CN101259752A - 复合材料成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种复合材料成型方法，是先放置纤维层在模具的模穴内，将一弹性模与一隔离膜覆盖在纤维层上，再将隔离膜下方与模具的模穴之间抽真空，以形成负压，同时对弹性模施加一机械压力，使纤维层定型；以消除成型的纤维层表面可能产生的气孔，增加产品的优良率。另，上述模具可在加压之前先行预热，当加压使纤维层定型后，再将机械压力移除，使加压与加温、降温的步骤分离，以加快生产速度，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料成型方法，尤指一种将弹性模放置在纤维层的上方，再以机械力施加在弹性模上，使纤维层的受力平均，以提高产品质量，且增加生产速度的复合材料成型方法。
背景技术
由于编织纤维具有质轻、高强度、编织美感的特性，因此，以编织纤维为基材所制成的复合材料面板已大量使用在计算机、电子与通讯(3C)等产品上。而因压力斧成型法所制成的面板质量较为稳定，则为业界所常使用。
请参阅图6所示，以压力斧成型法加压使编织纤维成型为面板，主要是将裁切后的纤维层A放置在模具B的模穴B1内，再将模具B放置在容器C内，在容器C封闭后，抽除容器C内的空气以形成真空状态，覆盖弹性膜D在纤维层A上，并使纤维层A密封在弹性膜D与模具B的模穴B1之间，灌注气体进入容器C内，凭借气体压力均匀加压在弹性膜D上，同时对模具B加热，以使模具B内的纤维层A定型。
上述压力斧成型法虽然可大幅提高优良率，但其在实际使用时，仍有下列缺失尚待改进：
1、在纤维层成型为面板的过程中，必须灌注气体进入容器内，以形成加压在弹性膜上的高压，同时对模具加热，以使纤维层加速成型；其在加热过程中，将使容器内的气体压力更为提高，使容器处在高压的危险状态，增加作业时的危险。
2、为使纤维层加速成型，必须对模具逐步加温，在纤维层内的树脂硬化后，再逐渐降温，而在常温下将成型的复合材料面板取出。上述升温至降温的时间相当长，在此时间内，各模具都需放置在容器中，无形中将使作业的速度变慢，提高产品的制造成本，在大量生产时，实不符合经济效率。
有鉴于此，为了改善上述的缺点，使复合材料成型方法不仅能在复合材料面板成型时避免形成高压的容器，以确保作业安全，且可使加压与加温、降温的步骤分离，以加快生产速度，降低生产成本，发明人积多年的经验与不断的研发改进，遂有本发明的产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合材料成型方法，凭借以机械力施加在弹性模上，再凭借弹性模的变形以对纤维层施予压力，由此能使纤维层的受力平均分布，以提高产品的优良率；且可依需要升高加压的机械压力，而可确保面板成型过程中的作业安全。
本发明的次要目的在提供一种复合材料成型方法，凭借将模具加温、降温的步骤与施加压力在弹性模上的步骤分离，从而能使复合材料面板成型作业分段施工，使各加工器具充分利用，以增加生产速度，从而降低生产成本。
为达上述目的，本发明提供一种复合材料成型方法，包括下列步骤：a.放置纤维层在模具的模穴内，该纤维层是预浸有树脂的或未预浸树脂的；b.将一弹性模与一隔离膜覆盖在纤维层上；c.将隔离膜下方与模具的模穴之间抽真空，以形成负压；以及d.对弹性模施加压力，以使纤维层定型。
实施时，所述的纤维层是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、石英纤维、尼龙纤维、棉纱纤维等其中之一所编织而成或由上述任意两种或两种以上的纤维混编而成。
实施时，所述的纤维层可预浸树脂，也可为不预浸树脂；当所述的纤维层不预浸树脂时，所述的树脂是以外加的方式加入模具的模穴内，在纤维层置入模具的模穴内后，即加入树脂。
实施时，所述的隔离膜是覆盖在弹性模上方。所述的隔离膜也可覆盖在纤维层上方，这时所述的弹性模就迭置在隔离膜上。
实施时，本发明可在加压前与加压时，还包括一加热步骤，以加速纤维层成型。
实施时，所述的弹性模的厚度大于模具的模穴的深度，以使所述的弹性模的上方受到压力后，因变形而以平均分布的压力施加在纤维层上。
实施时，在步骤d中，是以一上模具直接对弹性模施加压力，以使纤维层定型。当所述的弹性模的厚度大于模具的模穴的深度时，所述的弹性模凸出在模具的模穴顶端，所述的上模具的底面可为平面；而当所述的弹性模未凸出在模具的模穴顶端，所述的上模具的底面也可设有下凸部，以伸入模穴内，对弹性模施加压力。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：
1、本发明凭借以一机械力施加在一弹性模上，再凭借弹性模的变形以对纤维层施予压力，可使纤维层的受力平均分布，增加产品的良率。
2、本发明凭借机械力的作用，使纤维层定型，可取代现有压力斧成型的高压气体加压方式，不但可确保面板成型过程中的作业安全，且可依需要升高加压的力量，以提高作业效率。
3、本发明凭借将模具加温、降温的步骤与施加压力在弹性模上的步骤分离，使面板成型作业能分段施工，不但可充分利用各加工器具，且可有效增加生产速度，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的实施例的步骤流程图；
图2是本发明加压前的组件分解图；
图3是本发明加压时的示意图；
图4是本发明加压前的另一样态的组件分解图；
图5是本发明上模具的底面设有一下凸部时的加压示意图；
图6是现有技术压力斧成型法在加压前的组件分解图。
