CN104589669A - 一种复合材料液体压力成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于树脂基复合材料液态成型技术,涉及一种复合材料液体压力成型的方法。在预定型体四周充满树脂,第一压力源及第二压力源先后通过树脂对预定型体持续加压至固化。本发明通过树脂对预定型体进行持续加压固化,成型的复合材料制件不但有与预浸料/热压罐技术成型的复合材料相当的高纤维体积含量,同时还具有与RTM技术成型的复合材料相同的高精度,扩大了液态成型技术成型复合材料的可适用范围,并显著提高了成型效率和降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明属于树脂基复合材料液态成型技术,涉及一种复合材料液体压力成型的方法。
背景技术
碳纤维增强树脂基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、便于大面积整体成形等独特的优点,已广泛应用于航空飞行器和发动机结构,成为航空装备的关键材料,其用量也已成为航空装备先进性的标志之一。
预浸料/热压罐技术成型的复合材料制件具有高纤维体积含量、高纤维一致性和高力学性能的特点,同时适用于绝大多数复合材料结构成型,因此是目前广泛应用于先进飞机复合材料结构上的成型工艺方法之一。但预浸料/热压罐技术采用的是单面模具成型方法,即成型复合材料制件的一个表面由模具支撑(贴模面),另一个表面采用真空袋或软模施加压力(贴袋面),因此成型的制件虽然纤维体积含量高,但制件的贴袋面的成型精度难以保证。
树脂转移模塑成型技术,简称RTM技术(Resin Transfer Molding)是近年来航空、航天等国防领域广泛应用的一种液态成型复合材料制造技术。其原理是在刚性模具型腔内铺放按性能和结构要求设计好的干态纤维预成型体,然后采用注射设备将低粘度树脂注入到闭合模腔内,使树脂与纤维充分浸润,最后按照树脂的工艺规范进行升温固化。由于采用的是高刚性的双面闭合模具,因此与传统的热压罐成型工艺相比,可以较好的解决预浸料/热压罐技术成型的复合材料制件贴袋面外形精度差和可重复性差等问题。但RTM成型技术的渗透效率和质量受多种材料特性和工艺参数的影响,如树脂粘度、注射压力、纤维预成型体渗透率以及模具结构形式等。随着对制件纤维体积含量要求的上升,对树脂粘度、注射压力和模具结构形式的要求也越来越高,虽然可以通过降低树脂粘度、改善模具结构形式、提高注射压力等方法来提高RTM技术的成型效率和零件的成型质量,但对于纤维体积含量大于55%的高性能复合材料结构件来说成型困难。
发明内容
本发明的目的是:针对传统复合材料预浸料/热压罐成型技术和RTM成型技术存在的不足,提出一种复合材料液体压力成型方法。
本发明的技术解决方案是,所述方法使用一种液体压力传递系统,所述系统包括上半模2、下半模5、预定型体3、密封胶条8、树脂10、树脂贮存罐30、树脂溢出罐80、树脂维压罐40、第一真空源70、第二真空源71、第一压力源60和第二压力源61,所述方法如下步骤:
1)将铺叠好的预定型体3放置在下半模5的模腔6中,预定型体3距离下半模5的模腔6四周边缘L1=2~100mm;
2)在下半模5的四周设置密封槽7,密封槽7中放置密封胶条8;
3)将上半模2与下半模5组合,并通过高强螺栓9拧紧,密闭压实下半模5的模腔6中的预定型体3,预定型体3的纤维体积含量范围在40%~63%之间;
4)在下半模5的进胶口11装上第一阀门21,在上半模2的出胶口12装上树脂维压罐40;
5)第一阀门21通过树脂管道50和树脂贮存罐30连接;第一树脂三通管道31一端连接树脂贮存罐30,另一端分别连接第二阀门22和第三阀门23;
6)第二阀门22通过第一压力管道51和第一压力源60连接;第三阀门23通过第一真空管道52和第一真空源70连接;
7)第二树脂三通管道32一端连接树脂维压罐40,另一端分别连接第四阀门24和第五阀门25;
