專利名稱：一種用于方形薄壁平板件rtm單向注射成形的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樹脂傳遞模塑(RTM)成形技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于方形薄壁平板件 RTM單向注射成形的裝置及方法。
背景技術(shù)：
樹脂傳遞模塑(RTM)工藝是一種閉模工藝，是在一定的壓力下將低粘度的樹脂注入預(yù)置有增強材料的模具型腔內(nèi)，使增強材料預(yù)制件完全浸潤，然后通過加溫或恒溫的方式進行樹脂固化，從而制備材料的工藝。RTM制件同時具備纖維增強體的高強度、高模量，又具備樹脂的拉伸率、壓縮率，因此材料的綜合力學(xué)性能高，被廣泛應(yīng)用于航空航天，艦船制造，汽車行業(yè)等各個領(lǐng)域。RTM單向注射成型是應(yīng)用最廣泛的RTM注射方式之一。在生產(chǎn)，單向注射主要用于薄壁件的成型；在科研中，單向注射是研究樹脂流動特性、纖維增強體屬性的有效手段。RTM單向流動注射成型的對象是方形薄壁平板件，是將纖維增強體充滿整個模具模腔后進行注射的，模具注口設(shè)置在模腔任意一條軸線的最左端或最右端，相應(yīng)地，模具冒口設(shè)置在模腔任意一條軸線的最右端或最左端。注射時將注射機出料管插入模具注口進行注射，待樹脂從冒口流出時停止注射并拔出注射機出料管。待模具內(nèi)樹脂固化后，通過一定方式將陰模和陰模的分模，而后再通過一些手段將板件從模腔中取出。就目前文獻公布的RTM單向注射模具來看，普遍存在的問題和原因是(I)由于采用點注射，樹脂在模具內(nèi)的流動前沿不能保持直線平運，而是呈圓弧向冒口位置前進，因此無法實現(xiàn)真正的單向注射。在生產(chǎn)中，流動前沿為弧線的情況下，當樹脂流經(jīng)模具拐角處時，氣體肯會包裹在模腔角落，導(dǎo)致制件產(chǎn)生氣泡、干斑缺陷。在科研中， 單向流動通常用于研究纖維預(yù)成型體的滲透率，流動前沿為弧線表明樹脂在纖維增強體內(nèi)各各部分流動不一致，因此所測得的纖維增強體滲透率受到注口冒口位置的影響，不能代表纖維增強體滲透率的真實值。(2)為了避免頂出機構(gòu)損傷板件表面，目前，單向RTM成型注射模具都不設(shè)計有頂出機構(gòu)，導(dǎo)致所得板件通常粘附在模腔內(nèi)很難取出。目前一般采用的手段是，在陰模與陽模分模后，用塑料鏟子將板件與陰模分開，這種工藝的工作強度大、效率低，而且不能保證板件表面無損傷。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實現(xiàn)RTM注射過程的單向流動及其制件的簡易脫模，本發(fā)明針對方形薄壁板件，提出了一種用于方形薄壁平板件RTM單向注射成形的裝置及方法。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為
所述ー種用于方形薄壁平板件RTM單向注射成形的裝置，其特征在干包括陰模和陽模；陰模和陽模均為方形平板結(jié)構(gòu)；陰模中部位置有方形模腔，用于放置方形預(yù)成型體，其中預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁存在相同寬度的間隙通道；在模腔外邊緣開有ー圈密封槽；陰模四角位置開有連接孔，用于注射過程中通過鎖緊螺栓與陽模緊固連接；在陰模上還開有一對銷釘定位孔，用于陰模與陽模的定位;陽模與預(yù)成型體相對應(yīng)的位置為平面，陽模與兩條間隙通道相對應(yīng)的位置處分別開有一條直線型緩沖流道，緩沖流道垂直于樹脂流動方向，緩沖流道長度等于間隙通道長度，緩沖流道寬度小于間隙通道寬度；兩條緩沖流道的中心位置分別開有垂直通孔，一個垂直通孔作為注ロ孔，另ー個垂直通孔作為冒口孔；在緩沖流道內(nèi)還開有多個脫模螺紋孔，脫模螺紋孔處于注ロ孔的兩側(cè)和冒ロ孔的兩側(cè)；在陽模上也開有ー對銷釘定位孔，并且與陰模上的一對銷釘定位孔對應(yīng)；在陽模四角位置開有分模螺紋孔，分模螺紋孔位置與陰模四角的連接孔位置對應(yīng)，且分模螺紋孔內(nèi)徑大于連接孔內(nèi)徑。