一种碳纤维无人机电池壳的成型模具及方法与流程

1.本发明属于碳纤维复合材料制造领域，具体涉及一种碳纤维无人机电池壳的成型模具。


背景技术：

2.碳纤维复合材料具有结构重量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀、抗疲劳、尺寸稳定性好、可设计性强等优点；同时，采用共固化一体成型的工艺方法可以大大地减少零件数量和紧固件使用数量，从而减少零件结构重量，降低零件生产成本。因此，无人机电池壳体开始使用碳纤维复合材料来制造。
3.无人机已经在城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业得到广泛地应用。无人机电池续航时间的长短是评价一架无人机性能好坏的重要指标之一，现有技术中，无人机的电池壳一般使用塑料注塑或模压制成，在满足使用要求的情况下在轻量化方面其并非最佳选择。
4.碳纤维无人机电池壳壁厚较薄，约0.6mm，成型过程中需要保证壁厚的均匀性。同时，由于电池壳底部与无人机机身存在装配关系，所以要求装配处为90
°
角，即产品不能设计拔模角，这给产品脱模带来了难度。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中的不足，本发明公开了一种碳纤维无人机电池壳的成型模具，由上模（1）与下模（2）组成，上模（1）和下模（2）通过螺栓连接，上模（1）和下模（2）之间设有密封圈，上模（1）和下模（2）构成的腔体与碳纤维无人机电池壳的形状与尺寸一致，所述下模（2）包含：后模挡块（201）、左模挡块（202）、右模挡块（203）、下模主体（204）、下模底板（205）、下模脱模镶块（210），下模主体（204）焊接在下模底板（205）上；后模挡块（201）、左模挡块（202）和右模挡块（203）分别通过后模挡块塞打螺丝、左模挡块塞打螺丝、右模挡块塞打螺丝固定在下模主体（204）上；下模脱模镶块（210）通过下模底板（205）上带有5-10
°
脱模角的定位孔进行定位，通过脱模镶块脱模螺纹孔（211）固定在下模底板（205）上，下模脱模镶块（210）与下模底板（205）之间设有下模脱模镶块密封圈（212），下模脱模镶块（210）为长方体。
6.进一步地，后模挡块（201）、左模挡块（202）和右模挡块（203）与下模主体（204）连接处均设有密封圈。
7.所述上模（1）、左模挡块（202）、右模挡块（203）和下模主体（204）上均设有撬模口。
8.一种碳纤维无人机电池壳的成型方法，包括以下步骤：步骤1：组合下模（2），第一步，在下模主体（204）的密封圈槽2内放置下模脱模镶块密封圈（212），下模脱模镶块密封圈（212）上放置下模脱模镶块（210）；第二步，安装后模挡块（201），通过模挡块塞打螺丝将后模挡块（201）固定在下模主体（204）上；第三步，安装右模挡块（203），使用右模挡块塞打螺丝将右模挡块（203）固定在下模主体（204）上；第四步，
安装左模挡块（202），使用左模挡块塞打螺丝将左模挡块（202）固定在下模主体（204）上步骤2：下模料片铺贴、上模料片铺贴完成后合模，具体为：上模（1）通过下模主体（204）上的四棱台定位，与下模主体（204）通过内六角螺栓（209）进行连接，合模后对搭接边进行压实处理；步骤3：制作真空袋，首先制作内袋：内袋为产品内型腔曲面放大1.2-2倍的尼龙塑料膜制成；第二步，制作外袋，在模具外部依次放置隔离膜、透气毡，然后使用密封胶条将真空袋膜固定于下模底板（205）上；第三步，使用密封胶条将内袋与外袋进行连接；步骤4：热压罐成型，工艺参数为：时间：100～120分钟；温度：120～130℃；压力：0.2～0.3mpa；真空度：不低于0.08mpa；升温速率：1～1.5℃/分钟；降温速率：2～3℃/分钟；模具温度低于60℃后卸压出罐；步骤5：脱模，首先拆卸上模（1）；第二步，拆卸后模挡块（201）、左模挡块（202）、右模挡块（203）；第三步，将下模脱模镶块（210）同产品沿着脱模方向一同脱出；第四步，使用拔销器通过下模脱模镶块脱模螺纹孔（211）将下模脱模镶块拆下。
9.步骤2中下模料片铺贴时将料片在组合好的下模按照铺贴刻线及相应的角度坐标铺贴第一层料片，铺贴时要使用压板将气泡赶出并且避免料片架桥；第一层铺贴完毕后制作真空袋对其进行预压实，预压实后依次铺贴第二至第四层料片，然后制作真空袋进行预压实；下模料片要预留10mm宽的搭接边用以同上模铺贴料片进行粘接。
10.步骤2中上模料片铺贴时将料片在组合好的上模按照铺贴刻线及相应的角度坐标铺贴第一层料片，铺贴时要使用压板将气泡赶出并且避免料片架桥；第一层铺贴完毕后制作真空袋对其进行预压实，预压实后依次铺贴第二至第四层料片，然后制作真空袋进行预压实；与下模料片搭接处为净尺寸，不需要保留搭接边。
