一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法
【專利摘要】一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，它涉及一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有方法成型的復(fù)合材料表面不平整、致密度不足的問題。一、在金屬模具下模上的內(nèi)模表面鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層，在復(fù)合材料預(yù)浸料層外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠；二、在膨脹橡膠外側(cè)合并外模，在外模外側(cè)用合模環(huán)將外模合實(shí)，將上模蓋嚴(yán)，得到封裝好的模具；三、將步驟二封裝好的模具放入固化爐中，進(jìn)行固化，然后取出模具，冷卻至室溫，脫模，得到成型復(fù)合材料。本發(fā)明用于復(fù)合材料的成型。
【專利說明】一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料成型工藝主要有拉擠工藝、纏繞工藝、濕法鋪放工藝、RTM工藝等。對(duì)模成型工藝作為濕法鋪放工藝的一種，其比較經(jīng)典的模具設(shè)計(jì)為金屬模具，金屬模具具有較好的尺寸穩(wěn)定性及耐溫性，尤其在復(fù)合材料厚壁制品及高溫固化樹脂體系成型過程中，金屬模具具有較高的剛度及強(qiáng)度。但其缺點(diǎn)在于金屬模具作為剛性模具制備圓柱形復(fù)合材料制品過程中，復(fù)合材料圓柱內(nèi)表面可能出現(xiàn)富樹脂或未壓實(shí)等缺陷，外表面容易在合模過程中夾料或使表層環(huán)向纖維屈曲，無法充分發(fā)揮其力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有方法成型的復(fù)合材料表面不平整、致密度不足的問題，而提供一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法。
[0004]本發(fā)明一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，具體是按以下步驟進(jìn)行的:
[0005]一、在金屬模具下模上的內(nèi)模表面鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層，在復(fù)合材料預(yù)浸料層外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠；二、在膨脹橡膠外側(cè)合并外模，在外模外側(cè)用合模環(huán)將外模合實(shí)，將上模蓋嚴(yán)，得到封裝好的模具；三、將步驟二封裝好的模具放入固化爐中，先在溫度為90°C?100°C的條件下固化2h?3h，然后在溫度為120°C?130°C的條件下固化4h?5h，最后在溫度為150°C?160°C的條件下固化2h，得到固化后的模具；四、將步驟三得到的固化后的模具取出，冷卻至室溫，脫模，得到成型復(fù)合材料。步驟一中所述的膨脹橡膠為硅橡膠或氟橡膠；步驟一中所述的膨脹橡膠的膨脹系數(shù)為1X10_4/°C?5X10_4/°C;步驟一中所述的膨脹橡膠的壓縮厚度為3mm?IOmm ;步驟一中所述的復(fù)合材料預(yù)浸料層為環(huán)氧/玻璃纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/碳纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/芳綸纖維復(fù)合材料、聚酯/玻璃纖維復(fù)合材料；
[0006]步驟一中所述的金屬模具包括上模、下模、內(nèi)模、外模和合模環(huán)；在下模凹面設(shè)置內(nèi)模，在內(nèi)模外層鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層，在復(fù)合材料預(yù)浸料層外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠，膨脹橡膠外側(cè)設(shè)置外模，在外模外側(cè)設(shè)置合模環(huán)，在內(nèi)模和外模上端設(shè)置上模。
[0007]有益效果:
[0008]1、本發(fā)明得到的成型復(fù)合材料具有易脫模、成型復(fù)合材料表面平整密實(shí)、無合模縫、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明簡(jiǎn)化了產(chǎn)品成型工藝，縮短了產(chǎn)品成型周期，提高了復(fù)合材料構(gòu)件的成型效率。
[0009]2、膨脹橡膠層在復(fù)合材料成型過程中，隨著固化溫度的升高，通過自身形變對(duì)復(fù)合材料加壓，使復(fù)合材料表面密實(shí)平整；膨脹橡膠層為軟質(zhì)材料，具有一定的變形量，從而避免了因模具分瓣縫引起的夾料；最后，由于膨脹橡膠層具有一定的壓縮量和耐熱性，可在復(fù)合材料預(yù)浸料層鋪放成型后直接合模，將復(fù)合材料壓縮量先轉(zhuǎn)移至膨脹橡膠層，待固化升溫過程中，隨著溫度的升高，復(fù)合材料樹脂體系逐漸軟化，膨脹橡膠層逐漸膨脹，在樹脂體系粘度最低時(shí)將復(fù)合材料壓實(shí)，即在固化過程中完成了熱合，簡(jiǎn)化了熱合過程，縮短2h?3h，提高了生產(chǎn)效率，減少相應(yīng)勞動(dòng)力2人以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為金屬模具裝夾示意圖；
[0011]圖2為內(nèi)模、外模、復(fù)合材料預(yù)浸料層、膨脹橡膠和合模環(huán)之間結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0012]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，具體是按以下步驟進(jìn)行的:
[0013]一、在金屬模具下模上的內(nèi)模表面鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層，在復(fù)合材料預(yù)浸料層外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠；二、在膨脹橡膠外側(cè)合并外模，在外模外側(cè)用合模環(huán)將外模合實(shí)，將上模蓋嚴(yán)，得到封裝好的模具；三、將步驟二封裝好的模具放入固化爐中，先在溫度為90°C?100°C的條件下固化2h?3h，然后在溫度為120°C?130°C的條件下固化4h?5h，最后在溫度為150°C?160°C的條件下固化2h?3h，得到固化后的模具；四、將步驟三得到的固化后的模具取出，冷卻至室溫，脫模，得到成型復(fù)合材料。步驟一中所述的膨脹橡膠為硅橡膠或氟橡膠；步驟一中所述的膨脹橡膠的膨脹系數(shù)為1X10_4/°C?5X10_4/°C;步驟一中所述的膨脹橡膠的厚度為3mm?IOmm ;步驟一中所述的復(fù)合材料預(yù)浸料層為環(huán)氧/玻璃纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/碳纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/芳綸纖維復(fù)合材料、聚酯/玻璃纖維復(fù)合材料。