所述ー種用于方形薄壁平板件RTM單向注射成形的方法，包括以下步驟步驟I :在陰模模腔和陽模表面上涂脫模劑；將預(yù)成型體放入陰模模腔，并使預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁存在相同寬度的間隙通道；將密封膠條塞入模腔周圍的密封槽內(nèi)；步驟2 :將陽模與陰模貼合，并通過定位銷釘將陽模與陰模定位；在陽模與陰模的四角處，通過鎖緊螺栓將陽模和陰模夾緊固定；從外側(cè)將脫模螺柱擰入脫模螺紋孔內(nèi)，脫模螺柱將脫模螺紋孔填充滿且脫模螺柱端部不仲入緩沖流道；步驟3 :將樹脂混合、加熱后，通過注射機將樹脂從注ロ孔注入，當樹脂從冒ロ孔流出吋，停止注射；步驟4 :待樹脂固化后，拆除定位銷釘和四角的鎖緊螺栓；在陽模的分模螺紋孔內(nèi)擰入分模螺柱，將陽模和陰模分離；將脫模螺柱繼續(xù)擰入脫模螺紋孔內(nèi)，將成型板件從陽模分離；；步驟5 :將脫模后的成型板件按照預(yù)成型體所在的位置進行切割，切除緩沖流道形成的樹脂塊，得到無表面損傷的方形薄壁平板件。有益效果本發(fā)明采用直線型的緩沖流道，可以分散、平均注ロ的注射壓力，試驗表明，采用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在注ロ處的注射壓カ下，樹脂流動前沿呈直線向冒ロ方向前進，實現(xiàn)了方形薄壁平板件的RTM單向注射。陽模與陰模分離時由于有樹脂流道的存在，能夠保證板件留在陽模上，不會留在陰模的模腔內(nèi)，從而大大降低脫模的風險和難度。在緩沖流道位置處設(shè)計了脫模裝置，可以方便快捷地將板件從陰模上脫離，更重要的是該方法可以不損傷板件表面。


圖I :本發(fā)明裝置的俯視圖；圖2 :本發(fā)明裝置的A-A剖視圖3:陽模的俯視圖；圖4 :陽模的B-B剖視圖；圖5:陰模的俯視圖；圖6 :陰模的C-C剖視圖；其中1、墊片；2、鎖緊螺柱；3、密封膠條；4、鎖緊螺母；5、脫模螺柱；6、陽模；7、預(yù)成型體；8、陰模；9、定位銷釘；10、分模螺紋孔；11、脫模螺紋孔；12、注口孔；13、陽模銷釘孔；14、緩沖流道；15、冒口孔；16、連接孔；17、陰模銷釘孔；18、模腔；19、密封槽。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明實施例本實施例為對方形薄壁平板件進行RTM單向注射成形，采用裝置包括陰模8和陽模6，陰模和陽模均為方形平板結(jié)構(gòu)。模具材料為透明有機玻璃板或其它非金屬板、金屬板， 當模具材料采用透明有機玻璃時，可以用于觀測流動前沿在模具內(nèi)的真實運動情況。本實施例中，陰模和陽模的材料為透明有機玻璃。參照附圖5和附圖6，陰模中部位置有方形模腔18，用于放置方形預(yù)成型體7，其中預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁間存在相同寬度的間隙通道。在模腔外邊緣開有一圈密封槽19，用于放置密封膠條3，密封槽深度小于所用密封膠條的厚度。陰模四角位置開有連接孔16，用于注射過程中通過鎖緊螺柱2、墊片I和鎖緊螺母4與陽模緊固連接。在陰模上還開有一對陰模銷釘定位孔17，用于陰模與陽模的定位。參照附圖3和附圖4，陽模與預(yù)成型體相對應(yīng)的位置為平面，陽模與兩條間隙通道相對應(yīng)的位置處分別開有一條直線型緩沖流道14，緩沖流道垂直于樹脂流動方向，緩沖流道長度等于間隙通道長度，緩沖流道寬度小于間隙通道寬度，緩沖流道深度小于陽模厚度。 兩條緩沖流道的中心位置分別開有垂直通孔，一個垂直通孔作為注口孔12，另一個垂直通孔作為冒口孔15，注口孔和冒口孔的公稱直徑不超過緩沖流道寬度，注口孔用于連接注射機出料口管道，冒口孔用于連接廢液收集的罐體和管道。在緩沖流道內(nèi)還開有四個脫模螺紋孔11，脫模螺紋孔處于注口孔的兩側(cè)和冒口孔的兩側(cè)，在注射時，脫模螺紋孔通過脫模螺柱5擰上，防止樹脂從脫模螺紋孔冒出。在陽模上開有一對陽模銷釘定位孔13，并且與陰模上的一對銷釘定位孔對應(yīng)。在陽模四角位置開有分模螺紋孔10，分模螺紋孔位置與陰模四角的連接孔位置對應(yīng)，且分模螺紋孔內(nèi)徑大于連接孔內(nèi)徑，在注射過程中，分模螺紋孔與連接孔配合，實現(xiàn)陰模和陽模的緊固連接，在脫模過程中，采用與分模螺紋孔配合的分模螺柱，將陰模和陽模頂開，實現(xiàn)陰模和陽模的分模。具體的方法步驟為步驟I :在陰模模腔18和陽模表面上涂脫模劑；將預(yù)成型體放入陰模模腔內(nèi)，并使預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁存在相同寬度的間隙通道；將密封膠條3塞入模腔周圍的密封槽19內(nèi)；步驟2 :將陽模與陰模貼合，并通過定位銷釘9將陽模與陰模定位；在陽模與陰模的四角處，通過四對鎖緊螺柱2、鎖緊螺母4、墊片I將陽模和陰模夾緊固定；從外側(cè)將脫模螺柱5擰入脫模螺紋孔11內(nèi)，脫模螺柱將脫模螺紋孔填充滿且脫模螺柱端部不仲入緩沖流道內(nèi)；步驟3 :將樹脂混合、加熱后，通過注射機將樹脂從注ロ孔12注入，當樹脂從冒ロ 孔15流出吋，停止注射；步驟4 :待樹脂固化后，拆除定位銷釘和四角的鎖緊螺柱2、鎖緊螺母4、墊片I ;在陽模的分模螺紋孔內(nèi)擰入分模螺柱，將陽模和陰模分離；將脫模螺柱繼續(xù)擰入脫模螺紋孔內(nèi)，將成型板件從陽模分離；；步驟5 :將脫模后的成型板件按照預(yù)成型體所在的位置進行切割，切除緩沖流道形成的樹脂塊，得到無表面損傷的方形薄壁平板件。
