所述的多點可重構(gòu)模具的沖頭5、單元體4位于底部成形室壁板2上方。為便于觀察復(fù)合材料12成形過程，所述的側(cè)向成形室壁板I設(shè)有成形觀察窗口 15。
[0032]圖la-c是四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖1a是四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)三維視圖；圖1b是四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形狀態(tài)的剖視圖；圖1c是四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形結(jié)束狀態(tài)剖視圖。四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備主要由成形室壁板、隔膜7、多點可重構(gòu)模具、加熱裝置、及真空泵9組成。4塊側(cè)向成形室壁板1、1塊底部成形室壁板2及隔膜7圍成密閉的復(fù)合材料成型室。隔膜7通過離散壓邊裝置6固定在側(cè)向成形室壁板I上，位于多點可重構(gòu)模具上方；多點可重構(gòu)模具由沖頭5、單元體4、調(diào)形機構(gòu)3組成，固定在底部成形室壁板2上方。為抑制多點可重構(gòu)模具不連續(xù)沖頭5產(chǎn)生的凹痕，成形過程中在多點可重構(gòu)模具上方鋪放壓痕抑制墊11。為防止復(fù)合材料12與壓痕抑制墊11粘連，在壓痕抑制墊11上方鋪放脫模布。加熱裝置通過四柱式支架倒置固定于隔膜7上方，加熱方法采用熱風(fēng)槍加熱法，即通過可以加熱的熱風(fēng)噴嘴對復(fù)合材料12進(jìn)行熱對流加熱。真空泵9位于復(fù)合材料成型室外部，其通過側(cè)向成形室壁板I上的抽真空口 10與復(fù)合材料成型室連接；從而在真空氣壓載荷作用下實現(xiàn)復(fù)合材料12曲面與多點可重構(gòu)模具型面的貼模。
[0033]圖2a_c是添加上部壁板的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖2a是添加上部壁板的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)三維視圖；圖2b是添加上部壁板的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形狀態(tài)的剖視圖；圖2c是添加上部壁板的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形結(jié)束狀態(tài)剖視圖。4塊側(cè)向成形室壁板1、1塊上部壁板13，及I塊底部成形室壁板2圍成密閉的復(fù)合材料成型室，上部壁板13可以通過氣動增壓缸控制開合。加熱裝置倒置固定在上部壁板13內(nèi)側(cè)，位于隔膜7上方；加熱方法采用電阻絲輻射加熱法，通過電阻絲的熱輻射對復(fù)合材料12進(jìn)行加熱。隔膜7通過密封帶固定在側(cè)向成形室壁板I內(nèi)側(cè)，位于多點可重構(gòu)模具上方。為抑制多點可重構(gòu)模具不連續(xù)沖頭5產(chǎn)生的凹痕，成形過程中在多點可重構(gòu)模具上方鋪放壓痕抑制墊11。為防止復(fù)合材料12與壓痕抑制墊11粘連，在壓痕抑制墊11上方鋪放脫模布。真空泵9位于復(fù)合材料成型室外部，其通過側(cè)向成形室壁板I上的抽真空口與復(fù)合材料成型室連接；從而在真空氣壓載荷作用下實現(xiàn)復(fù)合材料12曲面與多點可重構(gòu)模具型面的貼模。
[0034]圖3a_b是采用2塊硅橡膠軟膜的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖3a是是采用2塊硅橡膠軟膜的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形狀態(tài)的剖視圖；圖3b是采用2塊硅橡膠軟膜的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形結(jié)束狀態(tài)剖視圖。2塊硅橡膠軟膜密封固定于側(cè)向成形室壁板I上，圍成復(fù)合材料成型室。真空泵9位于復(fù)合材料成型室外部，其通過隔膜7上的抽真空口 10與2塊隔膜7組成的復(fù)合材料成型室連接，使2塊硅橡膠軟膜圍成的復(fù)合材料成型室的抽真空，即實現(xiàn)硅橡膠軟膜對復(fù)合材料12片材的夾持。電燈泡熱輻射加熱裝置14仍位于隔膜7上方，能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)合材料12的加溫。隔膜7通過密封帶固定在側(cè)向成形室壁板I內(nèi)側(cè)，位于多點可重構(gòu)模具上方；通過側(cè)向成形室壁板I上的抽真空口 10與復(fù)合材料成形曲率控制室連接，能夠在真空氣壓載荷作用下實現(xiàn)隔膜7夾持的復(fù)合材料12片材與多點可重構(gòu)模具模具型面的貼模。
[0035]圖4a_b是底部成形室壁板設(shè)有調(diào)形工作孔的四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖4a是底部成形室壁板設(shè)有調(diào)形工作孔的四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)三維視圖；圖4b是底部成形室壁板設(shè)有調(diào)形工作孔的四柱式復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備曲面成形狀態(tài)剖視圖。底部成形室壁板2設(shè)有調(diào)形工作孔，其位于多點可重構(gòu)模具調(diào)形機構(gòu)3上方；而多點可重構(gòu)模具的沖頭5、單元體4位于底部成形室壁板2上方。底部成形室壁板2設(shè)有調(diào)形工作孔，能夠降低成形溫度對多點可重構(gòu)模具調(diào)形機構(gòu)3的影響。
