CN106273550B - 一种rfi成型树脂膜封装和气路设置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于树脂基复合材料液体成型技术，涉及一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法。本发明是针对改进后的RFI工艺的一种气路设置和树脂膜封装方式。本方法按壁板所需树脂渗透的区域采用导胶材料、密封条、隔离膜将树脂膜封装在壁板内侧模具表面。通过在壁板预成型体与模具间设置气路引导树脂由上向下渗透，实现树脂对预成型体的完全浸润，避免干斑产生。本方法可以使壁板预成型体与模具组装时达到良好的配合，避免树脂铺放、树脂转移过程中树脂流动造成的壁板预成型体纤维变形，在保证壁板内、外型面质量的前提下实现树脂对预成型体的完全浸润。

Description

一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法
技术领域
本发明属于树脂基复合材料液体成型技术，涉及一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法。
背景技术
复合材料的树脂膜渗透(Resin Film Infusion，简称RFI)成型技术是是采用干态纤维制备纤维预成形体，在模具组装过程中将树脂膜和干态纤维预成型体封装在一起，升温过程中树脂熔融，在真空、压力作用下，树脂流动完成对预成型体纤维的浸润，升温固化得到复合材料制件。树脂膜的封装和气路设置是RFI工艺过程的关键环节。
传统的复合材料的树脂膜渗透成型方法是将所需树脂制备成树脂膜置于预成型体与模具之间的模腔底层，用密封条、胶带将树脂膜与预成型体周边密封，避免周边漏胶。而气路则设置在预成型体上方，通过预成型体上方设置的气路牵引树脂在温度、真空和压力作用下由下至上渗透到预成型体内的纤维中去。此种渗透方法，由于树脂膜是放在底层的模具与预成型体之间，影响壁板的外表面质量。
发明内容
本发明的目的是，提供一种改进的树脂膜渗透成型的树脂膜封装和气路设置方法，实现树脂对预成型体的完全浸润，避免树脂堆积，满足高质量复合材料构件内外型面较高的表面质量和精度要求。
本发明的技术解决方案：预成型体为加筋壁板类，模具包括内侧模具、外形模具，工艺步骤为：
(a)树脂膜铺放区域按预成型体的干纤维区域的轮廓选取，树脂膜铺放区域边缘距离干纤维区域的轮廓边缘线向内偏移不超过5mm，向外偏移不超过30mm；
(b)在内侧模具对应树脂膜铺放区域打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距5mm～25mm；
(c)在外形模具上铺放透气材料作为气路，气路铺放方式为在预成型体和外形模具接触区全面积铺放透气材料或在预成型体和外形模具接触区周边铺放透气材料，透气材料的周边尺寸比预成型体单边增加60mm以上，当采用局部铺放的方式时，透气材料铺放在预成型体理论边缘线外并与预成型体搭接5mm以上；
(d)将预成型体在外形模具上定位并组装内侧模具；
(e)在内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条；
(f)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸，但要覆盖打孔区域；
(g)在型腔中铺放树脂膜，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域；
(h)用真空薄膜或其他不透气的隔离材料密封树脂膜铺放区域；
(i)采用无孔隔离膜覆盖零件周边；
(j)铺放辅助材料与预成型体周边的透气材料搭接形成气路，封装。
所述的在壁板与模具间全面积铺放透气材料作为气路，适用于平面或透气材料可展开不出现皱褶的小曲度型面的壁板，透气材料选择厚度小于0.5mm并不影响型面平整度的材料。
所述的在壁板与模具间周边局部铺放透气材料作为气路，适用于平面壁板、透气材料可展开并且不出现皱褶的小曲度壁板、透气材料不可展开或出现皱褶的大曲度壁板及型面带下陷区的壁板，透气材料选择可以是聚四氟乙烯布、EW100或EW200玻璃布，也可以是透气毡。
所述的在壁板内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条，密封条内边缘按树脂膜铺放区边缘向外偏移0mm～5mm。
所述的在密封条形成的型腔内铺放导胶材料，导胶材料为聚四氟乙烯布、EW100、EW200玻璃布、吸胶毡或导流网，当采用聚四氟乙烯布时，为1-3层，当用玻璃布、吸胶毡或导流网是，为1层。
所述的采用无孔隔离膜覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比零件边缘单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
本发明的优点
(1)树脂膜封装于壁板预成型体内侧模具外表面，不仅保证壁板外表面质量，同时保证壁板内表面质量。
(2)在树脂膜铺放区域密封条形成的型腔内铺放导胶材料，使树脂能够均匀流动，避免树脂残留堆积,并且使铺放的树脂量以及零件的树脂量可控。
(3)通过在预成型体下部设置气路引导树脂由上向下渗透，在保证零件外表面质量的同时可以实现树脂对预成型体的浸润，避免干斑产生。
