CN103802328A - 以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种以抽真空及高压树脂射入模具的方式制造复合材料的方法，该方法配合一模具进行下列步骤：将该纤维填置在要成型的模穴中，且予以密封，形成密闭空间；对该压力桶内的树脂及模穴内的复合纤维进行抽真空的动作；压力桶及模穴内待真空达到设定数值后(可由测量装置检测)，关闭连接模具与抽真空设备的阀体，关闭连接压力桶的抽真空设备的阀体；打开连接压力桶与模具的阀体，此时压力桶内与模具内同为真空状态，且压力桶内的树脂内部空气已完全被抽出；将高压树脂灌入该模穴中的纤维内；当注入模穴内的树脂达到预定压力时停止树脂的注入；开启加热设备，使树脂予模穴内的复合纤维通过热反应加速成型；当达到预设的条件后，关闭加热设备，开启冷却系统冷却模具；待模具冷却后关闭冷却系统，打开该模具装置，取出工件。

Description

以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法
技术领域
本发明有关于一种制造复合材料的方法，尤其是一种以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法。 
背景技术
现有技术中，用模具制造复合材料的方法，包括：
一、预浸布热压法：纤维预先含浸树脂成为预浸布后置于模具内以上下模具加压、加热成型，此法成型速度快但空气无法排出。
二、压力釜成型法：纤维预先含浸树脂成为预浸布后置于模具内再以真空胶膜被覆后置入压力釜内，成型时真空胶膜与模具侧的工件抽真空，压力釜内加高压空气与高温，工件同时受真空与压力并行，此法工件温度较高、空气残留少，但成型时间长，大型工件需用大型压力釜设备，其费用昂贵。
三、真空扩散法：将未含树脂的纤维置于模具内，以置放导流管再覆以真空胶膜于模内将空气抽出，将导入树脂待树脂扩散至所有纤维内再关闭树脂，待树脂于模内慢慢反应后再取出工件，此法较压力釜成型法的设备费用低廉但树脂反应时间较长，且树脂含量较不均匀。
因此，现有技术制作方式有以上的缺点。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是为解决上述现有技术上的问题，本发明中提出一种以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法。使得所制造的复合材料具有以较短的制作时间与较低的制作成本及较简易的工艺过程，制造出高性能的复合材料。
为达到上述目的，本发明中提出一种以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法，该方法包括下列步骤：将该纤维填置在要成型的模穴中，且予以密封，形成密闭空间；将装有树脂的压力桶所连接的第一抽真空设备开启，及将模具所连接的第二抽真空设备开启，以对该压力桶内的树脂及模穴内的纤维进行抽真空的动作；待该压力桶及模穴内的真空度达到所设定的数值时(可由压力表的数值检测)，关闭压力桶连接的第一抽真空设备开关，及模具连接的第二抽真空设备开关，开起启压力桶与模具的开关，此时压力桶与模具内部均为真空状态，打开压力桶连接的压力源，将压力桶内的树脂加压射入模具装置内，以压力强制将树脂扩散至模具内使树脂均匀的将纤维含浸，当树脂在模具内部形成压力后(可由测量装置检测)关闭压力桶的压力源，并关闭压力桶与模具连接的开关，起开模具加热系统将模具加热，使树脂与纤维于模具内快速反应硬化成型，当达到预设的反应条件后关闭加热系统，再开启冷却系统迅速将模具及模具内的工作物(树脂与纤维的复合材)降温，然后取出工件。
本发明以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将该纤维填置在要成型的模穴中，且将模具予以密封，形成密闭空间； 
步骤二：将放有树脂的压力桶所连接的第一抽真空设备启动并打开该第一真空设备与该压力桶之间的阀体，以及将该模具所连接的第二抽真空设备启动并其与该模具之间的阀体，以分别对该压力桶内的树脂及模穴内的复合纤维进行抽真空的动作；
步骤三:压力桶及模穴内待真空达到设定数值后，关闭连接模具的第二抽真空设备及其阀体，关闭连接压力桶的第一抽真空设备及其阀体；打开连接该压力桶与该模具之间的阀体，此时压力桶内与模具内同为真空状态，且压力桶内的树脂内部空气已被抽出；
步骤四：启动该压力源，以及开启该压力源与压力桶之间的阀体，利用该压力源的提供压力进入该压力桶内造成压力桶内的树脂压力升高，将高压树脂通过管路灌入该模穴中的纤维内； 
步骤五：当注入模穴内的树脂达到预定压力时，关闭该压力源及该压力源与该压力桶之间的阀体，停止树脂的注入；
步骤六：开启加热设备，使树脂与模穴内的复合纤维通过热反应加速成型； 
步骤七：当达到预设的反应程度后，关闭加热设备，开启冷却系统冷却模具；
步骤八：待模具冷却后关闭冷却系统，打开该模具装置，取出工件。
 