[0036]圖5a_b是側(cè)向成形室壁板設(shè)有成形觀察窗口的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖5a是閉合狀態(tài)的側(cè)向成形室壁板設(shè)有成形觀察窗口的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備三維視圖；圖5b是開合狀態(tài)的側(cè)向成形室壁板設(shè)有成形觀察窗口的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備。側(cè)向成形室壁板I設(shè)有成形觀察窗口 15，能夠觀察復(fù)合材料12成形過程。
[0037]下面舉例說明復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備的曲面成形過程:
[0038]首先，依據(jù)復(fù)合材料成形曲率，變換多點可重構(gòu)模具型面至對應(yīng)曲率。然后，在多點可重構(gòu)模具上方依次鋪放壓痕抑制墊、脫模布、復(fù)合材料片材或復(fù)合材料預(yù)浸料，并將隔膜通過離散壓邊裝置、整體壓邊或密封帶固定在側(cè)向成形室壁板上。最后，開啟位于隔膜上方的加熱裝置，實現(xiàn)隔膜下方復(fù)合材料加熱；與此同時，啟動位于復(fù)合材料成型室外部的真空泵，通過側(cè)向成形室壁板上的抽真空口與復(fù)合材料成形曲率控制室連接，從而在真空氣壓載荷作用下實現(xiàn)與模具型面的貼模。復(fù)合材料曲面成形后，經(jīng)一定時間的冷卻后，打開隔膜取出設(shè)備成形的復(fù)合材料曲面件。本實用新型成功構(gòu)建了具有工業(yè)應(yīng)用前景的“低成本、可持續(xù)、綠色的復(fù)合材料曲面多點熱壓成形技術(shù)”，為復(fù)合材料曲面成形提供了柔性制造方案。
【主權(quán)項】
1.一種復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，主要由成形室壁板、隔膜、多點可重構(gòu)模具、加熱裝置及真空泵組成，其特征在于: 所述成形室壁板由4塊側(cè)向成形室壁板(I)和I塊底部成形室壁板(2)組成，其與隔膜(7)圍成密閉的復(fù)合材料成型室；所述的隔膜(7)通過離散壓邊裝置￠)固定在側(cè)向成形室壁板(I)上，位于多點可重構(gòu)模具上方；所述的多點可重構(gòu)模具由沖頭(5)、單元體(4)和調(diào)形機構(gòu)(3)組成，固定在底部成形室壁板(2)上；所述的加熱裝置通過四柱式或龍門式支架倒置固定于隔膜(7)上方；所述的真空泵(9)位于復(fù)合材料成型室外部，其通過側(cè)向成形室壁板(I)上的抽真空口(10)與復(fù)合材料成型室連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，其特征在于: 所述的成形室壁板還包括I塊上部壁板(13)，由4塊側(cè)向成形室壁板(I)、I塊上部壁板(13)及I塊底部成形室壁板(2)組成圍成密閉的復(fù)合材料成型室；所述的加熱裝置倒置固定在上部壁板(13)內(nèi)側(cè)，位于隔膜(7)上方；所述的隔膜(7)通過密封帶固定在側(cè)向成形室壁板(I)內(nèi)側(cè)，位于多點可重構(gòu)模具上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，其特征在于: 所述的上部壁板(13)通過氣動增壓缸或液壓缸控制開合；所述的氣動增壓缸或液壓缸固定在側(cè)向成形室壁板(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，其特征在于: 所述的隔膜(7)為2塊硅橡膠軟膜，密封固定于側(cè)向成形室壁板(I)上，所述2塊硅橡膠軟膜圍成復(fù)合材料成型室，所述硅橡膠軟膜與4塊側(cè)向成形室壁板(I)和I塊底部成形室壁板(2)圍成復(fù)合材料成形曲率控制室；所述的真空泵(9)位于復(fù)合材料成型室外部，其通過隔膜(7)上的抽真空口(10)與2塊隔膜(7)組成的復(fù)合材料成型室連接，通過側(cè)向成形室壁板(I)上的抽真空口(10)與復(fù)合材料成形曲率控制室連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，其特征在于: 所述的底部成形室壁板(2)設(shè)有調(diào)形工作孔，其位于多點可重構(gòu)模具調(diào)形機構(gòu)(3)上方；所述的多點可重構(gòu)模具的沖頭(5)、單元體(4)位于底部成形室壁板(2)上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，其特征在于: 所述的側(cè)向成形室壁板(I)設(shè)有成形觀察窗口(15)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種復(fù)合材料曲面多點熱壓成型設(shè)備，涉及復(fù)合材料曲面成形技術(shù)。本實用新型主要由成形室壁板、隔膜、多點可重構(gòu)模具、加熱裝置及真空泵組成；所述的成形室壁板與隔膜或上部壁板圍成密閉的復(fù)合材料成型室；所述的多點可重構(gòu)模具由沖頭、單元體、調(diào)形機構(gòu)組成，固定在底部成形室壁板上方；所述的加熱裝置倒置固定于隔膜上方或倒置固定在上部壁板內(nèi)側(cè)；所述的真空泵位于復(fù)合材料成型室外部，其通過側(cè)向成形室壁板上的抽真空口與復(fù)合材料成型室連接。本實用新型實現(xiàn)復(fù)合材料曲面多點熱壓成型，并降低成型時間50％，節(jié)省設(shè)備成本80％。此外，本實用新型不僅適合成形1-10米小尺寸復(fù)合材料曲面，還適合成形10米以上大尺寸復(fù)合材料曲面。
【IPC分類】B29C70-44
【公開號】CN204566718
【申請?zhí)枴緾N201520132952
【發(fā)明人】韓奇鋼, 仲濟輪
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月9日