CN104309133A - 一种复合材料五面矩形舱体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料领域,尤其涉及一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,包括以下步骤:裁剪原材料纤维织物,并进行预处理;对用于五面矩形舱体成型的模具进行清洁处理;在模具内依次铺放外蒙皮、芯材、内蒙皮,制成预制件;在模具中依次铺放脱模系统、导流系统、注胶系统和密封系统;利用密封系统对模具内部进行抽空;将树脂与固化剂进行均匀混合后通过注胶系统注入模具内浸润预制件;对模具内的预制件依次进行常温固化和高温固化;用模具内的脱模系统对预制件进行脱模得到制备完成的五面矩形舱体。有益效果是:工艺方案简单,采用该制备方法制备出的复合材料的五面矩形舱体的密度低、强度高、耐腐蚀、耐冲击,适用性更好,经济效益更好。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域,尤其涉及一种复合材料五面矩形舱体的制备方法。
背景技术
近年来,复合材料制品凭借着自身优良的各项性能及独特的可设计性等优势,迅速扩展到各行各业,复合材料在汽车领域也应用较广。若用传统的金属材料制造车辆的五面矩形舱体,车辆的车体存在重量大、车体载重小、耐腐蚀性差、密封性能差等缺点。目前车辆车体的五面矩形舱体的轻量化、智能化等技术要求的不断提高,需要将复合材料应用于大型五面矩形舱体的制造上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,克服了传统金属材料矩形舱体制备步骤复杂、操作不便以及制备出的矩形舱体重量大、荷重比低、密封性能差、耐腐蚀性差的缺点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,包括以下步骤:
1)裁剪出符合需要制备的五面矩形舱体的形状尺寸的纤维织物,并对所述纤维织物进行预处理;
2)对用于五面矩形舱体成型的模具进行清洁处理;
3)在模具内依次铺放外蒙皮、芯材、内蒙皮,制成预制件,所述外蒙皮、所述内蒙皮均采用步骤1)中预处理后的所述纤维织物;
4)完成预制件制作后,依次在模具中铺放脱模系统、导流系统、注胶系统和密封系统。
5)利用模具内的密封系统对模具内部进行抽空;
6)将树脂与固化剂进行均匀混合后通过注胶系统注入模具内浸润预制件;
7)对模具内的加工后的预制件依次进行常温固化和高温固化;
8)用模具内的脱模系统对预制件进行脱模得到制备完成的五面矩形舱体。
本发明的有益效果是:工艺方案简单,采用该制备方法制备出的复合材料的五面矩形舱体的密度低、强度高、耐腐蚀、耐冲击,适用性更好,经济效益更好。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,在所述步骤1)中,所述纤维织物为碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物、三维纤维编织物中的一种或几种的混合。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用列举出的纤维织物的性能较好,可以提高制备出的矩形舱体的性能。
进一步,在所述步骤1)中,所述预处理的步骤为:将纤维织物放置于105℃的烘箱中,进行保温2小时。
采用上述进一步方案的有益效果是:进行预处理可以去除纤维织物的定型剂和水分,有利于纤维织物的后期成型。
进一步,在所述步骤2)中,所述清洁处理的步骤为:用清洗剂清洗除去模具上的杂物,并用腻子涂覆填充模具内表面的凹陷处直至模具内表面平整光滑无杂物,凹陷处涂覆完成后再向模具内表面均匀涂覆脱模介质,其中,脱模介质涂覆2~4次,每一次完成脱模介质的涂覆后,等待自然晾干之后再进行下一次涂覆。
采用上述进一步方案的有益效果是:使得模具内部表面光滑平整,提高成型效果,同时涂覆脱模介质降低了后续脱模步骤的难度。
进一步,在所述步骤3)中,所述外蒙皮平整紧贴模具的内表面。
采用上述进一步方案的有益效果是:外蒙皮紧平整紧贴模具可以使得制备出的舱体表面平整光滑。
进一步,所述外蒙皮、所述内蒙皮的厚度为1~2mm,所述芯材采用泡沫或者蜂窝或者轻木材料制成。
