CN103121291A - 内部脱模 - Google Patents
内部脱模 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103121291A CN103121291A CN2012104806272A CN201210480627A CN103121291A CN 103121291 A CN103121291 A CN 103121291A CN 2012104806272 A CN2012104806272 A CN 2012104806272A CN 201210480627 A CN201210480627 A CN 201210480627A CN 103121291 A CN103121291 A CN 103121291A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- remove
- composite
- epoxy material
- manufacture method
- fibers
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C37/0067—Using separating agents during or after moulding; Applying separating agents on preforms or articles, e.g. to prevent sticking to each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
- Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及用于压塑、片材模塑或预制整体模塑的可脱除复合预浸渍料的制造方法。该方法包括一起混合树脂和固化剂,添加脱模剂到树脂与固化剂中,从而产生可脱除环氧材料,施加背衬到可脱除环氧材料上;和在可脱除环氧材料内布置多根纤维,从而产生可脱除的复合预浸渍料。在不要求施加外脱模剂的情况下,可模塑通过该方法生产的可脱除复合预浸渍料以生产组件。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2011年11月18日提交的且标题为“内部脱模”的美国临时专利申请No.61/561,566和2012年9月25日提交的且标题为“内部脱模”的美国非临时申请No.13/626,552的权益,其公开内容在此通过参考全文引入。
技术领域
本发明一般地涉及制造组件,和更特别地涉及使用复合材料,制造组件。
背景技术
可使用各种材料,利用模塑,形成各种不同组件、物体和部件。典型的模塑工艺包括提供形状大致或严格地与物体或部件的所需形状一样的模具。然后用所需材料填充模具,所述材料通常可以是液体、半液体、或要么可模塑的形式。该材料典型地或者初始地或者通过施加压力,贴合模具。施加热和/或压力以固化模具内的材料。由于在固化之前材料贴合模具这一事实,因此固体化的材料可以固化为模具的形状。这类模塑工艺使得可产生许多尺寸和形状的部件。
许多模塑制造工艺的一个缺点是在组件固体化之后,它们可粘附到模具上。这可在从模具中取出组件时产生问题。组件在取出过程中可能断裂开,这是因为当组件从模具中卸下时,一些部分可能粘附到模具表面上。在一些情况下,可施加脱模剂到模具的外表面上。一旦施加脱模剂,则可倾注材料或者要么将材料施加到模具上。脱模剂起到润滑模具的作用使得材料在完成固化或固体化之后,它不可能粘附到模具上。
在一些制造工艺中,必须在待制造的每一组件之间再施加脱模剂。因此,典型的工艺可要求清洁特定的模具或工具,施加脱模剂,用材料填充模具,固化该材料,和然后取出已固化的材料。清洁和再施加内脱模剂的步骤可能耗时且费力。
此外,脱模剂可能并不总是有效的。例如,若模具具有复杂的几何形状,例如急转弯或转角,陡深的垂直壁,或者最小或无锥度角,则该材料可能仍然难以从模具中取出,因为脱模剂不可能充分地施加到复杂的几何形状上。另外,在一些情况下,脱模剂可能粘附到组件上,这可损坏组件的美学外观(cosmetic appearance),或者可防碍或阻碍油漆、涂层、粘合剂和类似物粘合到组件上。此外,在一些情况下,组件的美学外观可包括因施加或固化过程中脱模剂引起的间断(例如,来自脱模剂的过度施加的流痕,来自在脱模剂上用擦拭材料擦拭的条纹,或者来自脱模剂向外脱气的气泡)。
发明概述
此处所述的实施方案的实例可以表现为制造复合材料的方法的形式。该方法包括结合脱模剂、树脂、和固化剂以生成可脱除环氧材料。在生成可脱除环氧材料之后,添加增强纤维,例如碳纤维或玻璃纤维到可脱除环氧材料中,从而生成可脱除复合材料。
其他实施方案可包括用于电子器件的组件的制造方法。该方法包括提供可脱除复合材料,所述复合材料包括用含树脂、固化剂、和脱模剂的可脱除环氧材料浸渍的多根纤维和施加可脱除复合材料到组件形式的模具内。一旦可脱除复合材料施加到模具中,固化可脱除复合材料。当可脱除复合材料已经固化时,从模具中取出已固化的可脱除复合材料。
再一个实施方案包括制造可脱除复合材料的方法。该方法包括结合树脂和硬化剂,结合脱模剂与该树脂和硬化剂,从而生成可脱除环氧材料,其中脱模剂的浓度为可脱除环氧材料总体积的1-10%,在可脱除环氧材料中布置多根碳纤维,产生可脱除的复合预浸渍料,加热可脱除的复合预浸渍料,和冷却可脱除的复合预浸渍料,以防止树脂的完全聚合。
在生产可脱除复合材料的方法的一个实例中,在可脱除环氧材料内以基本上单向的方式排列碳纤维。
