CN104029398A - 复合材料制备过程中的预压实方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合材料制备过程中的预压实方法，使用比重1.30、扯断力6MPa、伸长率600%、硬度65°±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉硅橡胶板，高抗撕拉硅橡胶板的整个尺寸要大于复合材料制件尺寸，硅橡胶板的边缘直接与模具表面接触，不需要添加密封胶带或者密封胶条；打开真空管路，硅橡胶板与模具之间的空气被迅速抽走，硅橡胶板的边缘吸在模具上，随着抽真空的进行，硅橡胶板与模具之间的空间达到真空，达到对复合材料制件预压实的目的。本发明无需密封胶带或胶条，操作简单，该硅橡胶板可以重复使用，节约成本，而且在压实的过程中可以检测预压实的真空度。对于机翼蒙皮类大型航空制件的预压实非常实用，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料制备过程中的预压实方法，属于复合材料制备的工艺范畴，主要应用于复合材料制备过程中的预压实工艺。
背景技术
纤维增强树脂基复合材料是一种新型的复合材料，具有比强度高、比模量高、耐腐蚀等优点而被广泛应用于建筑、体育器材、轨道交通、军事、航空航天等领域。增强纤维的种类主要分为玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维。树脂基体主要分为热固性树脂和热塑性树脂，其中热固性树脂的应用最为广泛，主要包括环氧树脂、双马树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂和氰酸酯树脂。
目前制备纤维增强复合材料的工艺主要有热压罐工艺、RTM工艺、模压工艺、缠绕工艺、VARI工艺和RIFI工艺。
军事和航空航天领域采用较多的是热压罐工艺，该工艺的优点是制备复合材料制件的可操作性比较强，复合材料制件的质量比较高，孔隙率比较低；缺点是生产效率低、成本高。该工艺使用的中间材料是预浸料，它是用树脂基体在严格控制条件下浸渍连续纤维和织物，制成树脂基体与增强体的组合物。将预浸料按照结构设计的要求铺贴在预先定制的模具上面，制件的厚度不同，铺贴的层数也不相同。在铺贴过程中，不可避免地造成预浸料层与层之间存在气泡，这时需要对整个铺贴制件进行压实，其目的是排除层与层之间的气泡，提高制件的质量，通常选择每铺贴4-6层预浸料进行一次压实，目前采用的压实方法是先用密封胶将制件的四周密封，如图1所示，然后在制件的表面上依次放有脱模布、隔离膜、透气毡，再用真空袋封起来，抽真空，靠大气压进行压实，压实的真空度要求在-0.85MPa以上，目前采用该预压实方法影响生产效率。
第一，由于密封胶的粘性比较大，且真空袋容易破损，所以进行一次预压实之后很难重复使用。第二，通常使用的预浸料的单层厚度范围为0.1mm-0.3mm，对于大面积的厚制件而言，铺贴的层数比较多，压实的次数也很多，这样就会导致大部分的时间都用在预压实上面，每一次预压实都需要重新打真空袋，如此很大程度上降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的复合材料制备过程中的预压实方法，用来替代真空袋预压实方法，避免使用无密封胶带或胶条，真空度达到-0.85MPa以下，操作简单且可以重复使用。该方法适用于制造小曲率的制件，尤其是适用于机翼蒙皮类大型制件。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种复合材料制备过程中的预压实方法，使用比重1.30、扯断力6MPa、伸长率600%、硬度65°±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉硅橡胶板，高抗撕拉硅橡胶板的整个尺寸要大于复合材料制件尺寸，硅橡胶板的边缘直接与模具表面接触，不需要添加密封胶带或者密封胶条；在硅橡胶板尺寸不足时，进行拼接；
在硅橡胶板的两端分别连接好真空度表和抽真空的管路，连接处保证绝对密封；通过真空度表可以实时监测真空度。
复合材料制件在模具上铺贴完毕后，按照辅助材料的摆放要求，依次放好脱模布、有孔隔离膜、透气毡，再将硅橡胶板放置在透气毡上面，表面平整，无褶皱，硅橡胶板的尺寸大于透气毡的尺寸；
打开真空管路，在强大的抽真空速度下，硅橡胶板与模具之间的空气被迅速抽走，硅橡胶板的边缘被紧紧地吸在模具上，随着抽真空的进行，硅橡胶板与模具之间的空间达到真空，从而达到了对复合材料制件预压实的目的。
进一步地，模具的表面粗糙度不超过Ra1.6。抽真空的速度足够大，短时间内硅橡胶板吸紧在模具上面。
进一步地，硅橡胶板采用平面型或曲面型硅橡胶板。
本发明的有益效果是：采用高抗撕拉硅橡胶板，可以完全替代预压实用的真空袋，无需密封胶带或胶条，操作简单，该硅橡胶板可以重复使用，节约成本，而且在压实的过程中可以检测预压实的真空度。对于机翼蒙皮类大型航空制件的预压实非常实用，提高工作效率，可以解决机翼蒙皮类大型航空制件的预压实问题，提高生产效率，降低成本。
附图说明
图1是采用密封真空袋的预压实方式。
图2是新型预压实用硅橡胶板组合，主要应用于平面型模具。
图3是新型预压实用硅橡胶板组合，主要应用于曲面型模具。
图中：1-模具，2-脱模布一，3-制件，4-脱模布二，5-隔离膜，6-透气毡，7-密封胶，8-真空接头，9-真空袋，10-硅橡胶板，11-真空度表，12-真空泵。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
图1是现有技术中采用密封真空袋9的预压实方式。图1中，采用的压实方法是先用密封胶7将制件3的四周密封，在制件3的表面下放脱模布一2，然后在制件3的表面上依次放有脱模布二4、隔离膜5、透气毡6，再用真空袋9封起来，通过真空袋9上的真空接头8连通真空泵12，进行抽真空，靠大气压进行压实，压实的真空度要求在-0.85MPa以上，采用这种预压实方法影响生产效率。
实施例一
在1200mm×2500mm的平面玻璃模具1上面铺贴6个预浸料层压板，尺寸大小为300mm×300mm，每铺贴6层预浸料进行一次预压实。
铺贴完毕后，在层压板的上面依次放有脱模布、有孔隔离膜5、透气毡6和制作好的预压实用硅橡胶板10，如图2所示，透气毡6要完全盖住隔离膜5，硅橡胶板10要完全盖住透气毡6；
此时打开真空泵12，轻轻按压硅橡胶板10的四周，以便更快地排尽内部的空气，从而达到吸紧的目的，通过真空度表11可以观察到实际的真空度为-0.97MPa，每次预压实的时间持续15min，铺贴完毕后对层压板进行固化，对固化后的板材进行无损检测，结果没有发现缺陷，与真空袋9预压实结果一致。
由此，采用高抗撕拉硅橡胶板10，可以完全替代预压实用的真空袋9，无需密封胶7带或胶条。
实施例二
与实施例一同样的做法，在小曲率的曲面上进行测试。选取的模具1是表面粗糙度为Ra1.6铝板，尺寸大小为600mm×1000mm，然后对其进行弯折，两端弯折的高度为150mm，使其具有一定的曲率，弯折的弧表面平整，在其上面铺贴400mm×800mm的预浸料20层，然后进行预压实，如图3所示。对预压实后的层压板进行固化，对固化后的板材进行无损检测，结果同样没有发现缺陷，与真空袋9预压实结果一致。
Claims (3)
1.一种复合材料制备过程中的预压实方法，其特征在于：
使用比重1.30、扯断力6MPa、伸长率600%、硬度65°±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉硅橡胶板，高抗撕拉硅橡胶板的整个尺寸要大于复合材料制件尺寸，在硅橡胶板尺寸不足时，进行拼接；
在硅橡胶板的两端分别连接好真空度表和抽真空的管路，连接处保证绝对密封；
复合材料制件在模具上铺贴完毕后，按照辅助材料的摆放要求，依次放好脱模布、有孔隔离膜、透气毡，再将硅橡胶板放置在透气毡上面，表面平整，无褶皱，硅橡胶板的尺寸大于透气毡的尺寸；
打开真空泵，硅橡胶板与模具之间的空气被迅速抽走，硅橡胶板的边缘被紧紧地吸在模具上，随着抽真空的进行，硅橡胶板与模具之间的空间达到真空，从而达到了对复合材料制件预压实的目的。
2.如权利要求1所述的复合材料制备过程中的预压实方法，其特征在于：模具的表面粗糙度不超过Ra1.6。
3.如权利要求1或2所述的复合材料制备过程中的预压实方法，其特征在于：硅橡胶板采用平面型或曲面型硅橡胶板。
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