采用上述进一步方案的有益效果是:合适的厚度制备工艺易于控制,同时也可满足性能要求,采用泡沫或者蜂窝或者轻木材料制备出的夹芯结构的复合材料具有轻量化、高性能的优点。
进一步,所述导流系统中设有多个导流网,各个所述导流网之间的拼接处的搭接尺寸小于3cm。
采用上述进一步方案的有益效果是:导流网用于注胶过程中的导流,有利于将注胶过程中需要注入的物质引入到指定的位置。
进一步,在所述步骤4)中,所述注胶系统中设有多个注胶座,各个所述注胶座之间的间距大于50cm。
采用上述进一步方案的有益效果是:注胶座之间采用恰当的距离有利于注胶的操作。
进一步,在所述步骤5)中,所述密封系统采用密封胶条将模具与真空袋紧密粘接,抽空之后模具内部的真空度达到-0.95Mpa,真空度保持15分钟后模具内部压力不低于-0.75Mpa。
采用上述进一步方案的有益效果是:保持一定内部压力可以利用真空负压将需要添加的物质注入到模具内。
进一步,在所述步骤7)中,所述常温固化的温度为15~35℃,所述高温固化的温度为60~180℃。
采用上述进一步方案的有益效果是:加快五面矩形舱体的成型速度,提高五面矩形舱体的性能。
附图说明
图1为本发明一种复合材料五面矩形舱体的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明的简要步骤为:前期准备原材料,清洁模具,铺放材料制成预制件,铺放模具内的工序系统,抽空模具内的气体,注入树脂和固化剂,固化处理,脱模。
具体包括以下步骤:1)裁剪出符合需要制备的五面矩形舱体的形状尺寸的纤维织物,并对所述纤维织物进行预处理;2)对用于五面矩形舱体成型的模具进行清洁处理;3)在模具内依次铺放外蒙皮、芯材、内蒙皮,制成预制件,所述外蒙皮、所述内蒙皮均采用步骤1)中预处理后的所述纤维织物;4)完成预制件制作后,依次在模具中铺放脱模系统、导流系统、注胶系统和密封系统。5)利用模具内的密封系统对模具内部进行抽空;6)将树脂与固化剂进行均匀混合后通过注胶系统注入模具内浸润预制件;7)对模具内的加工后的预制件依次进行常温固化和高温固化;8)用模具内的脱模系统对预制件进行脱模得到制备完成的五面矩形舱体。
上述各个步骤的具体操作如下:
在步骤1)中,纤维织物的尺寸根据五面矩形舱体的造型和尺寸大小进行裁剪。纤维织物为碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物、三维纤维编织物中的一种或几种的混合,优选方案为选择其中的一种纤维织物。在步骤1)中,预处理的步骤为:将纤维织物放置于105℃的烘箱中,进行保温2小时。将纤维织物放入到烘箱中保温是为了除去纤维织物上的定型剂和水分,除去定型剂有利于纤维织物进行后续定型加工。
在步骤2)中,清洁处理的步骤为:用清洗剂清洗除去模具上的杂物,并用腻子涂覆填充模具内表面的凹陷处直至模具内表面平整光滑无杂物,凹陷处涂覆完成后再向模具内表面均匀涂覆脱模介质,其中,脱模介质的涂覆2~4次,每一次完成脱模介质的涂覆后,等待自然晾干之后再进行下一次涂覆。用于成型的模具内表面要保持光滑、平整、无杂物,成型出的五面矩形舱体才能光滑平整,满足质量要求。
在所述步骤3)中,外蒙皮平整紧贴模具的内表面,所述外蒙皮、内蒙皮均采用所述步骤1)中进行预处理之后的纤维织物,即内蒙皮、外蒙皮可以采用以下高性能的纤维织物如:碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物、三维纤维编织物中的一种或几种的混合。在铺放外蒙皮、芯材、内蒙皮的过程中要保持外蒙皮紧贴模具,同时内蒙皮要保持平整,避免褶皱、架桥等现象。外蒙皮、内蒙皮的厚度为1~2mm,芯材采用泡沫或者蜂窝或者轻木材料制成,采用泡沫、蜂窝、轻木材料作为芯材的原材料,泡沫可以采用PVC泡沫板,制备出来的复合材料具有轻量化、高性能的优点。
在步骤4)中,导流系统中设有多个导流网,各个导流网之间的拼接处的搭接尺寸小于3cm。导流系统的铺设位置以及尺寸,根据产品的结构尺寸进行设定,导流网可采用菱形导流网,导流系统中采用的导流管可以为螺旋PE管。
在步骤4)中,注胶系统中设有多个注胶座,各个注胶座之间的间距大于50cm。注胶系统的布局、注胶座的位置需要根据产品的结构尺寸进行定制,但注胶座之间的距离要保持不低于50cm。注胶系统中的注胶座可以采用支架式注胶座,注胶管采用PP材质制成的注胶管。注胶的顺序由里向外、由上至下,注胶的时间不宜过长,避免树脂固化影响注胶速度。
