CN103240834A - 碳纤维树脂基复合材料的制作方法 - Google Patents

碳纤维树脂基复合材料的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及碳纤维树脂基复合材料领域,公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,包括制作碳纤维板的步骤、向将碳纤维板放入第一模具中,并且将第二模具与所述第一模具合模,得组合板的步骤、将所述组合板固化,然后脱模的步骤、对成型后的碳纤维树脂基复合材料去飞边毛刺的步骤。采用本发明所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,解决现有金属制品在加工制造时切削量大、加工精度以及一致性难以达到标准,原材料的利用率低,以及后续表面防护处理等问题,具有易于加工、适合大批量生产的特点。

Description

碳纤维树脂基复合材料的制作方法
技术领域
[0001] 本发明及碳纤维树脂基复合材料领域,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法。
背景技术
[0002] 金属制品在生活中比比皆是,其使用量甚是惊人,则其需求量也就可想而知,传统制造业是通过机械设备加工制造完成,主要包括下料、刨材料毛坯,然后通过车床或者铣床、磨床再加工的工序完成。此过程中,原材料加工的切削量大,加工进度以及金属制品的一致性难以达到标准,原材料的利用率低,从而造成浪费,并且加工成型的金属制品还需做表面防护处理,如镀锌、喷漆或者喷塑,来防止金属制品表面因氧化腐蚀。但是,即使做了表面防护处理,在很大程度上,金属制品在使用一段时间后,还是会慢慢发生氧化腐蚀,最终影响到金属制品的使用寿命。同时,由于采用的金属原材料的密度比较大,则相应生产出的金属制品的重量大,并且在拉伸强度、拉伸模量、比强度、比模量、阻尼减震性能也都不高。
发明内容
[0003] 本发明实施例提供了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,具有易于加工、适合大批量生产的特点。具体步骤如下:
本发明实施例提供的一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,包括:
制作碳纤维板;
将碳纤维板放入第一模具中,并且将第二模具与所述第一模具合模,得组合板;
将所述组合板固化,然后脱模;
对成型后的碳纤维树脂基复合材料去飞边毛刺。
[0004] 可选的,制作碳纤维板的具体步骤为:
将碳纤维放入下模中铺层;
向所述下模 的型腔中添加模压料;
对添加模压料的碳纤维预热;
将上模与所述下模合模并且固化,然后脱模;
对成型后的碳纤维树脂基复合材料去飞边毛刺。
[0005] 可选的,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0006] 可选的,还包括使用环氧树脂将碳纤维板与夹层芯材或者金属镶件粘接的步骤。
[0007] 可选的,所述夹层芯材为蜂窝板。
[0008] 可选的,对添加模压料的碳纤维预热步骤中,预热温度为6(T90°C。
[0009] 可选的,所述固化温度为8(T250°C,时间为I〜2小时,加压0.196〜0.392MPa。
[0010] 由上可见,应用本发明实施例的技术方案,解决现有金属制品在加工制造时切削量大、加工精度以及一致性难以达到标准,原材料的利用率低,以及后续表面防护处理等问题,采用现有具有高强度、高比模量的碳纤维作为原材料进行一次模压成形,制造出的产品精度高,一致性好,强度高、耐腐蚀,也无需后续的表面防护,并且原材料的利用率高,无浪费,适合于大批量的生产。同时制造的工序也简单,首先制作碳纤维板、合模、固化、然后脱模,最后去飞边毛刺即可。
附图说明
[0011] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的不当限定,在附图中:
图1为本发明实施例1提供的一种碳纤维板的制作示意图;
图2为本发明实施例1提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的夹层板的制作示意图; 图3为本发明实施例2提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的盖板的制作示意图;
图4为本发明实施例3提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的夹层盖板的制作示意
图;
图5为本发明实施例4提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的显示器外壳的前壳的制作示意图;
图6为本发明实施例5提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的复合机箱外壳的机箱壳体型腔的制作示意图;
图7为本发明实施例6提供的一种碳纤维树脂基复合材料中的复合机箱夹层外壳的机箱夹层壳体型腔的制作示意图。
[0012] 附图中的标号具体说明如下:
11、15、16:下模; 12、13、14、17:第一模具;
31、35、36:上模; 32、33、34、37:第二模具;
21、22、23:型腔; 41、42、43、44、45、46:碳纤维板;
51、52、53:夹层芯材;61、62:金属镶件。
具体实施方式
[0013] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0014] 实施例1:
如图1、图2所示,本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及碳纤板的制作。
[0015] 所述碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合夹层板,包括如下步骤:
(O制作碳纤维板;
©将碳纤维放入下模11中铺层;
首先将碳纤维放入下模11中铺层。将碳纤维放入下模11中之前,先需对所述下模11进行前期准备:
a、清除所述下模11表面的水分、灰尘、污垢,然后充分干燥;
b、用封孔剂在所述下模11表面按一定方向、一定顺序均勻涂抹;C、用海绵蘸取脱模剂在所述下模11表面按一定方向、一定顺序均匀涂抹,待第一次涂抹后的脱模剂中的挥发物完全挥发后,再涂抹一次,然后将其让在通风的地方或者烘房内干燥。
[0016] 上述准备工作完成后,在所述下模11的型腔21中逐层铺上所述碳纤维,所铺厚度根据所需板厚的具体要求对铺层进行处理。
[0017] ©添加模压料;
往步骤CD中下模11的型腔21中均匀添加模压料,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0018] © 预热;
给步骤Θ中加入的模压料预热,温度控制在6(T90°C范围内,并且受热均匀。
[0019] © 合模;
将上模31压住步骤©中的下模11上。在所述上模31未接触模压料前,则需低压快
速,当所述上模31接触模压料后,则需高压慢速,这样是为了避免损坏嵌件,并使所述下模11和所述上模31内的空气排出。
[0020] © 固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。对步骤G)中的模压料固化,固化的温度为130°C,加压为0.392MPa,时间持续2小时。
[0021] © 脱模;
等温度降到室温后 ,用顶杆将步骤©后的所述下模11和所述上模31分离开来,并将
所述碳纤维板41取出。如果所述碳纤维板41带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述下模11和所述上模31。
[0022] ©去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤@后的碳纤维板41去飞边毛刺,从而提高制品的
外观质量,则最终得符合标准的碳纤维板41。
[0023] (2)粘接;
选取采用步骤(I)方法所得的碳纤维板42选用两块,夹层芯材61 —块,然后用环氧树脂均匀涂抹在夹层芯材2上下表面,然后将所述制品4分别粘连与所示夹层芯材2的上下表面,得组合板。所述碳纤维板42与步骤(I)中所得的碳纤维板41在大小尺寸上有所差异,其他完全一样;所述夹层芯材51为蜂窝板,可以是铝蜂窝板、纸蜂窝板、芳纶蜂窝板、泡沫板中的任意一种,根据用途来决定。
[0024] (3)合模;
将步骤(2)得的组合板放入第一模具12中,然后将第二模具压住所述组合板的顶面。
[0025] (4)固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。固化的温度为130°C,加压为0.196MPa,时间持续2小时。
[0026] (5)脱模;
等温度降到室温后,用顶杆将经过步骤(3)操作后的第一模具12和第二模具32分离开来,并将所述成品取出。如果所述成品带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述第一模具12和第二模具32。
[0027] (6)去飞边·毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(5)后的制品去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,。
[0028] 实施例2:
本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合盖板的制作,与实施例1的区别在于,使用的模具大小尺寸、形状不一样,如图3所示,材料为碳纤维板43和金属镶件61。所述碳纤维板43为实施例1的步骤(I)所得,并且所述碳纤维板43与步骤(I)中所得的碳纤维板41在大小尺寸上有所差异,其他完全一样,所述金属镶件61为铝合金、钢或钛合金等金属,根据用途来决定。。首先将所述碳纤维板43与所述金属镶件61粘接,然后再进行固化、脱模和去飞边毛刺的步骤其中固化步骤的参数不一样,具体步骤如下:
(2)粘接;
选用实施例1步骤(I)所得的碳纤维板43 —块,金属镶件61两件,然后用环氧树脂均匀涂抹在金属镶件61和所述碳纤维板43相结合的表面,然后相互粘连住得组合板。
[0029] (3)合模;
将步骤(2)得的组合板放入第一模具13中,然后将第二模具33压住所述组合板的顶面。
[0030] (4)固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。固化的温度为150°C,加压为0.098MPa,时间持续2小时。
[0031] (5)脱模;
等温度降到室温后,用顶杆将步骤(2)后的第一模具13和第二模具33分离开来,并将所述成品取出。如果所述成品带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述第一模具13和第二模具33。
[0032] (6)去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(5)后的制品去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,最终得碳纤维树脂基复合盖板。[0033] 实施例3:
本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合夹层盖板的制作,与实施例2的区别在于,使用的模具大小尺寸、形状不一样,如图4所示,第一模具14为凸模,第二模具34为凹模,并且增加了夹层芯材52,采用的碳纤维板44为实施例1步骤(I)中所得,并且所述碳纤维板44与步骤(I)中所得的碳纤维板41在大小尺寸上有所差异,其他完全一样,所述夹层芯材52为蜂窝板,可以是铝蜂窝板、纸蜂窝板、芳纶蜂窝板、泡沫板中的任意一种,根据用途来决定,所述金属镶件62为铝合金、钢或钛合金等金属,同样根据用途来决定。首先将所述碳纤维板44与夹层芯材52和所述金属镶件62粘接,然后再固化、脱模和去飞边毛刺的步骤,其中固化步骤的参数不一样,具体步骤如下:
(I)粘接;
选用实施例1步骤(I)所得的碳纤维板44两块,夹层芯材52 —块,金属镶件62两件,然后用环氧树脂均匀涂抹在所述夹层芯材52的上下表面,以及所述金属镶件62和所述碳纤维板44相结合的表面,然后相互粘连住,得组合板。
[0034] (3)合模;
将步骤(2)得的组合板放入第一模具14中,然后将第二模具34压住所述组合板的顶面。
[0035] (4)固化;
固化的温度为150°C,加压为0.196MPa,时间持续2小时。
[0036] (5)脱模;
等温度降到室温后,用顶杆将经过步骤(4)操作后的第一模具14和第二模具34分离开来,并将所述制品取出。如果所述制品带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述第一模具14和第二模具34。
[0037] (6)去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(5)后的制品去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,最终得碳纤维树脂基复合夹层盖板。
[0038] 实施例4:
本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合显示器外壳的制作,包括显示器前壳的制作和显示器后盖板的制作。其中显示器前壳的制作,如图5所示,与实施例1的步骤(I)中的制作方法相同,不同在于使用的模具大小尺寸、形状不一样,所述上模35分三块,其中位于两侧的上模35大小、尺寸一样,具体步骤如下。所述显示器后盖板的制作方法与实施例2或者实施例3的方法一样,仅存在模具的大小、尺寸不一致而已,对于不同的需求则采用实施例2或者实施例3的方法与模具,同样,在此不再赘述。
[0039] 碳纤维树脂基复合显示器前壳的制作步骤如下:
(I)将碳纤维放入下模15中铺层;
首先将碳纤维放入下模15中铺层。将碳纤维放入下模15中之前,先需对所述下模15进行前期准备,同实施例1的第(I)中的准备工作一样,在此不再赘述。
[0040] (2)添加模压料;往步骤(I)中下模15的型腔22中均匀添加模压料,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0041] (3)预热;
给步骤(2)中加入的模压料预热,温度控制在6(T90°C范围内,并且受热均匀。
[0042] (4)合模;
将上模35压住步骤(3)中的下模15上。在所述上模35未接触模压料前,则需低压快速,当所述上模35接触模压料后,则需高压慢速,这样是为了避免损坏嵌件,并使所述下模15和所述上模35内的空气排出。(5)固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。对步骤(4)中的模压料固化,固化的温度为150°C,加压为0.196MPa,时间持续2小时。
[0043] (6)脱模;
等温度降到室温后,用顶杆将步骤(6)后的所述下模15和所述上模35分离开来,并将所述碳纤维显示器前壳45取出。如果所述碳纤维显示器前壳45带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述下模15和所述上模35。
[0044] (7)去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(6)后的碳纤维显示器前壳45去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,则最终得符合标准的碳纤维显示器前壳45。
[0045] 最后将制成的碳纤维显示器前壳45与通过实施例2或者实施例3的方法制成的碳纤维显示器后盖板组装在一起,则得碳纤维树脂基复合显示器外壳。
[0046] 实施例5:
本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合机箱外壳的制作,包括机箱壳体型腔和机箱后盖板的制作。其中机箱壳体型腔的制作,如图6所示,与实施例1的步骤(I)的制作方法相同,仅在使用的模具大小尺寸、形状不一样,所述上模36分三块,其中位于两侧的上模36大小尺寸一样,具体步骤如下。
[0047] 碳纤维树脂基复合机箱壳体型腔的制作步骤如下:
(I)将碳纤维放入下模16中铺层;
首先将碳纤维放入下模16中铺层。将碳纤维放入下模16中之前,先需对所述下模16进行前期准备,同实施例1的第(I) 一样,在此不再赘述。
[0048] (2)添加模压料;
往步骤(I)中下模16的型腔23中均匀添加模压料,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0049] (3)预热;
给步骤(2)中加入的模压料预热,温度控制在6(T90°C范围内,并且受热均匀。
[0050] (4)合模;
将上模36压住步骤(3)中的下模16上。在所述上模36未接触模压料前,则需低压快速,当所述上模36接触模压料后,则需高压慢速,这样是为了避免损坏嵌件,并使所述下模16和所述上模36内的空气排出。(5)固化;