(4)通过全面积或周边局部采用透气材料作为气路的方式，可以满足平面、曲度壁板、带下陷壁板结构的RFI成型树脂流动要求，同时可以保证壁板外型面的平整度。
附图说明
图1帽型加筋壁板典型结构
图2帽型加筋树脂膜封装及气路设置示意图
图3“T”型加筋壁板典型结构
图4“T”型加筋树脂膜封装及气路设置示意图
图5带下陷壁板示意图
图6带下陷壁板树脂膜封装及气路设置示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
树脂膜封装在壁板内侧模具的外表面，在预成型体下部周边设置气路引导树脂由上向下渗透实现树脂对预成型体的完全浸润，壁板预成型体和模具组装及在树脂转移过程中壁板外型面可以紧贴外形模具型面，从而保证壁板外型面质量。具体方法如下：
(a)树脂膜铺放区域按预成型体需进行树脂渗透的干纤维区域的轮廓边缘线选取，距离轮廓边缘线向内偏移允许不超过5mm，向外偏移允许不超过30mm。
(b)在内侧模具对应树脂膜铺放区域打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距5mm～25mm。模具准备完成后和预成型体组装。
(c)在预成型体外型面和外形模具间设计气路，有两种方式：
全面积铺放透气材料作为气路，即在壁板与外形模具间全面积铺放透气材料，适用于平面或小曲度(透气材料可展开不出现皱褶)型面的壁板，透气材料选择较薄的不影响型面平整度的材料，如聚四氟乙烯布、EW100或EW200玻璃布。
周边局部铺放透气材料作为气路，即在壁板与外形模具间周边局部铺放透气材料，适用于平面、小曲度、大曲度及型面带下陷区的多种壁板，透气材料选择可以是较薄的材料，也可以较厚的材料，如聚四氟乙烯布、EW100或EW200玻璃布，也可以是透气毡等。
(d)在外形模具上按所设计的气路方式铺放透气材料，不管是全面积铺放还是周边局部铺放的方式，透气材料的周边尺寸均要比预成型体单边增加60mm以上，对于局部铺放的方式透气材料要铺放在预成型体理论边缘线外并与预成型体搭接5mm以上。
(e)壁板预成型体在外形模具上定位并组装内侧模具。
(f)在内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条，密封条内边缘按树脂膜铺放区边缘向外偏移0mm～5mm。对于加筋凸缘区，要求密封条粘贴在凸缘与腹板形成的拐角区域，避免封装后在R角出现架桥。
(g)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域。导胶材料优选聚四氟乙烯布，也可以采用EW100、EW200玻璃布、吸胶毡或导流网等，聚四氟乙烯布可采用1-3层，玻璃布、吸胶毡或导流网可采用1层。
(h)在型腔中铺放树脂膜，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域。
(i)用真空薄膜或其他不透气的隔离材料密封树脂膜铺放区域。
(j)采用无孔隔离膜如A4000、真空薄膜覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比预成型体单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
(k)铺放辅助材料与预成型体周边的透气材料搭接形成气路，封装。
实施例1：图2所示带有帽型加筋的壁板结构，帽型筋和蒙皮通过RFI工艺进行整体成型。对于该结构的成型在帽型筋凸缘区域需要进行树脂渗透,为实现树脂渗透并保证壁板的外型面质量，采用了本方案提出的树脂膜封装方法和气路设置方法，具体如下：
(a)预成型体1需进行树脂渗透的干纤维区域为帽型筋凸缘区及根部R角区域，树脂膜铺放区域按帽型筋凸缘区的轮廓边缘线选取，距离轮廓边缘线向外偏移0～30mm，内侧R角区按R角上切线向外偏移0～5mm。
(b)在壁板内侧模具3对应树脂膜铺放区域的帽型筋模具上打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距10mm。模具准备完成后和预成型体组装。
(c)在预成型体外型面和外形模具2间设计气路，因零件外型面较平，且没有下陷区，采用在壁板与模具间全面积铺放透气材料作为气路的方式，透气材料8选择聚四氟乙烯布+EW100玻璃布。
(d)在外形模上铺放EW100玻璃布和聚四氟乙烯布，EW100玻璃布或聚四氟乙烯布的周边尺寸比预成型体单边增加60mm以上。
(e)壁板预成型体1在外形模具2上定位并组装壁板内侧模具3。
(f)在壁板内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条4，密封条内边缘按树脂膜铺放区边缘向外偏移0mm～5mm。
(g)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料5，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸但覆盖打孔区域。导胶材料选用2层聚四氟乙烯布。
(h)在型腔中铺放树脂膜6，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域。
(i)用真空薄膜7密封树脂膜铺放区域。
(j)采用A4000作为无孔隔离膜9覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比预成型体单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