其中运用该纤维材料所制成的产品应用在汽车构件及3C电子产品。
由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点，阅读时并请参考附图。 
附图说明
图1是以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的制造设备。
图2是以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的制造设备，其中在模穴内加入填充材料。
图3是以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法及步骤。
【主要元件符号说明】
1模具装置 2压力桶  120密封机构
130接头     131接头  140抽真空设备
141压力表 142阀体  150纤维材料
160加热设备   170快速冷却系统   210上连接管路
211抽真空设备    212连接压力源 220下连接管路
221管路     250阀体  260阀体  270阀体
500填充材料。
具体实施方式
兹谨就本发明的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合附图，举本发明的一较佳实施例详细说明如下。
请参考图1所示，显示本发明的抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法及设备，包含下列元件：
一模具装置1，该模具装置包含一密封机构120及模具装置的两侧分别设有一接头130,131；该模具装置一侧的接头连接一抽真空设备140，且在该抽真空设备140上的管路221设有一压力表141及一阀体142并通过接头131连接模具装置1。其中该模具装置1的模穴内有一纤维材料150，如碳纤维、玻璃纤维…等；其中该模具装置内设有一加热设备160及快速冷却系统170。
一压力桶2，该压力桶内放有树脂；该压力桶顶部有一上连接管路210及该压力桶2下端侧边设有一下连接管路220，该下连接管路220经由阀体270连接到该模具装置另一侧的接头130，以使得该压力桶内的树脂可以借助该下连接管路220连接到该模具装置内。且该压力桶2的一上连接管路210分歧出两条管路分别经由阀体250连接另一抽真空设备211及通过阀体260连接一个压力源212。
其中运用该纤维材料150所制成的产品应用在汽车构件及3C电子产品。
本发明中该模穴内可添置一填充材料500，该填充材料500放置于该模穴内，可降低该工件的重量而形成三明治结构【sandwich  panel】。
本发明真空高压树脂射入模压成型方法，包含下列步骤：
步骤一：将该碳纤维150填置在要成型的模穴中，且予以密封，形成密闭空间。 
步骤二：将放有树脂的压力桶2所连接的抽真空设备211启动并打开阀体250，以及将该模具装置所连接的抽真空设备140启动并打开阀体142，以分别对该压力桶内的树脂及模穴内的碳纤维150进行抽真空的动作。
步骤三:压力桶2及模穴内待真空达到设定数值后(可由测量装置检测)，关闭连接模具与抽真空设备140的阀体142，关闭连接压力桶2的抽真空设备211的阀体250；打开连接压力桶2与模具的阀体270，此时压力桶内与模具内同为真空状态，且压力桶内2的树脂内部空气已完全被抽出。
步骤四：启动该压力源212，及压力源212与压力桶2连接的阀体260，利用该压力源212将压力由该上连接管路210进入该压力桶内造成压力桶内的树脂压力升高，将高压树脂经由管路220、阀体270、接头130灌入该模穴中的纤维150内。 
步骤五：当注入模穴内的树脂达到预定压力时(经由接头131、管路221到压力表141测得)，关闭压力源212及阀体260、270，停止树脂的注入。
步骤六：开启加热设备160，使树脂予模穴内的复合纤维通过热反应加速成型。 
步骤七：当达到预设的反应条件后，关闭加热设备160，开启冷却系统170冷却模具。
步骤八：待模具冷却后关闭冷却系统170，打开该模具装置，取出工件。
如图2所示，在模穴内除预先置入纤维外，也可以先置入纤维150加填充材料500，以降低工件的重量而形成三明治结构【sandwich  panel】而达到其它所需要的目的。
因此，本发明利用上述步骤并配上应用该模具装置、抽真空设备、压力源及加热设备…等设备进行真空及高压树脂射入模压作业，利用该抽真空设备抽真空促使纤维和树脂间的气体、溶剂等挥发性物质有效排除、利用压力源将树脂加压，促使树脂快速浸润纤维、利用加热设备快速进行树脂反应、利用冷却设备快速冷却模具，从而快速得到质密空孔率低、强度高、刚性强的工件。 
综上所述，本发明人性化的体贴设计，相当符合实际需求。其具体改进现有缺点，相较于现有技术明显具有突破性的进步优点，确实具有功效的增进，且非易于达成。上列详细说明，是针对本发明的一可行实施例的具体说明，但是，该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明保护的范围中。

