本發(fā)明涉及熱壓成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種真空成型設(shè)備。

背景技術(shù)：

在復(fù)合材料成型工藝領(lǐng)域，為了提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型后的性能，主要采用以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：(1)通過(guò)抽真空排除粘結(jié)劑以及復(fù)合材料層間的氣體；(2)通過(guò)施加壓力使材料復(fù)合成型并保持緊密度；(3)采用可以提高樹(shù)脂固話強(qiáng)度、但往往需要高溫固化條件的固化劑。

但是由于受復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形體的制約，通常大尺寸及復(fù)雜形狀的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件成型比較困難，比如預(yù)警機(jī)的天線罩、風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉、以及要求質(zhì)輕且強(qiáng)度高的飛行器的機(jī)翼等，往往需要大型的剛性真空罐和大功率的熱源來(lái)滿足這些結(jié)構(gòu)件的成型條件，其成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種真空成型設(shè)備，主要目的在于解決現(xiàn)有熱壓成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種真空成型設(shè)備，包括：

柔性袋體，其內(nèi)部具有成型腔；所述柔性袋體上具有連通內(nèi)部的真空抽吸口，以對(duì)所述柔性袋體內(nèi)部抽真空，使所述柔性袋體在外部氣壓的作用下發(fā)生形變，對(duì)所述成型腔內(nèi)的工件擠壓成型。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，真空成型設(shè)備還包括：

至少兩個(gè)靠模件，設(shè)置在所述柔性袋體內(nèi)，所述靠模件具有成型面，至少兩個(gè)所述靠模件的成型面之間形成所述的成型腔；其中，所述柔性袋體通過(guò)擠壓所述靠模件對(duì)所述成型腔內(nèi)的工件擠壓成型；

和/或，耐熱纖維層，設(shè)置在所述柔性袋體內(nèi)，以使所述柔性袋體內(nèi)的至少一部分空氣能通過(guò)所述耐熱纖維層流到所述真空抽吸口。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，真空成型設(shè)備還包括：

加熱裝置，用于對(duì)所述成型腔內(nèi)的工件加熱。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，當(dāng)包括靠模件時(shí)，所述靠模件包括第一靠模件，所述第一靠模件由導(dǎo)熱材料制成；

其中，所述加熱裝置通過(guò)所述第一靠模件的熱傳導(dǎo)對(duì)所述成型腔內(nèi)的工件加熱。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，所述加熱裝置包括內(nèi)熱源，所述內(nèi)熱源位于所述第一靠模件與所述柔性袋體的內(nèi)壁之間，用于對(duì)所述第一靠模件加熱。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，真空成型設(shè)備還包括：

隔熱層，設(shè)置在所述內(nèi)熱源與所述柔性袋體的內(nèi)壁之間，用于對(duì)所述柔性袋體隔熱保護(hù)。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，所述靠模件還包括第二靠模件，所述第二靠模件由隔熱材料制成。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，所述加熱裝置包括外熱源，所述外熱源位于所述柔性袋體外部；

其中，所述加熱裝置通過(guò)所述外熱源對(duì)所述成型腔內(nèi)的工件加熱。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，所述柔性袋體是由多個(gè)柔性部件組裝而成。

在前述的真空成型設(shè)備中，可選的，所述柔性袋體包括由多個(gè)所述柔性部件拼接成的第一組件和第二組件；所述第一組件和所述第二組件均為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的蓋體結(jié)構(gòu)；所述第一組件可打開(kāi)地蓋在所述第二組件上，且兩者的開(kāi)口相對(duì)；所述第一組件與所述第二組件之間具有間隙，以形成所述的真空抽吸口；

或，所述柔性袋體包括由多個(gè)所述柔性部件拼接成的第三組件和第四組件；所述第三組件為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的蓋體結(jié)構(gòu)；所述第四組件為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的箱體結(jié)構(gòu)；所述第三組件可打開(kāi)地蓋在所述第四組件上，且兩者的開(kāi)口相對(duì)；所述第三組件與所述第四組件之間具有間隙，以形成所述的真空抽吸口。

借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明真空成型設(shè)備至少具有以下有益效果：

在本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，通過(guò)在柔性袋體上設(shè)置真空抽吸口，當(dāng)對(duì)柔性袋體內(nèi)部抽真空時(shí)，柔性袋體發(fā)生形變，以對(duì)成型腔內(nèi)的工件進(jìn)行擠壓成型，相對(duì)于現(xiàn)有成型設(shè)備中的大型剛性真空罐，本發(fā)明的技術(shù)方案采用柔性袋體取代了大型剛性真空罐，柔性袋體的成本較低，并且由于是通過(guò)大氣壓力對(duì)袋體內(nèi)部的工件擠壓成型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)其取消了施壓機(jī)構(gòu)，從而使得本發(fā)明真空成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為精簡(jiǎn)，成本較低。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的一種真空成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的一種真空成型設(shè)備內(nèi)填裝待成型的復(fù)合材料工件時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的一種平板式復(fù)合材料柔性袋體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的一種構(gòu)成柔性袋體的不同類(lèi)型的柔性部件的示意圖；

圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的一種立體工件箱式柔性袋體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的一實(shí)施例提供的另一種構(gòu)成柔性袋體的不同類(lèi)型的柔性部件的示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出的一種真空成型設(shè)備100，包括柔性袋體1。柔性袋體1的內(nèi)部具有成型腔201。柔性袋體1上具有連通內(nèi)部的真空抽吸口。本發(fā)明真空成型設(shè)備100可以通過(guò)該真空抽吸口對(duì)柔性袋體1內(nèi)部抽真空，使柔性袋體1在外部氣壓的作用下發(fā)生形變，以對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6擠壓成型。

在上述技術(shù)方案中，如圖1和圖2所示，可以通過(guò)外部真空泵4與真空抽吸口連接，以對(duì)柔性袋體1內(nèi)部抽真空，如此使得柔性袋體1外部的大氣壓力大于柔性袋體1內(nèi)部的壓力，使得外部大氣壓力擠壓柔性袋體1，使柔性袋體1向內(nèi)發(fā)生形變，進(jìn)而對(duì)內(nèi)部的工件6進(jìn)行擠壓成型。

在上述提供的技術(shù)方案中，相對(duì)于現(xiàn)有成型設(shè)備中的大型剛性真空罐，本發(fā)明的技術(shù)方案采用柔性袋體1取代了大型剛性真空罐，柔性袋體1的成本較低，并且由于是通過(guò)大氣壓力對(duì)柔性袋體1內(nèi)部的工件6施壓，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)其取消了施壓機(jī)構(gòu)，從而使得本發(fā)明真空成型設(shè)備100的結(jié)構(gòu)更為精簡(jiǎn)，進(jìn)一步降低了其成本。

進(jìn)一步的，如圖1和圖2所示，本發(fā)明的真空成型設(shè)備還包括至少兩個(gè)靠模件2?？磕＜?設(shè)置在柔性袋體1內(nèi)?？磕＜?具有成型面20。至少兩個(gè)靠模件2的成型面20之間形成前述的成型腔201。其中，柔性袋體1通過(guò)擠壓靠模件2對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6擠壓成型。

在上述示例中，因?yàn)榇w1是柔性的，其不易將復(fù)合材料在柔性袋體1內(nèi)精確成型固化成某種形狀。而通過(guò)在其內(nèi)部設(shè)置靠模件2，就更易達(dá)到該效果，使復(fù)合材料在柔性袋體1內(nèi)精確成型固化成所需的形狀。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的真空成型設(shè)備還包括加熱裝置，加熱裝置用于對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6加熱。其中，加熱裝置對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6進(jìn)行加熱有如下目的：溫度往往是復(fù)合材料層間粘接劑61固化的必要條件。比如環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑61中的高溫固化的間苯二胺就比常溫固化的乙二胺，固化后的強(qiáng)度高。在本示例中，通過(guò)加熱，使工件6在熱壓的條件下成型，有利于工件6的成型。

圖3示出了一種平板式復(fù)合材料柔性袋體，圖5示出了一種立體工件箱式柔性袋體。其中，對(duì)于平板形的工件，為了方便描述，定義該平板形的工件水平放置。當(dāng)對(duì)平板形的工件進(jìn)行熱壓成型時(shí)，可以只在平板形工件的上下兩側(cè)設(shè)置靠模件2，平板形工件的側(cè)面可以不設(shè)置靠模件2。

這里需要說(shuō)明的是：本發(fā)明的真空成型設(shè)備100可以用于對(duì)復(fù)合材料工件的成型，加熱裝置對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6加熱時(shí)，可以使復(fù)合材料間的粘接劑61發(fā)生固化，以提高粘接劑61的連接強(qiáng)度。

上述的靠模件2可以呈板狀。

進(jìn)一步的，在上述真空成型設(shè)備包括靠模件2的示例中，如圖1和圖2所示，前述的靠模件2可以包括第一靠模件21，第一靠模件21由導(dǎo)熱材料制成，比如由金屬材料制成。其中，加熱裝置通過(guò)第一靠模件21的熱傳導(dǎo)對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6加熱。

上述的加熱裝置可以包括內(nèi)熱源31或外熱源等，具體可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取。