在生产可脱除复合材料的方法的再一个实例中,在可脱除环氧材料中布置多根碳纤维包括将碳纤维浸入可脱除环氧材料内。
在生产可脱除复合材料的方法的一些实例中,树脂是环氧化物和硬化剂是多元胺。
在一些实例中,生产可脱除复合材料的方法包括在可脱除环氧材料内以单向的方式布置多根纤维,或者在可脱除环氧材料内以各种方向布置多根纤维。在再一些情况下,多根纤维可以是在可脱除环氧材料内布置的连续丝束。在其他情况下,多根纤维在可脱除环氧材料内布置之前,可以被短切,或者要么是不连续的丝束。
在一些实例中,在生产可脱除复合材料的方法中,通过将多根纤维挤压到可脱除环氧材料内,从而将多根纤维布置在可脱除环氧材料内。在其他实例中,将多根纤维浸入可脱除环氧材料内,之后施加背衬到可脱除环氧材料上,其中多根纤维的浸入使得多根纤维布置在可脱除环氧材料内。在另一些实例中,在可脱除环氧材料内布置多根纤维包括通过辊施加压力到纤维上,以强制多根纤维在可脱除环氧材料内。在仍然其他实例中,在可脱除环氧材料内布置多根纤维包括将多根纤维形成为薄膜,和施加可脱除环氧材料到多根纤维的表面上。
在另一些实施方案中,在生产可脱除复合材料的方法中,树脂是紫外光固化性树脂或者可热固化的树脂。
另外,在一些实施方案中,在生产可脱除复合材料的方法中,在可脱除环氧材料内布置多根纤维之前,部分固化该可脱除环氧材料。部分固化该可脱除环氧材料可包括加热可脱除环氧材料;和在树脂固化之前,骤冷可脱除环氧材料以防止树脂的完全聚合。部分固化该可脱除环氧材料的另一实例可包括将可脱除环氧材料暴露于紫外光下预定的时间段,其中选择该预定的时间段以防止树脂的完全聚合。
另一些实施方案包括可脱除的复合预浸渍料的制造方法。该方法包括结合树脂和硬化剂,结合脱模剂与该树脂和硬化剂,生产可脱除环氧材料,其中脱模剂的浓度为可脱除环氧材料总体积的1-10%,结合多根碳纤维与可脱除环氧材料。在这些实施方案中,可脱除环氧材料可以被向前推进,部分固化,或者经历“B”阶以生产预浸渍料,例如通过导引(heading)可脱除的复合预浸渍料和然后冷却可脱除的复合预浸渍料,以防止树脂的完全聚合。也可使用延迟剂以改性树脂的化学性能,其方式使得在低温环境下没有发生完全聚合(或者可非常缓慢地,在数月内或者更长时间内发生)。
附图简述
图1是阐述使用常规复合材料制造组件的方法的流程图。
图2是包括由可脱除复合材料产生的封闭物或组件的电子器件的透视图。
图3是沿着图2的线3-3获取的封闭物的截面视图。
图4是阐述产生可脱除的复合“预浸渍料”或预浸渍的复合材料的方法的流程图。
图5是施加到背衬上的可脱除环氧材料的侧视图。
图6是阐述使用可脱除复合材料制造组件的方法的流程图。
图7是阐述在模具内布置的可脱除复合材料的框图。
详细说明
本发明的公开内容一般地涉及复合材料和利用复合材料制造组件的方法。此处提到的复合材料包括具有增强纤维例如玻璃纤维或碳纤维的环氧材料或者树脂(其中的一个实例是碳增强的环氧材料)。然而,也可使用其他增强纤维,例如,但不限于,芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、石英纤维、和陶瓷纤维。另外,可使用其他可能的基体材料,例如聚酯、乙烯基酯、氰酸酯、酯或类似物。应当注意,尽管此处的讨论涉及生产预浸渍料复合材料,但也可使用类似于此处公开的那些方法生产其他复合材料。作为一些非限定性的实例,可使用此处所述的方法,生产压塑配混料(短切的预浸渍料),片材模塑配混料和/或预制整体模塑配混料(bulk molding compound)。以下更加详细地讨论了使用此处的生产替代复合材料的方法的实例。
图1是阐述使用典型的复合材料,例如碳纤维增强的塑料(CFRP)预浸渍料,制造组件的方法的流程图。该方法100始于操作102,其中清洁产生组件或部件的模具或其他工具(tooling)。正如以上背景技术部分简单描述的那样,在许多压塑或其他模塑工艺过程中,已模塑的材料可能粘附到模具上,从而在取出组件之后留下附着的小片。此外,在添加复合材料之前,常常可施加外脱模剂到模具或工具上。因此,在生产新的组件之前,典型地可能需要清洁模具以便除去外脱模剂的残余物或者在先的模塑组件。例如,可在模具内喷洒化学品以除去脱模剂。清洁模具的其他实例可包括加热模具到足够高于树脂的操作温度以“烧掉”任何残渣,以及使用超声波延迟线清洁技术,所述技术诱导在液体溶液内搅拌以除去复合材料的任何残留部分。
在清洁模具之后,方法100转到操作104和施加脱模剂到模具上。施加脱模剂的方式取决于所使用的脱模剂的类型。例如,可喷洒、上漆、或用擦拭材料或者其他布料擦拭脱模剂。一旦施加了脱模剂,则方法100可转到操作106和方法100可暂停。通常在添加复合材料之前,可能需要充分地干燥脱模剂,因此在生产组件之前,方法100暂停一段等待时间。在等待时间期间,在脱模剂施加之后,给出时间供脱模剂干燥。若在施加脱模剂之后太快地添加复合材料,则脱模剂不可能一样有效,且复合材料可能粘附到模具上。替代地或另外,脱模剂可引起间断,这是因为在干燥之前,它汇集在一起(pools),且复合材料添加在汇集物的顶部。干燥等待时间取决于所使用的脱模剂,且范围可以是从2分钟到大于或等于1小时。再者,等待时间取决于所选的脱模剂的类型。此外,在一些情况下,要求多层脱模剂,且在每一层之间要求一定的干燥时间。
一旦脱模剂变干燥,则然后方法100可转到操作108,并可在模具内布置复合材料。例如,若复合材料是碳/环氧材料预浸渍料,则将预浸渍料层置于模具内直到达到所需的厚度。一旦施加复合材料,则方法100转到操作110和固化该复合材料。固化复合材料可牵涉施加热量、压力、和/或化学工艺。在一个实例中,可通过模具,例如压力模塑工具提供压力和热量。