8)第四阀门24通过第二压力管道53和第二压力源61连接;第五阀门25通过第二树脂管道54和树脂溢出罐80连接;树脂溢出罐80通过第二真空管道55和第二真空源71连接;
9)连接完毕后,第一阀门21、第二阀门22、第三阀门23、第四阀门24和第五阀门25均置于关闭状态;
10)根据所使用的树脂10的工艺要求,将上述连接完成后的系统升温至预设温度;
11)将树脂10倒入树脂贮存罐30中,打开第三阀门23和第一真空源70,抽真空脱泡30min~120min;脱泡结束后关闭第三阀门23和第一真空源70,并从系统拆除第一真空源70和第一真空管道52;
12)打开第五阀门25和第二真空源71,通过第二真空源71对密闭在模腔6中的预定型体3抽真空10~120min,然后关闭第二真空源71;
13)打开第一压力源60,调节第一压力源60的输出压力至0.1Mpa~1.5Mpa,然后依次打开第二阀门22和第一阀门21,树脂贮存罐30中的树脂10在压力的作用下开始进行转移;
14)当树脂溢出罐80开始有树脂10出现时,关闭第五阀门25,第一压力源60持续输出压力10~120min;保压结束后从系统拆除树脂溢出罐80、第二真空管道55和第二真空源71;
15)先后关闭第一阀门21、第二阀门22和第一压力源60;打开并调节第二压力源61,使第二压力源61持续输出压力0.1Mpa~1.5Mpa,然后打开第四阀门24;
16)将树脂贮存罐30、树脂管道50、第一树脂三通管道31、第二阀门22、第三阀门23、第一压力管道51和第一压力源60从系统中拆除;
17)按所使用的树脂10的工艺要求,将整个系统升温固化,固化过程中第二压力源61持续输出压力;
18)按所使用的树脂10的工艺要求,待整个系统固化完毕冷却后,关闭第二压力源61,依次将第二压力源61、第二压力管道53、第四阀门24、第五阀门25、第二树脂三通管道32和树脂维压罐40从系统中拆除;
19)拧开高强螺栓9,将上半模2与下半模5分离,取出固化后的复合材料零件。
预定型体3为干态纤维织物与预定型树脂的混合体。
预定型体3所使用的干态纤维织物为由玻璃纤维、碳纤维及凯夫拉纤维制成的各种单向带、平纹织物、缎纹织物、斜纹织物、帘子布、多层精编织物、2.5维织物或3维织物。
预定型体3所使用的预定型树脂包括各类型常温、中温、高温固化乙烯基、环氧、双马、聚酰亚胺、苯并噁嗪或氰酸脂树脂。
树脂贮存罐30中贮存的树脂10和预定型体3所使用的预定型树脂为同一类型树脂。
第一压力源60和第二压力源61为如下设备之一:
a、管道压缩空气源;
b、RTM注射机;
c、压缩气瓶。
7、根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:树脂贮存罐30、树脂溢出罐80、树脂维压罐40为耐压力树脂储存容器。
8、根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:树脂维压罐40的容量为0.5~10L。
本发明的优点和有益效果是:
复合材料液体压力成型技术,即LPM(Liquid Pressing Molding)成型技术,能够克服传统预浸料/热压罐成型技术成型的复合材料贴袋面成型精度不高和RTM成型技术成型高纤维体积含量的复合材料困难和成型效率低的缺点,本发明的优点和有益效果具体如下:
1、LPM成型技术采用的是刚性较好的闭合模具,制件表面均与刚性模具接触,成型后的复合材料制件的尺寸与模具型腔的尺寸一致,因此成型的复合材料制件的尺寸精度高;
2、LPM成型技术所使用的预定型体原材料的工艺性与预浸料的工艺性相似,具有良好的可铺贴性,便于铺贴复杂构型的结构件,解决了RTM工艺采用干态纤维织物难以制备复杂结构的预定型体的难题;
3、LPM成型技术所使用的预定型体中的纤维和树脂在成型前已通过设备混合并调整至最终所需的纤维体积含量,其可调整范围在40%~63%之间,其成型的复合材料的纤维体积含量可控范围大,并可制备与预浸料/热压罐技术相当的高纤维体积含量复合材料制件;
4、LPM成型技术在工艺过程中使用的树脂与预定型体采用的预定型树脂体系一致,具有相同的固化工艺,不会影响复合材料制件的物化性能;
