CN102431184B - 一次成型多件复合材料板材的工艺方法 - Google Patents
一次成型多件复合材料板材的工艺方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102431184B CN102431184B CN201110324141.5A CN201110324141A CN102431184B CN 102431184 B CN102431184 B CN 102431184B CN 201110324141 A CN201110324141 A CN 201110324141A CN 102431184 B CN102431184 B CN 102431184B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- medium
- demoulding
- flow guide
- plates
- guide system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明属于复合材料成型工艺领域，涉及一种通过真空辅助树脂导入工艺一次性制备多件复合材料片材、板材及型材的工艺方法。将需要成型的多件复合材料片材、板材及型材所对应的每个构件的纤维预制件之间设置脱模板及脱模介质、共同叠合成一个由上述纤维预制件和脱模板及脱模介质间隔排列的预成型体。然后根据脱模板及脱模介质的导流特点设置导流介质的布设方式。将上述材料封入一个真空袋中,通过真空辅助树脂导入工艺完成多层复合材料片材、板材及型材坯料的制造。最后通过分离脱模板及脱模介质得到多件复合材料片材、板材及型材。本发明涉及的工艺方法实现了多件复合材料片材、板材及型材的一次性成型，具有生产效率高，成本低，绿色环保等显著特点。
Description
一、技术领域
本发明属于复合材料成型工艺技术领域，涉及一种通过真空辅助树脂导入工艺一次性制备多件复合材料片材、板材及型材的工艺方法。
二、背景技术
纤维增强树脂基复合材料板材的加工通常采用模压或者真空辅助树脂灌注工艺。
模压工艺是在平板硫化机上模压预浸料或者刷胶的纤维织物，在一定温度和一定压力下实现复合材料的固化成型，可以实现多块复合材料板材的同时成型，能够保证制品厚度，但是容易出现气泡缺陷；此外，该工艺制造成本高，成型过程中有机溶剂挥发造成对环境的污染，影响现场操作人员的身体健康。
真空辅助树脂灌注工艺利用真空负压实现树脂在纤维及其织物中的浸渍，并在真空压力下固化成型，具有成型设备简单、制造成本低、产品空隙率低、成型产品性能与热压罐工艺相近的特点，通常用于制造大尺寸、大厚度或者异型结构复合材料构件，该工艺无溶剂释放，是一种绿色制造工艺，在国防及国民经济各领域已有广泛应用。
现有报道的真空辅助树脂灌注工艺均为单件复合材料构件工艺，未见有关采用真空辅助树脂灌注工艺一次成型多件复合材料板材的报道。
三、发明内容
本发明的目的在于结合真空辅助成型工艺特点，提供一种一腔成型多件复合材料板材的工艺方法，大幅度提高生产效率。
本发明的目的是这样实现的，在通用的真空辅助树脂灌注工艺的基础上，将需要成型的多件复合材料板材坯料叠合成预成型体组，坯料间用脱模介质隔离，采用并联树脂灌注体系，通过树脂导流结构、脱气结构设计，形成多路树脂同步独立流动的树脂灌注体系，实现多件复合材料板材一次成型。
本发明涉及的一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：多层坯料1依次叠合，用脱模介质7间隔，逐层设置导流系统，各层坯料的导流系统并联，导流系统中设置树脂阻流区，结构如附图1所示。
本发明涉及的一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：多层坯料1依次叠合，用具有导流作用的脱模介质8间隔，多层共用导流系统，导流系统中设置树脂阻流区11，结构如附图2所示。
本发明涉及一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：所述脱模介质为刚性脱模板、柔性脱模薄膜/布或两者共用。
本发明涉及一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：所述注胶方式为线灌注。
本发明涉及一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：所述脱模介质各边超出预制件3mm～5mm。
本发明涉及的一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：所述树脂阻流区宽度10mm～60mm。
本发明涉及的一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型等过程，其特征在于：所述导流介质为增强型导流介质。
本发明涉及一次成型多件复合材料板材的工艺方法，耗材消耗量低，环境友好，在有效保证产品质量的前提下，显著提高生产效率，大幅降低制造成本。
本发明涉及一次成型多件复合材料的工艺方法适用于各层坯料材质结构、脱模介质和导流介质彼此独立的复合材料平面、曲面板材的成型，一次成型板材总厚度可达到300mm。
四、附图说明
