CN104626608B - 一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺 - Google Patents
一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺，包括如下步骤：（1）模具的组合装配，（2）工艺铺层，（3）导流网、螺旋管的布设，（4）模具的密封（5）导流工序。本发明和现有技术相比具有如下优点：通过芳纶与碳纤维的混编铺层，使得箱体在保持轻量化的同时，韧性、冲击性能、强度、刚度等力学性能在综合性能上得到提高；埋板上的凹槽与小通孔，使得树脂在筋条能够更快的分散开；导流网、螺旋管的布设与导流工序使得树脂在铺层的横向与纵向上可以逐层次的浸透，铺层之间通过树脂连接的更加密实，空隙率降低；采用高强、低温固化的环氧树脂在低温下可以快速固化，成型时间降低，作业环境得到改善，精简了工艺流程，改善了作业环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种携行箱成型工艺，具体涉及一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺。
背景技术
目前小型制件的复合材料成型工艺用的最多的是手糊成型。
手糊成型：先将含有固化剂的树脂混合物涂刷在模具上，再将按要求裁剪好的纤维织物铺贴在上面，用工具压挤织物，排除气泡使浸胶均匀，再涂刷树脂混合物与铺第二层纤维，反复上述过程达到所需厚度。最后加热固化成型，脱模得到制品。
对于结构复杂的可搬移携行箱来说，存在的问题主要有如下几点：
1. 手糊工艺的缺陷：
a.纤维中树脂含量大，制品偏重，不符合轻量化要求；
b.纤维中的空隙率大，结构强度低，力学性能差；
c.铺层时混编布的轴向难以掌控，造成制件各处的承受力不同；
d.手糊时各层之间很容易留有空隙，各纤维层之间不紧实；
e.树脂固化时间长，工序繁琐，制作周期长；
f.半封闭的结构糊制时不易观察，费时费力；
g.手糊对工人技能要求高；
h.作业环境较差，对身体及周边环境危害较大。
2. 纤维增强材料的类型与材料比较单一，综合性能差。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种综合性能好、重量轻、制作工艺简单、成本低的轻型碳纤维携行箱整体成型工艺。
本发明的具体技术方案如下：
一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺，包括如下步骤：
（1）模具的组合装配
所述模具包括4块箱身模具和2块箱盖模具，将4块箱身模具合模成两端开口的箱体模具，箱体模具接缝内侧、外侧均采用胶带密封；
（2）工艺铺层
先在箱体模具的内侧壁依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；箱体四条棱角位置纤维层中预置埋板，埋板上开槽打孔；
箱体模具铺完后，将箱盖模具的表面清洁打蜡，自下而上依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；
（3）导流网、螺旋管的布设
在箱体模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱体模具内侧壁的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱体模具的两端开口处铺设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
在箱盖模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱盖模具内侧的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱盖模具内侧的四周设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
（4）模具的密封
用真空袋从箱体模具的开口处将箱体模具内侧包裹起来，箱体模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，接着开始导流树脂胶；
用真空袋从箱盖模具开口处将箱盖模具内侧整个包裹起来，箱盖模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，接着开始导流树脂胶；
（5）导流工序
通过箱体模具上的内进胶管将树脂胶导流至箱体模具内，直至内抽气管中的麻绳出现回胶现象时，结束导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱体；
然后通过箱盖模具上的内进胶管将树脂胶导流至箱盖模具上，直至内抽气管回胶时停止导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱盖；
轻型碳纤维箱体和轻型碳纤维箱盖通过围框结合在一起形成携行箱。
步骤（2）中，箱体四条棱角位置纤维层中预置40mm×40mm埋板，箱体四条棱角位置内侧面用芳纶碳纤维混编布加强。
步骤（1）中，将内扣式把手芯模固定在箱体模具内侧，内扣式把手芯模分为铝模和蜡模两部分，先放置黄色的蜡模，再放置铝模做出把手形状。蜡模在制件脱模后滞留在把手的内腔中，随后通过加热熔化的方法去除，先做黄色的蜡模，再放置铝模做出把手形状，形成箱体两侧的内扣式把手。本发明通过铝模和蜡模塑造出箱体上的内扣式把手，整体成型，相比后装，强度得到加强。
步骤（2）中，为了便于树脂胶贯通浸透，优选的槽宽为2-2.5mm，槽与槽之间的间距为2-2.5mm；孔直径为1-3mm，孔与孔之间的间距为9-11mm。
步骤（4）中， 均抽真空到-0.090 MPa、5min压力下降不超过10%时，开始导流树脂胶。
所述树脂胶可以采用本领域内常用的树脂胶，优选的所述树脂胶由上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML3564与上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML 3962按质量比为4:1组成。采用上述高强、低温固化的环氧树脂在低温下可以快速固化，成型时间降低，作业环境得到改善，精简了工艺流程，改善了作业环境。本发明和现有技术相比具有如下优点：
（1）通过芳纶与碳纤维的混编铺层，使得箱体在保持轻量化的同时，韧性、冲击性能、强度、刚度等力学性能在综合性能上得到提高；
（2）铺层的多轴向布设与棱角处的加强，进一步增强了箱体的整体性能；
（3）埋铁上的凹槽与小通孔，不仅使得树脂在筋条能够更快的分散开，而且在制件成型后可以通过螺丝固定减压阀，而不是铆接；
（4）导流网、螺旋管的布设与导流工序使得树脂在铺层的横向与纵向上可以逐层次的浸透，铺层之间通过树脂连接的更加密实，空隙率降低。
具体实施方式
