本發(fā)明涉及復合材料制品成型領域，尤其是涉及一種能夠無級調(diào)節(jié)復合材料板料厚度的可視rtm(resintransfermolding，樹脂傳遞模塑)模具。

背景技術(shù)：

樹脂傳遞模塑(resintransfermolding，rtm)工藝是一種制造高性能纖維增強復合材料的先進工藝，具有成本低、成型速度快、產(chǎn)品質(zhì)量好、對環(huán)境污染小以及能夠制造大型復雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件等優(yōu)點，因此在航空航天和交通運輸領域得到了廣泛應用。

目前，在rtm工藝中，模具設計與制備是影響rtm工藝的重要因素，直接影響板料制品的尺寸精度、樹脂充模路徑、充模時間，從而影響復合材料的內(nèi)在質(zhì)量；同時，rtm模具的質(zhì)量還直接關系到制品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和模具壽命等。

復合材料板料制品的質(zhì)量不僅與纖維和基體材料的性質(zhì)有關，而且與成型技術(shù)有很大的關系，其中模具設計是影響rtm工藝的重要因素，它直接影響了板料制品的尺寸精度、樹脂充模路徑、充模時間，從而影響復合材料板料制品的內(nèi)在質(zhì)量，所以rtm模具的研究與設計是復合材料rtm工藝質(zhì)量的重要保證。

現(xiàn)有技術(shù)提供一種雙面剛性的rtm模具，其結(jié)構(gòu)為上模板為固定凸模，下模板為凹模，上模板與下模板扣合后得到固定高度的模具型腔。由于模具的型腔高度不可調(diào)，因此不能生產(chǎn)不同厚度的復合材料板料制品。

為了調(diào)整模具型腔高度，有些設計人員在rtm模具基礎上加裝調(diào)節(jié)墊片，通過調(diào)節(jié)墊片的數(shù)量來控制型腔高度，從而制作出不同厚度的復合材料板料制品。但是這種方法得到的板料制品厚度的選擇范圍依然具有一定的局限性，而且上模具與下模具之間的密封性也難以保證，從而影響板料制品的質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠無級調(diào)節(jié)復合材料板料厚度的可視rtm模具，其克服了板料制品厚度的選擇范圍受限、模具密封性難以保證、板料制品的質(zhì)量低下的弊端。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種能夠無級調(diào)節(jié)復合材料板料厚度的可視rtm模具，其包括：

機架、上模板、下模板和型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)；

上模板包括固定板和增韌玻璃；固定板上嵌有所述增韌玻璃；

所述下模板包括：固定件、滑動件和聯(lián)動件；下模板通過固定件固定在所述機架上，滑動件能夠在固定件固定在滑動件的底面，其上安裝有所述型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)；通過所述型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)帶動聯(lián)動件、滑動件上下移動，在滑動件上表面、固定件內(nèi)表面以及增韌玻璃之間形成密閉型腔；

所述滑動件和聯(lián)動件分別對應地開有注膠孔和出膠孔；在固定件通向所述密閉型腔的中部通孔上端的四周開有流道，且該流道與所述注膠孔相通。

更優(yōu)選地，所述注膠孔位于所述固定件的中部通孔的外側(cè)；所述出膠孔位于所述滑動件和聯(lián)動件的中心，且與所述密閉型腔相通。

更優(yōu)選地，所述型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)包括：

調(diào)節(jié)螺桿、上螺母和下螺母；所述調(diào)節(jié)螺桿安裝于所述聯(lián)動件上，且在所述聯(lián)動件的兩端面用上螺母和下螺母鎖緊；所述調(diào)節(jié)螺桿的上端固定在固定件上。

