一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置[实用新型专利]

*CN202480383U*

(10)授权公告号 CN 202480383 U(45)授权公告日 2012.10.10

(12)实用新型专利

(21)申请号 201220090933.0(22)申请日 2012.03.13

(73)专利权人西北工业大学

地址710072 陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人王芳 史景文 蒋建军 王俊彪

曾东子 方良超 邓超(74)专利代理机构西北工业大学专利中心

61204

代理人陈星(51)Int.Cl.

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

B29C 70/48(2006.01)B29C 33/00(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页权利要求书1页 说明书4页 附图3页

(54)实用新型名称

一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置(57)摘要

本实用新型提出了一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置，包括阴模和阳模，阴模和阳模均为方形平板结构，阴模中部位置有方形模腔，用于放置方形预成型体，阳模开有缓冲流道，缓冲流道上开有注口、冒口和脱模孔；注射时，预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，注入树脂并冷却后，采用分模螺柱将阳模和阴模分离，采用脱模螺柱将成型板件从阳模分离，最后对成型板件进行切割，得到无表面损伤的方形薄壁平板件。本实用新型采用直线型的缓冲流道，可以分散、平均注口的注射压力，试验表明，采用本实用新型能够实现在注口处的注射压力下，树脂流动前沿呈直线向冒口方向前进，实现了方形薄壁平板件的RTM单向注射。

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权 利 要 求 书

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1.一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置，其特征在于：包括阴模和阳模；阴模和阳模均为方形平板结构；

阴模中部位置有方形模腔，用于放置方形预成型体，其中预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；在模腔外边缘开有一圈密封槽；阴模四角位置开有连接孔，用于注射过程中通过锁紧螺栓与阳模紧固连接；在阴模上还开有一对销钉定位孔，用于阴模与阳模的定位；

阳模与预成型体相对应的位置为平面，阳模与两条间隙通道相对应的位置处分别开有一条直线型缓冲流道，缓冲流道垂直于树脂流动方向，缓冲流道长度等于间隙通道长度，缓冲流道宽度小于间隙通道宽度；两条缓冲流道的中心位置分别开有垂直通孔，一个垂直通孔作为注口孔，另一个垂直通孔作为冒口孔；在缓冲流道内还开有多个脱模螺纹孔，脱模螺纹孔处于注口孔的两侧和冒口孔的两侧；在阳模上也开有一对销钉定位孔，并且与阴模上的一对销钉定位孔对应；在阳模四角位置开有分模螺纹孔，分模螺纹孔位置与阴模四角的连接孔位置对应，且分模螺纹孔内径大于连接孔内径。

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说 明 书

一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置

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技术领域

本发明涉及树脂传递模塑(RTM)成形技术领域，具体为一种用于方形薄壁平板件

RTM单向注射成形的装置。

[0001]

背景技术

树脂传递模塑(RTM)工艺是一种闭模工艺，是在一定的压力下将低粘度的树脂注

入预置有增强材料的模具型腔内，使增强材料预制件完全浸润，然后通过加温或恒温的方式进行树脂固化，从而制备材料的工艺。RTM制件同时具备纤维增强体的高强度、高模量，又具备树脂的拉伸率、压缩率，因此材料的综合力学性能高，被广泛应用于航空航天，舰船制造，汽车行业等各个领域。

[0003] RTM单向注射成型是应用最广泛的RTM注射方式之一。在生产，单向注射主要用于薄壁件的成型；在科研中，单向注射是研究树脂流动特性、纤维增强体属性的有效手段。[0004] RTM单向流动注射成型的对象是方形薄壁平板件，是将纤维增强体充满整个模具模腔后进行注射的，模具注口设置在模腔任意一条轴线的最左端或最右端，相应地，模具冒口设置在模腔任意一条轴线的最右端或最左端。注射时将注射机出料管插入模具注口进行注射，待树脂从冒口流出时停止注射并拔出注射机出料管。待模具内树脂固化后，通过一定方式将阴模和阴模的分模，而后再通过一些手段将板件从模腔中取出。[0005] 就目前文献公布的RTM单向注射模具来看，普遍存在的问题和原因是：[0006] (1)由于采用点注射，树脂在模具内的流动前沿不能保持直线平运，而是呈圆弧向冒口位置前进，因此无法实现真正的单向注射。在生产中，流动前沿为弧线的情况下，当树脂流经模具拐角处时，气体肯会包裹在模腔角落，导致制件产生气泡、干斑缺陷。在科研中，单向流动通常用于研究纤维预成型体的渗透率，流动前沿为弧线表明树脂在纤维增强体内各各部分流动不一致，因此所测得的纤维增强体渗透率受到注口冒口位置的影响，不能代表纤维增强体渗透率的真实值。