附图标记说明：1-纤维层；2-模具；21-模穴；22-抽气管；3-弹性模；4-隔离膜；5-上模具；51-下凸部；A-纤维层；B-模具；B1-模穴；C-容器；D-弹性膜。
具体实施方式
请参阅图1～图3所示，其为本发明复合材料成型方法的较佳实施例，主要包括下列步骤：
放置纤维层1在模具2的模穴21内；
将一弹性模3与一隔离膜4覆盖在纤维层1上；
将隔离膜4下方与模具2的模穴21之间抽真空，以形成负压；以及
对弹性模3施加压力，以使纤维层1定型。
在步骤a中，所述的纤维层1是数条玻璃纤维编织而成，所述的纤维层1可为碳纤维、玻璃纤维、克维拉纤维、硼纤维、石英纤维、尼龙纤维、棉纱纤维等其中之一所编织而成或由上述任意两种或两种以上的纤维混编而成。所述的纤维层1置入在模具2的模穴21内之前已预浸树脂，所述的树脂可为环氧树脂、聚酯树脂、酚树脂、或聚酰亚胺树脂(预浸树脂只要能使树脂完全渗透至纤维缝隙中即可，并无太多限制)；所述的纤维层1在置入在模具2的模穴21内之前也可不预浸树脂，而以外加的方式，使纤维层1与树脂在模穴21内结合。
在步骤b中，所述的弹性模3的下半部的外形近似于模具2的模穴21形状，以使弹性模3的下半部可伸入在模穴21内。在本实施例中，所述的弹性模3的厚度大于模具2的模穴21深度，使弹性模3的上半部凸出在模具2的模穴21顶端。
请参阅图2、图3所示，当所述的纤维层1置入模具2的模穴21内之后，是以一隔离膜4覆盖在纤维层2上，在隔离膜4的上方迭置一弹性模3，将隔离膜4下方与模具2的模穴21之间的空气经由一抽气管22向外抽离，使形成负压状态，同时在弹性模3的上方以一上模具5对弹性模3直接施以向下的压力，凭借弹性模3可弹性变形的特性，对弹性模3下方的隔离膜4与纤维层1施予平均分布的力量，而使纤维层1定型，在树脂凝固后，成型为一复合材料面板。
在上述加工过程中，为加快纤维层1成型的速度，在加压前与加压时，更包括一加热步骤，以使模具2的温度上升，从而使模穴21内的树脂的硬化速度加快。
实施时，当a、b、c步骤已完成，而在未加压之前，即可对模具2先行加热，以使树脂的黏度改变，而达接近凝固的状态，再以上模具5对弹性模3施加压力，在树脂凝固以定型纤维层1之后，将上模具5与模具2分离，使上模具5可以另行使用，而仍处在高温状态的模具2则可在降温后，再将成型的纤维层1取出；以使模具2与上模具5能充分利用，以加快作业速度。
请参阅图4所示，其为本发明的步骤b的另一使用状态图，其中，所述的弹性模3是迭置在纤维层1上方，而所述的隔离膜4是覆盖在弹性模3上；当上模具5对隔离膜4直接施加压力时，同样可使弹性模3变形，对纤维层1施予平均分布的力量。
另，请参阅图5所示，所述的模具2的模穴21是呈弧形，而所述的上模具5的底面则设有一弧形的下凸部51，所述的下凸部51也可为其它形状，以供伸入到模穴内。当所述的弹性模3置入在模具2的模穴21内，而未凸出在模穴21的顶端时，凭借所述的下凸部51的抵压，仍可使弹性模3产生有效的变形，以加压纤维层1。
综上所述，依上文所揭示的内容，本实用新型确可达到实用新型的预期目的，提供一种不仅能在面板成型时，避免形成高压的容器，以确保作业安全，且可使加压与加温、降温的步骤分离，以加快生产速度，降低生产成本的复合材料成型方法，极具产业上利用的价值。
Claims (10)
1. 一种复合材料成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.放置纤维层及树脂在模具的模穴内；
b.将一弹性模与一隔离膜覆盖在纤维层上；
c.将隔离膜下方与模具的模穴之间抽真空，以形成负压；以及
d.对弹性模施加压力，以使纤维层定型。
2. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的纤维层是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、石英纤维、尼龙纤维、棉纱纤维其中之一所编织而成或由上述任意两种或两种以上的纤维混编而成。
3. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的纤维层是预浸树脂的。
4. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的树脂是以外加的方式加入模具的模穴内，在纤维层置入模具的模穴内后，即加入树脂。
5. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的隔离膜是覆盖在弹性模上方。
6. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的隔离膜是覆盖在纤维层上方，而所述的弹性模是迭置在隔离膜上。
7. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，在加压前与加压时，还包括一加热步骤，以加速纤维层成型。
8. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的弹性模的厚度大于模具的模穴的深度。
9. 根据权利要求1所述的复合材料成型方法，其特征在于，在步骤d中，是以一上模具对弹性模施加压力，以使纤维层定型。
10. 根据权利要求9所述的复合材料成型方法，其特征在于，所述的上模具的底面可设有下凸部，供对弹性模施加压力。
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2007
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