芯模组件及帽型长桁加筋壁板的生产工装的制作方法

1.本技术涉及复合材料热压罐工艺产品技术领域，具体而言，涉及芯模组件及帽型长桁加筋壁板的生产工装。


背景技术：

2.先进复合材料由于其轻质、高强、耐疲劳和耐腐蚀等诸多优势，一直在多个领域得到重视。复合材料帽型长桁加筋壁板结构形式是复合材料制品轻量化的发展趋势。如果采用热压罐共胶接工艺成型帽型长桁加筋壁板，其最大的技术难点在于，帽型长桁内部形成一个封闭的梯形空腔，该空腔内表面压力难以与其它位置保持一致，帽型长桁加筋壁板固化过程中易产生褶皱缺陷，影响产品质量。现有技术采用在帽型长桁加筋壁板固化加工的过程中在帽型长桁内腔设置气囊，来改善固化成型过程中产生的缺陷。但是，气囊不易填满帽型长桁加筋壁板的内腔，且气囊易损坏，从而影响帽型长桁加筋壁板的成型质量，良品率低。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供芯模组件及帽型长桁加筋壁板的生产工装，以改善现有的帽型长桁加筋壁板成型质量差的技术问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种芯模组件，芯模组件包括：
5.具有热膨胀性质的外芯模；
6.以及具有热膨胀性质的内芯模，内芯模设置于外芯模内，内芯模设置有气道，气道具有进气端和出气端，进气端用于连接输气设备，出气端的端口位于内芯模的外周壁的壁面上；且内芯模用于在受热膨胀时通过内芯模的外周壁与外芯模贴合。
7.在一种可能的实现方式中，内芯模具有在其长度方向间隔排布的两个端壁，外周壁位于两个端壁之间，进气端的端口位于两个端壁的壁面中的一个上。
8.在一种可能的实现方式中，芯模组件还包括管接头，管接头与内芯模连接，管接头与进气端连通，管接头用于与输气设备连接。
9.在一种可能的实现方式中，出气端设置有多个，多个出气端的端口均间隔排布于内芯模的外周壁的壁面上。
10.在一种可能的实现方式中，端壁上设置有脱模螺纹孔。
11.第二方面，提供了一种帽型长桁加筋壁板的生产工装，包括上述的芯模组件，外芯模用于在受热膨胀时用于与帽型长桁加筋壁板的内壁贴合。沿所述内芯模的长度方向上，多个所述出气端的端口间隔排布于所述内芯模的外周壁的壁面上。
12.在一种可能的实现方式中，帽型长桁加筋壁板生产工装还包括定位台，外芯模可拆卸地与定位台连接；定位台用于定位帽型长桁加筋壁板和所述芯模组件。
13.在一种可能的实现方式中，外芯模底部设有带胶脱模布或无孔隔离膜。
14.在一种可能的实现方式中，定位台包括定位座，定位座上设置有第一定位结构；内
芯模上设置有第二定位结构，第一定位结构和第二定位结构为相互配合的销孔定位结构。
15.在一种可能的实现方式中，帽型长桁加筋壁板包括帽型长桁和壁板铺层，定位台还包括平板工装，定位座设置于平板工装上，且平板工装上用于铺呈壁板铺层，芯模组件用于设置于壁板铺层和帽型长桁之间，以便外芯模用于在受热膨胀时与帽型长桁的内壁和壁板铺层的上表面贴合。
16.与现有技术相比，本实施例的有益效果包括：
17.本实施例提供的芯模组件，用于固化成型帽型长桁加筋壁板时，先将外芯模套设在内芯模外，然后将帽型长桁加筋壁板罩设在外芯模外，使帽型长桁加筋壁板与外芯模位置保持相对固定。待帽型长桁加筋壁板和芯模组件装配完成后，利用热压罐进行高温固化处理，由于内芯模和外芯模均具有受热膨胀的性质，在高温下，内芯模和外芯模受热膨胀，且内芯模的外周壁始终抵持在外芯模上，为外芯模提供支撑力，外芯模膨胀后能够有效地填满帽型长桁加筋壁板内腔，保证外芯模与帽型长桁加筋壁板的内壁紧密贴合，外芯模与帽型长桁加筋壁板的内壁产生间隙的位置少，甚至能够消除间隙，从而保证帽型长桁加筋壁板在固化过程中内外壁受力均等，产品的成型质量高，良品率高。
