.对比实施例1
41.(1)先将阳模1、阴模2清理干净，再用脱模剂将阳模凸起面7、阴模模腔8涂抹2-3次，晾干；
42.(2)将pps薄膜9和碳纤维织物10交替叠层，最上面和最下面为热塑性树脂薄膜，然后铺放在阴模模腔8内；
43.(3)定位孔3和定位销4一一对应，将阳模1和阴模2闭合，阳模凸起面7进入阴模模腔8内，压住复合材料；
44.(4)对闭合后模具施压，压力为6mpa，并对阳模1和阴模2加热，当达到320℃后，保温20min；
45.(5)热压完成后，立即转到冷压定型，压力为6mpa，冷却至室温后开模，取出复合材料。
46.表1复合板的性能
[0047][0048]
从上表1中实施例、对比实施例的复合板性能可以看出，在阴模上增加了抽气口和密封圈，复合材料成型过程中使用真空泵抽真空，减少复合材料制件中的气泡和孔隙率，说明本实用新型的纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具可行、有效。
[0049]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具，包括阳模和阴模，所述阴模面向所述阳模的一面设置有模腔，所述阳模设置有与所述模腔配合的阳模凸起面，其特征在于，阴模的侧面设置有两个与外界抽真空设备对应连接的排气口，两个排气口对称设置在阴模的两侧；排气口和外界抽真空设备相连，主要是将闭模后的模腔内空气及挥发物抽走；所述阳模和阴模的边缘设置有相互配合的定位构件；所述定位构件包括设置在所述阴模上的定位销和设置在所述阳模上的定位孔；所述定位构件包括两组一一对应的定位销和定位孔，两组定位销和定位孔分别分布在阳模和阴模的同一条对角线上，定位销和定位孔使得阳模和阴模在合模时可以快速定位，保证合模位置准确；所述阳模和阴模采用金属材质制成；所述模腔的外周边缘设置有密封圈；所述密封圈包括橡胶或者硅胶；所述密封圈的底部嵌装在模腔的外周边缘的凹槽内，当阳模和阴模合模后，密封圈起到密封作用，隔绝模具内部与外部的空气。

技术总结
本实用新型公开了一种纤维织物增强热塑性复合材料的成型模具，包括阳模和阴模，所述阴模面向所述阳模的一面设置有模腔，所述阳模设置有与所述模腔配合的阳模凸起面，其特征在于，所述阴模的侧面设置有至少两个与外界抽真空设备对应连接的排气口。本实用新型通过排气口抽真空可以有效地除去复合材料中的空气、挥发物等，减少复合材料制件中的气泡和缺陷，提高复合材料的力学性能。而且排气口至少为两个，就算其中一个排气口被异物堵塞，也能正常抽真空。抽真空。抽真空。


技术研发人员：刘明昌 胡潇 胡仲杰 岑婵芳
受保护的技术使用者：上海沥高科技股份有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2023/9/1