5、LPM成型技术通过树脂快速充满预定型体四周的模具空腔区域对预定型体施压,而并不对预定型体的进行完全渗透,相比传统RTM技术,大大减少了树脂渗透时间,对于大型、高纤维含量或复杂构型的复合材料结构,成型效率提高更为显著;
6、LPM成型技术在树脂注射阶段,通过对树脂贮存罐里的树脂施加压力使树脂流动并充满整个系统的空腔;在零件固化阶段,通过对树脂维压罐里的树脂施加压力,在树脂的媒介作用下将压力传递至预定型体,从而实现了在固化阶段对预定型体施压的作用;LPM技术既能使用标准的RTM设备,也能使用简易的压缩空气源或压缩气瓶对制件施加压力,所使用的设备简单,制造成本低。
综上所述,本发明是一种新型高效的复合材料液体成型工艺技术,具有成型精度高、成型的复合材料的纤维体积含量与预浸料/热压罐成型水平相当、工艺适用性强、成型效率高、树脂要求低、成型设备简单和制造成本低的优点。
本发明的工作原理为:
LPM成型技术的原理是在刚性模具型腔内铺放按性能和结构要求设计好的LPM工艺专用预定型体,然后采用压力设备将专用树脂注入闭合模腔内预定型体四周的树脂快速流胶通道中,并通过调节出胶通道上施加压力装置的压力,对复合材料制件施加固化需要的压力,最后按照树脂的工艺规范进行升温固化的新型复合材料液体成型技术。
1、LPM成型技术所使用的预定型体3是包含预定型树脂和干态纤维织物的混合体;通过对制备预定型体3的预定型织物的纤维体积含量进行调整,从而实现对成型后的复合材料的纤维体积含量的调整;采用LPM成型技术成型的复合材料的纤维体积含量是通过调整预定型体3的纤维体积含量来实现的;
2、LPM技术采用的刚性模具的作用是将预定型体3压实到预定的理论厚度,并通过高尺寸精度的模腔6来保证成型复合材料的尺寸精度;
3、树脂贮存罐30是存储树脂10的耐压容器,同时也是对树脂10进行抽真空脱泡的耐压容器,在LPM技术的工艺实施中起到了提供树脂10的源头作用;树脂溢出罐80是进行工艺观察的可视耐压容器,在LPM技术的工艺实施中起到了观察整个系统的树脂10的充盈情况的作用,由于树脂溢出罐80在这个系统的末端,因此,只要树脂溢出罐80有树脂10溢出,表明模腔6的空腔区域和树脂维压罐40已完全充满树脂10;
4、第一真空源70的作用是对树脂贮存罐30中的树脂10进行真空脱泡;第二真空源71的作用是对模腔6、树脂维压罐40进行抽真空排气;在第一真空源70和第二真空源71的联合作用下,实现了对整个系统抽真空排气的功能;
5、预定型体3在模腔6四周的空腔是树脂10的快速通道,树脂10在第一压力源60的作用下快速充满整个模腔6和树脂维压罐40,第一压力源60通过树脂10实现了在注射过程中对预定型体3恒定施压;在固化过程中,第二压力源61通过充满树脂10的树脂维压罐40对模腔内的预定型体3施压,实现了对预定型体3的树脂固化的施压;树脂10在整个LPM工艺过程中起到了压力传递媒介的作用;通过控制第一压力源60、第二压力源61和树脂维压罐40达到了对LPM技术成型复合材料制件全程施压的效果;
附图说明
图1是本发明采用的系统剖视图;
图2是本发明采用的模具下半模示意图。
具体实施方式
所述方法使用一种液体压力传递系统,所述系统包括上半模2、下半模5、预定型体3、密封胶条8、树脂10、树脂贮存罐30、树脂溢出罐80、树脂维压罐40、第一真空源70、第二真空源71、第一压力源60和第二压力源61,所述方法如下步骤:
(1)将铺叠好的预定型体3放置在下半模5的模腔6中,预定型体3距离下半模5的模腔6四周边缘L1=2~100mm;
(2)在下半模5的四周设置密封槽7,密封槽7中放置密封胶条8;
(3)将上半模2与下半模5组合,并通过高强螺栓9拧紧,密闭压实下半模5的模腔6中的预定型体3,预定型体3的纤维体积含量范围在40%~63%之间;
(4)在下半模5的进胶口11装上第一阀门21,在上半模2的出胶口12装上树脂维压罐40;
(5)第一阀门21通过树脂管道50和树脂贮存罐30连接;第一树脂三通管道31一端连接树脂贮存罐30,另一端分别连接第二阀门22和第三阀门23;