18.同时，帽型长桁加筋壁板固化完成后，利用气道的进气端向气道内充气，由于出气端的端口位于内芯模的外周壁的壁面上，气体从出气端排出进入到内芯模的外周壁和外芯模之间，从而使内芯模的外周壁和外芯模之间产生间隙，便于内芯模和外芯模分离，从而便于脱模。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本技术实施例提供的芯模组件的结构示意图；
21.图2为本技术实施例提供的芯模组件的剖视结构示意图；
22.图3为本技术实施例提供的内芯模的结构示意图；
23.图4为本技术实施例提供的外芯模的结构示意图；
24.图5为本技术实施例提供的帽型长桁加筋壁板的生产工装的结构示意图；
25.图6为本技术实施例提供的帽型长桁加筋壁板的生产工装的局部结构示意图；
26.图7为本技术实施例提供的定位座的结构示意图。
27.图标：001-帽型长桁；002-壁板铺层；100-芯模组件；110-内芯模；111-气道；101-进气端；102-出气端；1111-主通道；1112-支通道；113-上底壁；114-第一侧壁；115-下底壁；116-第二侧壁；117-第一端壁；118-第二端壁；119-脱模螺纹孔；120-外芯模；121-第一壁；122-第二壁；123-第三壁；124-第四壁；125-穿设孔；130-管接头；200-平板工装；210-第一板面；220-第二板面；230-固定孔；300-定位座；310-定位板；311-定位槽；320-固定板；321-通孔；400-固定销；500-定位销；600-工艺材料及真空袋膜。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.目前，帽型长桁加筋壁板包括壁板铺层和帽型长桁，帽型长桁定位粘接在壁板铺层上，形成一个截面为梯形的空腔，现有技术中，在帽型长桁加筋壁板的梯形空腔中设置充气气囊，充气气囊内充气以保证帽型长桁加筋壁板内壁和外壁受力的均衡，从而来确保帽型长桁加筋壁板加工质量，改善帽型长桁加筋壁板内壁产生褶皱缺陷的情况。
30.但是，在利用充气气囊为帽型长桁加筋壁板内壁提供支撑力时，充气气囊与帽型长桁加筋壁板内壁的贴合效果差，帽型长桁加筋壁板内壁的部分位置(特别是壁板铺层和帽型长桁形成的夹角处)不能够被充气气囊支撑，导致帽型长桁加筋壁板的成型质量差，良品率低。此外，充气气囊的强度低，在于帽型长桁加筋壁板内壁接触时，易被击穿，一旦出现类似情况，整个零件都会面临报废的风险，良品率低。
31.鉴于此，发明人设计了一种芯模组件，能够改善帽型长桁加筋壁板内壁产生褶皱缺陷的问题，且强度高，不易损坏。
32.图1为本技术实施例提供的芯模组件的结构示意图。请参阅图1，本实施例提供了一种芯模组件100，包括具有热膨胀性质的内芯模110以及具有热膨胀性质的外芯模120。外芯模120用于在受热膨胀时与帽型长桁加筋壁板的内壁贴合。内芯模110设置于外芯模120内，内芯模110设置有气道111，气道111具有进气端101和出气端102，进气端101用于连接输气设备，出气端102的端口位于内芯模110的外周壁的壁面上。且内芯模110用于在受热膨胀时通过内芯模110外周壁与外芯模120贴合。
33.本实施例提供的芯模组件100，用于成型帽型长桁加筋壁板时，先将内芯模110插接在外芯模120中，内芯模110的外周壁与外芯模120接触，内芯模110将外芯模120撑开。然后，将帽型长桁加筋壁板罩设在外芯模120外，使帽型长桁加筋壁板与外芯模120位置保持相对固定，并且使帽型长桁加筋壁板的内壁基本与外芯模120贴合。然后，将整个组件利用热压罐进行高温固化处理。内芯模110和外芯模120在受热后膨胀，外芯模120与帽型长桁加筋壁板的内壁紧密贴合，能够充分填充帽型长桁加筋壁板的内腔，且内芯模110的外周壁始终与外芯模120抵持，从而支撑外芯模120，使外芯模120始终保持于帽型长桁加筋壁板贴合的状态，有效减少帽型长桁加筋壁板固化过程中所产生的质量缺陷，保证帽型长桁加筋壁板的整体工艺性能，提高良品率。
