CN102452174B - 碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺及所用模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺及所用模具，本发明工艺在成型的过程中采用了压块，可提高产品的尺寸精度，成型时采用增压泵并利用风压成型，使得模穴内压力均匀，使碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布上的树脂在高温、高压状态下可以均匀流平，从而得到表面无凹洞和针孔的表面光滑的碳纤维半成品或玻璃纤维半成品，降低了后续表面处理的难度，节省了后续工序和工时，提高了碳纤维制品和玻璃纤维制品的表面亮度和质感，本发明的模具结构为本发明工艺提供了设备支持，使本发明工艺得以实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的成型工艺，具体的说是涉及一种风压成型工艺及该工艺所使用到的模具结构。
背景技术
常用的碳纤维/玻璃纤维制品的加工方法是：将成型好的碳纤维/玻璃纤维预浸布缓慢加热到一定温度后，保持40～80分钟，然后自然冷却，成型总时长最少为45分钟。而且，在高温高压成型过程中，碳纤维/玻璃纤维布表面的环氧树脂受高温影响，会发生物理变化缓缓流动而流失，表面树脂流失造成碳纤维/玻璃纤维半成品产品表面形成凹洞，该种凹洞将使碳纤维/玻璃纤维半成品表面相当不雅观，直接影响碳纤维/玻璃纤维制品的品质。因此，需另以涂料进行表面处理，制成碳纤维/玻璃纤维制品。由于碳纤维/玻璃纤维制品表面凹洞会呈不均匀分布，使得表面喷涂工作需反复进行3～5次，方可使表面喷涂均匀。总之，常用的碳纤维/玻璃纤维制品的加工方法是一个漫长而复杂的过程。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺及所用模具，该碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺较之传统的成型工艺，本发明工艺提高了碳纤维制品和玻璃纤维制品的表面亮度和质感，而本发明工艺所用模具为本发明工艺提供了设备支持，使本发明工艺得以实施。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺，包括下述步骤：
①、预处理：将纤维预浸布裁切成所需大小和形状，所述纤维预浸布为碳纤维预浸布和玻璃纤维预浸布两者之一，然后根据厚度要求将裁切后的若干层纤维预浸布堆叠；
②、风压成型：将步骤①堆叠好的纤维预浸布放入模具中，并在堆叠好的纤维预浸布上放压块，模具上均衡设有加温通道，上模板上开设有用于吹入气体的吹气孔，在上模板和下模板之间的密封面上设有密封圈，在上模板与压块之间放置真空膜，合模后位于上模板和真空膜之间的模穴空间为密封，所述吹气孔与位于所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间相通，所述吹气孔通过管路连接有用于调节压力大小的增压泵，采用模温机先将热水通入到模具的加温通道中使模具的温度上升至设定温度，然后开启增压泵向所述吹气孔内吹入气体，吹入上模板与真空膜之间的压力气体对真空膜下方的压块产生均等的压力，压块获得均等的压力并对其下方堆叠好的纤维预浸布施加压力，压力大小通过增压泵调节，保持压力设定时间后将冷水通入到模具的加温通道中使模具的温度下降至指定温度后开模，制得碳纤维半成品或玻璃纤维半成品；
③、修形：用模具冲压和电脑数控加工的方式之一将碳纤维半成品或玻璃纤维半成品加工成所需形状，制得碳纤维制品或玻璃纤维制品。
在进行步骤②之前，先将步骤①堆叠好的纤维预浸布表面贴覆离型膜，然后进入步骤②，步骤②完成后从模具中取出碳纤维半成品或玻璃纤维半成品，并撕去碳纤维半成品或玻璃纤维半成品表面的离型膜，然后进入步骤③。贴覆离型膜可以使碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布上的树脂在高温、高压状态下可以横向均匀流平，从而得到表面无凹洞和针孔的表面光滑的碳纤维半成品或玻璃纤维半成品。
步骤②所述风压成型时所用压块为用于仿形的仿形压块。
一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，具有上模板和下模板，模具上均衡设有加温通道，所述加温通道通过管路与模温机连接，所述上模板和下模板之间的密封面上设有密封圈，设有压块和真空膜，所述压块放置于堆叠好的纤维预浸布上方，所述纤维预浸布为碳纤维预浸布和玻璃纤维预浸布两者之一，所述真空膜放置于所述压块和所述上模板之间，所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间为密封，所述上模板上开设有用于吹入气体的吹气孔，所述吹气孔与位于所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间相通，所述吹气孔通过管路连接有用于调节压力大小的增压泵。
所述压块和所述上模板之间设有铁框，所述真空膜放置于所述铁框上。
所述下模板上开设有抽气孔，所述抽气孔与位于所述压块和下模板之间的模穴空间相通，所述抽气孔通过管路连接有抽气泵。产品在加热时，会产生气体，为了避免产品表面有针孔，必须将产生的气体抽尽。
所述模具上设有用于感应模具内被加工产品温度的温度感应装置。为了在加工过程中将产品的真实温度反映出来，便于操作人员根据温度调整相关参数做出合格品，因此需要加设温度感应装置，所述温度感应装置具体可以设置在下模板上。
所述上模板的上表面和下模板的下表面皆设有隔热层。
所述压块为用于仿形的仿形压块。
本发明的有益效果是：本发明的碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺在成型的过程中采用了压块，可提高产品的尺寸精度，成型时采用增压泵，利用风压成型，使得模穴内压力均匀，使碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布上的树脂在高温、高压状态下可以均匀流平，从而得到表面无凹洞和针孔的表面光滑的碳纤维半成品或玻璃纤维半成品，降低了后续表面处理的难度，节省了后续工序和工时，提高了碳纤维制品和玻璃纤维制品的表面亮度和质感；模具结构为本发明工艺提供了设备支持，使本发明工艺得以实施。
