CN102380892B - 一种纤维织物增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纤维增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法，该方法具体为：将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平；用塑料薄膜封装后，将包裹好的预浸料坯料，冷冻至-14℃～-24℃之间；使用薄板钻头或开孔器在叠放的预浸料坯料上钻孔。本发明提高预浸料的钻孔工艺性，降低孔壁粗度，孔壁无飞边、毛刺等缺陷提高加工尺寸精度(达到IT9)，提高生产效率，降低废品率，无需专用设备。

Description

一种纤维织物增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法
技术领域
本发明属于纤维织物增强树脂基复合材料制备领域，具体涉及一种纤维增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法。
背景技术
目前纤维增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法主要有以下三种：一、手工切孔，具体方法为在复合材料预浸料上，划出孔的轮廓线，用壁纸刀、手术刀等工具按线切割出孔的外形。二、裁切机切孔，采用机械式预浸料裁切机在预浸料上，使用尖头切刀切孔。三、激光切孔，采用专用激光切割机或激光下料机在预浸料上切孔。以上方法主要缺点在于：加工厚度较薄，手工切孔和裁切机切孔仅能进行单层加工，加工厚度小于0.3mm，激光切孔的厚度小于4mm。手工切孔及裁切机切孔受限于刀具的尺寸只能加工φ3mm以上的孔。激光切孔由于其原理是通过高温将预浸料烧断，因此加工后会在孔的边缘留下焦糊的区域，随着切割厚度的增大，焦糊区域会相应增大。裁切机切孔及激光切孔的所使用的设备属于专用设备，用途单一，价格昂贵。
发明内容
本发明提供了一种新的纤维增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法，利用冷冻工艺解决了目前纤维增强树脂基复合材料预浸料钻孔时存在的生产效率低、孔壁质量差、尺寸精度低、设备依赖性强等问题。
本发明纤维增强树脂基复合材料预浸料的孔加工方法的步骤包括：
1）将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平；
2）用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
3）将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻至-14℃～-24℃之间；
4）从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置用划针做标记，并将标记周围稍大于孔径的区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
5）使用薄板钻头或开孔器在叠放的纤维增强树脂基复合材料预浸料上钻孔。
进一步，在室温下，放置直至预浸料坯料的与室内温差≤5℃，方可拆去包裹的塑料薄膜。
本发明提高预浸料的钻孔工艺性，降低孔壁粗度，孔壁无飞边、毛刺等缺陷提高加工尺寸精度（达到IT9），提高生产效率，降低废品率，无需专用设备。
本发明工艺简单，工艺适应性强，孔壁粗度低，孔壁无飞边、毛刺等缺陷，加工尺寸精度高，生产效率高，废品率低，无需专用设备。
具体实施方式
实例1：碳纤维/双马树脂——T700/QY8911预浸料钻φ50孔。
第一步，将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平，铺叠厚度18mm；
第二步，用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
第三步，将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻至-22℃～-24℃之间，冷冻时间16h；
第四步，从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置用划针做标记，并将标记周围φ60区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
第五步，用φ50开孔器钻孔，开孔器在切削前必须用丙酮清洗、晾干；
第六步，钻孔后，用胶带将塑料薄膜上的空洞封堵。
第七步，在室温下，放置直至预浸料坯料的温度与室内温度之差≤1℃，方可拆去包裹的塑料薄膜。
第四步～第六步在20min内完成。
实例2:玻璃纤维/酚醛树脂——SW180D/B30预浸料钻φ3孔。
第一步，将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平，铺叠厚度20mm；
第二步，用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
第三步，将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻至-16℃～-18℃之间，冷冻时间10h；
第四步，从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置用划针做标记，并将标记周围φ6区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
第五步，用φ3普通直柄高速钢麻花钻头钻孔，钻头在切削前必须用丙酮清洗、晾干；
第六步，钻孔后，用胶带将塑料薄膜上的空洞封堵。
第七步，在室温下，放置直至预浸料坯料的温度与室内温度之差≤5℃，方可拆去包裹的塑料薄膜。
第四步～第六步在18min内完成。
实例3:高硅氧纤维/酚醛树脂——BWT260/B30预浸料钻φ10孔。
第一步，将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平，铺叠厚度15mm；
第二步，用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
第三步，将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻至-20℃～-23℃之间，冷冻时间10h；
第四步，从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置用划针做标记，并将标记周围φ14区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
第五步，用φ10的三尖七刃的薄板群群钻头钻孔，钻头在切削前必须用丙酮清洗、晾干；
第六步，钻孔后，用胶带将塑料薄膜上的空洞封堵。
第七步，在室温下，放置直至预浸料坯料的温度与室内温度之差≤5℃，方可拆去包裹的塑料薄膜。
第四步～第六步必须在17min内完成。
实例4:石英纤维/硼酚醛树脂——KN-380/FB预浸料钻φ35孔。
第一步，将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平，铺叠厚度12mm；
第二步，用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
第三步，将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻至-22℃～-24℃之间，冷冻时间10h；
第四步，从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置用划针做标记，并将标记周围φ42区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
第五步，用φ35开孔器钻孔，开孔器在切削前必须用丙酮清洗、晾干；
第六步，钻孔后，用胶带将塑料薄膜上的空洞封堵。
第七步，在室温下，放置直至预浸料坯料的温度与室内温度之差≤1℃，方可拆去包裹的塑料薄膜。
第四步～第六步必须在15min内完成。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种纤维增强树脂基复合材料预浸料的钻孔方法，其工艺步骤为：
第一步，将纤维增强树脂基复合材料预浸料剪裁后，铺叠压平；
第二步，用聚乙烯薄膜包裹，并用胶带封口；
第三步，将包裹好的预浸料坯料，放入低温保存箱内冷冻，温度为-22℃～-24℃之间，或温度为-16℃～-18℃之间，或温度为-20℃～-23℃之间；
第四步，从低温保存箱内取出冷冻的坯料，在钻孔位置做标记，并将标记周围区域内的塑料薄膜割掉、剥去；
第五步，使用薄板钻头或开孔器在纤维增强树脂基复合材料预浸料上钻孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步骤中，纤维增强树脂基复合材料预浸料铺叠的厚度小于或等于20mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步骤中，冷冻的时间大于或等于10h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第五步骤中，钻头在切削前用丙酮清洗、晾干。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，钻孔后用胶带将塑料薄膜上的空洞封堵。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第五步骤后，将纤维增强树脂基复合材料预浸料放置在室温下，至与室内温差小于或等于5℃，拆去包裹的塑料薄膜。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第四步～第五步在20min内完成。
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