CN103407172A - 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 - Google Patents
一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103407172A CN103407172A CN2013103256602A CN201310325660A CN103407172A CN 103407172 A CN103407172 A CN 103407172A CN 2013103256602 A CN2013103256602 A CN 2013103256602A CN 201310325660 A CN201310325660 A CN 201310325660A CN 103407172 A CN103407172 A CN 103407172A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- reinforced resin
- resin matrix
- compound material
- matrix compound
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，它有五大步骤：一、制备两个完全一样的T型纤维预成型体；二、将两个T型纤维预成型体对称放置并插入隔离层；三、将带有隔离层的两个T型纤维预成型体放入模具并定位合模；四、抽真空，注入树脂并升温固化；五、打开模具，取出已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头。本发明是纤维增强树脂基复合材料T型接头一次性整体成型，适用于纤维增强树脂基复合材料T型接头的低成本、高效率、大批量工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，属于复合材料制造技术领域。
背景技术
T型接头广泛地应用于现代船舶与航空航天结构中。传统的T型接头采用金属材料焊接而成，其密度较大，不利于减重设计；此外金属疲劳性能较差，在疲劳载荷作用下T型接头焊点处易产生裂纹，进而带来灾难性结构破坏。复合材料较传统金属材料而言具有更高的比刚度、比强度，因而被广泛应用结构轻量化设计中，以往由于焊接、螺接等连接方式所带来的结构疲劳问题也得到了大大的减缓。目前，常见的纤维增强树脂基复合材料T型接头的成型工艺方法有很多种，如树脂传递模塑成型工艺方法（RTM），与其它的一些成型工艺方法相比，虽然属于低成本成型工艺方法，但生产效率不高，因此，如何设计高生产效率且低成本的成型工艺方法是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，以解决纤维增强树脂基复合材料T型接头的传统成型方法生产效率较低且成本高的技术问题。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其步骤如下：
步骤一、按照设计的铺层方案铺覆纤维布，纤维布的层与层之间采用定型剂进行定型，制备两个完全一样的T型纤维预成型体。
步骤二、将制备好的两个T型纤维预成型体对称放置，并且在两个T型纤维预成型体之间放置隔离层，隔离层在整个制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的过程中起隔离作用。
步骤三、将制备好的并且带有隔离层的对称放置的两个T型纤维预成型体放入模具内，然后定位合模。
步骤四、抽真空，当真空度达到要求-0.1时，开始将模具内注入树脂填充T型纤维预成型体的间隙，待树脂填充满T型纤维预成型体的间隙之后，按照树脂的固化工艺规程进行升温固化。
步骤五、固化完毕后，将模具冷却至室温，之后打开模具，取出已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头，通过隔离层将两个已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头分开，最终得到两个完全相同的纤维增强树脂基复合材料T型接头，达到高生产效率、低成本且RTM整体成型的目的。
其中，在步骤一中所述的“设计的铺层方案”通常是均衡对称的铺层方案，具体的铺层层数、铺层角度和铺层比例要根据需要实现的指标进行设计；在步骤一中所述的“定型剂”是一种高分子材料，需要与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂有好的相容性，通过在纤维布层间施加少量的定型剂可起到定型作用，使T型纤维预成型体具有一定的整体性。在步骤一中所述的“纤维布”的纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维或植物纤维中的一种。
其中，在步骤二中所述的“隔离层”由聚四氟乙烯材料制成，具有耐热、抗酸碱、抗各种有机溶剂的特点，因此，不会与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂发生反应，起到隔离作用，隔离层的厚度小于0.5mm。
其中，在步骤四中所述的“固化工艺规程”是指对树脂在整个固化过程中相关工艺参数的规定，每种型号的树脂都对应有与之相匹配的固化工艺规程。在步骤四中所述的“树脂”可以是环氧树脂、聚酰亚胺、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮或聚乙烯醇中的一种。
本发明一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其有益效果是纤维增强树脂基复合材料T型接头可以高效率的一次性整体成型，适用于纤维增强树脂基复合材料T型接头的低成本、高效率、大批量工业生产。
附图说明
图1是本发明所述方法的流程框图。
图2是纤维增强树脂基复合材料T型接头的几何构型图。
图3是制备纤维增强树脂基复合材料T型接头所使用的模具示意图。
图2中：1.左腹板，2.右腹板，3.下壁板，4.三角区。
图3中：5.模具，6.T型纤维预成型体，7.密封条，8.隔离层。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明做出进一步的说明。
本发明的流程图如图1所示，先制备两个相同的T型纤维预成型体6，然后将制备好的两个T型纤维预成型体6对称放置并插入隔离层8，放入模具5并定位合模，之后抽真空、注树脂并升温固化，最后开模取出已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头。在图2中，纤维增强树脂基复合材料T型接头由左腹板1、右腹板2、下壁板3组成和三角区4组成，其中三角区4采用单向纤维束进行填充。本发明的具体实施步骤如下：
步骤一、按照设计的铺层方案铺覆纤维布，纤维布的层与层之间采用定型剂进行定型，制备两个完全一样的T型纤维预成型体6。
其中，在步骤一中所述的“设计的铺层方案”通常是均衡对称的铺层方案，具体的铺层层数、铺层角度和铺层比例要根据需要实现的指标进行设计；在步骤一中所述的“定型剂”是一种高分子材料，需要与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂有好的相容性，通过在纤维布层间施加少量的定型剂可起到定型作用，使T型预成型体6具有一定的整体性；在步骤一中所述的“纤维布”的纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维或植物纤维中的一种。
步骤二、将制备好的两个T型纤维预成型体6之间对称放置，并且在两个T型纤维预成型体之间放置隔离层8，隔离层8在整个制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的过程中起隔离作用。
其中，在步骤二中所述的“隔离层”8由聚四氟乙烯材料制成，具有耐热、抗酸碱、抗各种有机溶剂的特点，因此，不会与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂发生反应，起到隔离作用，隔离层8的厚度小于0.5mm。
步骤三、将制备好的并且带有隔离层8的对称放置的两个T型纤维预成型体6放入模具5内，然后定位合模。