附图说明
图1为本发明所述模具的分解结构示意图。
具体实施方式
实施例：一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺，按下述步骤进行：
①、预处理：将纤维预浸布裁切成所需大小和形状，所述纤维预浸布为碳纤维预浸布和玻璃纤维预浸布两者之一，然后根据厚度要求将裁切后的若干层纤维预浸布堆叠，并在堆叠好的纤维预浸布表面贴覆离型膜，贴覆离型膜可以使碳纤维预浸布或玻璃纤维预浸布上的树脂在高温、高压状态下可以横向均匀流平，从而有利于得到表面无凹洞和针孔的表面光滑的碳纤维半成品或玻璃纤维半成品；
②、风压成型：将步骤①堆叠好的并贴覆有离型膜的纤维预浸布放入模具中，并在堆叠好的纤维预浸布1上放压块2，模具上均衡设有加温通道，上模板3上开设有用于吹入气体的吹气孔4，在上模板3和下模板5之间的密封面上设有密封圈6，在上模板3与压块2之间放置真空膜，合模后位于上模板和真空膜之间的模穴空间为密封，所述吹气孔4与位于所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间相通，所述吹气孔通过管路连接有用于调节压力大小的增压泵，采用模温机先将热水通入到模具的加温通道中使模具的温度上升至设定温度，然后开启增压泵向所述吹气孔内吹入气体，吹入上模板与真空膜之间的压力气体对真空膜下方的压块产生均等的压力，压块获得均等的压力并对其下方堆叠好的纤维预浸布施加压力，压力大小通过增压泵调节，保持压力设定时间后将冷水通入到模具的加温通道中使模具的温度下降至指定温度后开模，制得碳纤维半成品或玻璃纤维半成品，并撕去碳纤维半成品或玻璃纤维半成品表面的离型膜；
③、修形：用模具冲压和电脑数控加工的方式之一将碳纤维半成品或玻璃纤维半成品加工成所需形状，制得碳纤维制品或玻璃纤维制品。
其中，步骤③所述电脑数控加工采用真空吸附方式。
可以将步骤③制得的碳纤维制品或玻璃纤维制品进行表面处理。例如，可以将碳纤维制品或玻璃纤维制品的表面进行抛光、喷涂或贴覆塑胶材料等，以达到不同的视觉效果。在贴覆塑胶材料时，可预先在塑胶材料上印出各种图形，以达到更好的视觉效果。
上述碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺所用到的模具结构如下：具有上模板3和下模板5，模具上均衡设有加温通道，所述加温通道通过管路与模温机连接，所述上模板3和下模板5之间的密封面上设有密封圈6，设有压块2和真空膜，所述压块2放置于堆叠好的纤维预浸布1上方，所述纤维预浸布为碳纤维预浸布和玻璃纤维预浸布两者之一，所述真空膜放置于所述压块2和所述上模板3之间，所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间为密封，所述上模板上开设有用于吹入气体的吹气孔4，所述吹气孔与位于所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间相通，所述吹气孔通过管路连接有用于调节压力大小的增压泵。
所述压块2和所述上模板3之间设有铁框7，所述真空膜放置于所述铁框上。
产品在加热时，会产生气体，为了避免产品表面有针孔，必须将产生的气体抽尽，因此需要在所述下模板5上开设有抽气孔8，所述抽气孔与位于所述压块和下模板之间的模穴空间相通，所述抽气孔通过管路连接有抽气泵。
为了在加工过程中将产品的真实温度反映出来，便于操作人员根据温度调整相关参数做出合格品，因此需要在模具上加设用于感应模具内被加工产品温度的温度感应装置9，所述温度感应装置具体可以设置在下模板5上。
所述上模板3的上表面和下模板5的下表面皆设有隔热层10。
所述压块2为用于仿形的仿形压块。
Claims (6)
1.一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：具有上模板（3）和下模板（5），模具上均衡设有加温通道，所述加温通道通过管路与模温机连接，所述上模板（3）和下模板（5）之间的密封面上设有密封圈（6），设有压块（2）和真空膜，所述压块（2）放置于堆叠好的纤维预浸布（1）上方，所述纤维预浸布为碳纤维预浸布和玻璃纤维预浸布两者之一，所述真空膜放置于所述压块和所述上模板之间，所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间为密封，所述上模板上开设有用于吹入气体的吹气孔（4），所述吹气孔与位于所述真空膜和所述上模板之间的模穴空间相通，所述吹气孔通过管路连接有用于调节压力大小的增压泵。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：所述压块（2）和所述上模板（3）之间设有铁框（7），所述真空膜放置于所述铁框上。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：所述下模板（5）上开设有抽气孔（8），所述抽气孔与位于所述压块和下模板之间的模穴空间相通，所述抽气孔通过管路连接有抽气泵。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：所述模具上设有用于感应模具内被加工产品温度的温度感应装置（9）。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：所述上模板（3）的上表面和下模板（5）的下表面皆设有隔热层（10）。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品和玻璃纤维制品的风压成型工艺用模具，其特征在于：所述压块（2）为用于仿形的仿形压块。
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