一旦复合材料100固化,则方法100可转到操作112和可从模具中取出复合材料。取决于固化工艺和模具,可在模具冷却之后打开模具以取出组件。此外,取决于脱模剂的成功,可在没有显著损坏组件的情况下取出复合材料。然而,如上所述,在一些情况下,在取出过程中可能会或者物理地和/或在美观方面损坏组件。一旦取出组件,则方法100可转到操作114,且可决定是否生产另一个组件。若继续生产另一个组件,则方法100恢复到操作102并清洁模具。然而,若没有继续产生另一个组件,则终止方法100。
现在,将更加详细地讨论可脱除复合材料。与常规的复合材料和制造工艺相比,可脱除复合材料可减少制造时间以及成本。这是因为可脱除复合材料可消除或者减少对外脱模剂的需求。在一个实施方案中,可通过如下方式生产可脱除复合材料:结合脱模剂与基础材料,例如环氧材料,以便生产可脱除环氧材料。然后可结合可脱除环氧材料与纤维(例如,碳或玻璃纤维)以生产可脱除复合材料。如以下更加详细描述的那样,可在其中期望预浸渍料材料的情况下,或者在其中可期望其他类型复合材料(例如,但不限于,压塑配混料、片材模塑配混料和/或预制整体模塑配混料)的其他情况下,使用可脱除复合材料。
可将可脱除复合材料施加到或布置在模具或工具装置内并固化。一旦固化,可脱除复合材料可形成通常匹配模具形状的组件。另外,由于内脱模剂的存在,可防止环氧材料和纤维在固化之后粘合到模具上。因此,在没有显著损坏所生产的组件的情况下,可从模具中取出已固化的可脱除复合材料。因此,采用可脱除复合材料生产各种组件,例如外壳、封闭物、内部电子部件等等的制造方法可能更加有效,这是因为可能在从模具中取出的同时,可损坏较少的组件。
此外,与常规模塑的复合材料相比,由可脱除复合材料制备的制造组件可具有改进的美学外观。因为可脱除复合材料不需要施加外脱模剂到模具上,最终产品或已固化的复合材料可包括基本上光滑或者有光泽的表面,所述表面基本上不具有可因外脱模剂,例如因气泡、汇集等产生的不想要的间断或凸起。
而且,在每一部件之间没有施加外脱模剂的情况下,利用可脱除复合材料的制造工艺可接连固化多个组件。这会降低每一组件的制造时间。也可降低与清洁模具和再施加脱模剂到模具上相关的劳力成本。此外,一些外脱模剂可要求在施加之后的干燥时间;因此,使用可脱除复合材料可进一步减少制造时间。
如上简述,可以将可脱除复合材料模塑并固化以生产各种组件或部件。在一些实施方案中,可在消费电子产品(例如,封闭物、外壳、内部部件)、机动车或制造部件、航天组件、运动设备等中使用可脱除复合材料。图2是包含由可脱除复合材料形成的封闭物或外壳202的电子器件200的透视图。应当注意,图2是可采用可脱除复合材料生产的组件的一个实例,并且其他许多不同组件和部件是可能的。可通过改变模具的形状与尺寸,改变所生产的组件的形状与尺寸;因此,可使用可脱除复合材料,生产基本上任何类型的组件。
现在将更加详细地讨论生产组件的可脱除复合材料。图3是阐述可脱除复合材料204的沿着线3-3获取的封闭物202的截面视图。可脱除复合材料204可包括纤维208贯穿其中分散的可脱除环氧材料206。关于图4将更加详细地讨论可脱除环氧材料206的组成。使用可脱除复合材料204生产的封闭物202或其他组件可包括可一起固化的一层或更多层可脱除复合材料204以形成单一结构。因此,可通过改变一起固化的可脱除复合材料层,改变制造组件,例如封闭物202的厚度。在一些情况下,可脱除复合材料的某一些部分或者小片可一起固化而不是在离散的层内。例如,可以将可脱除复合材料切割成较小的小片,和可将这些小片在模具内结合和然后一起固化,而不是具有复合材料的单独层。在模塑中排列的类型可取决于所使用的纤维类型,以及模具的形状,和/或采用可脱除复合材料制造的所需组件的类型。
可脱除复合材料204的每一层包括可脱除环氧材料206、树脂、或其他可模塑的材料。纤维208可以采用基本上任何方式布置在可脱除环氧材料206内。然而,在一些实施方案中,可在相同方向上对于可脱除复合材料204的每一层对准纤维208,也就是说,这些纤维208可以是单向的。在其他实施方案中,纤维208可位于各种方向上或者编织在一起。此外,纤维208在可脱除环氧材料206内可以是基本上连续或者不连续的。例如,在一些情况下(例如,片材模塑配混料或预制整体模塑配混料),可短切纤维208或者要么将其用作位于可脱除环氧材料206内的小片。
纤维208可以是为可脱除环氧材料206提供增强强度的基本上任何类型的材料。例如,纤维208可以是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、石英纤维或陶瓷纤维。
现在将更加详细地讨论可脱除环氧材料206的组成和使用可脱除环氧材料206生产可脱除复合材料204的方法。图4是阐述生产可脱除复合预浸渍料204的方法的流程图。该方法250可始于操作252,和可结合树脂(例如环氧化物)和固化剂,例如硬化剂或活化剂(例如多元胺),生产环氧材料或聚环氧化物。应当注意,尽管讨论了将环氧材料作为可脱除复合材料的基层,但在一些实施方案中,可使用除了环氧材料以外的树脂。例如,同样可使用聚氨酯、酚醛树脂和/或氨基树脂,或双马来酰亚胺。另外,在一些情况下,该树脂可以是紫外光可固化的(UV)或光活化的。在这些情况下,当暴露于光,例如UV光下时,树脂可以相对快速地固化。在一些实例中,UV可固化的树脂可比热固化的树脂更快速地固化,和因此可增加制造(特别是批量生产制造)的效率。