Claims (8)

1.一种以抽真空及高压树脂射入模具内的方式制造复合材料的方法，
该方法包括下列步骤：
步骤一：将该纤维填置在要成型的模穴中，且将模具予以密封，形成密闭空间； 
步骤二：将放有树脂的压力桶所连接的第一抽真空设备启动并打开该第一真空设备与该压力桶之间的阀体，以及将该模具所连接的第二抽真空设备启动并其与该模具之间的阀体，以分别对该压力桶内的树脂及模穴内的复合纤维进行抽真空的动作；
步骤三:压力桶及模穴内待真空达到设定数值后，关闭连接模具的第二抽真空设备及其阀体，关闭连接压力桶的第一抽真空设备及其阀体；打开连接该压力桶与该模具之间的阀体，此时压力桶内与模具内同为真空状态，且压力桶内的树脂内部空气已被抽出；
步骤四：启动该压力源，以及开启该压力源与压力桶之间的阀体，利用该压力源的提供压力进入该压力桶内造成压力桶内的树脂压力升高，将高压树脂通过管路灌入该模穴中的纤维内； 
步骤五：当注入模穴内的树脂达到预定压力时，关闭该压力源及该压力源与该压力桶之间的阀体，停止树脂的注入；
步骤六：开启加热设备，使树脂与模穴内的复合纤维通过热反应加速成型； 
步骤七：当达到预设的反应程度后，关闭加热设备，开启冷却系统冷却模具；
步骤八：待模具冷却后关闭冷却系统，打开该模具装置，取出工件。
2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：该模穴内可添置一填充材料，该填充材料放置于该模穴内，以形成于最终成品工件中间层而使工件形成三明治结构。
3.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：该复合纤维为复合纤维、玻璃纤维中的任一种纤维。
4.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法所制成的工件应用在汽车构件或3C电子产品。
5.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述模具两侧分别设有一个接头，该模具一侧的接头供与该压力桶连接，所述该另一个接头供与该第二抽真空设备连接。
6.依据权利要求5所述的方法，其特征在于：该第二抽真空设备与该模具连接的管路上设有一个压力表及一个阀体。
7.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：该加热设备、该冷却设备设组于该模具上。
8.依据权利要求1所述的方法，其特征在于：该压力桶顶端设有一个上连接管路，及下端侧边设有一个下连接管路，该下连接管路通过一个阀体连接该模具的一个接头，该上连接管路具有两个歧管，分别通过阀体连接该第一抽真空设备和该压力源。
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