CN104057622A - 碳纤维复合材料两段式成型工艺 - Google Patents

碳纤维复合材料两段式成型工艺 Download PDF

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    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，其具体步骤为：碳纤维渍树脂形成纱片；将纱片进行贴片层压预型；将预型制品置于模具中加压低温成型排出气泡；再进行加压高温成型固化；开模形成所需碳纤维复合材料制品。本发明通过采用两段温度切换的模具对碳纤维复合材料进行分段热固成型，第一段的低温阶段，保证复材的物性成型，在并未达到完全硬化的同时可使制品中的气泡有效排出，而且令溶剂充分挥发；而第二段的高温阶段保证复材的有效固化。如此形成的碳纤维复合材制品中无气泡，保证纤维的紧密性，有效保证制品的成型强度及成型质量。

Description

碳纤维复合材料两段式成型工艺
技术领域
本发明是关于一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，属于材料技术领域。
背景技术
随着科技的不断进步，碳纤维复合材料已不局限于航空航天的使用，各种碳纤维复合材料制品也进入了平常人的生活中，小到羽毛球拍大到汽车无处不见到碳纤维复合材料的身影。碳纤维复合材料的强度高于铜，自身重量却小于铝，与玻璃纤维相比，碳纤维还具有高强度、高模量的特点，是非常优透的增强型材料，可以做为新型的非金属材料进行应用。
目前碳纤维复合材料制品的制作，主要是将碳纤维编织成网后浸渍树脂形成纱片，针对制品的需求进行贴纱预型，之后置于模具中进行加压加温热固定型。现有碳纤维复合材料在热固成型时，模具中的温度是设定为成型温度，浸渍树脂的纱片一下到达成型温度后，其中的气泡无法完全排出，滞留于制品中，会影响纤维的紧密度，进而影响制品的强度。如果对模具进行渐近加热的方式却无法达到碳纤维复合材料的成型要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，其可以有效提高碳纤维复合材料制品的成型质量，保证制品的成型强度。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，其具体步骤为：
步骤1、碳纤维渍树脂形成纱片；
步骤2、将纱片进行贴片层压预型；
步骤3、将预型制品置于模具中加压进行低温成型排出气泡；
步骤4、之后再加压进行高温固化成型；
步骤5、开模形成所需碳纤维复合材料制品。
所述步骤3中的低温温度设定为70-130℃，时间为15-30min，压力为10-30kg/cm2。
所述步骤4中的高温温度设定为100-180℃，时间为30min-1h，压力为10-30kg/cm。
采用上述方案后，本发明通过采用两段温度切换的模具对碳纤维复合材料进行分段热固成型，第一段的低温阶段，树脂可均匀流动分布，并且在此时间段内树脂没有硬化，碳纤维制品通过气压充气可充分延伸并与模具紧密贴合，并将碳纤维预制品层间空气挤压排出，而且令溶剂充分挥发；而第二段的高温阶段树脂开始硬化，保证复材的有效固化。如此形成的碳纤维复合材制品中无气泡，保证纤维的紧密性，有效保证制品的成型强度及成型质量。
具体实施方式
本发明揭示了一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，其具体步骤为：
步骤1、碳纤维浸渍树脂形成纱片；
步骤2、将纱片进行贴片层压预型；
步骤3、将预型制品置于模具中加压进行低温成型排出气泡；低温温度设定为70-130℃，时间为15-30min，压力为10-30kg/cm2，树脂可均匀流动分布，并且在此时间段内树脂没有硬化，碳纤维制品通过气压充气可充分延伸并与模具紧密贴合，并将碳纤维预制品层间空气挤压排出，而且令溶剂充分挥发；
步骤4、之后再加压进行高温固化成型；高温温度设定为100-180℃，时间为30min-1h，压力为10-30kg/cm2，高温阶段树脂开始硬化，保证复材的有效固化；
步骤5、开模形成所需碳纤维复合材料制品。
其中第一段温度与第二段温度依具体树脂设定有所不同，具体见下表：
综上，本发明通过采用两段温度切换的模具对碳纤维复合材料进行分段热固成型，可使制品中的气泡有效排出，保证纤维的紧密性，有效保证制品的成型强度及成型质量。

Claims (3)

1.一种碳纤维复合材料两段式成型工艺，其具体步骤为：
步骤1、碳纤维渍树脂形成纱片；
步骤2、将纱片进行贴片层压预型；
步骤3、将预型制品置于模具中加压进行低温成型排出气泡；
步骤4、之后再加压进行高温固化成型；
步骤5、开模形成所需碳纤维复合材料制品。
2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料两段式成型工艺，其特征在于：所述步骤3中的低温温度设定为70-130℃，时间为15-30min，压力为10-30kg/cm2。
3.如权利要求1所述的碳纤维复合材料两段式成型工艺，其特征在于：所述步骤4中的高温温度设定为100-180℃，时间为30min-1h，压力为10-30kg/cm2。
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