一旦或者当在操作252中生产环氧材料时,该方法250可转到操作254,且可结合脱模剂与环氧材料。当结合脱模剂与环氧材料时,该环氧材料转变以形成可脱除环氧材料206。脱模剂可以是润滑剂、爽滑剂、或类似物。例如,脱模剂可包括聚四氟乙烯颗粒、和聚乙烯醇等。然而,可使用许多其他合适的化合物和化学组合物作为脱模剂。作为实例,可使用提供润滑或爽滑剂功能的其他化合物或化学组合物,因此本发明的公开内容不限制到此处所述的任何特定的化合物或化学品上。对于可脱除环氧材料206来说,一旦环氧材料206固化,则脱模剂减少“粘性”或者粘合性能。
可结合各种用量的脱模剂,这取决于制造组件的所需最终特征。例如,当脱模剂的浓度增加时,已固化的可脱除复合材料204更好地从模具中脱除。然而,增加脱模剂的浓度可导致在组件的后加工中的劣化。例如,若组件要上漆、粘结或粘合到另一部件上时,脱模剂可劣化在油漆、粘合剂或类似物与组件之间的粘结。因此,对于可能不粘结、上漆或粘合的组件来说,脱模剂浓度可以高,而对于可能被粘结,上漆或粘合的组件来说,浓度可以较低。在一些实施方案中,脱模剂的浓度可以是可脱除环氧材料206总体积的0.5-10%。具体地,在一些实施方案中,脱模剂的浓度范围可以是可脱除环氧材料的1-2%。在其他实施方案中,脱模剂的浓度可以是可脱除环氧材料的最多5至6%。
在操作254之后,方法250可转到操作256,和可以将可脱除环氧材料206施加到载体或背衬212上,从而生产环氧材料膜。图5是位于背衬212上的可脱除环氧材料206的侧视图。背衬212可以是纸背衬,或者保持与可脱除环氧材料206接触,但没有永久地粘附到其上的其他材料。
方法250然后可转到操作258,并且可脱除环氧材料206可部分固化或者“经历B阶”。例如,可加热可脱除环氧材料206以固化树脂短的时间段和然后冷却或骤冷,以便防止树脂完全聚合。换句话说,可脱除环氧材料206仅仅部分固化,以便它在实际模塑工艺过程中可完全固化。在另一实例中,可脱除环氧材料206可以采用化学方式或者通过暴露于UV光下部分固化。在这些实例中,可能不需要加热可脱除环氧材料206以进行固化,但可以暴露于光(例如UV光),或者可引起化学反应以允许树脂部分固化的另一要素。
在操作258中通过部分固化可脱除环氧材料206,可脱除环氧材料206可更加容易储存和运输。可脱除环氧材料206可能发粘,且可粘附到自身以及其他物体上。部分固化可脱除环氧材料206降低一定的粘性以及提供一定的内聚性。因此,背衬212加上额外的内聚性使得可脱除环氧材料206更加容易储存。例如,一旦可脱除环氧材料206被置于背衬212上且部分固化,则它可自身卷绕并储存在辊、芯轴或类似物上。
在操作258之后,方法250可转到操作260,且可结合可脱除环氧材料206与纤维208。在完全或最终固化之前,此操作采用可脱除环氧材料206浸渍纤维208。换句话说,纤维208和可脱除环氧材料206形成“预浸渍料”。可按照各种方式,结合纤维208与可脱除环氧材料206。在一些实施方案中,纤维208可挤压(例如借助辊)到可脱除环氧材料206内。然而,还想到结合纤维208与可脱除环氧材料206的其他方法。
应当注意,尽管图4所示的方法250包括在操作260之前的操作256和258,但其他方法是可能的。例如,在一些实施方案中,纤维280可浸入可脱除环氧材料206内和可脱除复合材料然后可卷成薄膜,并施加到背衬212上。类似地,在其他实施方案中,纤维280可形成为薄膜形式,和可脱除环氧材料206可以放置或者用手施加到纤维208的表面上。
一旦产生可脱除复合材料204,则可使用它生产各种组件,例如图2中的电子器件200。现在将更加详细地讨论使用可脱除复合材料204制造组件的一种方法。图6是阐述制造组件的方法300的流程图。该方法300可始于操作302,和可脱除复合材料204可以与背衬212分离。正如以上参考图5所述的,背衬212可以施加到可脱除复合材料204上,此时它仍然是环氧树脂,以提供较好的处理和储存。在固化可脱除复合材料204之前,可以由操作者手动地或者通过由马达驱动的引出辊自动除去背衬212。在标题为“复合封闭物”的美国专利申请No.13/039,490中提供了用以除去用于预浸渍材料的背衬的引出辊的实例,该文献在此全文引入作为参考。
一旦除去背衬212,则方法300可转到操作304,和可施加可脱除复合材料204的层到模具上。图7是模具214的侧视图,所述模具214包括可脱除复合材料204的多个层216。可脱除复合材料204可以采用各种方式布置在模具214内部,但通常可以这样布置以便被包围且至少部分包封在模具214内。在一些实施方案中,可以将可脱除复合材料204成型,以便例如通过切割可脱除复合材料204,更好地适配到模具214内。另外,在一些情况下,可脱除环氧材料可以采用小片或小部分的形式布置在模具内,而不是以离散层的形式布置。
在将可脱除复合材料204的层布置于模具214内之后,方法300可转到操作306。在操作306中,使用者或计算机可确定是否达到组件所需的厚度。可脱除复合材料204的层216可结合在一起(在固化工艺过程中),形成制造组件的总厚度。因此,层216的数量决定了厚度。因此,若尚未实现所需的厚度,则方法300可返回到操作304,和可脱除复合材料204的额外层可布置在先前沉积的层216上。可重复这些操作304、306直到实现所需的厚度。