附图1 成型多块复合材料平板（实体脱模板）的结构示意图
附图2 成型多块复合材料平板（有孔脱模介质）的结构示意图
附图3成型多块复合材料平板(实体脱模板、有孔脱模介质)的结构示意图
附图4 成型多块复合材料圆弧弧板的结构示意图
附图5 成型多块复合材料折板的结构示意图
1-坯料，2-导流介质，3-注胶口、4-注胶管，5-抽气口、6-脱气介质，7-脱模板、8-有导流作用的脱模介质、9-真空袋、10-模板 ，11-树脂阻流区
五、具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。实施例仅对发明内容作进一步说明，不作为对发明内容的限制。
实施例一
以一次加工3张同样复合材料平板为例对发明涉及的成型工艺进行详细说明（工艺结构如附图1所示）。
以1000mm×1000mm的芳纶织物CT736为织物为增强体，对齐叠合，每组坯料叠合10层；
以面密度为800g/m2的高强玻纤编织的三维结构编织物作为增强型导流介质，宽度为980 mm，长度分别为1020mm、1040、1060mm，自下而上长度逐层增加；以10mm厚1008mm×1008mm的聚丙烯板作为脱模板7；以长度为800mm，宽度分别为150 mm、180 mm、210mm的 3张EWR600的玻璃纤维织物作为脱气介质6，自下而上宽度逐层增加；以940mm长的Φ12mm的螺旋导流管作为注胶管路。
在涂覆脱模剂OH-B30的平面玻璃台面10上，依次铺放铺层单元：
第一铺层单元：依次铺放5层芳纶织物、长度为1020mm的导流介质和5层芳纶织物，导流介质在与树脂流动方向的垂直方向居中铺放，在树脂流动方向出气口一侧沿坯料边缘缩进20mm，形成树脂阻流区，组成一个预制件1，在坯料排气口方向，与坯料重叠5mm铺放脱气介质，居中布设脱模板7，得到第一个铺层单元。依次完成三个铺层单元铺敷。
分别整理铺平伸出铺层范围的导流介质和脱气介质得到注胶区域和排气系统，在注胶区域居中布设注胶口及注胶管路，在脱气介质边缘，居中放置抽气口并连接抽气管路，封真空袋9。在真空度≤-0.098MPa条件下，真空灌注乙烯基树脂SW905-2（其中加入0.8%环烷酸钴，1%KP100），在室温下30分钟固化，得到3张厚度为10mm、有效尺寸980mm×980mm的复合材料平板，平板两面光滑、平整，内部质量良好。
与单层板分别成型相比，板材性能相当，节省耗材30%，缩短工时10小时，节电 11kW。
实施例二
以一次加工20张单层织物增强复合材料薄片为例对发明涉及的成型工艺进行详细说明（工艺结构如附图2所示）。
以1000mm×1000mm芳纶织物CT736为增强织物，20张；
以0.5mm厚1005mm×1005mm透气高温焊布作为脱模介质8，20张；
以20目、单丝直径为0.3mm980mm×1030mm的聚乙烯编织网为导流介质2；
以800mm×150mm EWR400的玻璃纤维织物一张作为脱气介质6。
在涂覆脱模剂OH-B30的玻璃台面上依次铺放1层纤维织物（预制件1）、1层透气隔离层，以上铺层为一个基本单元，居中铺敷20个单元，（结构示意见附图2）。然后，在上面铺敷导流介质2，导流介质在与树脂流动方向的垂直方向居中铺放，在树脂流动方向出气口一侧沿坯料边缘缩进30mm，形成树脂阻流区。
然后布设注胶口及注胶管路，注胶管4为长度940mm的Φ10mm的螺旋管，居中铺放在注胶一侧的导流介质2上，注胶口3布置在导流管路的中间位置，并连接注胶管路。
脱气介质6长边与预制件树脂阻流区搭接3mm～5mm；抽气口放在脱气介质边缘，居中放置，并连接抽气管路。
封真空袋9，开启真空泵，在真空度≤-0.098MPa条件下，真空灌注乙烯基树脂SW905-2（其中加入0.8%环烷酸钴，2%KP100），室温20分钟固化，得到20片表面质量良好、有效尺寸不小于980mm×980mm、厚度为0.5mm的复合材料片材。
与单层板分别成型相比，节省耗材近200%，缩短工时50小时，节电80KW。
实施例三
以一次加工2块厚度为10mm的平板复合材料和3片1mm厚的复合材料片材为例对发明涉及的成型工艺进行详细说明（工艺结构如附图3所示）。
以1000mm×1000mm的芳纶织物CT736为纤维织物为增强体，对齐叠合，其中叠合2组10层，3组2层，共26层；
以2张宽度为980 mm，长度分别为1020mm、1040 mm单丝直径0.3mm的平纹编织结构的铝丝编织物作为增强型导流介质2，一张单丝直径为0.3mm980mm×1050mm的20目聚乙烯编织网为导流介质2；
以2块10mm厚1005mm×1005mm的聚丙烯板作为层间脱模板7；
以3层0.5mm厚1005mm×1005mm的透气高温焊布为脱模介质8；
以4层长度为800mm，宽度分别为150 mm、180 mm、210mm、240mm EWR400的玻璃纤维织物作为脱气介质6。
在涂覆脱模剂OH-B30的平面玻璃台面10上依次铺放5层纤维织物、1层导流介质2、5层纤维织物，组成一个预制件1，然后布设一块脱模板7，得到一种铺层单元，铺敷2个单元。然后脱模板7上依次铺放2层纤维织物、1层透气隔离层，得到另一种单元，铺敷3个单元，分别整理铺平伸出铺层范围的导流介质和脱气介质得到注胶区域和排气系统，在注胶区域居中布设注胶口及注胶管路，在脱气介质边缘，居中放置抽气口并连接抽气管路。
