CN103950208B - 激光扫描制备复合材料 - Google Patents

激光扫描制备复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN103950208B
CN103950208B CN201410189243.4A CN201410189243A CN103950208B CN 103950208 B CN103950208 B CN 103950208B CN 201410189243 A CN201410189243 A CN 201410189243A CN 103950208 B CN103950208 B CN 103950208B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mutually
function
matrix
composite
laser
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410189243.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103950208A (zh
Inventor
王瑛玮
程文竹
侯婷
曹延君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201410189243.4A priority Critical patent/CN103950208B/zh
Publication of CN103950208A publication Critical patent/CN103950208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103950208B publication Critical patent/CN103950208B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • 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
    • B29C37/006—Degassing moulding material or draining off gas during moulding
    • B29C37/0064—Degassing moulding material or draining off gas during moulding of reinforced material
    • 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
    • B29C2035/0838—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 laser

Abstract

本发明涉及一种复合材料的制备方法。这种复合材料的制备方法涉及到手糊成型工艺，在起增强作用的增强相或带来附加功能的功能相上涂刷已用溶剂溶解的基质，基质浸润增强相或功能相，待溶剂挥发，置于激光器下进行扫描，增强相或功能相将激光的能量转化为热能，并将热能迅速的传递给浸润增强相或功能相的基质，基质发生熔融、交联，重新填充由于溶剂挥发所留下的微孔，随着激光头的移动，熔融区由于激光射线或其它能量的射线的移除，迅速固化，令基质完全进入到增强相或功能相中，形成了复合材料。

Description

激光扫描制备复合材料
技术领域
本发明涉及激光扫描制备复合材料的技术，这种复合材料的制备技术涉及手糊复合材料成型技术和激光扫描加工技术。
背景技术
手糊复合材料成型技术，是指在增强相上涂刷基质溶液或基质熔融体,溶液或熔融体浸润到增强相纤维束内并填满各处空隙，随着溶剂的挥发或熔融体的冷却，基质将增强相固结起来形成复合材料
在传统的复合材料制备工艺中，共有16种复合材料成型工艺，其中手糊成型是其中的一种。传统的手糊成型存在弊端：当溶剂挥发，排除气泡的过程中，会导致气体残留，留下微孔，基质不完全浸入增强相中，使最终形成的复合材料的强度值偏低，应用领域范围受到限制。
专利文件201010270282.9公开了一种聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其包括材料准备、产品制作、后固化三个过程：所述产品制作过程为先将两块增强用纤维布用胶水固定包裹在泡沫芯两头,然后对整个泡沫芯进行全长喷胶并包裹一层增强用纤维布,最后,采用同样的方式包裹若干层增强用纤维布或者包裹一层表面毡。
专利文件201210139083.3公开了一种热塑性复合材料、制备方法及其应用。该复合材料是由包括以下重量份的组分制成：预浸料1～99份和热塑性组合物或热塑性树脂1～99份。制备方法如下：把1～99份热塑性组合物或热塑性树脂加入注塑机加料斗中,同注塑模具中已有的1～99份预浸料一起,注塑成型。
专利文件200410018343公开了热塑性树脂基碳纤维复合材料片材及其制作方法和设备。其制作方法第一步先制备热塑型预浸带，首先把碳纤维加张力展平成片、挤出热塑性树脂涂覆在碳纤维上，然后通过浸渍、辊压定型，经自然冷却后牵引、收卷。第二步为拉挤热塑成型，通过第一步的若干层预浸带经预热、热压、成型然后冷却定型、收卷、牵引，得到成品。
发明内容
为了克服传统手糊工艺气泡残留，基质浸入不完全而导致的复合材料强度降低的弊端，本发明提供一种激光扫描制备复合材料的技术，使手糊工艺和激光扫描结合在一起，利于制备出一种强度较高的复合材料。
具体方法是：首先，利用基质溶液或熔融体对功能或增强相进行手糊以使基质与功能或增强相初步结合形成结合体，而后对结合体进行激光扫描，功能或增强相吸收激光光能并将之转变为热能而温度升高，与之接触的基质材料受热熔融并充分浸渍了功能或增强相，从而使复合材料得到强化。
所用的功能或增强相是具有某种特定功能的材料，而且这种材料能够吸收激光能并将其转变为热能，这种热能迅速地传递给浸入到功能或增强相纤维束内的基质上，使其熔融，填充由于溶剂挥发留下的微孔并增加基质与增强相之间的附着力，从而明显地提高了复合材料的性能。随后，熔融区由于激光的移除温度降低迅速固化，基质完全的浸入到增强相里，形成复合材料。
本发明的主要特点是：用手糊成型工艺和激光扫描技术结合，用起吸收激光能量而使之转变为热能的增强相或带来附加功能的功能相，在激光能量的作用下，最终得到功能或增强相与基体牢固复合而成的复合材料。
如果重复上述操作，可以获得多层复合材料。
在需要加厚或减薄的部位,可以方便地任意增加或减少复合的层数。
附图说明
附图是激光扫描制备复合材料示意图，(1)是激光器；(2)是激光束；(3)是上层功能或增强相；(4)是下层功能或增强相；(5)是模板；(6)是激光扫描方向。
实施方式
在模板(5)的表面上，处于上层的功能或增强相(3)被基质溶液或熔融体糊附于处于下层的功能或增强相(4)上，初步结合形成结合体，随后，激光器(1)发射激光束(2)投射到上层功能或增强相(3)上，上层功能或增强相(3)把激光束(2)所携带的激光能转变为热能，使与之接触的基质发生熔融并充分浸润之，这一过程能够排出基质内溶剂挥发留下的微小气孔，并能够增加基质与功能或增强相(3)的结合强度，明显提高复合材料的性能。
激光器(1)按着方向(6)逐行对功能或增强相(3)与基质的初步结合体进行扫描，就能够在保留手糊复合材料优点的基础上，使复合材料具备与模具制备复合材料相当的性能。
重复操作，可以获得任意的多层复合材料。