一旦实现所需的厚度,则方法300可转到操作308。在操作308中,可固化可脱除复合材料204。固化过程可取决于在可脱除环氧材料206中所使用的树脂和固化剂的类型。然而,参考图7,在一个实施方案中,可使用热和压力以固化可脱除复合材料204。在可脱除复合材料204位于模具214内的同时施加热和压力。热和压力引起固化剂完全固化树脂,和因此在纤维208的周围硬化环氧材料206。另外,在固化工艺过程中,可结合各层216以形成单一的整体结构。在其他实施方案中,可通过其他机理,例如化学反应、单独的热或压力、和Uv光暴露等固化可脱除复合材料204。
在固化可脱除复合材料204之后,方法300可转到操作310,并从模具214中取出可脱除复合材料204。由于脱模剂混合到可脱除复合材料204内,因此可脱除复合材料204可从模具214中容易地取出。另外,脱模剂可实质上防止可脱除复合材料204粘附或粘合到模具214上。因此,与常规的复合材料相比,减少了从模具214中取出时已固化的可脱除复合材料204可能被损坏的风险。
一旦从模具214中取出了可脱除复合材料204,则该方法300可转到操作312。在操作312中,使用者或计算机可决定是否期望另一组件。若期望另一组件,则方法300可转回到操作302。应当注意由于在可脱除复合材料204内存在脱模剂,因此在没有清洁模具214或者施加外脱模剂的情况下,方法300可开始产生另一部件。因此,可使用方法300,在每一组件之间没有要求时间来清洁模具214和/或施加外脱模剂的情况下,接连制造多个组件。
此外,与常规的复合材料组件相比,具有可脱除复合材料204并使用方法300生产的组件可具有改进的美学外表面。如上所述,常规的复合材料,例如CFRP典型地要求在固化之前将脱模剂施加到模具上。脱模剂可在最终的已固化组件内引起气泡、不光滑的表面、和/或间断,这是因为脱模剂可在模具的表面上冷凝、形成汇集物、流痕或类似情况。此外,脱模剂常常可能并不有效(特别是在一对部件之后),因此当从模具中取出时,弯曲的复合材料可能断裂,划伤或者类似情况。相反,可以将可脱除复合材料固化并从模具中取出而不需要外脱模剂,因此可避免由其引起的问题。例如,采用可脱除复合材料生产的组件可具有光滑的表面,所述表面可以相对地不具有间断,以及可以形成为复杂的形状。
应当注意图6所述的方法可以随可使用的所需组件或可脱除复合材料的类型而变化。作为一个实例,在其中使用压塑配混料的情况下,可将可脱除复合材料切割成可在模具内加热并挤压的各种小片,而不是以离散层的形式位于模具内。因此,任何特定实施方案的讨论仅仅是为了阐述。
可使用图4和6的方法生产许多不同组件,例如用于计算器件、航天和/或机动车技术的组件。因此,针对可脱除复合材料204的任何特定最终产品的讨论不意味着限制,而仅仅是阐述。此外,尽管可脱除复合材料204的讨论涉及“预浸渍料”复合材料,但可按照类似的方式制造其他材料以减少对外脱模剂的需求。作为一个实例,可使用可脱除复合材料204和图4的方法生产压塑模塑料,所述压塑模塑料可包括相对小的纤维208和树脂或环氧材料206的碎片。可加热纤维和树脂的小片,然后可挤压或者要么形成为特定组件。在这一实例中,作为一些非限定性实例,可使用可脱除环氧材料生产用于机动车和/或航天工业的组件。
作为另一实例,可使用图4的方法制造片材模塑配混料。在这一实例中,纤维208可以以小的片状形式,例如以短切的部分和不连续的纤维形式布置在可脱除环氧材料206内。在这一实例中,作为一些非限定性实例,可使用可脱除复合材料生产用于机动车的车身面板,引擎罩、和/或保险杆。
作为再一个实例,可使用图4的方法生产预制整体模塑配混料。在这一实例中,与其中期望预浸渍料的实施方案相比,纤维208可以具有较短的长度。另外,与预浸渍料的实例相比,可减少纤维208相对于可脱除环氧材料206的浓度,这可减少可脱除复合材料的结构强度,但使得可脱除复合材料更加具有挠性。在这些情况下,可使用可脱除复合材料生产可能要求较低结构强度的组件,例如用于机动车的前灯外罩,或者其中环氧材料206可包括电介质树脂的电子组件。
结论
前述说明具有宽的应用。例如,尽管此处公开的实例可集中在生产用于电子器件的复合结构,但应当理解此处公开的概念可同样应用到在其他应用中使用的复合材料,例如运动设备、机动车、和航行船舶等上。类似地,尽管可相对于CFRP讨论复合技术,但此处公开的技术同样可应用到其他纤维基体材料上。因此,任何实施方案的讨论意味着仅仅是一个实例且不打算暗含公开内容的范围,其中包括权利要求被限制到这些实施例上。
Claims (20)
1.用于压塑的可脱除的复合预浸渍料的制造方法,该方法包括:
一起混合树脂和固化剂;
添加脱模剂到树脂和固化剂中,从而生产可脱除环氧材料;
施加背衬到可脱除环氧材料上;和
在可脱除环氧材料内布置多根纤维,从而生产可脱除的复合预浸渍料。
2.权利要求1的制造方法,其中多根纤维是碳或玻璃纤维之一。
3.权利要求1的制造方法,其中脱模剂的浓度范围为1-10%。
4.权利要求3的制造方法,其中脱模剂的浓度为1-3%。
5.权利要求1的制造方法,其中通过在可脱除环氧材料内挤压多根纤维,将多根纤维布置在可脱除环氧材料内。
6.权利要求1的制造方法,其中将多根纤维浸入可脱除环氧材料内,之后施加背衬到可脱除环氧材料上,其中浸入多根纤维将多根纤维布置在可脱除环氧材料内。
7.权利要求1的制造方法,其中树脂是紫外光固化性树脂或者可热固化的树脂。
8.用于电子器件的组件的制造方法,该方法包括:
提供可脱除复合材料,所述可脱除复合材料包括用含树脂、固化剂和脱模剂的可脱除环氧材料浸渍的多根纤维;
施加可脱除复合材料到组件形式的模具中;
固化该可脱除复合材料;和
从模具中取出已固化的可脱除复合材料。
9.权利要求8的制造方法,其中固化该可脱除复合材料包括施加热和/或压力到可脱除复合材料上。
10.权利要求8的制造方法,其中固化该可脱除复合材料包括施加紫外光到可脱除复合材料上。
