CN102350792A - 硅胶辅助复合材料型材的连接方法 - Google Patents

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朱家强
罗剑岚
周新乐
王明
路建峰
李炜
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Donghua University
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Abstract

一种材料制备技术领域的硅胶辅助复合材料型材的连接方法，包括如下步骤：步骤一，硅胶膜的制备；步骤二，复合材料型材的机加工；步骤三，复合材料型材的拼接及胶接；步骤四，复合材料型材胶接处的补纱增强处理；步骤五，复合材料型材连接处加热固化；将已补完纱的型材连接处包覆已成形好的硅胶膜，再置入模具中，合模，加热固化，即可。本发明利用硅胶的热膨胀性，将其与制品一起装入模具中加热，硅胶均匀膨胀，制品均匀受压，所做的复合材料产品能够有更好的结合强度和更好的外观，同时可以简化工艺，提高生产效率。

Description

硅胶辅助复合材料型材的连接方法
技术领域
本发明涉及一种材料制备技术领域的连接方法，具体是一种硅胶辅助复合材料型材 
的连接方法。
背景技术
碳纤维复合材料型材的连接方法通常是胶粘剂粘接。在要求高胶接头强度的情况下，通常的胶粘剂粘接方式不能满足要求。硅胶具有优异的流动性，良好的操作性，可塑性好，可以用于各种结构复杂的复合材料制品；硅胶不变形、耐高温、耐酸碱、可反复使用，降低成本；并且容易脱模，收缩率小；如果能够利用硅胶的热膨胀性能辅助复合材料型材连接将会提高碳纤维复合材料型材的连接强度和效率，进而提高生产效率。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中碳纤维复合材料型材胶粘剂粘接所存在的不足， 
提供一种硅胶辅助复合材料型材的连接方法。本发明的方法可使碳纤维复合材料型材的受压更加均匀，获得良好的胶接强度和外观，同时可以简化工艺，提高生产效率。
本发明涉及的硅胶辅助复合材料型材的连接方法，包括如下步骤： 
步骤一，硅胶膜的制备；根据复合材料型材连接处的形状，制作芯模，将芯模装入模具后，芯模与模具内壁形成间隙，将液体硅胶注入到间隙中，加热固化冷却脱模，获得所需形状的硅胶膜；
步骤二，复合材料型材的机加工；将复合材料型材的结合端加工成所需的形状，使型材结合端可以紧密配合；
步骤三，复合材料型材的拼接及胶接；将需要连接的复合材料型材拼接固定，用胶黏剂将拼接处胶接，加热固化；
步骤四，复合材料型材胶接处的补纱增强处理；按设计的顺序，在胶接处缠绕预浸好的碳纱；
步骤五，复合材料型材连接处加热固化；将已补完纱的型材连接处包覆已成形好的硅胶膜，再置入模具中，合模，加热固化，即可。
   优选地，步骤三中，所述胶接使用的胶黏剂中含有短切的碳纤维丝。 
   优选地，步骤四中，所述胶接处先包裹一层片胶，之后再缠绕预浸好的碳纱。 
   本发明具有如下的有益效果：硅胶具有优异的流动性，良好的操作性，可塑性好，可以用于各种结构复杂的复合材料制品；硅胶不变形、耐高温、耐酸碱、可反复使用，降低成本，并且容易脱模，收缩率小。本发明利用硅胶的热膨胀性，将其与制品一起装入模具中加热，硅胶均匀膨胀，制品均匀受压，所做的复合材料产品能够有更好的结合强度和更好的外观，同时可以简化工艺，提高生产效率。 
附图说明
图1为硅胶膜灌注成型的模型图；
图2为硅胶辅助复合材料型材连接方法的模型图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步解释， 
本实施例的硅胶辅助复合材料型材的连接方法，包括如下步骤：
步骤一，硅胶膜的制备；根据复合材料型材连接处1的形状，制作金属芯模2，将金属芯模2（包括上硅胶模3和下硅胶模4）装入模具（包括上模具5和下模具6）后，芯模与模具内壁形成间隙，将液体硅胶注入到间隙中，加热固化冷却脱模，获得所需形状的硅胶膜；
制作前先进行准备工作，包括原料准备，金属件芯模准备；模具准备，清理模具，机台预热等工作；制作时，先在预热过的模具表面打一层脱模剂，以保证产品成型后能顺利脱模；将金属件芯模按所需硅胶膜的厚度固定在模具中，合模后，将液体硅胶注入模具中，放入硫化机中加温加压，冷却后将其脱模取出；因为硅胶具有优异的流动性，良好的操作性，可塑性好，可以很好的根据模具的形状模拟出各种结构复杂的模型，便于之后的复材产品成型；
步骤二，复合材料型材的机加工；用数控机床将复合材料型材的结合端加工成所需的形状，使型材结合端可以紧密配合；
步骤三，复合材料型材的拼接及胶接；将需要连接的复合材料型材拼接固定，用胶黏剂将拼接处胶接，加热固化；
将需要连接的复合材料型材按设计的拼接方式拼接匹配，用治具固定；将需胶接处粗化，再用丙酮擦拭干净并烘干；将胶粘剂中混入短切好的碳丝，搅拌均匀后，用其将拼接处胶接；上胶时，需注意涂胶均匀，过渡平缓。胶接完毕后放入烘箱加热固化；
步骤四，复合材料型材胶接处的补纱增强处理；按设计的顺序，在胶接处缠绕预浸好的碳纱；
将已加热固化好的胶接处打磨粗糙，用丙酮擦拭干净并烘干；在胶接处包覆一层片胶片，然后按设计的顺序，缠绕上预浸好的碳纱；
步骤五，复合材料型材连接处加热固化；将已补完纱的型材连接处包覆已成形好的硅胶膜，再置入模具中，合模，加热固化，即可；
将模具预热，并打好脱模剂；将已成形好的硅胶膜涂抹上脱模剂后，铺入模具内；将已完成补纱的型材装入模具中，合模后放入烘箱中加热固化，利用硅胶的热膨胀性，硅胶受热后均匀膨胀，使制品均匀受压，使胶接处获得良好的结合强度和外观。
综上所述，本发明利用硅胶的热膨胀性，将其与制品一起装入模具中加热，硅胶均匀膨胀，制品均匀受压，所做的复合材料产品能够有更好的结合强度和更好的外观，同时可以简化工艺，提高生产效率。 
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本专利的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 

Claims (3)

1.一种硅胶辅助复合材料型材的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，硅胶膜的制备；根据复合材料型材连接处的形状，制作芯模，将芯模装入模具后，芯模与模具内壁形成间隙，将液体硅胶注入到间隙中，加热固化冷却脱模，获得所需形状的硅胶膜；
步骤二，复合材料型材的机加工；将复合材料型材的结合端加工成所需的形状，使型材结合端可以紧密配合；
步骤三，复合材料型材的拼接及胶接；将需要连接的复合材料型材拼接固定，用胶黏剂将拼接处胶接，加热固化；
步骤四，复合材料型材胶接处的补纱增强处理；按设计的顺序，在胶接处缠绕预浸好的碳纱；
步骤五，复合材料型材连接处加热固化；将已补完纱的型材连接处包覆已成形好的硅胶膜，再置入模具中，合模，加热固化，即可。
2. 如权利要求1所述的硅胶辅助复合材料型材的连接方法，其特征在于，步骤三中，所述胶接使用的胶黏剂中含有短切的碳纤维丝。
3.如权利要求1所述的硅胶辅助复合材料型材的连接方法，其特征在于，步骤四中，所述胶接处先包裹一层片胶，之后再缠绕预浸好的碳纱。
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