34.本技术中，多个出气端102的端口均间隔排布于内芯模110外周壁的壁面上；且沿内芯模110的长度方向上，多个出气端102的端口间隔排布于内芯模110外周壁的壁面上。
35.图2为本技术实施例提供的芯模组件100的剖视结构示意图，图3为本技术实施例提供的内芯模110的结构示意图，请参阅图2和图3，其中，内芯模110为长条形结构，内芯模110的横截面外轮廓大致为等腰梯形，显然，在其他实施例中，内芯模110的横截面外轮廓可以为其他形状，在此不进行一一列举。内芯模110的外周壁包括依次首尾连接的上底壁113、第一侧壁114、下底壁115和第二侧壁116，上底壁113、第一侧壁114、下底壁115和第二侧壁116均为矩形状，上底壁113与第一侧壁114的连接处设置有倒角，第一侧壁114与下底壁115的连接处设置有倒角，下底壁115与第二侧壁116的连接处设置有倒角，第二侧壁116与上底壁113的连接处设置有倒角。其中，倒角均可以为圆角。需要说明的是，上底壁113的宽度小
于下底壁115的宽度。
36.同时，内芯模110还具有第一端壁117和第二端壁118，第一端壁117和第二端壁118在内芯模110的长度方向上相对设置，第一端壁117和第二端壁118均同时与上底壁113、第一侧壁114、下底壁115和第二侧壁116连接。第一端壁117和第二端壁118的外轮廓形状与内芯模110的横截面外轮廓一致，也即，本实施例中，第一端壁117和第二端壁118的外轮廓形状均为等腰梯形。请结合图2，气道111包括主通道1111和支通道1112，主通道1111为圆柱形盲孔，主通道1111设于第一端壁117上且沿内芯模110的长度方向延伸，换句话说，主通道1111的横截面轮廓为圆形，主通道1111与第二端壁118具有间距，也即主通道1111未贯穿第二端壁118。其中，横截面为垂直于主通道1111轴向的平面。主通道1111位于第一端壁117的端口即为进气端101。支通道1112沿主通道1111的横截面轮廓所在圆的径向方向延伸且贯穿内芯模110的外周壁的壁面。支通道1112的一端与主通道1111连通，另一端位于内芯模110的外周壁的壁面上，应当理解，支通道1112位于内芯模110的外周壁的壁面上的端口即为出气端102的端口。
37.请结合图3，本实施例中，支通道1112的数量为多个，多个支通道1112在主通道1111的延伸方向上排布。需要说明的是，支通道1112可以为圆柱形通孔321，显然，支通道1112还可以是其他形状的通孔321。
38.本实施例中，支通道1112的数量为十二个，四个支通道1112为一组，共分为三组，三组支通道1112分别对应设置于上底壁113、第一侧壁114和第二侧壁116上，也即，十二个出气端102分布在上底壁113、第一侧壁114和第二侧壁116上，具体的，上底壁113上设置三个出气端102，第一侧壁114上设置三个出气端102，第二侧壁116上设置三个出气端102，同一组的三个出气端102在内芯模110的长度方向上均匀间隔排布。下底壁115可以不设置出气端102。在利用主通道1111向内芯模110内部输气时，气体从支通道1112的出气端102排出，能够在上底壁113、第一侧壁114和第二侧壁116形成空气层，从而使上底壁113、第一侧壁114和第二侧壁116与外芯模120之间形成间隙，便于脱模。
39.请继续参阅图1和图3，进一步的，第一端壁117上设置有脱模螺纹孔119，脱模螺纹孔119的数量按需设置，例如，脱模螺纹孔119的数量为两个。在脱模过程中，利用起吊设备上的起吊销螺接在脱模螺纹孔119中，然后顺着内芯模110的长度方向起吊内芯模110，将内芯模110从外芯模120中拔出，脱模方便。