11.权利要求8的制造方法,其中当从模具中取出已固化的可脱除复合材料时,在没有施加外脱模剂到该模具上的情况下施加更多的可脱除复合材料以生产第二组件。
12.权利要求8的制造方法,其中施加可脱除复合材料到模具上包括施加一层或更多层可脱除复合材料到模具上,直到实现所需的厚度。
13.权利要求8的制造方法,其中脱模剂的浓度为可脱除环氧材料体积的0.5-3%。
14.权利要求9的制造方法,其中多根纤维是单向的。
15.权利要求6的制造方法,其中多根纤维是碳或玻璃纤维之一。
16.可脱除复合材料的制造方法,该方法包括:
结合树脂和硬化剂;
结合脱模剂与树脂和硬化剂,从而生产可脱除环氧材料,其中脱模剂的浓度是可脱除环氧材料总体积的1-10%;
在可脱除环氧材料内布置多根纤维,从而生产可脱除的复合预浸渍料;
加热可脱除的复合预浸渍料;和
冷却可脱除的复合预浸渍料以防止树脂的完全聚合;其中
碳纤维以基本上单向的方式在可脱除环氧材料内排列。
17.权利要求16的制造方法,其中在可脱除环氧材料内布置多根碳纤维包括将碳纤维浸入可脱除环氧材料内。
18.权利要求16的制造方法,其中树脂是环氧化物和硬化剂是多元胺。
19.权利要求16的制造方法,其中可脱除复合材料被构造为用于电子器件的封闭物。
20.权利要求16的制造方法,进一步包括在加热可脱除的复合预浸渍料之前,在可脱除环氧材料上布置纸背衬。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161561566P | 2011-11-18 | 2011-11-18 | |
US61/561,566 | 2011-11-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103121291A true CN103121291A (zh) | 2013-05-29 |
Family
ID=48425655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012104806272A Pending CN103121291A (zh) | 2011-11-18 | 2012-11-16 | 内部脱模 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130126073A1 (zh) |
CN (1) | CN103121291A (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9694526B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-04 | Apple Inc. | Injection mold with multi-axial core inserts |
ITFI20130158A1 (it) * | 2013-07-03 | 2015-01-04 | Massimiliano Becagli | Procedimento per la realizazione di prodotti rigidi derivati da tessuti tradizionali |
US10048126B2 (en) * | 2013-09-05 | 2018-08-14 | Bruker Axs Gmbh | Optical base body for a spectrometer, method for producing an optical base body for a spectrometer and spectrometer comprising such optical base body |
CN104128971B (zh) * | 2013-12-02 | 2015-09-23 | 湖南中集竹木业发展有限公司 | 竹木复合集装箱用底板及其生产方法 |
US9724854B2 (en) | 2015-05-13 | 2017-08-08 | Hexcel Composites Limited | Preforms made directly from thermosetting composite chips |
US20160349808A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Micro-Hole Perforated Structure |
AU2017264964B2 (en) * | 2016-05-13 | 2021-11-25 | MSI Coatings Inc. | System and method for using a VOC free low radiant flux LED UV curable composition |
US11338320B1 (en) * | 2018-02-03 | 2022-05-24 | MSI Coatings Inc. | Composition for aerosol cans, method of making and using the same |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60217130A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 被覆層を有する圧縮成形体の製法 |
