一种三明治结构的模压模具的制作方法

1.本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种三明治结构的模压模具。


背景技术：

2.复合材料制件的轻质高强越来越多应用于航天航空、汽车等领域，在复合材料制件生产过程中，模压成型工艺能最大程度发挥材料优越性能、降低生产成本、提升材料利用率，因此成为主流成型工艺。
3.在复合材料中，带肋及凸起造型的制件是其领域最常见的一种结构件，有着良好的力学性能。针对这种带肋及突起造型的制件，目前主流的模压成型工艺主要是分上下实体金属闭合模具，将材料压于型腔制件。但是，这种工艺存在以下技术缺陷：首先上下模具为金属材质，刚性较大，制件时对模具型腔变形比较大，时间久了，导致型腔缝边出现压塌现象；其次带肋制件容易出现翘曲变形，表面肋及其凸起部位产生贫胶、干斑、空隙等内部缺陷。因此，如何解决上述问题，是本领域技术人员着重要研究与解决的内容。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种能消除或降低型腔变形的模具，同时解决带肋零件表面肋及其凸起部位产生贫胶、干斑、空隙等内部缺陷。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种三明治结构的模压模具，包括上模具和下模具，所述上模具和下模具分别包括本体、缓冲层和镶件块，所述上模具和下模具的本体各设置有一个位置相对的凹部，所述凹部为三级阶梯式，分为第一级凹部、第二级凹部、第三级凹部；所述第一级凹部内设置有与其尺寸契合的缓冲层；所述第二级凹部设置有与其尺寸契合的镶件块；所述第三级凹部在上、下模具合模时形成制件型腔。
6.进一步的，所述缓冲层材质为弹性材质，具体可以是硅胶、橡胶等材质。
7.进一步的，所述镶件块材质与模具本体材质相同，为刚性材质，优选金属。
8.进一步的，所述第二级凹部的周向边界比第一级凹部的周向边界略有外延，外延宽度优选10-15mm。
9.进一步的，所述第三级凹部的周向边界比第二级凹部的周向边界略有外延，外延宽度优选10-15mm。
10.进一步的，所述缓冲层厚度为15-20mm，镶件块厚度为12-20mm。
11.相对于常规的刚性模具，合模时，模具对复材施加压力，同时模具也受到复材的反作用力，由于模具整体都为刚性,这种反作用力对模具和复材制件都会产生不良影响：模具缝边容易压塌，复材制件带肋部位容易翘曲变形；表面肋及其凸起部位容易产生贫胶、干斑、空隙等内部缺陷。本实用新型采用了金属与硅胶结合的三明治结构模具，中间层的硅胶可以对上下模具合模时的压力起到缓释作用，其到达的有益效果有：合模加压时，复材制件对模具缝边的压力减弱，避免了的模具缝边压塌的现象；同时，该三明治结构可以使复材整体受压均匀，避免了带肋零件出现翘曲变形，以及表面肋及其突起部位产生贫胶、干斑、空
隙等内部缺陷。
附图说明
12.附图1为本实用新型的结构示意图；
13.附图2为上模具本体或下模具本体的结构示意图。
14.其中： 1、本体；11、第一级凹部；12-第二级凹部；13第三级凹部；2、硅胶层；3、镶件块；4、复材零件。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
16.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
18.结合附图1-2，一种三明治结构的模压模具，包括上模具和下模具，所述上模具和下模具均包括本体1、硅胶层2和镶件块3；所述上模具和下模具的本体1均对应设置有一个凹部；所述凹部为阶梯式，分为第一级凹部11、第二级凹部12、第三级凹部13，所述第二级凹部12的周向边界比第一级凹部11的周向边界外延10-15mm,所述第三级凹部13的周向边界比第二级凹部12的周向边界外延10-15mm，所述硅胶层2设置在第一级凹部11，硅胶层2的尺寸与第一级凹部11尺寸相契合；所述镶件块3设置在第二级凹部12，镶件块3的尺寸与第二级凹部12尺寸相契合；所述第三级凹部13在上下模具合模时形成的空间即为复材制件型腔。
19.具体工作原理：将预制件铺设于型腔，上下模具合模压制，复材零件对型腔的压力部分被硅胶块吸收，从而向型腔缝边的压力减弱，且复材零件整体受压力更均匀。因此，解决了带肋零件容易出现翘曲变形，表面肋及其凸起产生贫胶、干斑、空隙等内部缺陷，同时模具缝边压塌现象大大降低，模具使用寿命延长。


技术特征：
1.一种三明治结构的模压模具，包括上模具和下模具，其特征在于：所述上模具和下模具分别包括本体、缓冲层和镶件块；所述上模具和下模具的本体各设置有一个位置相对应的凹部，所述凹部为三级阶梯式，分为第一级凹部、第二级凹部、第三级凹部；所述第一级凹部设置有与其尺寸契合的缓冲层；所述第二级凹部设置有与其尺寸契合的镶件块；所述第三级凹部在上、下模具合模时构成制件型腔。2.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述缓冲层材质为弹性材料。3.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述缓冲层是硅胶块。4.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述镶件块材质与上、下模具的本体材质相同。5.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述第二级凹部的周向边界比第一级凹部周向边界外延10-15mm。6.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述第三级凹部的周向边界比第二级凹部的周向边界外延10-15mm。7.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述缓冲层厚度为15-20mm。8.根据权利要求1所述的一种三明治结构的模压模具，其特征在于所述镶件块厚度12-20mm。

技术总结
本实用新型公开了一种三明治结构的模压模具，包括上模具和下模具，所述上模具和下模具均由本体、缓冲层和镶嵌件组成三明治结构。通过设置缓冲层，使得型腔内制件对模具的压力通过缓冲层得到缓释，消除或降低型腔内复材制件对模具的反作用力导致的模具缝边压塌现象，同时还解决了制件带肋部位或凸起部位出现的贫胶、干斑、空隙等内部缺陷。空隙等内部缺陷。空隙等内部缺陷。


技术研发人员：顾勇涛 陈建旭
受保护的技术使用者：江苏亨睿航空工业有限公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/7/12