[0014]本實(shí)施方式得到的成型復(fù)合材料具有易脫模、成型復(fù)合材料表面平整密實(shí)、無合?？p、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明簡(jiǎn)化了產(chǎn)品成型工藝，縮短了產(chǎn)品成型周期，提高了復(fù)合材料構(gòu)件的成型效率。
[0015]本實(shí)施方式中膨脹橡膠層在復(fù)合材料成型過程中，隨著固化溫度的升高，通過自身形變對(duì)復(fù)合材料加壓，使復(fù)合材料表面密實(shí)平整；膨脹橡膠層為軟質(zhì)材料，具有一定的變形量，從而避免了因模具分瓣縫引起的夾料；最后，由于膨脹橡膠層具有一定的壓縮量和耐熱性，可在復(fù)合材料預(yù)浸料層鋪放成型后直接合模，將復(fù)合材料壓縮量先轉(zhuǎn)移至膨脹橡膠層，待固化升溫過程中，隨著溫度的升高，復(fù)合材料樹脂體系逐漸軟化，膨脹橡膠層逐漸膨脹，在樹脂體系粘度最低時(shí)將復(fù)合材料壓實(shí)，即在固化過程中完成了熱合，簡(jiǎn)化了熱合過程，縮短2h?3h，提高了生產(chǎn)效率，減少相應(yīng)勞動(dòng)力2人以上。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的膨脹橡膠為娃橡膠。他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟一中所述的膨脹橡膠的膨脹系數(shù)為2X10_4/°C。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三不同的是:步驟一中所述的膨脹橡膠的壓縮厚度為8mm。其他與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的復(fù)合材料預(yù)浸料層為環(huán)氧/芳綸纖維復(fù)合材料。其他與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖1和圖2說明，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟一中所述的金屬模具包括上模7、下模1、內(nèi)模6、外模2和合模環(huán)4 ;在下模I凹面設(shè)置內(nèi)模6,在內(nèi)模6外層鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層5,在復(fù)合材料預(yù)浸料層5外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠3，膨脹橡膠3外側(cè)設(shè)置外模2，在外模2外側(cè)設(shè)置合模環(huán)4，在內(nèi)模6和外模2上端設(shè)置上模7。其他與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0021]通過以下試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果:
[0022]試驗(yàn)一:在金屬模具下模上的內(nèi)模表面鋪放厚度為6mm的G-Ol環(huán)氧樹脂，在G-Ol環(huán)氧樹脂外側(cè)均勻鋪放厚度為8mm、膨脹系數(shù)為2.8X 10_4/°C的硅橡膠；二、在硅橡膠外側(cè)合并外模，在外模外側(cè)用合模環(huán)將外模合實(shí)，將上模蓋嚴(yán)，得到封裝好的模具；三、將步驟二封裝好的模具放入固化爐中，先在溫度為90°C的條件下固化2h，然后在溫度為120°C的條件下固化4h，最后在溫度為150°C的條件下固化2h，得到固化后的模具；四、將步驟三得到的固化后的模具取出，冷卻至室溫，脫模，得到成型復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于所述的對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，具體是按以下步驟進(jìn)行的: 一、在金屬模具下模上的內(nèi)模表面鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層，在復(fù)合材料預(yù)浸料層外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠；二、在膨脹橡膠外側(cè)合并外模，在外模外側(cè)用合模環(huán)將外模合實(shí)，將上模蓋嚴(yán)，得到封裝好的模具；三、將步驟二封裝好的模具放入固化爐中，先在溫度為90°c?100°C的條件下固化2h?3h，然后在溫度為120°C?130°C的條件下固化4h?5h，最后在溫度為150°C?160°C的條件下固化2h?3h，得到固化后的模具；四、將步驟三得到的固化后的模具取出，冷卻至室溫，脫模，得到成型復(fù)合材料。步驟一中所述的膨脹橡膠為硅橡膠或氟橡膠；步驟一中所述的膨脹橡膠的膨脹系數(shù)為1X10_4/°C?5X10_4/°C;步驟一中所述的膨脹橡膠的厚度為3mm?IOmm ;步驟一中所述的復(fù)合材料預(yù)浸料層為環(huán)氧/玻璃纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/碳纖維復(fù)合材料、環(huán)氧/芳綸纖維復(fù)合材料、聚酯/玻璃纖維復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的膨脹橡膠為硅橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的膨脹橡膠的膨脹系數(shù)為2X10_4/°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的膨脹橡膠的壓縮厚度為8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的復(fù)合材料預(yù)浸料層為環(huán)氧/芳綸纖維復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)模成型復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中所述的金屬模具包括上模(7)、下模(I)、內(nèi)模(6)、外模(2)和合模環(huán)(4);在下模(I)凹面設(shè)置內(nèi)模(6 ),在內(nèi)模(6 )外層鋪放復(fù)合材料預(yù)浸料層(5 ),在復(fù)合材料預(yù)浸料層(5 )外側(cè)均勻鋪放膨脹橡膠(3)，膨脹橡膠(3)外側(cè)設(shè)置外模(2)，在外模(2)外側(cè)設(shè)置合模環(huán)(4)，在內(nèi)模(6)和外模(2)上端設(shè)置上模(7)。
【文檔編號(hào)】B29C70/48GK103624995SQ201310697989
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】王非, 欒世琳, 匡乃航, 梁釩, 孫云龍 申請(qǐng)人:哈爾濱玻璃鋼研究院