CN102555232A - 纤维复合材料板的多层袋压制备工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及
一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺及装置，工艺包括：
由一种或多种纤维浸渍树脂后形成纤维预浸料；
将至少两层纤维预浸料铺设在模具上，在纤维预浸料上铺设至少两层真空袋，位于上层真空袋将位于下层纤维预浸料或真空袋完全覆盖；
从下至上依次对真空袋进行抽气，形成纤维复合预浸料；
加热固化；与真空袋及模具进行分离；装置包括用于铺设纤维预浸料的模具、真空袋以及能够对真空袋进行抽气的真空泵，模具铺设纤维预浸料的表面的形状呈弧形。
本发明采用真空袋压法制作碳纤维复合材料板，双层真空袋压前期投入小，且研发周期短，产品性能也接近于模压；设备材料投入少、可以更加快捷的小批量制作。
Description
技术领域
本发明涉及本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺以及实现该工艺的装置。
背景技术
目前，对于复合材料板（如碳纤维板）的压制一般采用模压成型，模压成型质量相对稳定，但前期模具设备投入较大，模具生产周期长，产品结构还存在不确定性，尺寸更改就意味着现用模具的报废，且国内产品并未打开市场。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，包括以下步骤：
（1）、由一种或多种纤维浸渍树脂后形成纤维预浸料；
（2）、将至少两层所述的纤维预浸料铺设在模具上，在所述的纤维预浸料上铺设至少两层真空袋，位于上层所述的真空袋将位于下层所述的纤维预浸料或真空袋完全覆盖；
（3）、从下至上依次对所述的真空袋进行抽气，直至压力稳定在0.05-0.15MPa，完成所有所述的真空袋的抽气，形成纤维复合预浸料；
（4）、对所述的纤维复合预浸料进行加热固化；
（5）、将固化后所述的纤维复合预浸料与所述的真空袋及模具进行分离。
优选地，步骤（2）中，在所述的纤维预浸料上铺设脱模布，所述的真空袋铺设在所述的脱模布上。
优选地，将至少两个所述的纤维复合预浸料铺设在模具上，在所述的纤维复合预浸料上铺设至少两层真空袋，位于上层所述的真空袋将位于下层所述的纤维复合预浸料或真空袋完全覆盖，重复步骤（3）-（5）。
优选地，步骤（4）中，加热固化的温度不高于90℃。
优选地，所述的真空袋设置有两层。
优选地，所述的纤维采用聚丙烯腈基碳纤维。
优选地，所述的树脂采用环氧树脂体系。
本发明的另一个目的是提供一种实现纤维复合材料板的多层袋压制备工艺的装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种实现纤维复合材料板的多层袋压制备工艺的装置，包括用于铺设纤维预浸料的模具、真空袋以及能够对所述的真空袋进行抽气的真空泵，所述的模具铺设所述的纤维预浸料的表面的形状呈弧形。
优选地，所述的真空泵连接有缓冲罐，所述的缓冲罐的与所述的真空袋的一一对应。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明采用真空袋压法制作碳纤维复合材料板，双层真空袋压前期投入小，且研发周期短，产品性能也接近于模压；设备材料投入少、可以更加快捷的小批量制作。
附图说明
附图1为本发明中装置的示意图；
附图2为附图1中A部放大图。
其中：1、模具；2、缓冲罐；3、真空泵；4、碳纤维预浸料；5、脱模布；6、真空袋。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，包括以下步骤：
（1）、选用适当的纤维和树脂：
纤维的种类包括有机纤维和无机纤维；有机纤维包括超高分子量聚乙烯纤维、聚酯类纤维、芳纶纤维、聚酰胺类纤维等，但不仅仅只限于上述纤维；无机纤维包括如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、硼纤维等，但不仅仅只限于上述纤维，本实施例中以聚丙烯腈基碳纤维为例，选用东丽东邦UTS50-12K：
附东邦UTS50-12K的一些参数：
拉伸强度 4900MPa，拉伸模量240GPa，密度1.8g/cm3，单丝直径6.9μm，
树脂采用环氧树脂，