在第一示例中，如圖1和圖2所示，前述的加熱裝置包括內(nèi)熱源31，該內(nèi)熱源31位于第一靠模件21與柔性袋體1的內(nèi)壁之間，內(nèi)熱源31用于對(duì)第一靠模件21加熱，然后第一靠模件21將熱量傳導(dǎo)給成型腔201內(nèi)的工件6，以達(dá)到對(duì)工件6加熱的技術(shù)效果。

上述的內(nèi)熱源31可以為電熱件，比如可以為導(dǎo)電石墨電熱元件、電熱硅膠板、云母電熱板、陶瓷電熱板、不銹鋼電熱元件、鎳鉻電熱元件等。其中，電熱件與外部的電熱電源5連接時(shí)，可以發(fā)熱，以對(duì)第一靠模件21加熱。

進(jìn)一步的，如圖1和圖2所示，本發(fā)明的真空成型設(shè)備100還可以包括隔熱層7，隔熱層7設(shè)置在前述的內(nèi)熱源31與柔性袋體1的內(nèi)壁之間，隔熱層7用于對(duì)柔性袋體1隔熱保護(hù)。優(yōu)選的，該隔熱層7可以為泡沫陶瓷層或陶瓷纖維層等。

在一個(gè)具體的應(yīng)用示例中，上述的柔性袋體1可以由硅膠材料制成，由于硅膠材料的耐熱極限是320度，一般是250度。當(dāng)有時(shí)需要將工件6加熱到高于320度時(shí)，通過(guò)設(shè)置的隔熱層7，就可以對(duì)柔性袋體1提供有效的隔熱保護(hù)，使傳遞到柔性袋體1的溫度低于320度。其中，當(dāng)成型腔201內(nèi)工件6的成型溫度低于320度，就可以取消隔熱層7，因?yàn)樵诘陀?20度的工況下，柔性袋體1不會(huì)發(fā)生損壞。

如圖1和圖2所示，前述的靠模件2還可以包括第二靠模件22，該第二靠模件22由隔熱材料制成，如此第二靠模件22既具有靠模的功能，又具有隔熱的功能，由于第二靠模件22集兩種功能于一體，從而節(jié)省了功能部件的使用，成本降低。

在第二示例中，前述的加熱裝置包括外熱源，外熱源位于柔性袋體1外部。其中，加熱裝置通過(guò)該外熱源對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6加熱。

上述的外熱源可以為感應(yīng)加熱裝置，比如為金屬/石墨等感應(yīng)加熱裝置，外熱源也可以為烘箱、隧道窯等加熱裝置。其中，當(dāng)外熱源為烘箱、隧道窯等加熱裝置時(shí)，成型腔201內(nèi)工件6的成型溫度應(yīng)不高于柔性袋體1的極限耐熱溫度，否則柔性袋體1會(huì)發(fā)生損壞。

上述的柔性袋體1可以由多個(gè)柔性部件組裝而成，以方便加工。

進(jìn)一步的，上述的多個(gè)柔性部件可拆卸地連接，以方便可以反復(fù)地開(kāi)合，進(jìn)而取放工件6。并且，當(dāng)某單個(gè)拼接部件發(fā)生損壞時(shí)，可以?xún)H對(duì)該單個(gè)部件進(jìn)行維修或更換，維修成本較低。

在一個(gè)具體的應(yīng)用示例中，如圖3所示，上述的柔性袋體1包括由多個(gè)柔性部件拼接成的第一組件11和第二組件12。第一組件11和第二組件12均為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的蓋體結(jié)構(gòu)。第一組件11可打開(kāi)地蓋在第二組件12上，且兩者的開(kāi)口相對(duì)。第一組件11與第二組件12之間具有間隙，以形成前述的真空抽吸口。

如圖3所示，上述的第一組件11和第二組件12可以拼接成平板式復(fù)合材料柔性袋體。

進(jìn)一步的，如圖4所示，上述的第一組件11可以是由三種類(lèi)型的柔性部件組裝而成，比如可以由圖4中的第一柔性部件101、第二柔性部件102和第三柔性部件103組裝而成。

如圖4所示，上述的第二組件12也可以是由三種類(lèi)型的柔性部件組裝而成，比如可以由圖4中的第一柔性部件101、第四柔性部件104和第五柔性部件105組裝而成。

在另一個(gè)具體的應(yīng)用示例中，如圖5所示，上述的柔性袋體1可以包括由多個(gè)柔性部件拼接成的第三組件13和第四組件14。第三組件13為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的蓋體結(jié)構(gòu)。第四組件14為具有內(nèi)腔、且一端具有開(kāi)口的箱體結(jié)構(gòu)。第三組件13可打開(kāi)地蓋在第四組件14上，且兩者的開(kāi)口相對(duì)。第三組件13與第四組件14之間具有間隙，以形成前述的真空抽吸口。

