CN102501393A - 一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，对于真空辅助成型、真空袋压成型、热压罐成型、RTM成型，在增强材料铺层结束以后，在表面添加一层具有设定粗糙度的织物，然后再进行树脂浸润或渗透，固化后将这层添加的织物脱离复合材料表面，从而使复合材料表面具备相应的粗糙度；对于采用手糊成型、缠绕成型的复合材料，在树脂凝胶之前，在增强材料表面添加脱模布，并压实，使脱模布与复合材料紧密贴合，固化结束后，除去脱模布，然后再进行相应的表面涂装。本发明可控制复合材料的表面粗糙度，达到免打磨或减少打磨工作量的目的，减少表面打磨产生的粉尘，降低劳动强度，提高生产效率和表面粗糙度均匀程度。

Description

一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料成型工艺技术，特别是一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法。

背景技术

对于大多数纤维增强树脂基复合材料，在固化结束以后，进行表面涂装之前需要增加进行相应的打磨工序，以保证复合材料表面具有一定的粗糙度，以进行复合材料的二次加工，例如，增加复合材料表面粗糙度后，能够使涂层与复合材料表面之间具有较高的界面结合能力。

目前普遍采用机械式的打磨方法，在复合材料固化成型以后再进行打磨处理，这样虽然能够较好的保证复合材料的表面粗糙度，但是在打磨过程中会产生大量的粉尘，造成环境污染，增加了工人的劳动强度，并造成一定的身体损害，更不利于大型游艇、复合材料叶片等大型复合材料制品的工业化生产。

本发明采用在复合材料成型时，通过在表面增加一层具有固定粗糙度的脱模布的方法，使得复合材料表面能够在固化脱模后获得相应的粗糙度，从而达到不用机械打磨或减少打磨的目的。部分厂家使用脱模布进行复合材料固化后脱模，但其目的是实现表面介质与复合材料的固化后脱模，没有实现对复合材料表面粗糙度的控制。目前国内还没有发现类似的专利及文献报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，能够生产符合要求的制品，大量减少复合材料表面打磨产生的粉尘污染，降低工人的劳动强度，提高生产效率和表面粗糙度的均匀程度。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，对于真空辅助成型、真空袋压成型、热压罐成型、RTM成型工艺，在增强材料铺层结束以后，在表面添加一层具有设定粗糙度的织物，并涂敷脱模剂，然后再进行树脂浸润或渗透，在树脂固化结束后，将这层添加的织物脱离复合材料表面，从而使复合材料表面具备相应的粗糙度。

本发明的一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，对于采用手糊成型、缠绕成型的复合材料，在树脂凝胶之前，在增强材料表面添加一层具有设定粗糙度的织物，用力压实，使脱模布与复合材料紧密贴合，固化结束后，除去脱模布，然后再进行相应的表面涂装。

所述的织物优选为脱模布，脱模布要求具有能够顺利从复合材料表面脱除的强度。脱模布一般采用尼龙66或尼龙6材料，通过控制脱模布的面密度和纱束的线密度来控制复合材料成型的粗糙程度。例如，控制复合材料成型的粗糙程度方法是：在同样的面密度的前提下，提高脱模布的线密度能够增加脱模后的复合材料表面粗糙度，减少脱模布的线密度，即将脱模布编织的更加致密，就能够在一定的范围内减少复合材料的表面粗糙度。对于表面光滑度较高的复合材料表面，可以使用聚混杂有四氟乙烯的脱模布进行粗糙度控制。增加脱模布的线密度，能够提高复合材料的表面粗糙度。

本发明所述的脱模布可以使用不同克重的尼龙纤维。增加脱模布的线密度，同时也会增加脱模时的难度。如果要求复合材料的表面的粗糙度较低，可以采用由聚四氟乙烯编织的脱模布。