更優(yōu)選地，所述固定件和滑動件之間放置有密封圈；用于放置所述密封圈的密封槽開在固定件上或者滑動件上。

更優(yōu)選地，所述固定件的上表面上開有密封槽，所述密封槽中安裝密封圈。

更優(yōu)選地，所述滑動件和聯(lián)動件之間放置加熱元件。

更優(yōu)選地，所述可視rtm模具還包括：澆注裝置；

所述澆注裝置包括澆注嘴、尼龍圈、襯套和連接件；

所述澆注嘴插入所述注膠孔和出膠孔中，并通過連接件固定在所述下模板的固定件和聯(lián)動件上；所述澆注嘴和襯套通過螺紋連接，并且中間放置尼龍圈。

更優(yōu)選地，所述滑動件和聯(lián)動件上開有氣孔；

所述可視rtm模具還包括開模機構(gòu)；所述開模機構(gòu)包括：氣動軟管、氣動閥門，氣動快速接口和氣頂；所述氣頂穿過聯(lián)動件和滑動件的氣孔并伸入到所述密閉型腔內(nèi)，氣頂?shù)牧硪欢伺c氣動快速接口相接，且該氣動快速接口固定于下模板的聯(lián)動件上；氣動快速接口與氣動軟管相連，并通過氣動閥門控制來源于空壓機的壓縮氣體的供給量。

更優(yōu)選地，所述可視rtm模具還包括：氣彈簧；

所述上模板的一端與機架通過鉸接件連接，側(cè)邊采用氣彈簧與機架連接。

更優(yōu)選地，所述下模板的固定件上方固定有定位螺母；所述上模板和下模板合模時，通過定位螺母進行定位，并通過緊固螺栓和螺母進行緊固。

由上述本發(fā)明的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明通過采用螺旋機構(gòu)調(diào)節(jié)型腔的厚度，可無極調(diào)節(jié)控制復合材料板料厚度，而且具有精度高，可自鎖等優(yōu)點；

2、通過在上模板使用增韌玻璃作為觀察窗，可以實時觀測樹脂填充流動；

3、采用聚四氟乙烯制作澆嘴口，具有不沾樹脂，易于操作的功能；

4、通過設計合理的澆注裝置，澆注密封性好，操作方便；

5、通過采用定制電加熱布作為加熱元件，具有加熱均勻，無冷橋現(xiàn)象產(chǎn)生的優(yōu)點。

6、本發(fā)明與傳統(tǒng)的rtm模具相比，通過設計優(yōu)化充模流道，縮短了充模時間，減少了制品缺陷，進而提高了制品質(zhì)量；

7、通過氣彈簧輔助開模，實現(xiàn)易于開模、操作簡單的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的軸測圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖4為本發(fā)明中的下模板的軸測圖；

圖5為本發(fā)明中的澆注裝置爆炸圖；

圖6為本發(fā)明中的開模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

滾輪1、機架2、澆注裝置3、上模板4、下模板5、氣彈簧6、開模機構(gòu)7、型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8、加熱部件9；

澆注嘴31、尼龍圈32、襯套33、連接件34；

固定板41、增韌玻璃42、把手43；

固定件51、滑動件52、聯(lián)動件53、密封圈54；定位螺母511、密封槽512；注膠孔521、出膠孔522、流道523、氣孔524；

氣動軟管71、氣動閥門72，氣動快速接口73、氣頂74。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明。

實施例一

本發(fā)明提供一種能夠無級調(diào)節(jié)復合材料板料厚度的可視rtm模具，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖6所示，包括：

滾輪1、機架2、澆注裝置3、上模板4、下模板5、氣彈簧6、開模機構(gòu)7、型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8和加熱部件9。

機架2用于承載整個rtm模具的重量和固定rtm模具的相關零部件。為了方便移動，其底部設置有滾輪1。

上模板4的一端與機架2通過鉸接件連接，上模板4的側(cè)邊與機架2采用氣彈簧6連接。氣彈簧6推出過程中，上模板4圍繞該鉸接件向上開啟。相反，在氣彈簧6縮進過程中，上模板4圍繞該鉸接件朝下模板5方向動作。

如圖3所示，上模板4包括固定板41和增韌玻璃42；該固定板41上嵌增韌玻璃42，具體實現(xiàn)方法：固定板41的中間位置設置有階梯孔，且該階梯孔的大通徑孔和小通徑孔之間形成搭接臺。增韌玻璃42為倒凸型結(jié)構(gòu)；其上部周圈設置有多個沉孔，用于安裝沉頭螺釘以使其固定在固定板41的搭接臺上。安裝時，增韌玻璃42從固定板41的大通徑孔向小通徑孔方向推入直至增韌玻璃42卡在搭接臺上，之后用沉頭螺釘固定。通過增韌玻璃42作為觀察窗，可以實時觀測樹脂填充流動。上模板4上還設有把手43，以便從一側(cè)開啟該上模板4。