US4680341A (en) * | 1986-04-17 | 1987-07-14 | Union Carbide Corporation | Epoxy resins based on tetraglycidyl diamines |
JPH03252416A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-11 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | エポキシ樹脂モールド材料 |
CN1445078A (zh) * | 2003-01-29 | 2003-10-01 | 瑞安安固电器有限公司 | 用于电机换向器模压成型的酚醛模压塑料及其制备方法 |
CN1562620A (zh) * | 2004-04-14 | 2005-01-12 | 杨林江 | 一种汽车壳体用复合材料的制备方法 |
US7531121B2 (en) * | 2004-03-09 | 2009-05-12 | Jamco Corporation | Method for manufacturing thermosetting fiber reinforced plastic |
JP2009292054A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Motoyasu Hibi | 繊維強化プラスチックのプレス成形法 |
US20100084170A1 (en) * | 2007-01-30 | 2010-04-08 | Christina Louise Braidwood | Composite-forming method, composites formed thereby, and printed circuit boards incorporating them |
CN101974198A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-16 | 常熟东南塑料有限公司 | 耐高温酚醛模塑料 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3917790A (en) * | 1973-01-08 | 1975-11-04 | Ferro Corp | Process for molding with pre-fabricated gel coats |
US5520976A (en) * | 1993-06-30 | 1996-05-28 | Simmonds Precision Products Inc. | Composite enclosure for electronic hardware |
-
2012
- 2012-09-25 US US13/626,552 patent/US20130126073A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-16 CN CN2012104806272A patent/CN103121291A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60217130A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 被覆層を有する圧縮成形体の製法 |
US4680341A (en) * | 1986-04-17 | 1987-07-14 | Union Carbide Corporation | Epoxy resins based on tetraglycidyl diamines |
JPH03252416A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-11 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | エポキシ樹脂モールド材料 |
CN1445078A (zh) * | 2003-01-29 | 2003-10-01 | 瑞安安固电器有限公司 | 用于电机换向器模压成型的酚醛模压塑料及其制备方法 |
US7531121B2 (en) * | 2004-03-09 | 2009-05-12 | Jamco Corporation | Method for manufacturing thermosetting fiber reinforced plastic |
CN1562620A (zh) * | 2004-04-14 | 2005-01-12 | 杨林江 | 一种汽车壳体用复合材料的制备方法 |
US20100084170A1 (en) * | 2007-01-30 | 2010-04-08 | Christina Louise Braidwood | Composite-forming method, composites formed thereby, and printed circuit boards incorporating them |
JP2009292054A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Motoyasu Hibi | 繊維強化プラスチックのプレス成形法 |
