CN104162996B - 碳纤维复合材料u型件的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种碳纤维复合材料U型件的制造工艺，将预浸料在平板上进行铺层，将平铺后的预浸料紧密包覆在凸形模具上；再将赋型后的预浸料和凸形模具整体嵌入凹形模具中；预压实后，将凸形模具抬出后，在预成型体上面覆盖辅助材料，一定压力下加热固化成型得到U型件制品。该工艺解决了开口宽度较小的U型件无法铺层的问题，并降低了各环节的难度系数，保证制品内外表面的平整度，解决了传统铺层工艺导致拐角区域容易产生缺陷的问题。为碳纤维复合材料结构件的制作开拓了新窗口。

Description

碳纤维复合材料U型件的制造工艺
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复合材料U型件的制造工艺。
背景技术
随着现代技术的迅猛发展，对材料提出了较高的要求，碳纤维复合材料制作的结构件具有高强度、高模量、轻量化的特点具有较好的应用前景。现有U型件主要使用金属材料，它存在重量大，耐腐蚀性能差、使用周期短等缺点。而碳纤维复合材料具有比强度和比模量高、制件力学性能优异、安全性高、可设计性和零部件一体化成型等特点广泛应用在各个领域，充分满足较高装配精度要求。
但因碳纤维复合材料在制造开口宽度较小U型件无法进行铺层，对工艺的选择有很大的局限性，而传统手工铺层又会造成U型件拐角区域架桥、厚度不均、压力不均等问题产生，导致在固化后产生富树脂和分层、空隙等缺陷，进而严重影响制件的可靠性和精度。
上述问题是在碳纤维复合材料U型件的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料U型件的制作工艺，该工艺能够实现开口宽度较小的碳纤维复合材料U型件的制作，并解决U型件制作过程中，因传统手工铺层的局限而造成拐角区域架桥、厚度不均、压力不均等问题，导致在固化后产生富树脂和分层、空隙等缺陷，进而严重影响其可靠性和精度。
本发明的技术解决方案是：
一种碳纤维复合材料U型件的制造工艺，
将碳纤维预浸料在光洁平板上进行铺层，在凸形模具铺层区域贴带胶脱模布，将平铺后的预浸料紧密包覆在带有脱模布的凸形模具上；
将赋型后的预浸料和凸形模具整体嵌入凹形模具中，通过凸形模具和凹形模具的配合，凸形模具支撑预浸料嵌入凹形模具，预压实后，将凸形模具抬出，形成预成型体；
在凹形模具上依次铺放预成型体、脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋，将凹形模具和预成型体真空袋密封抽真空，同时施加压力3bar-6bar，加热120℃-150℃固化成型，得到碳纤维复合材料U型件。
进一步地，所述预浸料采用碳纤维预浸料。
进一步地，所述铺层方式由平板模具、凸形模具和凹形模具相配合的方式进行，预成型体的内凹面与脱模布包覆后的凸形模具、预成型体的外凸面和凹形模具的尺寸均相吻合，采用外置真空袋进行抽真空。
进一步地，所述U型件的开口宽度在15mm到50mm范围内。
一种碳纤维复合材料U型件，由上述制造工艺制得。
本发明的有益效果是：该种碳纤维复合材料U型件制造工艺及所得U型件，相对于钢材U型件，具有质量轻，耐腐蚀等优点。同时解决了开口宽度较小的窄形U型件无法人工铺层的问题，为碳纤维复合材料提供了更宽的窗口。因开口宽度在15mm~50mm范围内的U型件手工铺层困难，而且预浸料难以铺实，在拐角区域出现架桥，分层和厚度不均等缺陷。该工艺能够制造15mm~50mm范围内的U型件，并且使U型件拐角区域架桥状况得到了明显改善，内外表面平整，尺寸精度提高，可以避免传统工艺的许多缺陷，扩大了U型件适用范围。并且该工艺使U型件的制作各环节难度系数降低，实用性强保证了产品质量的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例碳纤维复合材料U型件的凸形模具和凹形模具结构示意图；
图2碳纤维复合材料U型件组合模具的截面示意图；
图3是本发明实施例碳纤维复合材料U型件的制造工艺示意图；
其中：1-凸形模具，2-凹形模具，3-预成型体，4-脱模布，5-隔离膜，6-透气毡，7-真空袋。
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。
实施例
一种碳纤维复合材料U型件的制造工艺，将碳纤维预浸料在光洁平板，如玻璃、钢板平面等，上铺层，在凸形模具1铺层区域贴带胶脱模布4，然后将平板铺好的预成型体3贴覆在图中凸形模具1上，如图1、图2所示，凸形模具1比凹形模具2尺寸小，再将凸形模具1整体放入凹形模具2中预压实。然后将凸形模具1抬出，则完成U型件铺层制备预成型体3。
在凹形模具2上依次铺放预成型体3、脱模布4、隔离膜5、透气毡6、真空袋7这些辅助材料，如图3所示，采用外置真空袋7进行抽真空，同时施加压力3bar-6bar，加热120℃-150℃固化成型得到碳纤维复合材料U型件制品。
预成型体3的内凹面与脱模布4包覆后的凸形模具1、预成型体3的外凸面和凹形模具2的尺寸均相吻合。
一种碳纤维复合材料U型件制品，由上述制造工艺制得。
该种碳纤维复合材料U型件的制造工艺及所得U型件，相对于金属材料制造U型件具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点。但碳纤维复合材料U型铺层时，开口宽度在15mm~50mm范围内的U型件手工铺层困难，而且预浸料难以铺实，在拐角区域出现架桥，分层和厚度不均等缺陷。
该工艺设计能够制造出开口宽度15mm~50mm的U型件，解决了窄弯模具铺层难的问题。并且改善了传统铺层工艺的诸多缺陷，避免架桥，分层及厚度不均匀等问题的出现，减少U型制件生产时间，铺层工艺难度系数降低，保证制件内外表面质量等优点。
该种碳纤维复合材料U型件，包括碳纤维预浸料，能够保证U型制件具有更优的质量，使用寿命更长，利于使用。
除上述实施例外，本发明产品还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种碳纤维复合材料U型件的制造工艺，其特征在于：
将碳纤维预浸料在光洁平板上进行铺层，在凸形模具铺层区域贴带胶脱模布，将平铺后的预浸料紧密包覆在带有脱模布的凸形模具上；
将赋型后的预浸料和凸形模具整体嵌入凹形模具中，通过凸形模具和凹形模具的配合，凸形模具支撑预浸料嵌入凹形模具，预压实后，将凸形模具抬出，形成预成型体；
在凹形模具上依次铺放预成型体、脱模布、隔离膜、透气毡、真空袋，将凹形模具和预成型体真空袋密封抽真空，同时施加压力3bar-6bar，加热120℃-150℃固化成型，得到碳纤维复合材料U型件；所述U型件的开口宽度在15mm到50mm范围内。
2.如权利要求1所述碳纤维复合材料U型件的制造工艺，其特征在于：预成型体的内凹面与脱模布包覆后的凸形模具、预成型体的外凸面和凹形模具的尺寸均相吻合，采用外置真空袋进行抽真空。
3.一种碳纤维复合材料U型件，由权利要求1或2所述的制造工艺制得。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104385758A (zh) * 2014-12-03 2015-03-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种实用于u形复合材料蜂窝夹层制件蜂窝芯稳定化方法
CN105984154A (zh) * 2016-06-14 2016-10-05 沈阳飞机工业（集团）有限公司 一种u型梁类复合材料制件的成型方法
CN107584779A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 深圳光启高等理工研究院 复合材料制件的阴模成型方法
CN107627625B (zh) * 2016-07-18 2021-04-09 深圳光启高等理工研究院 复合材料制件的阴模成型方法
CN106346845B (zh) * 2016-08-23 2018-04-24 北京汽车集团有限公司 中通道加强板及其制备方法和车辆
CN106926481A (zh) * 2017-02-14 2017-07-07 江西昌河航空工业有限公司 一种长丝碳纤维构件的成型方法
CN107553933A (zh) * 2017-07-05 2018-01-09 江苏恒神股份有限公司 一种异面π型碳纤维复合材料接头成型方法
CN112123810B (zh) * 2020-07-23 2022-07-19 山西平阳重工机械有限责任公司 一种提高大厚度复合材料舵内部成型质量的工艺方法
CN113043502B (zh) * 2021-05-11 2023-01-17 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种w形舱段成型工装及方法
CN113386367A (zh) * 2021-05-27 2021-09-14 江苏弄潮儿复合材料有限公司 一种u形加固碳纤维板及其加工工艺
CN114571746A (zh) * 2022-02-23 2022-06-03 荆门劲驰汽车配件股份有限公司 采用热压法制备碳纤维零部件的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101370643A (zh) * 2005-12-30 2009-02-18 空客西班牙公司 具有u-型加强构件的复合面板的制备方法
CN102216057A (zh) * 2008-10-06 2011-10-12 空中巴士运作公司 一种凹形尤其截面为u型的复合材料件的制造方法及其实施装置
CN102765198A (zh) * 2012-07-13 2012-11-07 中国人民解放军国防科学技术大学 复合材料真空辅助模压成型系统及成型方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000038905A1 (en) * 1998-12-23 2000-07-06 Kingspan Research And Developments Limited Moulding process and apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101370643A (zh) * 2005-12-30 2009-02-18 空客西班牙公司 具有u-型加强构件的复合面板的制备方法
CN102216057A (zh) * 2008-10-06 2011-10-12 空中巴士运作公司 一种凹形尤其截面为u型的复合材料件的制造方法及其实施装置
CN102765198A (zh) * 2012-07-13 2012-11-07 中国人民解放军国防科学技术大学 复合材料真空辅助模压成型系统及成型方法

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