如圖3所示，下模板5包括：固定件51、滑動件52和聯(lián)動件53。

下模板5通過固定件51固定在機架2上，滑動件52能夠在固定件51內(nèi)部滑動，聯(lián)動件53固定在滑動件52的底面上。

如圖3和圖4所示，下模板5的固定件51上方固定有定位螺母511，所述定位螺母511為空心圓柱形，且上端有錐度，中心孔為螺紋孔；上模板4和下模板5合模時，通過定位螺母511進行定位，并通過緊固螺栓和螺母進行緊固。

上述固定件51可以通過緊固件固定在機架2上，也可以通過焊接固定在機架2上。該固定件51的中部開有通孔，滑動件52可以沿著該通孔上下移動，在滑動件52上表面、固定件51內(nèi)表面以及上模板4的增韌玻璃42之間形成密閉型腔；隨著滑動件52的上下移動，可以改變該密閉型腔的高度。

上述固定件51和滑動件52之間還放置有密封圈54用于放置密封圈的密封槽可以開在固定件51上，也可以開在滑動件52上，來保證型腔的密封性良好。

如圖3和圖4所示，上述固定件51的上表面上開有密封槽512，用于安裝密封圈。該密封槽可以為一道，也可以包括兩道密封槽，如包括主密封槽和輔密封槽，分別安裝主密封圈和輔密封圈。上述滑動件52和聯(lián)動件53分別對應地開有注膠孔521和出膠孔522。

該注膠孔521位于該固定件51的中部通孔的外側(cè)；出膠孔522位于滑動件52和聯(lián)動件53的中心，且與上述密閉型腔相通；在固定件51的中部通孔上端的四周開有流道523，且該流道523與注膠孔521相通。

上述聯(lián)動件53通過緊固件固定在滑動件52的底面上?；瑒蛹?2和聯(lián)動件53之間放置加熱元件9，該加熱元件9可以為加熱布。溫控系統(tǒng)通過熱電偶與加熱元件9之間形成反饋電路，使模具加熱溫度準確，加熱均勻。

上述聯(lián)動件53的周圈設置多個有螺孔，用于安裝型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8。如圖3所示，上述型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8包括：調(diào)節(jié)螺桿、上螺母和下螺母。其中調(diào)節(jié)螺桿安裝于上述聯(lián)動件53的螺孔中，且在聯(lián)動件53的兩端面用上螺母和下螺母鎖緊，該調(diào)節(jié)螺桿的上端固定在固定件51上。在型腔中放置深度儀實時探測型腔高度。如需密閉型腔高度降低，則先擰松上螺母，然后擰緊下螺母，滑動件52和聯(lián)動件53被推動向上移動，進而使上模板和下模板之間形成的型腔高度降低；通過深度儀觀測達到理想高度后，擰緊上螺母，按此方法依次操作其余的型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8，使型腔達到理想高度；如需調(diào)大型腔高度，先擰松下螺母，然后擰緊上螺母，通過深度儀觀測達到理想高度后，擰緊下螺母，按此方法依次操作其余的腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8，使型腔達到理想高度。

上述澆注裝置3的結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括澆注嘴31、尼龍圈32、襯套33和連接件34。澆注嘴31和襯套33通過螺紋連接，并且中間放置尼龍圈32；pe管插入澆注裝置3中，其上端與澆注嘴31上端平齊；連接件34固定在澆注嘴31上，用于將該澆注裝置固定在下模板5的固定件51和聯(lián)動件53上。

上述的注膠孔521和出膠孔522中均插入澆注嘴31，通過螺釘?shù)裙潭ㄟB接件34分別固定在下模板5的固定件51和聯(lián)動件53上。通過擰緊襯套33，進而擠壓尼龍圈32變形，起到密封與箍緊pe管的作用。澆注嘴31采用聚四氟乙烯制作，具有不沾樹脂的優(yōu)點，易于操作。