封真空袋，开启真空泵，在真空度≤-0.098MPa条件下，真空灌注乙烯基树脂MF-1树脂（其中加入0.8%环烷酸钴，1.5%KP100），室温25分钟固化，得到2块厚度为10mm的平板复合材料和3片1mm厚的复合材料片材。
与单层板分别成型相比，节省耗材近300%，缩短工时70小时，节省能耗 120KW。
实施例四
以一次加工3块不同曲率半径的圆弧板复合材料板为例对发明涉及的成型工艺进行详细说明（工艺结构如附图4所示）。
以1000 mm×700mm、950 mm×700mm、900 mm×700mm的3组东丽T300碳纤维织物为纤维增强体对齐叠合，每组坯料叠合10层。
以6张面密度为800g/m2的芳纶纤维编织（分别为2层1100 mm×680；2层1000 mm×680mm；2层900 mm×680mm)的3D结构编织物作为增强型导流介质2；
以3块2mm厚1005mm×705mm、955 mm×705mm、905 mm×705mm的硅橡胶板作为层间脱模板7。
在涂覆脱模剂OH-B30的模具10上依次铺放5层1000 mm×700mm纤维织物、2层1100 mm×680 mm导流介质、5层1000 mm×700mm纤维织物、一层1005mm×705mm脱模板；5层950 mm×700mm、2层1000 mm×680mm的导流介质、5层950 mm×700mm 、一层955 mm×705mm脱模板；5层900 mm×700mm 950 mm、2层900 mm×680mm的导流介质、5层900 mm×700mm 、一层905 mm×705mm脱模板，以上铺层为3个单元。其中，纤维织物、脱模板居中对齐，导流介质2短边方向居中对齐，长边自下而上长度递增，在注胶区域汇集，汇集区域宽度约为15mm；导流介质在靠近抽气口一侧短于纤维织物的15mm，形成15mm宽的树脂阻流区；
然后布设注胶口及注胶管路，注胶管路为长度800mm的Φ12mm的螺旋管，居中铺放在三层导流介质的汇集区域，注胶口布置在导流管路的中间位置，并连接注胶管路，在每个基本单元的树脂阻滞区处分别布设脱气介质6，脱气介质分别与抽气口5连接，封真空袋9。开启真空泵，在真空度≤-0.098MPa条件下，真空灌注DER329环氧树脂，80℃加热2小时固化，得到3块厚度为10mm曲率半径分别为R600、R588、R576的圆弧板复合材料。
与单层板分别成型相比，节省耗材30%，缩短工时10小时，节省电能 11KW。
实施例五
以一次加工6块折角为120°的复合材料折板为例对发明涉及的成型工艺进行详细说明（工艺结构如附图5所示）。
以180层1200mm×1200mm 的EKB400为纤维织物为增强体，对齐叠合，每组坯料叠合30层；
以6层面密度为800g/m2的宽度为1180 mm，长度分别为1200mm、1215mm、1220mm、1225mm、1230mm、1235mm碳纤维T300编织的3D结构编织物作为增强型导流介质2；
以6层1mm厚1205mm×1205mm硅胶板作为脱模板7；
以长度为600mm，宽度分别为150 mm、180 mm、210mm、240mm、270mm、300mm的 6张EWR400的玻璃纤维织物作为脱气介质6。
在涂覆脱模剂OH-B30的模具10上铺放15层纤维织物、一层间导流介质3、15层纤维织物， 一层硅胶板，得到一个铺层单元。依次完成6个铺层单元。分别整理铺平伸出铺层范围的导流介质和脱气介质得到注胶区域和排气系统，在注胶区域居中布设注胶口及注胶管路，在脱气介质边缘，居中放置抽气口并连接抽气管路。
封真空袋9，开启真空泵，在真空度≤-0.098MPa条件下，真空灌注SW-980树脂（其中加入0.5%环烷酸钴，1%KP100），室温1小时固化，得到6块厚度为12mm的折板复合材料。
Claims (6)
1.一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型过程，其特征在于：多层坯料(1)依次叠合，用脱模介质(7)间隔，逐层设置导流系统，各层坯料的导流系统并联，导流系统中排气端设置树脂阻流区，并在导流系统与排气系统之间设置脱气介质，脱气介质连通坯料(1)和排气系统；脱模介质(7)的投影面积不小于坯料的投影面积，居中铺放。
2.一次成型多件复合材料板材的工艺方法，采用真空辅助灌注工艺，包括制坯与导流系统布设、树脂灌注、固化成型过程，其特征在于：多层坯料(1)依次叠合，用具有导流作用的脱模介质(8)间隔，多层共用导流系统，导流系统中排气端设置树脂阻流区(11)，并在导流系统与排气系统之间设置脱气介质，脱气介质连通坯料(1)和排气系统。
3.权利要求1涉及一次成型多件复合材料板材的工艺方法，其特征在于：所述脱模介质为刚性脱模板、柔性脱模薄膜/布中的一种，各层脱模介质材料彼此独立。
4.权利要求1～3涉及的任意一种一次成型多件复合材料板材的工艺方法，其特征在于：所述树脂灌注的注胶方式为线灌注。
5.权利要求1～3涉及的任意一种一次成型多件复合材料板材的工艺方法，其特征在于：所述树脂阻流区宽度10mm～60mm。