(6)第二阀门22通过第一压力管道51和第一压力源60连接;第三阀门23通过第一真空管道52和第一真空源70连接;
(7)第二树脂三通管道32一端连接树脂维压罐40,另一端分别连接第四阀门24和第五阀门25;
(8)第四阀门24通过第二压力管道53和第二压力源61连接;第五阀门25通过第二树脂管道54和树脂溢出罐80连接;树脂溢出罐80通过第二真空管道55和第二真空源71连接;
(9)连接完毕后,第一阀门21、第二阀门22、第三阀门23、第四阀门24和第五阀门25均置于关闭状态;
(10)根据所使用的树脂10的工艺要求,将上述连接完成后的系统升温至预设温度;
(11)将树脂10倒入树脂贮存罐30中,打开第三阀门23和第一真空源70,抽真空脱泡30min~120min;脱泡结束后关闭第三阀门23和第一真空源70,并从系统拆除第一真空源70和第一真空管道52;
(12)打开第五阀门25和第二真空源71,通过第二真空源71对密闭在模腔6中的预定型体3抽真空10~120min,然后关闭第二真空源71;
(13)打开第一压力源60,调节第一压力源60的输出压力至0.1Mpa~1.5Mpa,然后依次打开第二阀门22和第一阀门21,树脂贮存罐30中的树脂10在压力的作用下开始进行转移;
(14)当树脂溢出罐80开始有树脂10出现时,关闭第五阀门25,第一压力源60持续输出压力10~120min;保压结束后从系统拆除树脂溢出罐80、第二真空管道55和第二真空源71;
(15)先后关闭第一阀门21、第二阀门22和第一压力源60;打开并调节第二压力源61,使第二压力源61持续输出压力0.1Mpa~1.5Mpa,然后打开第四阀门24;
(16)将树脂贮存罐30、树脂管道50、第一树脂三通管道31、第二阀门22、第三阀门23、第一压力管道51和第一压力源60从系统中拆除;
(17)按所使用的树脂10的工艺要求,将整个系统升温固化,固化过程中第二压力源61持续输出压力;
(18)按所使用的树脂10的工艺要求,待整个系统固化完毕冷却后,关闭第二压力源61,依次将第二压力源61、第二压力管道53、第四阀门24、第五阀门25、第二树脂三通管道32和树脂维压罐40从系统中拆除;
(19)拧开高强螺栓9,将上半模2与下半模5分离,取出固化后的复合材料零件。
预定型体3为干态纤维织物与预定型树脂的混合体。
预定型体3所使用的干态纤维织物为由玻璃纤维、碳纤维及凯夫拉纤维制成的各种单向带、平纹织物、缎纹织物、斜纹织物、帘子布、多层精编织物、2.5维织物或3维织物。
预定型体3所使用的预定型树脂包括各类型常温、中温、高温固化乙烯基、环氧、双马、聚酰亚胺、苯并噁嗪或氰酸脂树脂。
树脂贮存罐30中贮存的树脂10和预定型体3所使用的预定型树脂为同一类型树脂。
第一压力源60和第二压力源61为如下设备之一:
a、管道压缩空气源;
b、RTM注射机;
c、压缩气瓶。
树脂贮存罐30、树脂溢出罐80、树脂维压罐40为耐压力树脂储存容器。
树脂维压罐40的容量为0.5~10L。
实施例:
实施例1:
预定型织物3为复合材料层合板结构,材料体系为CF3031/BA9914LPM,材料的纤维体积含量为58%±3%;其中CF3031为山东威海拓展公司出品的规格为3K的T300级碳纤维织物,BA9914LPM树脂为中航复合材料有限责任公司为液体成型工艺研发的专用树脂,零件的外形尺寸为:500mm×500mm×3.65mm(长×宽×厚度),成型模具的模腔尺寸为:600mm×600mm×3.65mm(长×宽×厚度),设计要求零件厚度公差范围为±6%,纤维体积含量为58%±3%。系统布局如图1。
1、将铺叠好的预定型体3放置在下半模5的模腔6中间位置,预定型体3距离下半模5的模腔6四周边缘50mm;
2、在下半模5的密封槽7中放置密封胶条8;
3、将上半模2与下半模5组合,并通过高强螺栓9拧紧,密闭压实下半模5的模腔6中的预定型体3;
4、在下半模5的进胶口11装上第一阀门21,在上半模2的出胶口12装上树脂维压罐40;