[0007] (2)为了避免顶出机构损伤板件表面，目前，单向RTM成型注射模具都不设计有顶出机构，导致所得板件通常粘附在模腔内很难取出。目前一般采用的手段是，在阴模与阳模分模后，用塑料铲子将板件与阴模分开，这种工艺的工作强度大、效率低，而且不能保证板件表面无损伤。

[0002]

发明内容

要解决的技术问题

[0009] 为解决现有技术存在的问题，实现RTM注射过程的单向流动及其制件的简易脱模，本发明针对方形薄壁板件，提出了一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置。

[0008]

技术方案

[0011] 本发明的技术方案为：

[0012] 所述一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的装置，其特征在于：包括阴模

[0010]

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说 明 书

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和阳模；阴模和阳模均为方形平板结构；[0013] 阴模中部位置有方形模腔，用于放置方形预成型体，其中预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；在模腔外边缘开有一圈密封槽；阴模四角位置开有连接孔，用于注射过程中通过锁紧螺栓与阳模紧固连接；在阴模上还开有一对销钉定位孔，用于阴模与阳模的定位；

[0014] 阳模与预成型体相对应的位置为平面，阳模与两条间隙通道相对应的位置处分别开有一条直线型缓冲流道，缓冲流道垂直于树脂流动方向，缓冲流道长度等于间隙通道长度，缓冲流道宽度小于间隙通道宽度；两条缓冲流道的中心位置分别开有垂直通孔，一个垂直通孔作为注口孔，另一个垂直通孔作为冒口孔；在缓冲流道内还开有多个脱模螺纹孔，脱模螺纹孔处于注口孔的两侧和冒口孔的两侧；在阳模上也开有一对销钉定位孔，并且与阴模上的一对销钉定位孔对应；在阳模四角位置开有分模螺纹孔，分模螺纹孔位置与阴模四角的连接孔位置对应，且分模螺纹孔内径大于连接孔内径。

[0015] 所述一种用于方形薄壁平板件RTM单向注射成形的方法，包括以下步骤：[0016] 步骤1：在阴模模腔和阳模表面上涂脱模剂；将预成型体放入阴模模腔，并使预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；将密封胶条塞入模腔周围的密封槽内；[0017] 步骤2：将阳模与阴模贴合，并通过定位销钉将阳模与阴模定位；在阳模与阴模的四角处，通过锁紧螺栓将阳模和阴模夹紧固定；从外侧将脱模螺柱拧入脱模螺纹孔内，脱模螺柱将脱模螺纹孔填充满且脱模螺柱端部不伸入缓冲流道；[0018] 步骤3：将树脂混合、加热后，通过注射机将树脂从注口孔注入，当树脂从冒口孔流出时，停止注射；[0019] 步骤4：待树脂固化后，拆除定位销钉和四角的锁紧螺栓；在阳模的分模螺纹孔内拧入分模螺柱，将阳模和阴模分离；将脱模螺柱继续拧入脱模螺纹孔内，将成型板件从阳模分离；；

[0020] 步骤5：将脱模后的成型板件按照预成型体所在的位置进行切割，切除缓冲流道形成的树脂块，得到无表面损伤的方形薄壁平板件。[0021] 有益效果

[0022] 本发明采用直线型的缓冲流道，可以分散、平均注口的注射压力，试验表明，采用本发明能够实现在注口处的注射压力下，树脂流动前沿呈直线向冒口方向前进，实现了方形薄壁平板件的RTM单向注射。阳模与阴模分离时由于有树脂流道的存在，能够保证板件留在阳模上，不会留在阴模的模腔内，从而大大降低脱模的风险和难度。在缓冲流道位置处设计了脱模装置，可以方便快捷地将板件从阴模上脱离，更重要的是该方法可以不损伤板件表面。