CN101974198A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-16 | 常熟东南塑料有限公司 | 耐高温酚醛模塑料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130126073A1 (en) | 2013-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103121291A (zh) | 内部脱模 | |
US11241867B2 (en) | Multicomponent polymer resin, methods for applying the same, and composite laminate structure including the same | |
CN107249864B (zh) | 用于制造由复合材料制成的零件的方法和系统及由此获得的零件 | |
Weatherhead | FRP technology: fibre reinforced resin systems | |
US20070182047A1 (en) | Processing of cyclic oligomers to form thermoplastic pbt plastics materials | |
US20130078439A1 (en) | Structure of fiber-reinforced composite material-made component part, and production method for the component part | |
AU2010258088B2 (en) | Method of producing advanced composite components | |
JP2020508907A (ja) | 滑らかなfdm3d物品を印刷するためのコア−シェルフィラメント | |
JP5767415B1 (ja) | 加飾成形品の製造方法および加飾成形品 | |
ATE339308T1 (de) | Verbundelemente aus pur-werkstoffen mit oberflächen aus thermoplast- oder metallschichten und ein verfahren zu ihrer herstellung | |
CN105563817B (zh) | 生产纤维增强树脂模塑构件的方法和连接构件的方法 | |
US20130306220A1 (en) | Production and repair of fibre reinforceed composite components with enhanced surface and adhesion properties | |
RU2012144654A (ru) | Армированный волокном формовочный состав, устройство и способ для его производства, устройство и способ изготовления слоистых материалов и других готовых изделий из указанного формовочного состава и слоистого материала из указанного формовочного состава | |
CN101068976A (zh) | 降低了表面纤维读出的模塑纤维面板及其模塑方法 | |
US9630350B2 (en) | Molded insert for a molded part mold, method for producing a molded part and molded part | |
US20130052417A1 (en) | Rigid reinforced composite material and manufacturing method thereof | |
US9987832B2 (en) | Honeycomb sandwich panel paint ready surface | |
WO2009050593A2 (en) | Process of continuous lamination of composite material and resulting panel | |
CA2499849A1 (en) | Composite laminated sheet material for containment sumps | |
JP2000061959A (ja) | 中空成型物形成方法及び中子 | |
JP6715085B2 (ja) | 繊維強化樹脂成形品およびその製造方法 | |
US20090250833A1 (en) | Processes for producing polyurethane moldings | |
JP6715086B2 (ja) | 繊維強化樹脂成形品およびその製造方法 | |
WO2015166479A1 (en) | Combined thermoset and thermoplastic resin infusion apparatus and method | |
US20090085262A1 (en) | Method for manufacturing a composite material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130529 |