其中，在步骤二中所述的“模具”5由四片相同的L型模具组成，四片L型模具之间采用螺栓进行紧固装配，模具采用密封条7进行密封处理，形成密封的用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的十字形内腔，密封条由硅胶材料制成，具有相对较好的密封性和弹性。该模具设计可以满足一次性加工出两个复合材料T型接头的要求，可提高生产效率。
步骤四、抽真空，当真空度达到要求-0.1时，开始将模具内注入树脂填充T型纤维预成型体的间隙，待树脂填充满T型纤维预成型体的间隙之后，按照树脂的固化工艺规程进行升温固化。
其中，在步骤四中所述的“树脂”可以是环氧树脂、聚酰亚胺、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮或聚乙烯醇中的一种；在步骤四中所述的“固化工艺规程”是指对树脂在整个固化过程中相关工艺参数的规定，每种型号的树脂都对应有与之相匹配的固化工艺规程。对于RTM整体成型工艺，向模具内注入树脂的压力控制在0.5MPa以上。
步骤五、固化完毕后，将模具冷却至室温，之后打开模具，取出已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头，通过隔离层将两个已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头分开，最终得到两个完全相同的纤维增强树脂基复合材料T型接头，达到高生产效率、低成本且RTM整体成型的目的。图3是制备纤维增强树脂基复合材料T型接头所使用的模具示意图。
Claims (7)
1.一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤一、按照设计的铺层方案铺覆纤维布，纤维布的层与层之间采用定型剂进行定型，制备两个完全一样的T型纤维预成型体；
步骤二、将制备好的两个T型纤维预成型体对称放置，并且在两个T型纤维预成型体之间放置隔离层，隔离层在整个制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的过程中起隔离作用；
步骤三、将制备好的并且带有隔离层的对称放置的两个T型纤维预成型体放入模具内，然后定位合模；
步骤四、抽真空，当真空度达到要求-0.1时，开始将模具内注入树脂填充T型纤维预成型体的间隙，待树脂填充满T型纤维预成型体的间隙之后，按照树脂的固化工艺规程进行升温固化；
步骤五、固化完毕后，将模具冷却至室温，之后打开模具，取出已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头，通过隔离层将两个已经固化成型的纤维增强树脂基复合材料T型接头分开，最终得到两个完全相同的纤维增强树脂基复合材料T型接头。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤一中所述的“设计的铺层方案”通常是均衡对称的铺层方案，具体的铺层层数、铺层角度和铺层比例要根据需要实现的指标进行设计。
3.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤一中所述的“定型剂”是一种高分子材料，需要与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂有好的相容性，通过在纤维布层间施加少量的定型剂能起到定型作用，使T型纤维预成型体具有预定的整体性。
4.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤一中所述的“纤维布”的纤维，是碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维和植物纤维中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤二中所述的“隔离层”由聚四氟乙烯材料制成，具有耐热、抗酸碱、抗各种有机溶剂的特点，不会与用于制备纤维增强树脂基复合材料T型接头的树脂发生反应，隔离层的厚度小于0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤四中所述的“固化工艺规程”是指对树脂在整个固化过程中相关工艺参数的规定，每种型号的树脂都对应有与之相匹配的固化工艺规程。
7.根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料T型接头的高效率整体成型方法，其特征在于：步骤四中所述的“树脂”，是环氧树脂、聚酰亚胺、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮和聚乙烯醇中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310325660.2A CN103407172B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310325660.2A CN103407172B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103407172A true CN103407172A (zh) | 2013-11-27 |
| CN103407172B CN103407172B (zh) | 2015-08-05 |
Family
ID=49600237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310325660.2A Expired - Fee Related CN103407172B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103407172B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103660311A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-26 | 北京卫星制造厂 | 一种变厚度复杂构型复合材料接头的整体成型方法 |
| CN104400795A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-11 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种快速移动复合材料运动臂及其制备方法 |
| CN105196620A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-30 | 南京航空航天大学 | 一种局部增强的X-cor泡沫夹层T型接头结构及成型方法 |
| CN105965917A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-09-28 | 中国商用飞机有限责任公司 | 复合材料双侧加筋机身框体的共固化成型工艺方法 |
| CN113277630A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-08-20 | 美蓝飘尔(上海)过滤设备有限公司 | 一种高效中央软水系统及其使用方法 |
| CN114683587A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-01 | 华东交通大学 | 一种碳纤维复合材料t型接头及其制作方法、修复方法 |
| CN115071022A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种t型热塑性复合材料制件的热压成型装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010030017A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-18 | Keiichi Sato | Method for producing intermediate product made of fiber-reinforced composite |