11.制造的电池壳不仅重量轻、尺寸稳定，而且成型后表观平整可以直接用于后续喷漆。为了减轻无人机电池壳的重量，给出一种碳纤维电池壳成型方法。轻量化效果显著。使用该方法制造的电池壳壁厚约0.6mm，减轻了电池壳的重量。大为缩短装配时间。由于该成型方法可以将电池壳一次成型，可以减少装配时间。尺寸一致性。使用该方法制造的电池壳壁厚均匀，尺寸稳定。
附图说明
12.图1为本发明碳纤维无人机电池壳的成型模具示意图；图2为本发明碳纤维无人机电池壳的成型模具剖视图；图3为本发明碳纤维无人机电池壳的成型模具左视图。
13.其中：1-上模；2-下模；201-后模挡块；202-左模挡块；203-右模挡块；204-下模主体；205-下模底板； 206-左模挡块密封圈； 207-上塞打螺丝；210-下模脱模镶块；211-脱模镶块脱模螺纹孔；212-下模脱模镶块密封圈；215-下模主体撬模口。
具体实施方式
14.实施例1如图1和图2所示，一种碳纤维无人机电池壳的成型模具，由上模（1）与下模（2）组成，上模（1）和下模（2）通过螺栓连接，上模（1）和下模（2）之间设有密封圈，上模（1）和下模
（2）构成的腔体与碳纤维无人机电池壳的形状与尺寸一致，所述下模（2）包含：后模挡块（201）、左模挡块（202）、右模挡块（203）、下模主体（204）、下模底板（205）、下模脱模镶块（210），下模主体（204）焊接在下模底板（205）上；后模挡块（201）、左模挡块（202）和右模挡块（203）分别通过后模挡块塞打螺丝、左模挡块塞打螺丝、右模挡块塞打螺丝固定在下模主体（204）上；下模脱模镶块（210）通过下模底板（205）上带有5-10
°
脱模角的定位孔进行定位，通过脱模镶块脱模螺纹孔（211）固定在下模底板（205）上，下模脱模镶块（210）与下模底板（205）之间设有下模脱模镶块密封圈（212），下模脱模镶块（210）为长方体。
15.进一步地，后模挡块（201）、左模挡块（202）和右模挡块（203）与下模主体（204）连接处均设有密封圈。
16.所述上模（1）、左模挡块（202）、右模挡块（203）和下模主体（204）上均设有撬模口，例如在在下模主体（204）底部设有下模主体撬模口（215）。
17.实施例2一种碳纤维无人机电池壳的成型方法，包括以下步骤：步骤1：组合下模（2），第一步，在下模主体（204）的密封圈槽2内放置下模脱模镶块密封圈（212），下模脱模镶块密封圈（212）上放置下模脱模镶块（210）；第二步，安装后模挡块（201），通过模挡块塞打螺丝将后模挡块（201）固定在下模主体（204）上；第三步，安装右模挡块（203），使用右模挡块塞打螺丝将右模挡块（203）固定在下模主体（204）上；第四步，安装左模挡块（202），使用左模挡块塞打螺丝将左模挡块（202）固定在下模主体（204）上步骤2：下模料片铺贴、上模料片铺贴完成后合模，具体为：上模（1）通过下模主体（204）上的四棱台定位，与下模主体（204）通过内六角螺栓（209）进行连接，合模后对搭接边进行压实处理；步骤3：制作真空袋，首先制作内袋：内袋为产品内型腔曲面放大1.2-2倍的尼龙塑料膜制成；第二步，制作外袋，在模具外部依次放置隔离膜、透气毡，然后使用密封胶条将真空袋膜固定于下模底板（205）上；第三步，使用密封胶条将内袋与外袋进行连接；步骤4：热压罐成型，工艺参数为：时间：100～120分钟；温度：120～130℃；压力：0.2～0.3mpa；真空度：不低于0.08mpa；升温速率：1～1.5℃/分钟；降温速率：2～3℃/分钟；模具温度低于60℃后卸压出罐；步骤5：脱模，第一步拆卸上模（1），使用扳手拆卸内六角螺栓2与上塞打螺丝（207），使用撬棍通过上撬模口使上模（1）松动后将其拆下；第二步，拆卸后模挡块（201）、左模挡块（202）、右模挡块（203）；第三步，将下模脱模镶块（210）同产品沿着脱模方向一同脱出；第四步，使用拔销器通过下模脱模镶块脱模螺纹孔（211）将下模脱模镶块拆下。
18.步骤2中下模料片铺贴时将料片在组合好的下模按照铺贴刻线及相应的角度坐标铺贴第一层料片，铺贴时要使用压板将气泡赶出并且避免料片架桥；第一层铺贴完毕后制作真空袋对其进行预压实，预压实后依次铺贴第二至第四层料片，然后制作真空袋进行预压实；下模料片要预留10mm宽的搭接边用以同上模铺贴料片进行粘接。
19.步骤2中上模料片铺贴时将料片在组合好的上模按照铺贴刻线及相应的角度坐标铺贴第一层料片，铺贴时要使用压板将气泡赶出并且避免料片架桥；第一层铺贴完毕后制作真空袋对其进行预压实，预压实后依次铺贴第二至第四层料片，然后制作真空袋进行预压实；与下模料片搭接处为净尺寸，不需要保留搭接边。