權(quán)利要求
1.一種用于方形薄壁平板件RTM單向注射成形的裝置，其特征在于包括陰模和陽模； 陰模和陽模均為方形平板結(jié)構(gòu)；陰模中部位置有方形模腔，用于放置方形預(yù)成型體，其中預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁存在相同寬度的間隙通道；在模腔外邊緣開有ー圈密封槽；陰模四角位置開有連接孔，用于注射過程中通過鎖緊螺栓與陽模緊固連接；在陰模上還開有一對銷釘定位孔，用于陰模與陽模的定位；陽模與預(yù)成型體相對應(yīng)的位置為平面，陽模與兩條間隙通道相對應(yīng)的位置處分別開有一條直線型緩沖流道，緩沖流道垂直于樹脂流動方向，緩沖流道長度等于間隙通道長度，緩沖流道寬度小于間隙通道寬度；兩條緩沖流道的中心位置分別開有垂直通孔，ー個垂直通孔作為注ロ孔，另ー個垂直通孔作為冒口孔；在緩沖流道內(nèi)還開有多個脫模螺紋孔，脫模螺紋孔處于注ロ孔的兩側(cè)和冒ロ孔的兩側(cè)；在陽模上也開有ー對銷釘定位孔，并且與陰模上的一對銷釘定位孔對應(yīng)；在陽模四角位置開有分模螺紋孔，分模螺紋孔位置與陰模四角的連接孔位置對應(yīng)，且分模螺紋孔內(nèi)徑大于連接孔內(nèi)徑。
2.ー種采用權(quán)利要求I所述裝置進行方形薄壁平板件RTM單向注射成形的方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :在陰模模腔和陽模表面上涂脫模劑；將預(yù)成型體放入陰模模腔，并使預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，預(yù)成型體與垂直于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁存在相同寬度的間隙通道；將密封膠條塞入模腔周圍的密封槽內(nèi)；步驟2 :將陽模與陰模貼合，并通過定位銷釘將陽模與陰模定位；在陽模與陰模的四角處，通過鎖緊螺栓將陽模和陰模夾緊固定；從外側(cè)將脫模螺柱擰入脫模螺紋孔內(nèi)，脫模螺柱將脫模螺紋孔填充滿且脫模螺柱端部不仲入緩沖流道；步驟3 :將樹脂混合、加熱后，通過注射機將樹脂從注ロ孔注入，當樹脂從冒ロ孔流出時,停止注射；步驟4 :待樹脂固化后，拆除定位銷釘和四角的鎖緊螺栓；在陽模的分模螺紋孔內(nèi)擰入分模螺柱，將陽模和陰模分離；將脫模螺柱繼續(xù)擰入脫模螺紋孔內(nèi)，將成型板件從陽模分離；；步驟5 :將脫模后的成型板件按照預(yù)成型體所在的位置進行切割，切除緩沖流道形成的樹脂塊，得到無表面損傷的方形薄壁平板件。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于方形薄壁平板件RTM單向注射成形的裝置及方法，所述裝置包括陰模和陽模；陰模和陽模均為方形平板結(jié)構(gòu)，陰模中部位置有方形模腔，用于放置方形預(yù)成型體，陽模開有緩沖流道，緩沖流道上開有注口、冒口和脫?？祝蛔⑸鋾r，預(yù)成型體與平行于樹脂流動方向的模腔兩側(cè)內(nèi)壁緊貼，注入樹脂并冷卻后，采用分模螺柱將陽模和陰模分離，采用脫模螺柱將成型板件從陽模分離，最后對成型板件進行切割，得到無表面損傷的方形薄壁平板件。本發(fā)明采用直線型的緩沖流道，可以分散、平均注口的注射壓力，試驗表明，采用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在注口處的注射壓力下，樹脂流動前沿呈直線向冒口方向前進，實現(xiàn)了方形薄壁平板件的RTM單向注射。
文檔編號B29C70/48GK102602010SQ20121006432
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者史景文, 方良超, 曾東子, 王俊彪, 王芳, 蔣建軍, 鄧超 申請人:西北工業(yè)大學(xué)