5、第一阀门21通过树脂管道50和树脂贮存罐30连接;第一树脂三通管道31一端连接树脂贮存罐30,另一端分别连接第二阀门22和第三阀门23;
6、第二阀门22通过第一压力管道51和第一压力源60连接;第三阀门23通过第一真空管道52和第一真空源70连接;
7、第二树脂三通管道32一端连接树脂维压罐40,另一端分别连接第四阀门24和第五阀门25;
8、第四阀门24通过第二压力管道53和第二压力源61连接;第五阀门25通过第二树脂管道54和树脂溢出罐80连接;树脂溢出罐80通过第二真空管道55和第二真空源71连接;
9、连接完毕后,第一阀门21、第二阀门22、第三阀门23、第四阀门24和第五阀门25均置于关闭状态;
10、将上述连接完成后的系统升温至90±5℃;
11、将5kgQY8911-Ⅳ树脂倒入树脂贮存罐30中,打开第三阀门23和第一真空源70,抽真空脱泡60min;脱泡结束后关闭第三阀门23和第一真空源70,并从系统拆除第一真空源70和第一真空管道52;
12、打开第五阀门25和第二真空源71,通过第二真空源71对密闭在模腔6中的预定型体3抽真空60min,然后关闭第二真空源71;
13、打开第一压力源60,调节第一压力源60的输出压力至0.4Mpa,然后依次打开第二阀门22和第一阀门21,树脂贮存罐30中的QY8911-Ⅳ树脂在压力的作用下开始进行转移;
14、当树脂溢出罐80开始有QY8911-Ⅳ树脂出现时,关闭第五阀门25,第一压力源60持续输出压力120min;保压结束后从系统拆除树脂溢出罐80、第二真空管道55和第二真空源71;
15、先后关闭第一阀门21、第二阀门22和第一压力源60;打开并调节第二压力源61,使第二压力源61持续输出压力0.3Mpa,然后打开第四阀门24;
16、将树脂贮存罐30、树脂管道50、第一树脂三通管道31、第二阀门22、第三阀门23、第一压力管道51和第一压力源60从系统中拆除;
17、按所使用的QY8911-Ⅳ树脂的工艺要求,将整个系统升温固化,固化过程中第二压力源61持续输出压力;
18、按所使用的QY8911-Ⅳ树脂的工艺要求,待整个系统固化完毕冷却至60℃以下后,关闭第二压力源61,依次将第二压力源61、第二压力管道53、第四阀门24、第五阀门25、第二树脂三通管道32和树脂维压罐40从系统中拆除;
19、拧开高强螺栓9,将上半模2与下半模5分离,取出固化后的复合材料零件并送检。检测结果如下:
所得的产品外部光滑,采用测厚法得出零件纤维体积含量为58.3%,实测厚度公差2.9%,满足设计指标要求,复合材料层压板内部按照GJB1038.1A-2004《纤维增强复合材料无损检测方法第一部分超声波检验》的要求,经中航复合材料有限责任公司研制的MUT-1数字式复合材料超声检测仪器检测复合材料层压板无气孔、分层等缺陷,质量优良。
实施例2:
如实施例1所述进行,实施例2与实施例1的区别仅在于实施例2中的材料体系为T800/BA9918LPM,材料的纤维体积含量为60%±3%。其中T800为日本东丽公司出品的规格为12K的T800级碳纤维,BA9918LPM树脂为中航复合材料有限责任公司为液体成型工艺研发的专用树脂,零件的外形尺寸为1000mm×800mm×2.8mm(长×宽×厚度),模具的模腔尺寸为1200mm×1000mm×2.8mm(长×宽×厚度);设计要求零件厚度公差范围为±6%,纤维体积含量为60%±3%。系统布局如图1所示。
1、将铺叠好的预定型体3放置在下半模5的模腔6中间位置,预定型体3距离下半模5的模腔6四周边缘100mm;
2、在下半模5的密封槽7中放置密封胶条8;
3、将上半模2与下半模5组合,并通过高强螺栓9拧紧,密闭压实下半模5的模腔6中的预定型体3;
4、在下半模5的进胶口11装上第一阀门21,在上半模2的出胶口12装上树脂维压罐40;
5、第一阀门21通过树脂管道50和树脂贮存罐30连接;第一树脂三通管道31一端连接树脂贮存罐30,另一端分别连接第二阀门22和第三阀门23;
6、第二阀门22通过第一压力管道51和第一压力源60连接;第三阀门23通过第一真空管道52和第一真空源70连接;