采用东邦UTS50-12K预浸环氧树脂制得的碳纤维预浸料4
将碳纤维预浸料4裁成750mm×110mm，共二十张；
（2）、准备真空袋6：1000mm×300mm共二张；脱模布5：800mm×150mm一张；二十张碳纤维预浸料4铺设在模具1上，将脱模布5、两张真空袋6铺设在纤维预浸料上，并且位于上层真空袋6将位于下层碳纤维预浸料4或真空袋6完全覆盖，在真空袋6中可以加入一些辅助材料（如软板之类），如图2所示；
（3）、从下至上依次对采用真空泵3对真空袋6进行抽气，直至压力稳定在0.05-0.15MPa，完成二层真空袋6的抽气，形成碳纤维复合预浸料；
（4）、将碳纤维复合预浸料与模具1整体放置入烘箱内，加热固化，选取的为低温固化树脂仅需加热至90℃，不会导致模具1和辅材变形；
（5）、将固化后的碳纤维复合预浸料通过脱模布5与真空袋6分离，最后从模具1上取下。
由于碳纤维预浸料4选择二十张，可分为五张一个循环，分多次袋压，如五张碳纤维预浸料4袋压后形成碳纤维复合预浸料，在将两个碳纤维复合预浸料按上述步骤进行袋压。
以下具体描述下袋压碳纤维预浸料的装置：
如图1所示：其包括用于铺设纤维预浸料的模具1、真空袋6以及能够对真空袋6进行抽气的真空泵3，真空泵3连接有缓冲罐2，缓冲罐2的与真空袋6的一一对应。模具1铺设纤维预浸料的表面的形状与待成型的纤维复合材料板的形状相匹配，如呈弧形。
对于压制成型的碳纤维复合材料板厚度在1.4mm-3mm的范围内，宽度在10mm-100mm的范围内，密度在2g/cm3以下，在-50℃到200℃范围内热膨胀系数在 2.5×10-6/℃以下，在室温的抗拉强度在1800MPa以上，纤维的体积含量在60%-75%之间。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1. 一种纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、由一种或多种纤维浸渍树脂后形成纤维预浸料；
（2）、将至少两层所述的纤维预浸料铺设在模具上，在所述的纤维预浸料上铺设至少两层真空袋，位于上层所述的真空袋将位于下层所述的纤维预浸料或真空袋完全覆盖；
（3）、从下至上依次对所述的真空袋进行抽气，直至压力稳定在0.05-0.15MPa，完成所有所述的真空袋的抽气，形成纤维复合预浸料；
（4）、对所述的纤维复合预浸料进行加热固化；
（5）、将固化后所述的纤维复合预浸料与所述的真空袋及模具进行分离。
2. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：步骤（2）中，在所述的纤维预浸料上铺设脱模布，所述的真空袋铺设在所述的脱模布上。
3. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：将至少两个所述的纤维复合预浸料铺设在模具上，在所述的纤维复合预浸料上铺设至少两层真空袋，位于上层所述的真空袋将位于下层所述的纤维复合预浸料或真空袋完全覆盖，重复步骤（3）-（5）。
4. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：步骤（4）中，加热固化的温度不高于90℃。
5. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：所述的真空袋设置有两层。
6. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：所述的纤维采用聚丙烯腈基碳纤维。
7. 根据权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺，其特征在于：所述的树脂采用环氧树脂体系。
8. 一种实现如权利要求1所述的纤维复合材料板的多层袋压制备工艺的装置，其特征在于：包括用于铺设纤维预浸料的模具、真空袋以及能够对所述的真空袋进行抽气的真空泵，所述的模具铺设所述的纤维预浸料的表面的形状呈弧形。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的真空泵连接有缓冲罐，所述的缓冲罐的与所述的真空袋的一一对应。
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