6.权利要求1涉及的一次成型多件复合材料板材的工艺方法，其特征在于：所述导流系统中的导流介质为增强型导流介质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110324141.5A CN102431184B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 一次成型多件复合材料板材的工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110324141.5A CN102431184B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 一次成型多件复合材料板材的工艺方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102431184A CN102431184A (zh) | 2012-05-02 |
| CN102431184B true CN102431184B (zh) | 2014-12-10 |
Family
ID=45979698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110324141.5A Active CN102431184B (zh) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | 一次成型多件复合材料板材的工艺方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102431184B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102765198A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 复合材料真空辅助模压成型系统及成型方法 |
| CN102837432A (zh) * | 2012-10-09 | 2012-12-26 | 洛阳双瑞风电叶片有限公司 | 一种一次成型两套复合材料腹板的成型方法 |
| CN102896781B (zh) * | 2012-11-14 | 2014-11-19 | 重庆博巨玻璃钢有限公司 | 反向铺层真空导入法制作环状或封闭状制品的方法 |
| CN105690800A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-06-22 | 江苏恒神股份有限公司 | 薄壁复合材料蒙皮结构件的低成本生产装置及工艺 |
| CN107599450B (zh) * | 2017-10-24 | 2020-03-17 | 山东非金属材料研究所 | 一种夹芯材料成型方法 |
| CN107932930B (zh) * | 2017-11-24 | 2019-12-27 | 山东双一科技股份有限公司 | 一种复合产品成型模具和一种复合产品制作方法 |
| CN108688186B (zh) * | 2018-05-16 | 2022-06-07 | 湖南康宁达医疗科技股份有限公司 | 一种人造石板材制备方法及系统 |
| CN110903507B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-05-03 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种聚酰亚胺复合材料预制体及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2360483A (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-26 | Slingsby Aviat Ltd | Improvements in the manufacture of resin-impregnated components |
| CN101352925A (zh) * | 2008-08-25 | 2009-01-28 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法 |
| CN101456256A (zh) * | 2009-01-09 | 2009-06-17 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 兆瓦级复合材料风电叶片真空导入成型工艺 |
| CN102114710A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 洛阳双瑞风电叶片有限公司 | 一种制备大型复合材料风力发电机叶片的方法 |
-
2011
- 2011-10-21 CN CN201110324141.5A patent/CN102431184B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2360483A (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-26 | Slingsby Aviat Ltd | Improvements in the manufacture of resin-impregnated components |
