发明内容

针对现有技术存在的问题，提高材料的纤维体积含量，解决传统RTM产品容易产生干斑、气泡等缺陷；克服由于传统RTM模具精度不足引起制品打磨、修边等浪费人力物力的工作，从而提出：一种复合材料的成型方法及模具，该方法可操作性强，可实现树脂淤积的消除与纤维体积含量为50％□75％复合材料的制备。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种复合材料的成型模具，其特征在于模具由阳模和阴模组成，其中，阳模至少包含刚性上模、柔性模和刚性板三个部分，柔性模夹在刚性上模和刚性板之间，刚性上模与刚性板之间具有连接及限位装置，保证模具在使用过程中两者之间的距离不发生变化；阴模挤压面上含有密封用凹槽，柔性模对应阴模挤压面凹槽的位置具有凸起，且凸起高度大于凹槽的高度，合模时柔性模的凸起与阴模凹槽直接接触，形成挤压面密封系统；柔性模具有弹性，阴模抬起小于柔性模竖向外壁的高度时，柔性模竖向外壁与阴模加料腔侧壁形成加料腔密封系统。

所述的柔性模上的凸起，其特征在于：所述柔性模凸起具有双层或多层结构，此双层或多层结构至少含有外层和内芯，外层为非发泡的弹性材料，内芯为发泡的弹性材料，使阳模抬起小于柔性模竖向外壁的某个高度时，凸起能够嵌入到阴模凹槽内，接触并实现密封，而当阳模完全合模时，内芯产生较大压缩，在保证阴阳模密封的同时，阴模凹槽能够完全容纳凸起的体积，不发生挤夹现象。

所述的阴模，其特征在于：阴模加料腔拐角处为导圆角结构，从而防止应力集中，并保证柔性模与阴模较好的贴合，从而获得较好的密封效果。

一种利用该模具的复合材料成型方法，其特征在于：该成型方法包括以下步骤：第一，清理模具并涂脱模剂，组装阳模；第二，在阴模模腔内铺放干织物预成型体；第三，将阳模置于阴模上，不完全扣合，阳模抬起高度小于柔性模竖向外壁，且使柔性模的凸起与阴模凹槽直接接触；第四，出胶口处抽真空；第五，注胶口注射树脂；第六，预成型体浸润好树脂后，打开注胶口和出胶口，将阳模合紧，将多余的树脂挤出。第七，根据使用树脂的固化工艺参数调整温度，维持施压，固化成型。

本发明所述一种复合材料的成型方法借助于大吨位的热压台，模具包括阳模、阴模和刚性板三部分，其中阳模分为刚性上模、柔性模、刚性板三部分。在真空力作用下，柔性模与阴模模腔紧密贴合，保证密封的同时，防止树脂沿模具缝隙淤积；注射树脂时，阳模抬高，增大注射树脂的型腔空间，从而降低预成型体纤维布的紧密程度，大大降低注射阻力，提高注射树脂的效率；注胶完成后再借助于热压台，加压将模具合紧，型腔闭合到位，排出多余树脂，最终制得所需要厚度的复合材料。

所述阳模是刚性模、柔性模，刚性板组成。柔性模内侧尺寸与刚性模一致，工作时嵌套在刚性模上；刚性板上的螺纹导柱，通过柔性模和刚性模内部通孔进行定位，再进行螺栓紧锁，螺母内陷于沉头孔中。

所述阳模底面的刚性板形状尺寸与制件尺寸一致，模腔高度通过加压，控制阳模与阴模之间的距离进行调整。

所述柔性模通过真空力作用与模腔紧密贴合，可避免产生飞边、毛刺等缺陷；柔性模通孔中内嵌金属垫圈，防止加压压力过大破坏柔性模；柔性模外缘设置限位密封凸起，内部具有双层结构，通过内部填充发泡泡沫来抬高模腔，可根据所需抬高模腔的尺寸，来选择发泡泡沫的用量。

阴模与阳模接触的面为挤压面，挤压面上的密封槽与柔性模外缘凸起接触形成密封系统，同时，柔性模竖向外壁与阴模加料腔侧壁也形成了一套密封系统，双密封系统使阳模抬起小于加料腔任一高度时，都能保证型腔密封，同时可以实现高压竖向密封移动。另外，由于本发明所述模具的型腔可以在不同高度下实现密封，得到的意想不到的效果是，只要精确控制阳模抬起的高度本模具可以成型相同外形多种不同厚度的复合材料制品，也就是一套模具可以成型出多种厚度的复合材料制品，大大降低了模具的制造成本，实现一模多用。

为便于开模、脱模，柔性模竖向外壁与阴模加料腔之间可以存在小于1mm的间隙，由于柔性模具有弹性，该间隙可以在真空负压或正压的条件下合严，保证效果。

阴模模腔上方的加料腔拐角处设计成导圆角，可有效避免柔性模应力集中，并保证柔性模与阴模较好的贴合，从而获得较好的密封效果。

本发明所述的柔性模与刚性模的连接方法，是通过柔性模和刚性模内部通孔，进行螺栓连接。

刚性模材质为金属材料，可以是各种模具钢材，刚性模可以通过机加工或3D打印等方法制得。

柔性模主体材质可以是硅橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶或氟橡胶等弹性材料。内部填充材料可以是聚丙烯、聚氨酯、交联聚乙烯或聚苯乙烯等发泡材料。

柔性模可以通过浇筑或3D打印等技术制备而成，为现有技术。

本发明所述成型方法，成型过程中合模力施加是根据所需，通过液压机或者平板硫化机等提供压力的设备，在压力的作用下缓慢的下压，使增强纤维在成型的过程中受力均匀。也可避免加压速度过快导致两端的纤维被冲刷，降低制品强度。在加压合紧模具的同时打开两端阀门使树脂排出，可通过改变阳模与阴模之间的距离的方式，完成不同体积含量的复合材料的制备。

与现有技术相比，本发明成型模具，采用了可压缩的柔性密封模，通过抬高阳模模腔，增大在增强体中孔隙率来降低流动阻力，使树脂完全浸润。再通过最后加压合紧模具，排出多余树脂，可制备纤维体积含量高达75％的复合材料。在真空作用下，柔性模与模腔侧面紧密贴合，避免了RTM制品飞边、毛刺等现象，解决了由于模具配合不严造成的质量问题，降低了模具精度，节约制品的生产成本，具有显著的优越性。