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例中使用的树脂胶由上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML3564与上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML 3962按质量比为4:1组成。
实施例1
一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺，包括如下步骤：
（1）模具的组合装配
所述模具包括4块箱身模具和2块箱盖模具，将4块箱身模具合模成两端开口的箱体模具，箱体模具接缝内侧、外侧均采用胶带密封；
（2）工艺铺层
先在箱体模具的内侧壁依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；箱体四条棱角位置纤维层中预置埋板，埋板上开槽打孔；
箱体模具铺完后，将箱盖模具的表面清洁打蜡，自下而上依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；
（3）导流网、螺旋管的布设
在箱体模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱体模具内侧壁的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱体模具的两端开口处铺设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
在箱盖模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱盖模具内侧的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱盖模具内侧的四周设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
（4）模具的密封
用真空袋从箱体模具的开口处将箱体模具内侧包裹起来，箱体模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，抽真空到-0.090 MPa、5min压力下降不超过10%时，开始导流树脂胶；
用真空袋从箱盖模具开口处将箱盖模具内侧整个包裹起来，箱盖模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，抽真空到-0.090 MPa、5min压力下降不超过10%时，开始导流树脂胶；
（5）导流工序
将箱体模具上的内进胶管通过管道与树脂桶连接将树脂胶导流至箱体模具内，直至内抽气管中的麻绳出现回胶现象时，结束导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱体；
然后将箱盖模具上的内进胶管通过管道与树脂桶连接将树脂胶导流至箱盖模具上，直至内抽气管回胶时停止导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱盖；
轻型碳纤维箱体和轻型碳纤维箱盖通过围框结合在一起形成携行箱。
步骤（2）中，箱体四条棱角位置纤维层中预置40mm×40mm埋板，箱体四条棱角位置内侧面用芳纶碳纤维混编布加强。
步骤（1）中，将内扣式把手芯模固定在箱体模具内侧，内扣式把手芯模分为铝模和蜡模两部分，先放置黄色的蜡模，再放置铝模做出把手形状。
步骤（2）中，槽宽为2-2.5mm，槽与槽之间的间距为2-2.5mm；孔直径为1-3mm，孔与孔之间的间距为9-11mm。
Claims (6)
1.一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）模具的组合装配
所述模具包括4块箱身模具和2块箱盖模具，将4块箱身模具合模成两端开口的箱体模具，箱体模具接缝内侧、外侧均采用胶带密封；
（2）工艺铺层
先在箱体模具的内侧壁依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；箱体四条棱角位置纤维层中预置埋板，埋板上开槽打孔；
箱体模具铺完后，将箱盖模具的表面清洁打蜡，自下而上依次铺设±45°碳纤维、0/90°碳纤维、碳纤维-芳纶混编布、碳纤维-芳纶混编布、±45°碳纤维、0/90°碳纤维、脱模布；
（3）导流网、螺旋管的布设
在箱体模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱体模具内侧壁的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱体模具的两端开口处铺设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
在箱盖模具的脱模布上铺设一层导流网，在导流网上铺设内进胶管，所述内进胶管位于箱盖模具内侧的中间位置，内进胶管由导流网包裹螺旋管组成；在箱盖模具内侧的四周设内抽气管，内抽气管由麻绳缠绕螺旋管组成；
（4）模具的密封
用真空袋从箱体模具的开口处将箱体模具内侧包裹起来，箱体模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，接着开始导流树脂胶；
用真空袋从箱盖模具开口处将箱盖模具内侧整个包裹起来，箱盖模具上的内抽气管通过管道与真空泵相连，对连接处进行密封，然后进行抽真空，接着开始导流树脂胶；
（5）导流工序
通过箱体模具上的内进胶管将树脂胶导流至箱体模具内，直至内抽气管中的麻绳出现回胶现象时，结束导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱体；
然后通过箱盖模具上的内进胶管将树脂胶导流至箱盖模具上，直至内抽气管回胶时停止导流；然后于50℃下固化4-6小时，接着于80℃下固化8-12小时，冷却，脱模，得到轻型碳纤维箱盖；
轻型碳纤维箱体和轻型碳纤维箱盖通过围框结合在一起形成携行箱。
2.根据权利要求1所述的整体成型工艺，其特征在于步骤（2）中，箱体四条棱角位置纤维层中预置40mm×40mm埋板，箱体四条棱角位置内侧面用芳纶碳纤维混编布加强。
3.根据权利要求1所述的整体成型工艺，其特征在于步骤（1）中，将内扣式把手芯模固定在箱体模具内侧，内扣式把手芯模分为铝模和蜡模两部分，先放置黄色的蜡模，再放置铝模做出把手形状。
4.根据权利要求1所述的整体成型工艺，其特征在于步骤（2）中，槽宽为2-2.5mm，槽与槽之间的间距为2-2.5mm；孔直径为1-3mm，孔与孔之间的间距为9-11mm。
5.根据权利要求书1或2或3或4所述的整体成型工艺，其特征在于在步骤（4）中， 均抽真空到-0.090 MPa、5min压力下降不超过10%时，开始导流树脂胶。
6.根据权利要求1所述的整体成型工艺，其特征在于所述树脂胶由上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML3564与上海派信复合材料有限公司的NiroCell ML 3962按质量比为4:1组成。
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