如圖5所示，上述的第三組件13和第四組件14可以拼接成立體工件箱式柔性袋體。

進(jìn)一步的，如圖6所示，上述的第三組件13可以是由三種類(lèi)型的柔性部件組裝而成，比如可以由圖6中的第一柔性部件101、第二柔性部件102和第三柔性部件103組裝而成。

如圖6所示，上述的第四組件14也可以是由三種類(lèi)型的柔性部件組裝而成，比如可以由圖6中的第一柔性部件101、第六柔性部件106和第七柔性部件107組裝而成。

本發(fā)明的真空成型設(shè)備100還可以包括耐熱纖維層，耐熱纖維層設(shè)置在柔性袋體1內(nèi)，以使柔性袋體1內(nèi)的至少一部分空氣能通過(guò)耐熱纖維層流到真空抽吸口。其中，在對(duì)柔性袋體1內(nèi)部抽真空時(shí)，柔性袋體1內(nèi)的局部可能形成封閉氣室(即氣泡)，氣泡會(huì)妨礙外部的大氣壓力對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6施壓。在本示例中，可以通過(guò)在柔性袋體1內(nèi)易出現(xiàn)氣泡的地方鋪設(shè)耐熱纖維層，以形成連通真空抽吸口的排氣通道，可以有效防止氣泡的產(chǎn)生。

下面介紹一下本發(fā)明的工作原理和優(yōu)選實(shí)施例。

本發(fā)明的技術(shù)方案采用柔性的硅膠材料元件，將有限幾種形狀和規(guī)格的硅膠元件，拼接組合成可以反復(fù)開(kāi)合的密閉的柔性袋體1，可以適應(yīng)各種工件6的成型要求，用小型真空泵4在柔性袋體1內(nèi)部制取真空的環(huán)境。

本發(fā)明的真空成型設(shè)備100可以用于對(duì)復(fù)合材料的成型。前述在柔性袋體1內(nèi)取得真空有以下目的：(1)排掉復(fù)合材料表面和粘接劑61中的氣體；(2)通過(guò)柔性袋體1實(shí)現(xiàn)大氣壓力對(duì)成型腔201內(nèi)工件6的擠壓，使得復(fù)合材料在固化時(shí)取得密實(shí)化。

因?yàn)榇w1是柔性的，要想將復(fù)合材料在柔性袋體1內(nèi)精確成型固化成某種形狀，就需要依靠一個(gè)剛性的靠模件2。該靠模件2可以包括由金屬材料制成的第一靠模件21，該金屬材料制成的第一靠模件21外側(cè)可以設(shè)置一承壓隔熱層7，以對(duì)柔性袋體1隔熱保護(hù)；靠模件2還可以包括由隔熱材料制成的第二靠模件22，以隔熱承壓一體化靠模。

前述的加熱裝置對(duì)成型腔201內(nèi)的工件6進(jìn)行加熱有如下目的：溫度往往是復(fù)合材料層間粘接劑61固化的必要條件。比如環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑61中的高溫固化的間苯二胺就比常溫固化的乙二胺，固化后的強(qiáng)度高。

上述的加熱裝置可以為內(nèi)熱源31，比如為導(dǎo)電石墨電熱元件、電熱硅膠板、云母電熱板、陶瓷電熱板、不銹鋼電熱元件、鎳鉻電熱元件等；也可以為外熱源，比如為金屬/石墨等感應(yīng)加熱設(shè)備、烘箱、隧道窯等。

前述待成型的復(fù)合材料間的粘接劑61可以為熱固性樹(shù)脂及固化劑、金屬釬料或金屬膠粘劑等，粘接劑61可以保證基材間分子原子鍵之間的鍵合、以及有機(jī)高分子熱合膜熱熔粘結(jié)。

因?yàn)樾枰獙?duì)柔性袋體1內(nèi)部抽真空，所以要給空氣流動(dòng)到真空抽吸口留下通道，使得工件6的各個(gè)部位都能得到大氣壓力，通過(guò)鋪設(shè)耐熱纖維層為外排氣體流出通道。

為了增強(qiáng)柔性袋體1的抗拉抗撕裂性能，可以對(duì)柔性袋體1的硅膠材料進(jìn)行纖維增強(qiáng)。

這里需要說(shuō)明的是：在不沖突的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況將上述各示例中相關(guān)的技術(shù)特征相互組合，以達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)效果，具體對(duì)于各種組合情況在此不一一贅述。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。