上述滑動件52和聯(lián)動件53上開有氣孔524，用于安裝開模機構(gòu)7。該開模機構(gòu)7如圖6所示，包括：氣動軟管71、氣動閥門72，氣動快速接口73和氣頂74。

上述氣頂74穿過聯(lián)動件51和滑動件52的氣孔524并伸入到在型腔內(nèi)，氣頂74的另一端與氣動快速接口73相接，且該氣動快速接口73固定于在下模板5的聯(lián)動件53上。氣動快速接口73與氣動軟管71相連，并通過氣動閥門72控制來源于空壓機的壓縮氣體的供給量。需要開啟上模板4時，打開該氣動閥門72，壓縮氣體通過氣動軟管71、氣動快速接口73，推動氣頂74的頂針上升，使得上模板4與下模板5分離，實現(xiàn)開模。

采用上述模具進行復合材料rtm工藝時，其過程在于包括如下步驟：

步驟1，提升上模板7，通過型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8調(diào)整型腔高度；

該步驟1中，在型腔中放置深度儀實時探測型腔高度。使用型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8調(diào)節(jié)型腔高度，如需型腔高度減少，則滑動件52上升，先擰松上螺母，然后擰緊下螺母，通過深度儀觀測達到理想高度后，擰緊上螺母，按此方法依次操作周邊型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8，使型腔達到理想高度；如需型腔高度增加，則滑動件52下降，先擰松下螺母，然后擰緊上螺母，通過深度儀觀測達到理想高度后，擰緊下螺母，按此方法依次操作周邊型腔調(diào)節(jié)機構(gòu)8，使型腔達到理想高度；

步驟2，型腔高度固定后，用脫模劑均勻涂抹上模板4和下模板5組成的型腔內(nèi)部，將pe管插入澆嘴裝置中；

該步驟2中，注膠孔與出膠孔內(nèi)分別安裝澆注嘴，將pe管分別插入澆注嘴中，擰緊襯套，進而擠壓尼龍圈變形，起到密封與箍緊pe管的作用。注膠孔端的pe管連接rtm樹脂注射機，出膠孔端的pe管連接樹脂收集器。

步驟3，將裁剪后的纖維布織物放入型腔中，并下拉把手，閉合上模板，進行合模；

該步驟中，合模時，上模板通過定位螺母定位，，并在擰緊緊固螺栓后，擰緊緊固螺母進行機械緊固。

步驟4，開啟樹脂注射機進行樹脂澆注，并通過增韌玻璃作為觀察窗，實時觀測樹脂填充流動，待樹脂填充結(jié)束后，關閉樹脂注射機；

步驟5，注射完成后，打開溫控系統(tǒng)，通過加熱布均勻，對樹脂進行升溫固化；

步驟6，樹脂固化完成后進行開模；

該步驟中，先依次擰開緊固螺母，然后擰開緊固螺栓，開啟空氣壓縮機，打開氣動閥門，空氣壓縮機提供開模動力，推動氣頂中頂針上升，使上模板與下模板分離，提升把手，開模后取出復合材料板料制品；

步驟7，清理模具，修整復合材料板料制品。

由上述可以看出，本發(fā)明相比于上述傳統(tǒng)的rtm模具，可以生產(chǎn)雙面光復合材料板料制品；采用螺旋機構(gòu)調(diào)節(jié)型腔的厚度，具有控制制作復合材料板料厚度范圍廣，精度高，可自鎖的優(yōu)點；通過合理設計開模裝置，具有開模簡單，操作方便的優(yōu)點；設計優(yōu)化充模流道，采用四周注入，中心排出方式，縮短了充模時間，減少了制品缺陷，進而提高了制品質(zhì)量；通過設計主密封圈和輔助密封圈，實現(xiàn)模具密封嚴緊；采用聚四氟乙烯制作澆嘴口，具有不沾樹脂的優(yōu)點；通過設計合理的澆注裝置，具有澆注密封性好，操作方便的功能；通過在上模板使用增韌玻璃作為觀察窗，可以實時觀測樹脂填充流動；通過采用定制電加熱布作為加熱元件，具有加熱均勻，無冷橋現(xiàn)象產(chǎn)生的優(yōu)點。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例并不限定本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標準。