本发明根据不同的粗糙度要求，铺设相应规格的脱模布，从而可以不需要进行二次打磨加工，就可以进行复合材料的表面粗糙度控制。

本发明所述的复合材料，是指由纤维和树脂组成的材料，纤维包括碳纤维、玻璃纤维等增强纤维，树脂包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂等基体树脂。复合材料中也可以添加其他辅助材料，例如颜料、防老剂、紫外线吸收剂、催化剂、表面活性剂或固化剂的一种或者数种。

这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：不需要进行二次打磨，就可以控制复合材料的表面粗糙度，从而达到免打磨或减少打磨工作量的目的。这样能够大量减少复合材料表面打磨产生的粉尘污染，降低工人的劳动强度，提高生产效率和表面粗糙度的均匀程度。

附图说明

图1是发明的控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法中，制作需要表面涂装的复合材料时脱模布放置位置示意图。即在增强材料表面增加一层脱模布，然后再进行树脂渗透。

图中，1为有设定粗糙度和脱模强度的织物，2为增强材料或未固化的纤维增强复合材料。

具体实施方式

实施例1：缠绕成型的复合材料压力容器的表面粗糙度控制。

工艺如下：

1、制作反渗透膜壳的金属模具；

2、模具清理，打脱模剂；

3、使用缠绕机进行反渗透膜壳的缠绕成型；

4、缠绕结束后，将脱模布贴于树脂表面，并压紧；

5、加热固化；

6、将复合材料膜壳脱出模具，去除表面脱模布；

7、使用腻子进行表面找平，然后进行涂装。

实施例2：大型风电叶片的表面粗糙度控制。

1、制作能够加热的硬质单面模具，如果采用室温固化树脂体系则不需加热装置；

2、模具清理，打脱模剂；

3、铺设增强材料之前，在模具表面铺设脱模布；

4、进行增强材料铺设；

5、真空辅助成型，制作叶片；

6、将复合材料叶片脱出模具，揭去表面脱模布；

7、直接进行表面涂装。

Claims (8)

1.一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：对于真空辅助成型、真空袋压成型、热压罐成型、RTM成型工艺，在增强材料铺层结束以后，在表面添加一层具有设定粗糙度的织物，并涂敷脱模剂，然后再进行树脂浸润或渗透，在树脂固化结束后，将这层添加的织物脱离复合材料表面，从而使复合材料表面具备相应的粗糙度。

2.一种控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：对于采用手糊成型、缠绕成型的复合材料，在树脂凝胶之前，在增强材料表面添加一层具有设定粗糙度的织物，用力压实，使脱模布与复合材料紧密贴合，固化结束后，除去脱模布，然后再进行相应的表面涂装。

3.根据权利要求1或2任一项所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：所述的织物为脱模布，脱模布采用尼龙66或尼龙6材料，通过控制脱模布的面密度和纱束的线密度来控制复合材料成型的粗糙程度。

4.根据权利要求3所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：控制复合材料成型的粗糙程度方法是：在同样的面密度的前提下，提高脱模布的线密度能够增加脱模后的复合材料表面粗糙度，减少脱模布的线密度，即将脱模布编织的更加致密，就能够在一定的范围内减少复合材料的表面粗糙度。

5.根据权利要求3所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：控制复合材料成型的粗糙程度方法是：对于表面光滑度较高的复合材料表面，使用聚混杂有四氟乙烯的脱模布进行粗糙度控制。

6.根据权利要求3所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：控制复合材料成型的粗糙程度方法是：增加脱模布的线密度，能够提高复合材料的表面粗糙度。

7.根据权利要求1或2任一项所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：所述的复合材料，是指由纤维和树脂组成的材料，纤维包括碳纤维、玻璃纤维以及其他的增强材料，树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂。

8.根据权利要求7所述所述控制复合材料表面粗糙度的复合材料成型方法，其特征是：复合材料中添加有颜料、防老剂、紫外线吸收剂、催化剂、表面活性剂或固化剂的一种或者数种。