40.请参阅图1，可选的，芯模组件100还包括管接头130，管接头130从进气端101螺纹连接在主通道1111中，管接头130与主通道1111连通，管接头130用于与输气设备连接。实际装配时，在管接头130的外周壁设置外螺纹，主通道1111的内壁设置内螺纹，两个部件通过螺纹配合装配。管接头130与内芯模110材质相同，受热膨胀时，两者膨胀特性一致，管接头130不易从内芯模110内脱落。本实施例中，需要说明的是，内芯模110具有热膨胀性质，内芯模110可以采用聚四氟乙烯制成，也即内芯模110也可以称作聚四氟乙烯芯模。
41.图4为本技术实施例提供的外芯模的结构示意图。请参阅图4，本实施例中，可选的，外芯模120设置为中空结构，外芯模120的横截面外轮廓为等腰梯形。具体的，外芯模120包括依次首尾连接的第一壁121、第二壁122、第三壁123和第四壁124，第一壁121、第二壁122、第三壁123和第四壁124均为矩形壁。第一壁121和第三壁123平行设置，第一壁121的宽度小于第三壁123的宽度，第二壁122和第四壁124对称设置。第一壁121、第二壁122、第三壁
123和第四壁124共同围成横截面轮廓为等腰梯形的穿设孔125，穿设孔125供内芯模110穿设。
42.本实施例中，可选的，外芯模120可以采用硅橡胶制成，也即，外芯模120也可以称作硅橡胶芯模。
43.本实施例中，应当理解的是，内芯模110和外芯模120均具有受热膨胀的性质，内芯模110和外芯模120受热膨胀后填充帽型长桁加筋壁板的内腔。为保证内芯模110始终抵持在外芯模120上，持续为外芯模120提供支撑力，内芯模110的膨胀量不小于外芯模120的膨胀量。例如，在内芯模110和外芯模120的膨胀系数基本相等时，可以将内芯模110的厚度设置为大于外芯模120的厚度。或者，在其他实施例中，在内芯模110和外芯模120的厚度基本相等时，内芯模110的膨胀系数大于外芯模120的膨胀系数。
44.本实施例提供的芯模组件100，内芯模110插接在外芯模120的穿设孔125中，内芯模110的上底壁113与外芯模120的第一壁121贴合，第一侧壁114与第二壁122贴合，下底壁115和第三壁123贴合，第二侧壁116和第四壁124贴合。帽型长桁加筋壁板固化成型后，需要进行脱模作业时，利用管接头130与输气设备连接，输气设备向主通道1111以及主通道1111内通气，输气设备输出的气体从支通道1112的出气端102排出，也即气体流动至上底壁113和第一壁121之间，第一侧壁114和第二壁122之间，第二侧壁116和第四壁124之间，使上底壁113和第一壁121、第一侧壁114和第二壁122、第二侧壁116和第四壁124分离，然后利用起吊设备与内芯模110上的脱模螺纹孔119连接，且将内芯模110逐步拉出外芯模120。由于内芯模110拉出后，外芯模120失去内芯模110的支撑，外芯模120易变形，从而便于外芯模120与帽型长桁加筋壁板的分离，便于脱模。应当理解，在脱模时，将外芯模120沿从帽型长桁加筋壁板壁厚较厚向较薄的方向脱出。
45.本实施例提供的芯模组件100，利用外芯模120热膨胀填充帽型长桁加筋壁板内腔，填充效果好，外芯模120与帽型长桁加筋壁板的内壁贴合紧密，不易出现缝隙，帽型长桁加筋壁板的成型质量高。并且，脱模时，利用气体使内芯模110和外芯模120分离，脱模方便可靠。
46.图5为本技术实施例提供的帽型长桁加筋壁板的生产工装的结构示意图，图6为本技术实施例提供的帽型长桁加筋壁板的生产工装的局部结构示意图。请参阅图5和图6，本实施例还提供了一种帽型长桁加筋壁板的生产工装，包括上述的芯模组件100以及定位台。请参阅图6和图7，本实施例中，可选的，该定位台还包括平板工装200、定位座300、固定销400、定位销500和工艺材料及真空袋膜600。平板工装200用于固定在地面或其他支撑面上，固定销400将定位座300固定在平板工装200上，定位销500将内芯模110定位于定位座300上，工艺材料及真空袋膜600与平板工装200连接且形成包裹芯模组件100和帽型长桁加筋壁板的空腔。
47.请结合图6，可选的，平板工装200设置为板状结构，平板工装200具有相对的第一板面210和第二板面220，第一板面210用于设于地面或其他支撑面上，以实现平板工装200位置的固定。第二板面220上定位安装有壁板铺层002，芯模组件100的底部设置有带胶脱模布或无孔隔离膜，芯模组件100安装在壁板铺层002上。第二板面220上还设置有固定孔230，固定孔230设置有两个，两个固定孔230间隔排布，每个固定孔230均可以为螺纹孔。
48.图7为本技术实施例提供的定位座的结构示意图。请参阅图7，可选的，定位座300
包括相连的定位板310和固定板320，定位板310和固定板320均为矩形板，定位板310的一侧面和固定板320的一板面固定连接，且定位板310的板面垂直于固定板320的板面。固定板320上设置有两个通孔321，两个通孔321均可以为圆柱形孔。定位板310远离固定板320的一侧面上设置有两个定位槽311，每个定位槽311均可以为半圆槽。定位座300与平板工装200装配时，固定板320远离定位板310的板面与第二板面220贴合，且两个通孔321分别与两个固定孔230对齐连通，利用两个固定销400穿过对应的通孔321后与固定孔230螺接固定，实现定位座300与平板工装200的装配。
49.需要说明的是，芯模组件100通过两个定位座300进行定位。两个定位座300均固定在平板工装200上且间隔排布。
50.可选的，定位销500的数量为四个，两个定位销500为一组，每个定位销500均为圆柱销，内芯模110的第一端壁117和第二端壁118上均设置有两个定位销500，且四个定位销500平行设置且沿均内芯模110的长度方向延伸。
51.可选的，工艺材料及真空袋膜600包括从外到内依次层叠排布的真空袋膜、脱模布、隔离膜、压敏胶带和透气毡，脱模布与第二板面220贴合，脱模布可以利用胶水粘接固定在第二板面220上。工艺材料及真空袋膜600固定在第二板面220后，工艺材料及真空袋膜600和平板工装200共同形成用于容纳芯模组件100和帽型长桁加筋壁板的空腔。
52.本实施例提供的帽型长桁加筋壁板生产工装，使用步骤包括，例如：
53.将壁板铺层002设置在平板工装200上并通过定位座300进行固定，然后将套装完成的芯模组件100设于定位台上，具体的，将外芯模120的第三壁123贴合在平板工装200的第二板面220上，且第三壁123和第二板面220之间布设有壁板铺层002以及带胶脱模布或无孔隔离膜。内芯模110的第一端壁117上的两个定位销500分别卡接在两个定位座300中的一个定位座300的两个定位槽311中，第二端壁118上的两个定位销500分别卡接在另一个定位座300的两个定位槽311中。然后，将帽型长桁001罩设在外芯模120外，帽型长桁001粘接固定在壁板铺层002上，且帽型长桁加筋壁板的内壁基本与外芯模120的外壁贴合。再将工艺材料及真空袋膜600罩设在帽型长桁加筋壁板外，工艺材料及真空袋膜600与第二板面220粘接固定，在进行高温固化前，将生产工装进行真空打袋工艺。最后将真空打袋完成的工装置入热压罐进行高温固化。
54.当固化完成后，取出工装，进行脱模作业。先拆除工艺材料及真空袋膜600，然后利用吊装设备与内芯模110上的脱落螺纹孔连接。输气设备与管接头130连接，输气设备输送气体至主通道1111中，气体从支通道1112进入内芯模110和外芯模120之间，使内芯模110和外芯模120分离，便于吊装设备将内芯模110从外芯模120中拔出。且拔出内芯模110后，外芯模120失去支撑，外芯模120易于形变，从而便于使外芯模120与帽型长桁加筋壁板分离，脱模便捷可靠。
55.本实施例提供的帽型长桁加筋壁板的生产工装，帽型长桁加筋壁板的成型质量高，脱模便捷可靠。
56.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。