| CN101112795A (zh) * | 2007-08-31 | 2008-01-30 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 纤维增强树脂基复合材料传动轴的制造方法 |
| CN102146196A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-10 | 北京玻钢院复合材料有限公司 | 一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法 |
-
2013
- 2013-07-30 CN CN201310325660.2A patent/CN103407172B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010030017A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-18 | Keiichi Sato | Method for producing intermediate product made of fiber-reinforced composite |
| CN101112795A (zh) * | 2007-08-31 | 2008-01-30 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 纤维增强树脂基复合材料传动轴的制造方法 |
| CN102146196A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-10 | 北京玻钢院复合材料有限公司 | 一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 罗楚养等: "复合材料RTM 十字型接头疲劳性能对比实验研究", 《材料工程》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103660311A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-26 | 北京卫星制造厂 | 一种变厚度复杂构型复合材料接头的整体成型方法 |
| CN103660311B (zh) * | 2013-11-29 | 2015-11-04 | 北京卫星制造厂 | 一种变厚度复杂构型复合材料接头的整体成型方法 |
| CN104400795A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-11 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种快速移动复合材料运动臂及其制备方法 |
| CN105196620A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-30 | 南京航空航天大学 | 一种局部增强的X-cor泡沫夹层T型接头结构及成型方法 |
| CN105965917A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-09-28 | 中国商用飞机有限责任公司 | 复合材料双侧加筋机身框体的共固化成型工艺方法 |
| CN105965917B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-05-11 | 中国商用飞机有限责任公司 | 复合材料双侧加筋机身框体的共固化成型工艺方法 |
| CN113277630A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-08-20 | 美蓝飘尔(上海)过滤设备有限公司 | 一种高效中央软水系统及其使用方法 |
| CN114683587A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-01 | 华东交通大学 | 一种碳纤维复合材料t型接头及其制作方法、修复方法 |
| CN115071022A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种t型热塑性复合材料制件的热压成型装置及方法 |
| CN115071022B (zh) * | 2022-06-21 | 2023-08-22 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种t型热塑性复合材料制件的热压成型装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103407172B (zh) | 2015-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103407172B (zh) | 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 | |
| CN103963315B (zh) | 一种复合材料的预浸料/树脂传递模塑共固化工艺方法 | |
| CN103407171B (zh) | 一种缝纫增强的纤维增强树脂基复合材料十字型接头的整体成型方法 | |
| CN103407175B (zh) | 一种纤维增强树脂基复合材料翼盒的整体成型方法 | |
| CN103963319B (zh) | 一种复合材料加筋壁板的预浸料/树脂膜熔渗共固化成型方法 | |
| CN106608056B (zh) | 一种酚醛面板蜂窝夹层结构件成型方法 | |
| CN103407173B (zh) | 一种纤维增强树脂基复合材料机翼的整体成型方法 | |
| CN103434141B (zh) | 一种碳纤维复合材料盒状加筋结构的成型方法 | |
| CN103042804B (zh) | 一种复合材料蜂窝夹芯管的制备方法 | |
| CN103407174B (zh) | 一种纤维增强树脂基复合材料豆荚型管件的整体成型方法 | |
| CN102729482B (zh) | 复合材料防热承力筒及其制备方法 | |
| CN103909658A (zh) | 复合材料连接裙成型方法、模具及其橡胶内芯模成型模具 | |
| CN102990946A (zh) | 一种采用微波超声固化纤维增强复合材料构件的方法及其专用装置 | |
| CN103552256A (zh) | 一种复合材料双面加筋壁板的热压罐整体成型方法 | |
| CN103448257A (zh) | 一种纤维增强复合材料管的成型方法 | |
| CN103341985B (zh) | 纤维增强pbt复合材料的真空辅助树脂扩散成型方法 | |
| CN205238597U (zh) | 纤维增强树脂基复合材料圆管的成型模具 | |
| CN103538715A (zh) | 一种复合材料π型耳片式接头及其整体共固化成型方法 | |
| CN101653990A (zh) | 微型无人机机身与垂尾一体化固化成型方法及其固化模具 | |
| CN109591327A (zh) | 一种泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件及其制备方法 | |
| CN103434140A (zh) | 一种碳纤维复合材料矩形加筋管件的成型方法 | |
| CN102990940A (zh) | 复合材料加筋板液体成型装置及方法 | |
| CN105415706A (zh) | 复合材料夹芯结构真空灌注一次成型方法 | |
| US9522486B2 (en) | Method of producing tooling for resin transfer molding | |
| CN108864995B (zh) | 一种多轴向复合材料弯管及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150805 Termination date: 20200730 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |