CN101327654B - 一种复合材料闭模袋压一次成型工艺 - Google Patents
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Abstract
一种复合材料闭模袋压一次成型工艺，尤指一种空腹结构复合材料闭模袋压一次成型工艺，该工艺通过在下模糊制时，预留超出接口处部分与上模复合材料递减部分，在气囊作用下搭结压合形成一个密实统一整体，并可在气囊外增加复合材料，以达到更高的强度。同时在空腹制备时可采用多气囊外铺复合材料制成加筋空腹制品，达到更高的强度。本工艺具有设备简单、省时省力、无废料、无环境污染等优点，制作产品强度高，空腹一次成型，空腹加筋一次成型，是制作塔罐、风电叶片、直升机浆叶、飞机尾翼等的理想工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料闭模袋压一次成型工艺。尤指一种空腹结构复合材料闭模袋压一次成型工艺。
背景技术
目前空腹型复合材料制品成型工艺主要有两类：开模成型和闭模成型。开模成型的优点是制品的纤维定向控制准确，设备少，操作简单。缺点是制成品的上下两片需要二次合模、黏结，在需要加强筋的制品时，不能同时制作，强度不高。外形尺寸不准，工序繁杂。更重要的是在凝胶固化时含有大量的有毒气体放出，污染环境。闭模成型，如真空注射成型，RTM、SRIM等，优点是空腹可一次制作完成，凝胶固化在封闭模具中，无有毒气体排出，环保，生产效率高，制品内外尺寸准确等。缺点是设备投资大，工艺复杂，不能空腹制作时同时制作加强筋结构，纤维定向控制困难等。
发明内容
为了克服上述之不足，本发明的目的是，提供一种一次成型工艺，空腹壳体和加强筋都一次成型，有机的成为一体，这样可提高制品的强度，减少工序，降低劳动强度，增加纤维的定向性，并且环保，降低制品重量。
本发明要解决的技术问题是：要解决在空腹型复合材料的制做中，两半片模具单独糊制，在需要制作加强筋的制品时，同时制作加强筋，放置在模具内，未凝胶固化前合模，并在合模后将两半片复合材料搭结在一起，形成一个整体。整个制品在模具腔内完成凝胶和固化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：阴模翻制——气囊制作——脱模处理——两片阴模分别糊制，气囊外复合材料糊制——将气囊放置预定位置——合模紧固——向气囊加压膨胀——加温固化——开模修边。首先，与普通的对模成型复合材料制做工艺相近，先按成品要求制做阳模，再在阳模上翻制两半片阴模，为使制品一次成型，上模从接口处缩回呈阶梯铺覆复合材料，而下模从接口处呈阶梯状超出下模铺覆，可临时铺覆在模边或临时挡板上，临时铺覆超出部分保证对模后，上下模复合材料搭接得当，预先制备一个气囊，大小样式与所制做成品相近、略小，用略有弹性的材质制做，如橡胶、塑料薄膜、人造草等，对气囊作脱模处理后，气囊充起，可在气囊上铺覆复合材料，将铺覆后或不铺覆的气囊放置下模内，将下模备用搭接复合材料移至气囊相应位置，再将气囊放部分气体，使气囊缩小以便合模，合模后，向气囊充气，复合材料中的气体和多余的树脂从排气口排出，保持气压，加温待固化。固化后放气，将气囊取出，开模取出成品。此制品为空腹制品。如果制品须要加强，可依照要求制多个气囊。气囊外糊制复合材料，多个气囊要将模腔内充满，气囊外糊制的复合材料与上下模铺覆的复合材料成为一体，也可以根据要求个别气囊不铺附复合材料。其它如单气囊制作相同。
所述复合材料闭模袋压一次成型工艺主要有空腹结构复合材料的生产工艺，并可在空腹中同时制做加强筋。
本发明的有益效果是；在空腹结构复合材料制作实现合模一次成型，减少了胶结，增加了强度，简便了操作，节省了成本，可用于生产塔罐等空腹设备，在空腹中同时凝胶，固化的加强筋，加强筋的数量、形状可根据构件的受力情况，制气囊，准确加筋，制品内外尺寸准确、结构强度大，可作为飞机尾翼、大型风力发电机叶片、直升机浆叶等高强异形复合材料制造工艺。本发明制做简便环保，设备投资少，模具和气囊可反复使用，节省了生产成本。
附图说明
图1是本发明空腹开模时的结构示意图；
图2是本发明空腹合模时的结构示意图；
图3是本发明空腹加筋开模时的结构示意图；
图4是本发明空腹加筋合模时的结构示意图。
图中：1排气孔、2上模、3紧固装置、4下模、5下模复合材料、6气囊、7上模复合材料、8气囊复合材料、9成品复合材料、10接口处、11多气囊、12带加筋复合材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1、图2所示。首先在上模2和下模4糊制复合材料，上模2和下模4接口处为复合材料制品的搭接处，上模2铺覆复合材料时按复合材料制做要求，从接口处向内逐层递减而在下模4铺层时超出接口10逐层增加，增加的长度与上模2减少长度相同，可临时糊制在下模4成临时挡板上。将气囊6放置在下模4中，气囊6预先制备，大小形状与制品相同略小，做脱模处理。将下模4超出部分复合材料移置气囊上相应位置合模。向气囊6内充气气囊6膨胀，气压为4-10kg/cm2，将超出部分推向上模2与上模复合材料7相应搭结，同时其它的上模复合材料7和下模复合材料5都受到压力，气体和多余的树脂经排气孔1排出模具，形成一个密实内外尺寸准确的成品复合材料制品9，凝胶和固化过程在合模后进行，固化后将气囊放气取出，开模将成品复合材料9取出。如果因搭结影响厚度和强度可在气囊6外糊制复合材料，搭结避开上模复合材料7和下模复合材料5搭结口。此部分工艺可糊制塔罐腔等空腹壳体。
请参阅图3和图4所示，在上部分工艺基础上，对有的空腹制品需要更大的强度，需要在空腹中增加加强筋。具体是如图1和图2所示，制做空腹工艺，将单一气囊6，根据制品强度要求，采用多气囊11，在预先制备的多气囊11做脱模处理，再在多气囊11各个气囊外糊制复合材料，放入糊制好的下模4中，再将下模4内下模复合材料5超出部分移置多气囊11的气囊复合材料8上，合模向各气囊充压，根据需要可同时同压，也可不同时不同压。如立筋要求带弧可一个气囊下力大，会将压力小的气囊挤出弧形，则立筋为弧形，在带加筋复合材料12固化成型后，取出气囊11，可向空腔内注入发泡塑料进一步增加强度。带加筋复合材料12可用于制做大型风力发电机叶片、直升机浆叶、飞机尾翼等。
Claims (2)
1.一种复合材料闭模袋压一次成型工艺，该工艺由以下步骤构成：翻制阴模-制作气囊-脱模处理-在两半片模具上分别糊制复合材料，在气囊外糊制或不糊制复合材料-将气囊放置预定位置-合模紧固-向气囊加压膨胀-加温固化复合材料-开模对制品修边；其特征在于：翻制阴模制作气囊、脱模处理之后，在两半片模具上分别糊制复合材料，在糊制复合材料时，上模从接口处缩回呈阶梯状铺覆复合材料，而下模从接口处呈阶梯状超出下模铺覆，将糊制完复合材料或不糊制复合材料的气囊放置在糊制复合材料的下模内，再将超出下模的复合材料部分移到气囊相应位置，合模，锁紧紧固件，向气囊中充气加压，充入的气体为4-10kg/cm2，使气囊膨胀，充满空腹，复合材料中的空气和多余树脂通过排气孔排出，固化得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料闭模袋压一次成型工艺，其特征是，使用一个或多个气囊外糊复合材料。
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