在步骤5)中,密封系统采用密封胶条将模具与真空袋紧密粘接,抽空之后模具内部的真空度有较高的要求并能保持一定时间。抽空之后模具内部的真空度需要达到-0.95Mpa,真空度保持15分钟后模具内部压力不低于-0.75Mpa。真空袋使用前可以根据产品的结构特点进行预粘接,保证真空袋的密封性,真空袋可选用由PE材料制成的。
在步骤7)中,所述常温固化的温度为15~35℃,所述高温固化的温度为60~180℃。最后用模具内的脱模系统对预制件进行脱模得到制备完成的五面矩形舱体。在脱模系统中需要铺放脱模布,铺放的脱模布可采用由尼龙布制成的脱模布。
采用本发明的制备方法制备出复合材料五面矩形舱体具有有轻量化、高强度、耐腐蚀、耐冲击、耐环境适应性强、可设计性强等优点。所制备的复合材料五面矩形舱体为一体化成型,具有良好的密闭性和整体性,性能大幅提高,成型时间短,后期加工工序少,整舱重量大幅降低,降低了运输能耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)裁剪出符合需要制备的五面矩形舱体的形状尺寸的纤维织物,并对所述纤维织物进行预处理;
2)对用于五面矩形舱体成型的模具进行清洁处理;
3)在模具内依次铺放外蒙皮、芯材、内蒙皮,制成预制件,所述外蒙皮、所述内蒙皮均采用步骤1)中预处理后的所述纤维织物;
4)完成预制件制作后,依次在模具中铺放脱模系统、导流系统、注胶系统和密封系统;
5)利用模具内的密封系统对模具内部进行抽空;
6)将树脂与固化剂进行均匀混合后通过注胶系统注入模具内浸润预制件;
7)对模具内的加工后的预制件依次进行常温固化和高温固化;
8)用模具内的脱模系统对预制件进行脱模得到制备完成的五面矩形舱体。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)中,所述纤维织物为碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物、三维纤维编织物中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)中,所述预处理的步骤为:将纤维织物放置于105℃的烘箱中,进行保温2小时。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤2)中,所述清洁处理的步骤为:用清洗剂清洗除去模具上的杂物,并用腻子涂覆填充模具内表面的凹陷处直至模具内表面平整光滑无杂物,凹陷处涂覆完成后再向模具内表面均匀涂覆脱模介质,其中,脱模介质涂覆2~4次,每一次完成脱模介质的涂覆后,等待自然晾干之后再进行下一次涂覆。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤3)中,所述外蒙皮平整紧贴模具的内表面。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,所述外蒙皮、所述内蒙皮的厚度为1~2mm,所述芯材采用泡沫或者蜂窝或者轻木材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤4)中,所述导流系统中设有多个导流网,各个所述导流网之间的拼接处的搭接尺寸小于3cm。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤4)中,所述注胶系统中设有多个注胶座,各个所述注胶座之间的间距大于50cm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤5)中,所述密封系统采用密封胶条将模具与真空袋紧密粘接,抽空之后模具内部的真空度达到-0.95Mpa,真空度保持15分钟后模具内部压力不低于-0.75Mpa。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种复合材料五面矩形舱体的制备方法,其特征在于,在所述步骤7)中,所述常温固化的温度为15~35℃,所述高温固化的温度为60~180℃。
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