(5)固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。对步骤(4)中的模压料固化,固化的温度为150°C,加压为0.392MPa,时间持续2小时。
[0051] (6)脱模;等温度降到室温后,用顶杆将步骤(6)后的所述下模16和所述上模36分离开来,并将所述碳纤维机箱壳体46取出。如果所述碳纤维机箱壳体46带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述下模16和所述上模36。
[0052] (7)去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(6)后的碳纤维机箱壳体型腔46去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,则最终得符合标准的碳纤维机箱壳体46。
[0053] 最后将制成的碳纤维机箱壳体型腔46与通过实施例2的方法制成的机箱后盖板组装在一起,则得碳纤维树脂基复合机箱外壳。
[0054] 实施例6:
本实施例公开了一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,尤其涉及一种碳纤维树脂基复合机箱夹层外壳的制作,包括机箱夹层壳体型腔和机箱夹层后盖板的制作,如图7所示,所示机箱夹层壳体型腔的制作,如图7所示,与实施例6中所述机箱壳体型腔的制作相比,增加了夹层芯材53,并且使用的上模的形状不一样,具体步骤如下。
[0055] 其中,所述碳纤维树脂基复合机箱夹层壳体型腔的制作步骤:
(I)将碳纤维放入下模中铺层;
首先将碳纤维放入下模17中铺层。将碳纤维放入下模17中之前,先需对所述下模17进行前期准备,同实施例1的第(I) 一样,在此不再赘述。
[0056] (2)添加模压料;
往步骤(I)中下模17中均匀添加模压料,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0057] (3)放入夹层芯材;
选用夹层芯材53 —块,然后将所述夹层芯材53放入步骤(2)所得的碳纤维的表面。用环氧树脂均匀涂抹在夹层芯材给步骤(2)中加入的模压料预热,温度控制在6(T90°C范围内,并且受热均匀。
[0058] (4)用碳纤维在夹层芯材上表面铺层;
将所述碳纤维在经过步骤(3)的夹层芯材53的上表面铺层,并添加模压料。
[0059] (5)添加模压料;
往经过步骤(4)的夹层芯材53的上表面均匀添加模压料,所述模压料为碳纤维树脂基体。
[0060] (6)合模;
将上模37压住步骤(5)中的下模17上。在所述上模37未接触模压料前,则需低压快速,当所述上模37接触模压料后,则需高压慢速,这样是为了避免损坏嵌件,并使所述下模17和所述上模37内的空气排出。
[0061] (8)固化;
固化,指模压料中的树脂从流动的动态变为坚硬的非熔融状态的过程。对步骤(7)中的模压料固化,固化的温度为130°C,加压为0.392MPa,时间持续2小时。
[0062] (9)脱模;
等温度降到室温后,用顶杆将步骤(8)后的所述下模17和所述上模37分离开来,则得所述碳纤维机箱夹层壳体型腔。如果所述碳纤维机箱夹层壳体型腔带有成形杆或者嵌件,则需用扳手或者起子将成形杆或者嵌件拧脱,然后再来分离所述下模17和所述上模37。[0063] (10)去飞边毛刺;
用手工或者机械打磨的方法对步骤(9)后的碳纤维机箱夹层壳体型腔去飞边毛刺,从而提高制品的外观质量,则最终得符合标准的碳纤维机箱夹层壳体型腔。
[0064] 最后将制成的碳纤维机箱夹层壳体型腔与通过实施例3的方法制成的碳纤维机箱夹层后盖板组装在一起,则得碳纤维树脂基复合机箱夹层外壳。
[0065] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处 ,综 上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:制作碳纤维板;将碳纤维板放入第一模具中,并且将第二模具与所述第一模具合模,得组合板;将所述组合板固化,然后脱模;对成型后的碳纤维树脂基复合材料去飞边毛刺。
2.根据权利要求1所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:制作碳纤维板的具体步骤为:将碳纤维放入下模中铺层;向所述下模的型腔中添加模压料;对添加模压料的碳纤维预热;将上模与所述下模合模并且固化,然后脱模;对成型后的碳纤维树脂基复合材料去飞边毛刺。
3.根据权利要求2所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:所述模压料为碳纤维树脂基体。
4.根据权利要求1所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:还包括使用环氧树脂将碳纤维板与夹层芯材或者金属镶件粘接的步骤。·
5.根据权利要求4所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:所述夹层芯材为蜂窝板。
6.根据权利要求1所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:对添加模压料的碳纤维预热步骤中,预热温度为6(T90°C。
7.根据权利要求1或2所述的碳纤维树脂基复合材料的制作方法,其特征在于:所述固化温度为8(T250°C,时间为I〜2小时,加压0.196〜0.392MPa。
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