7、第二树脂三通管道32一端连接树脂维压罐40,另一端分别连接第四阀门24和第五阀门25;
8、第四阀门24通过第二压力管道53和第二压力源61连接;第五阀门25通过第二树脂管道54和树脂溢出罐80连接;树脂溢出罐80通过第二真空管道55和第二真空源71连接;
9、连接完毕后,第一阀门21、第二阀门22、第三阀门23、第四阀门24和第五阀门25均置于关闭状态;
10、将上述连接完成后的系统升温至70±5℃;
11、将9kgBA9914树脂倒入树脂贮存罐30中,打开第三阀门23和第一真空源70,抽真空脱泡60min;脱泡结束后关闭第三阀门23和第一真空源70,并从系统拆除第一真空源70和第一真空管道52;
12、打开第五阀门25和第二真空源71,通过第二真空源71对密闭在模腔6中的预定型体3抽真空40min,然后关闭第二真空源71;
13、打开第一压力源60,调节第一压力源60的输出压力至0.3Mpa,然后依次打开第二阀门22和第一阀门21,树脂贮存罐30中的BA9914树脂在压力的作用下开始进行转移;
14、当树脂溢出罐80开始有BA9914树脂出现时,关闭第五阀门25,第一压力源60持续输出压力90min;保压结束后从系统拆除树脂溢出罐80、第二真空管道55和第二真空源71;
15、先后关闭第一阀门21、第二阀门22和第一压力源60;打开并调节第二压力源61,使第二压力源61持续输出压力0.2Mpa,然后打开第四阀门24;
16、将树脂贮存罐30、树脂管道50、第一树脂三通管道31、第二阀门22、第三阀门23、第一压力管道51和第一压力源60从系统中拆除;
17、按所使用的BA9914树脂的工艺要求,将整个系统升温固化,固化过程中第二压力源61持续输出压力;
18、按所使用的BA9914树脂的工艺要求,待整个系统固化完毕冷却至60℃以下后,关闭第二压力源61,依次将第二压力源61、第二压力管道53、第四阀门24、第五阀门25、第二树脂三通管道32和树脂维压罐40从系统中拆除;
19、拧开高强螺栓9,将上半模2与下半模5分离,取出固化后的复合材料零件并送检。检测结果如下:
所得的产品外部光滑,采用测厚法得出零件纤维体积含量为60.9%,实测厚度公差3.9%,满足设计指标要求,复合材料层压板内部按照GJB1038.1A-2004《纤维增强复合材料无损检测方法第一部分超声波检验》的要求,经中航复合材料有限责任公司研制的MUT-1数字式复合材料超声检测仪器检测复合材料层压板无气孔、分层等缺陷,质量优良。
Claims (8)
1.一种复合材料液体压力成型方法,其特征是,所述方法使用一种液体压力传递系统,所述系统包括上半模[2]、下半模[5]、预定型体[3]、密封胶条[8]、树脂[10]、树脂贮存罐[30]、树脂溢出罐[80]、树脂维压罐[40]、第一真空源[70]、第二真空源[71]、第一压力源[60]和第二压力源[61],所述方法如下步骤:
1)将铺叠好的预定型体[3]放置在下半模[5]的模腔[6]中,预定型体[3]距离下半模[5]的模腔[6]四周边缘L1=2~100mm;
2)在下半模[5]的四周设置密封槽[7],密封槽[7]中放置密封胶条[8];
3)将上半模[2]与下半模[5]组合,并通过高强螺栓[9]拧紧,密闭压实下半模[5]的模腔[6]中的预定型体[3],预定型体[3]的纤维体积含量范围在40%~63%之间;
4)在下半模[5]的进胶口[11]装上第一阀门[21],在上半模[2]的出胶口[12]装上树脂维压罐[40];
5)第一阀门[21]通过树脂管道[50]和树脂贮存罐[30]连接;第一树脂三通管道[31]一端连接树脂贮存罐[30],另一端分别连接第二阀门[22]和第三阀门[23];
6)第二阀门[22]通过第一压力管道[51]和第一压力源[60]连接;第三阀门[23]通过第一真空管道[52]和第一真空源[70]连接;
7)第二树脂三通管道[32]一端连接树脂维压罐[40],另一端分别连接第四阀门[24]和第五阀门[25];