| CN101352925A (zh) * | 2008-08-25 | 2009-01-28 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法 |
| CN101456256A (zh) * | 2009-01-09 | 2009-06-17 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 兆瓦级复合材料风电叶片真空导入成型工艺 |
| CN102114710A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 洛阳双瑞风电叶片有限公司 | 一种制备大型复合材料风力发电机叶片的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102431184A (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102431184B (zh) | 一次成型多件复合材料板材的工艺方法 | |
| US10016949B2 (en) | Method of moulding a charge | |
| CA2822577C (en) | Composite structures having integrated stiffeners with smooth runouts and method of making the same | |
| US7048985B2 (en) | Three-dimensional spacer fabric resin infusion media and reinforcing composite lamina | |
| EP2668023B1 (en) | Method for producing contoured composite structures | |
| EP2357075B1 (en) | Method for manufacturing a complex-geometry panel with pre-impregnated composite material | |
| CN103802331B (zh) | 一种零出胶真空辅助树脂渗透成型树脂基复合材料的方法 | |
| WO2011162884A1 (en) | Composite structures having integrated stiffeners and method of making the same | |
| AU2011269749A1 (en) | Composite structures having integrated stiffeners and method of making the same | |
| US20110111168A1 (en) | Method for producing a planar multi-axial composite product and resulting product | |
| WO2008105828A4 (en) | Composite laminate and method of manufacture | |
| WO2009129007A2 (en) | Method for producing contoured composite structures and structures produced thereby | |
| CN102990944B (zh) | 一种复合材料真空袋成型方法 | |
| CA2935481C (en) | Frp shaping jig and method of shaping frp structure | |
| CN109109341B (zh) | 一种风电叶片的制备方法 | |
| CN108284623A (zh) | 叶片部件的制造工艺 | |
| CN104139529B (zh) | 一种夹芯结构复合材料成型方法 | |
| CN103909659B (zh) | 一种树脂膜渗透成型树脂基复合材料的方法 | |
| CN104260368B (zh) | 卫星用大型空间可展开复合材料构件的制造方法 | |
| CN114131954A (zh) | 基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法 | |
| CN110228211A (zh) | 预成型坯赋形方法、复合材料和成形方法及航空器结构体 | |
| CN111409291B (zh) | 一种大厚度树脂基复合材料的树脂膜渗透成型方法 | |
| CN102179942A (zh) | 一种闭合模内置树脂流动分配器的复合材料液态成型方法 | |
| US10486377B2 (en) | Method of moulding a composite article and mould | |
| CN112672836A (zh) | 带有导热凸缘的模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |