(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112406140 A(43)申请公布日 2021.02.26
(21)申请号 202010961279.5(22)申请日 2020.09.14
(71)申请人 航天特种材料及工艺技术研究所
地址 100074 北京市海淀区云岗北里40号
院(72)发明人 王红丽 路建军 方旭东 毕向军 (74)专利代理机构 北京君尚知识产权代理有限
公司 11200
代理人 李文涛(51)Int.Cl.
B29C 70/68(2006.01)B29B 11/00(2006.01)B29B 11/14(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
(54)发明名称
一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法(57)摘要
本发明提出一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，属于复合材料制件成型方法领域，先对聚氨酯泡沫的表面进行初步打磨，然后放入到成型模具的型腔中进行热成型，脱模后再次对聚氨酯泡沫的表面进行打磨，使表面粗糙；将复合材料蒙皮包裹在打磨粗糙的聚氨酯泡沫外，再次放入模具型腔中热成型，得到最终的聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件。本方法在产品研制数量较少的情况下，利用聚氨酯泡沫在高温下良好的延展特性，使用产品的成型模具将泡沫热定型成型，替代机加成型。
CN 112406140 ACN 112406140 A
权 利 要 求 书
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1.一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，其特征在于，基于一种成型模具，该模具包括上阴模、下阴模和组合边条，该上、下阴模和组合边条可围成一用于对聚氨酯泡沫热成型的型腔；该方法包括以下步骤：
1)将聚氨酯泡沫进行初步打磨，打磨后聚氨酯泡沫的竖向厚度大于模具型腔的厚度，打磨后聚氨酯泡沫的横向最大轮廓小于或等于模具型腔的横向最大轮廓，该竖向为上、下阴模所在方向，该横向为垂直于竖向的方向；
2)将打磨后的聚氨酯泡沫放入到下阴模与组合边条围成的型腔，再将上阴模与下阴模扣合，通过上压机加热后保温，然后加压使上阴模与下阴模合模到位，继续保温，再降温后通过下压机脱模；
3)对脱模后的聚氨酯泡沫的表面进行打磨，使表面粗糙；4)将复合材料蒙皮包裹在打磨粗糙的聚氨酯泡沫外，再次放入模具型腔中进行合模，经过加热、加压实现粘结固化，得到最终的聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，成型模具选用钢材质。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将聚氨酯泡沫板材按截面样板进行初步打磨，该截面样板与模具型腔最大截面的形状和尺寸相同，打磨过程中控制聚氨酯泡沫的重量，使得打磨后的重量大于按模具型腔大小理论计算出的重量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，聚氨酯泡沫初步打磨后的厚度大于模具型腔的竖向厚度的1～2mm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上压机加热至温度120～130℃后保温。6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，保温不低于2h。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降温至60℃以下。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中合模后温度加热温度根据蒙皮的预浸料的固化温度确定。
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说 明 书
一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法
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技术领域
[0001]本发明属于复合材料制件成型方法领域，具体涉及一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，利用聚氨酯泡沫在高温下具有良好延展性的特性加热、加压固化成型泡沫芯层的精确外形。
背景技术
[0002]在复合材料产品中有一种典型结构形式，即复合材料蒙皮与泡沫共固化的夹层结构形式(见图1)，该种结构形式一般是将预浸料蒙皮裁剪成样板后逐层铺覆于成型模具上下翼型表面，然后与泡沫芯材通过结构胶粘接，将模具扣合后在压机上加热、加压固化而成。其中聚氨酯泡沫芯材一般通过机加方式实现泡沫外形的精确加工，机加成本较高。[0003]当产品处于研制初期、研制数量较少的情况下，为降低泡沫的机加成本，可利用聚氨酯泡沫板在高温下具有良好延展性的特性和复合材料产品的结构特点，在产品的成型模具中通过加热、加压等方式固化成型泡沫芯层的精确外形。成型后的泡沫外形会略大于理论外形，这正好为二次进模具加热、加压固化时留有压缩余量，为预浸料蒙皮的压实提供内部压力，使其与压机施加的外部压力共同作用，压实预浸料蒙皮。发明内容
[0004]本发明的目的在于提出一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，在产品研制数量较少的情况下，利用聚氨酯泡沫在高温下良好的延展特性，使用产品的成型模具将泡沫热定型成型，替代机加成型。[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0006]一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，基于一种成型模具，该模具包括上阴模、下阴模和组合边条，该上、下阴模和组合边条可围成一用于对聚氨酯泡沫热成型的型腔；该方法包括以下步骤：
[0007]1)将聚氨酯泡沫板材进行初步打磨，打磨后聚氨酯泡沫的竖向厚度大于模具型腔的厚度，打磨后聚氨酯泡沫的横向最大轮廓小于或等于模具型腔的横向最大轮廓，该竖向为上、下阴模所在方向，该横向为垂直于竖向的方向；
[0008]2)将打磨后的聚氨酯泡沫放入到下阴模与组合边条围成的型腔，再将上阴模与下阴模扣合，通过上压机加热后保温，然后加压使上阴模与下阴模合模到位，继续保温，再降温后通过下压机脱模；
[0009]3)对脱模后的聚氨酯泡沫的表面进行打磨，使表面粗糙；[0010]4)将复合材料蒙皮包裹在打磨粗糙的聚氨酯泡沫外，再次放入模具型腔中进行合模，加热，加压，实现粘结固化，得到最终的聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件。[0011]进一步地，成型模具选用钢材质。[0012]进一步地，将聚氨酯泡沫板材按截面样板进行初步打磨，该截面样板与模具型腔(或最终成型产品)最大截面的形状和尺寸相近或相同，打磨过程中控制聚氨酯泡沫的重
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说 明 书
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量，使得打磨后的重量大于按模具型腔大小理论计算出的重量。[0013]进一步地，聚氨酯泡沫初步打磨后的厚度大于模具型腔的竖向厚度的1～2mm。[0014]进一步地，上压机加热至温度120～130℃后保温。[0015]进一步地，保温不低于2h。[0016]进一步地，降温至60℃以下。[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果：对于聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件，由于聚氨酯泡沫的材料特性，传统的方法都是利用机加工形式成型，在产品前期的研制阶段采用传统方法成型该制件的成本很高，并不适用，本发明利用制件的成型模具热定型成型聚氨酯泡沫和在泡沫上包裹蒙皮后制定精确外形，一模两用，解决了研制阶段产品数量少时机加泡沫成本高的问题。
附图说明
[0018]图1为一种典型的聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件的结构示意图。[0019]图2为成型模具结构示意图。
[0020]图3为聚氨酯泡沫初步打磨示意图。
[0021]图4为成型模具对聚氨酯泡沫热定型的流程示意图。[0022]图5为聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件热定型示意图。
具体实施方式
[0023]为使本发明的技术方案能更明显易懂，特举实施例并结合附图详细说明如下。[0024]图2所示为成型模具的结构示意图，包括上阴模1、下阴模2和组合边条3，三者围成一型腔，该型腔的形状和大小根据想要得到的最终产品的形状和大小来确定，即根据产品设计的形状和尺寸来确定，三者均选用钢材质，采用机加成型。[0025]本实施例公开一种模压热定型聚氨酯泡沫的成型方法，使用上述成型模具来热定型芯材聚氨酯泡沫精确外形，包括以下步骤：
[0026]1)将聚氨酯泡沫板材按截面样板进行初步打磨，打磨后的外形轮廓在翼型厚度上大于产品设计尺寸厚度1～2mm(局部略小可忽略)，横向上长、宽最大尺寸要小于或者等于产品外形尺寸，产品设计尺寸与成型模具的型腔大小是一致的，可以根据泡沫重量要求来控制打磨程度，使得打磨后的重量大于按模具型腔大小理论计算出的重量，确保在模具中被填满且被压缩，避免泡沫填不满或刚好填满模具型腔的情形。如图3所示。
[0027]2)将经过初步打磨的聚氨酯泡沫件放入模具的下阴模2与组合边条3围成的型腔，将上阴模1与下阴模2扣合，然后上压机进行加热，达到温度120～130℃后进行加压，使上阴模1与下阴模2合模到位，保温2h后降温至60℃以下后下压机脱模。整个过程如图4所示。[0028]3)脱模后的聚氨酯泡沫外形精确，且表面光滑，在进行下一道组合粘接工序前需要进行整体打磨，使表面粗糙利于粘接。
[0029]4)将复合材料蒙皮包裹在打磨后的聚氨酯泡沫外，再次放入到成型模具中进行热成型，如图5所示，经过加压，加热粘结固化，加热温度根据蒙皮预浸料的固化温度确定，得到最终的聚氨酯泡沫的蒙皮夹芯制件(见图1)。
[0030]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术
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人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，本发明的保护范围以权利要求所述为准。
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说 明 书 附 图
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图4
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说 明 书 附 图
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