本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型，特別是涉及一種復(fù)合材料桁架成型模具及其成型方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，微小衛(wèi)星以其成本低、研發(fā)周期短、易實現(xiàn)衛(wèi)星編隊組網(wǎng)、衛(wèi)星星座化運行的特點而成為研究熱點，碳纖維復(fù)合材料可作為衛(wèi)星及其空間相機的支撐結(jié)構(gòu)，對于高分辨率微小衛(wèi)星的穩(wěn)定化運行、減重、降成本具有重要作用。目前國際上主流的衛(wèi)星復(fù)合材料主承力結(jié)構(gòu)有三種，分別是箱板式、承力筒式、桁架式，傳統(tǒng)箱板式結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，成本低，但是承載能力差；承力筒式承載力強，但是空間利用率低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種復(fù)合材料桁架成型模具及其成型方法,以解決現(xiàn)有的衛(wèi)星復(fù)合材料承載能力差空間利用率低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種復(fù)合材料桁架成型模具，包括外加壓框、外模、分瓣模具、底板模具以及芯模，所述分瓣模具上鋪放有復(fù)合材料桁架得預(yù)浸料，鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具安裝在芯模上，所述芯模安裝在底板模具上，三個外模均布在底板模具上，所述外加壓框安裝在三個外模外側(cè)。

4、更進一步的，鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具與芯模通過螺栓和定位銷連接。

5、更進一步的，所述芯模通過螺栓和定位銷連接與底板模具連接。

6、更進一步的，所述復(fù)合材料桁架采用碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

7、更進一步的，所述復(fù)合材料桁架內(nèi)設(shè)有厚度為1-3mm的加強筋。

8、一種復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，它包括以下步驟：

9、步驟1：進行預(yù)浸料準(zhǔn)備，將環(huán)氧樹脂與碳纖維浸漬得到預(yù)浸料，按照圖紙進行加工復(fù)合材料桁架成型模具，準(zhǔn)備用于打磨模具的砂紙以及用于模具組裝時的硅脂；

10、步驟2：將預(yù)浸料裁剪成所需大小，然后在分瓣模具進行鋪放；

11、步驟3：鋪放完成后，將分瓣模具固定在芯模上，然后將芯模固定在底板模具上，同時將三個外模依次放置在底板模具上，最后用外加壓框包裹住，進行加壓緊固；

12、步驟4：按照環(huán)氧樹脂固定制度進行固化，固化完成后，在固化爐內(nèi)隨爐冷卻，冷卻后進行產(chǎn)品脫模；

13、步驟5：產(chǎn)品脫模后對表面進行修正，用銼刀把毛刺打磨平整；

14、步驟6：對復(fù)合材料桁架模態(tài)進行分析。

15、更進一步的，步驟1中碳纖維預(yù)浸料采用熱熔預(yù)浸法制備。

16、更進一步的，步驟2中按照鋪層角度0/90/45/-45°ns循環(huán)鏡像在分瓣模具上鋪放。

17、更進一步的，步驟4中環(huán)氧樹脂的固化制度為100℃/2h-150℃/2h。

18、更進一步的，步驟4進行脫模時，按照外加壓框、底板模具、外模、芯模以及分瓣模具的順序進行脫模。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1、本發(fā)明成型模具成型的復(fù)合材料桁架下部薄壁筒和上部桁架桿一體成型，組合式的碳纖維支撐結(jié)構(gòu)能夠在一定程度上提升結(jié)構(gòu)輕量化程度。

21、2、本發(fā)明模具已安裝拆卸，在制備復(fù)合材料桁架合模和脫模過程中提高了工作效率。

22、3、本發(fā)明成型模具制備的復(fù)合材料桁架一體成型，具備易裝調(diào)的有點，提高衛(wèi)星空間相機支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對于提高空間相機的分辨率具有重要作用。

23、4、本發(fā)明提高了復(fù)合材料桁架的承載能力，布局緊湊，功能密度高，創(chuàng)立路徑短，輕量化成都高。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合材料桁架成型模具，其特征在于：包括外加壓框(1)、外模(2)、分瓣模具(4)、底板模具(5)以及芯模(6)，所述分瓣模具(4)上鋪放有復(fù)合材料桁架(3)得預(yù)浸料，鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具(4)安裝在芯模(6)上，所述芯模(6)安裝在底板模具(5)上，三個外模(2)均布在底板模具(5)上，所述外加壓框(1)安裝在三個外模(2)外側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料桁架成型模具，其特征在于：鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具(4)與芯模(6)通過螺栓和定位銷連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料桁架成型模具，其特征在于：所述芯模(6)通過螺栓和定位銷連接與底板模具(5)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料桁架成型模具，其特征在于：所述復(fù)合材料桁架(3)采用碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料桁架成型模具，其特征在于：所述復(fù)合材料桁架(3)內(nèi)設(shè)有厚度為1-3mm的加強筋。

6.一種如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，其特征在于：它包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，其特征在于：步驟1中碳纖維預(yù)浸料采用熱熔預(yù)浸法制備。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，其特征在于：步驟2中按照鋪層角度(0/90/45/-45°)ns循環(huán)鏡像在分瓣模具(4)上鋪放。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，其特征在于：步驟4中環(huán)氧樹脂的固化制度為100℃/2h-150℃/2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料桁架成型模具的成型方法，其特征在于：步驟4進行脫模時，按照外加壓框(1)、底板模具(5)、外模(2)、芯模(6)以及分瓣模具(4)的順序進行脫模。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種復(fù)合材料桁架成型模具及其成型方法，屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有的衛(wèi)星復(fù)合材料承載能力差空間利用率低的問題。它包括外加壓框、外模、分瓣模具、底板模具以及芯模，所述分瓣模具上鋪放有復(fù)合材料桁架得預(yù)浸料，鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具安裝在芯模上，所述芯模安裝在底板模具上，三個外模均布在底板模具上，所述外加壓框安裝在三個外模外側(cè)，鋪放好預(yù)浸料的分瓣模具與芯模通過螺栓和定位銷連接，所述芯模通過螺栓和定位銷連接與底板模具連接，所述復(fù)合材料桁架采用碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。它主要用于碳纖維復(fù)合材料支撐結(jié)構(gòu)的成型。

技術(shù)研發(fā)人員：曲廣巖,荊佳奇,陳浩然,夏天驕,王兆慧
受保護的技術(shù)使用者：哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6