Claims (3)

1.激光扫描制备复合材料的方法，是利用起增强作用的增强相或带来附加功能的功能相的吸收激光能量而使之转变为热能的方法，采用手糊成型方式在增强相或功能相上涂刷事先配制好的基质溶液，而后将其平铺在已经涂好脱模剂的模具上，进行激光扫描，在激光能量或其他射线能量作用下，最终得到增强相或功能相与基体复合而成的复合材料，其特征是：在增强相或功能相上涂刷基质，静置片刻，基质浸入到增强相或功能相里，待溶剂挥发，增强相或功能相上留下微孔，材料初步成型，然后进行激光扫描，增强相或功能相吸收激光的能量将其转化为热能并传递给浸润增强相或功能相的基质，基质受热熔融，继续流动，填充了溶剂挥发所留下的微孔，使基质完全的浸入到增强相或功能相中，由于激光头的运动，熔化区因为激光射线的移除而迅速固化，形成一种激光扫描手糊成型的复合材料。
2.按权利要求1所述的激光扫描制备复合材料的方法，其特征是：叠层重复按权利要求1所述操作过程，能够制备出层数可调的复合材料。
3.按权利要求1所述的激光扫描制备复合材料的方法，其特征是：在需要加厚或减薄的部位，能够方便地任意增加或减少复合的层数。
CN201410189243.4A 2014-05-07 2014-05-07 激光扫描制备复合材料 Expired - Fee Related CN103950208B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410189243.4A CN103950208B (zh) 2014-05-07 2014-05-07 激光扫描制备复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410189243.4A CN103950208B (zh) 2014-05-07 2014-05-07 激光扫描制备复合材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103950208A CN103950208A (zh) 2014-07-30
CN103950208B true CN103950208B (zh) 2016-08-24

Family

ID=51327627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410189243.4A Expired - Fee Related CN103950208B (zh) 2014-05-07 2014-05-07 激光扫描制备复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103950208B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106182799A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 王瑛玮 铺叠成型激光固化制备复合材料

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4814215A (en) * 1986-11-07 1989-03-21 The B. F. Goodrich Company Adhesive composition, process, and product
GB0511460D0 (en) * 2005-06-06 2005-07-13 Univ Liverpool Process
CN101503014B (zh) * 2009-03-27 2012-05-30 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 一种表面显示内部损伤的复合材料层压板
CN202507548U (zh) * 2012-03-29 2012-10-31 大连宇星净水设备有限公司 一种复合材料拉挤成型固化设备
CN103342011B (zh) * 2013-06-27 2015-09-16 北京航天新风机械设备有限责任公司 一种复合材料托座本体及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103950208A (zh) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103935044B (zh) 预浸料激光扫描制备复合材料
CN101992566B (zh) 纤维增强塑料结构以及生产纤维增强塑料结构的方法
CN102481731B (zh) 制造先进复合材料部件的方法
WO2015187867A1 (en) Multicomponent polymer resin, methods for applying the same, and composite laminate structure including the same
CN107187022A (zh) 三维打印
CN108407300A (zh) 连续纤维增强树脂基复合材料3d打印丝材制备方法及装置
CN106515041A (zh) 一种长纤维热塑性复合材料构件的三维打印成形方法
WO2013084963A1 (ja) 接合部材の製造方法
CN108453993A (zh) Pmi泡沫材料的新成型方法和/或由其制备的复合组件
KR20190052414A (ko) 경항공기 일체형 수평꼬리날개 제작방법
CN106182816A (zh) 拉挤缠绕复合成型激光固化制备复合材料空心型材
CN103950208B (zh) 激光扫描制备复合材料
CN104045987A (zh) 玻璃钢复合材料配方及其生产工艺
CN106515016B (zh) 一种可用于成型大型制品的3d打印装置及工艺
CN103347683A (zh) 具有增强的表面和粘附性能的纤维增强复合部件的制造及修复
JP2008030443A (ja) 建築部材の製造方法
CN103770339B (zh) 一种头盔成型工艺
CN105729833A (zh) 一种智慧能源大规格复合芯拉挤工艺及装置
CN103358568B (zh) 三维织物增强中空复合板的连续化成型制造方法
CN103660286B (zh) 一种复合材料制备方法
CN103963321B (zh) 激光打印制备复合材料
CN104527203B (zh) 汽车行李箱地毯生产用的自动喷胶复合一体机及生产方法
CN107501982A (zh) 一种线状高能胶及其制备方法
JP2009137204A (ja) マイクロ波照射を用いた発泡成形品の製造方法
US20160052203A1 (en) Method for producing fiber-reinforced resin bonded body

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160824

Termination date: 20180507