8)第四阀门[24]通过第二压力管道[53]和第二压力源[61]连接;第五阀门[25]通过第二树脂管道[54]和树脂溢出罐[80]连接;树脂溢出罐[80]通过第二真空管道[55]和第二真空源[71]连接;
9)连接完毕后,第一阀门[21]、第二阀门[22]、第三阀门[23]、第四阀门[24]和第五阀门[25]均置于关闭状态;
10)根据所使用的树脂[10]的工艺要求,将上述连接完成后的系统升温至预设温度;
11)将树脂[10]倒入树脂贮存罐[30]中,打开第三阀门[23]和第一真空源[70],抽真空脱泡30min~120min;脱泡结束后关闭第三阀门[23]和第一真空源[70],并从系统拆除第一真空源[70]和第一真空管道[52];
12)打开第五阀门[25]和第二真空源[71],通过第二真空源[71]对密闭在模腔[6]中的预定型体[3]抽真空10~120min,然后关闭第二真空源[71];
13)打开第一压力源[60],调节第一压力源[60]的输出压力至0.1Mpa~1.5Mpa,然后依次打开第二阀门[22]和第一阀门[21],树脂贮存罐[30]中的树脂[10]在压力的作用下开始进行转移;
14)当树脂溢出罐[80]开始有树脂[10]出现时,关闭第五阀门[25],第一压力源[60]持续输出压力10~120min;保压结束后从系统拆除树脂溢出罐[80]、第二真空管道[55]和第二真空源[71];
15)先后关闭第一阀门[21]、第二阀门[22]和第一压力源[60];打开并调节第二压力源[61],使第二压力源[61]持续输出压力0.1Mpa~1.5Mpa,然后打开第四阀门[24];
16)将树脂贮存罐[30]、树脂管道[50]、第一树脂三通管道[31]、第二阀门[22]、第三阀门[23]、第一压力管道[51]和第一压力源[60]从系统中拆除;
17)按所使用的树脂[10]的工艺要求,将整个系统升温固化,固化过程中第二压力源[61]持续输出压力;
18)按所使用的树脂[10]的工艺要求,待整个系统固化完毕冷却后,关闭第二压力源[61],依次将第二压力源[61]、第二压力管道[53]、第四阀门[24]、第五阀门[25]、第二树脂三通管道[32]和树脂维压罐[40]从系统中拆除;
19)拧开高强螺栓[9],将上半模[2]与下半模[5]分离,取出固化后的复合材料零件。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:预定型体[3]为干态纤维织物与预定型树脂的混合体。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:预定型体[3]所使用的干态纤维织物为由玻璃纤维、碳纤维及凯夫拉纤维制成的各种单向带、平纹织物、缎纹织物、斜纹织物、帘子布、多层精编织物、2.5维织物或3维织物。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:预定型体[3]所使用的预定型树脂包括各类型常温、中温、高温固化乙烯基、环氧、双马、聚酰亚胺、苯并噁嗪或氰酸脂树脂。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:树脂贮存罐[30]中贮存的树脂[10]和预定型体[3]所使用的预定型树脂为同一类型树脂。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:第一压力源[60]和第二压力源[61]为如下设备之一:
a、管道压缩空气源;
b、RTM注射机;
c、压缩气瓶。
7.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:树脂贮存罐[30]、树脂溢出罐[80]、树脂维压罐[40]为耐压力树脂储存容器。
8.根据权利要求1所述的一种复合材料液体压力成型的方法,其特征在于:树脂维压罐[40]的容量为0.5~10L。
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