附图说明

[0023] 图1：本发明装置的俯视图；[0024] 图2：本发明装置的A-A剖视图；[0025] 图3：阳模的俯视图；

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说 明 书

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图4：阳模的B-B剖视图；

[0027] 图5：阴模的俯视图；[0028] 图6：阴模的C-C剖视图；[0029] 其中：1、垫片；2、锁紧螺柱；3、密封胶条；4、锁紧螺母；5、脱模螺柱；6、阳模；7、预成型体；8、阴模；9、定位销钉；10、分模螺纹孔；11、脱模螺纹孔；12、注口孔；13、阳模销钉孔；14、缓冲流道；15、冒口孔；16、连接孔；17、阴模销钉孔；18、模腔；19、密封槽。具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施例描述本发明：[0031] 实施例：

[0032] 本实施例为对方形薄壁平板件进行RTM单向注射成形，采用装置包括阴模8和阳模6，阴模和阳模均为方形平板结构。模具材料为透明有机玻璃板或其它非金属板、金属板，当模具材料采用透明有机玻璃时，可以用于观测流动前沿在模具内的真实运动情况。本实施例中，阴模和阳模的材料为透明有机玻璃。[0033] 参照附图5和附图6，阴模中部位置有方形模腔18，用于放置方形预成型体7，其中预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁间存在相同宽度的间隙通道。在模腔外边缘开有一圈密封槽19，用于放置密封胶条3，密封槽深度小于所用密封胶条的厚度。阴模四角位置开有连接孔16，用于注射过程中通过锁紧螺柱2、垫片1和锁紧螺母4与阳模紧固连接。在阴模上还开有一对阴模销钉定位孔17，用于阴模与阳模的定位。[0034] 参照附图3和附图4，阳模与预成型体相对应的位置为平面，阳模与两条间隙通道相对应的位置处分别开有一条直线型缓冲流道14，缓冲流道垂直于树脂流动方向，缓冲流道长度等于间隙通道长度，缓冲流道宽度小于间隙通道宽度，缓冲流道深度小于阳模厚度。两条缓冲流道的中心位置分别开有垂直通孔，一个垂直通孔作为注口孔12，另一个垂直通孔作为冒口孔15，注口孔和冒口孔的公称直径不超过缓冲流道宽度，注口孔用于连接注射机出料口管道，冒口孔用于连接废液收集的罐体和管道。在缓冲流道内还开有四个脱模螺纹孔11，脱模螺纹孔处于注口孔的两侧和冒口孔的两侧，在注射时，脱模螺纹孔通过脱模螺柱5拧上，防止树脂从脱模螺纹孔冒出。在阳模上开有一对阳模销钉定位孔13，并且与阴模上的一对销钉定位孔对应。在阳模四角位置开有分模螺纹孔10，分模螺纹孔位置与阴模四角的连接孔位置对应，且分模螺纹孔内径大于连接孔内径，在注射过程中，分模螺纹孔与连接孔配合，实现阴模和阳模的紧固连接，在脱模过程中，采用与分模螺纹孔配合的分模螺柱，将阴模和阳模顶开，实现阴模和阳模的分模。[0035] 具体的方法步骤为：[0036] 步骤1：在阴模模腔18和阳模表面上涂脱模剂；将预成型体放入阴模模腔内，并使预成型体与平行于树脂流动方向的模腔两侧内壁紧贴，预成型体与垂直于树脂流动方向的模腔两侧内壁存在相同宽度的间隙通道；将密封胶条3塞入模腔周围的密封槽19内；[0037] 步骤2：将阳模与阴模贴合，并通过定位销钉9将阳模与阴模定位；在阳模与阴模的四角处，通过四对锁紧螺柱2、锁紧螺母4、垫片1将阳模和阴模夹紧固定；从外侧将脱模螺柱5拧入脱模螺纹孔11内，脱模螺柱将脱模螺纹孔填充满且脱模螺柱端部不伸入缓冲流

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说 明 书

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道内；

步骤3：将树脂混合、加热后，通过注射机将树脂从注口孔12注入，当树脂从冒口

孔15流出时，停止注射；[0039] 步骤4：待树脂固化后，拆除定位销钉和四角的锁紧螺柱2、锁紧螺母4、垫片1；在阳模的分模螺纹孔内拧入分模螺柱，将阳模和阴模分离；将脱模螺柱继续拧入脱模螺纹孔

[0038]

内，将成型板件从阳模分离；；[0040] 步骤5：将脱模后的成型板件按照预成型体所在的位置进行切割，切除缓冲流道形成的树脂块，得到无表面损伤的方形薄壁平板件。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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说 明 书 附 图

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图3

图4

图5

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说 明 书 附 图

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图6

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