(k)铺放辅助材料10与预成型体周边的透气材料8搭接形成气路，封装。
实施例2：图4所示加筋壁板结构，加筋和蒙皮通过RFI工艺进行整体成型。对于该结构的成型在蒙皮区域需要进行树脂渗透,为保证壁板的外型面质量，采用了本方案的树脂膜封装方法和气路设置方式，具体如下：
(a)预成型体1树脂膜铺放区域为蒙皮区,为避免封装架桥,R角区域封装边缘选在R角上切线向内偏移0～5mm。
(b)在壁板内侧模具3-1和3-2的蒙皮区域打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距15mm。模具准备完成后和预成型体组装。
(c)在预成型体外型面和外形模具2间设计气路，因零件外型面较平，且没有下陷区，采用在壁板与模具间全面积铺放透气材料作为气路的方式，透气材料8选择铺放1层聚四氟乙烯布。
(d)在外形模具2上铺放聚四氟乙烯布，聚四氟乙烯布的周边尺寸比预成型体单边增加60mm以上。
(e)壁板预成型体1在外形模具2上定位并组装壁板内侧模。
(f)在壁板内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条4，密封条内边缘按树脂膜铺放区边缘向外偏移0mm～5mm。
(g)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料5，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸但覆盖打孔区域。导胶材料选用2层聚四氟乙烯布。
(h)在型腔中铺放树脂膜6，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域。
(i)用真空薄膜7密封树脂膜铺放区域。
(j)采用A4000作为无孔隔离膜9覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比预成型体单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
(k)铺放辅助材料10与预成型体周边露出的透气材料8搭接形成气路，封装。
实施例3：外型面带有下陷区的壁板蒙皮，通过RFI工艺进行成型。蒙皮区域需要进行树脂渗透,为保证壁板的外型面质量，树脂膜铺放于壁板内侧，采用了本方案的树脂膜封装方法和气路设置方式，具体如下：
(a)预成型体需进行树脂渗透的干纤维区域为壁板蒙皮区域，树脂膜铺放区域按蒙皮轮廓边缘线。
(b)在壁板内侧模具3上打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距15mm。模具准备完成后和预成型体组装。
(c)在预成型体外型面和外形模具2间设计气路，因零件外型面有下陷区，采用在壁板与模具间周边局部铺放透气材料作为气路的方式，透气材料8选择聚四氟乙烯布。
(d)在外形模具2上预成型体周边余量线外的位置铺放聚四氟乙烯布，聚四氟乙烯布与预成型体周边搭接宽度20mm以上，周边露出部分比预成型体单边宽60mm以上。
(e)壁板预成型体在外形模具2上定位并组装壁板内侧模具3。
(f)沿壁板预成型体轮廓边缘粘贴密封条4。
(g)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料5，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸但覆盖打孔区域。导胶材料选用1层EW200玻璃布。
(h)在型腔中铺放树脂膜6，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域。
(i)用真空薄膜7密封树脂膜铺放区域。
(j)采用A4000作为无孔隔离膜9覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比预成型体单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
(k)铺放辅助材料10与预成型体周边的透气材料8搭接形成气路，封装。

Claims (6)

1.一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：预成型体为加筋壁板类，模具包括内侧模具、外形模具，工艺步骤为：
(a)树脂膜铺放区域按预成型体的干纤维区域的轮廓选取，树脂膜铺放区域边缘距离干纤维区域的轮廓边缘线向内偏移不超过5mm，向外偏移不超过30mm；
(b)在内侧模具对应树脂膜铺放区域打通孔，打孔区边缘距离树脂膜铺放区边缘向内偏移5mm～10mm，孔径不超过φ2mm，孔间距5mm～25mm；
(c)在外形模具上铺放透气材料作为气路，气路铺放方式为在预成型体和外形模具接触区全面积铺放透气材料或在预成型体和外形模具接触区周边铺放透气材料，透气材料的周边尺寸比预成型体单边增加60mm以上，当采用局部铺放的方式时，透气材料铺放在预成型体理论边缘线外并与预成型体搭接5mm以上；
(d)将预成型体在外形模具上定位并组装内侧模具；
(e)在内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条；
(f)在密封条形成的型腔内铺放导胶材料，导胶材料外廓尺寸小于等于型腔尺寸，但要覆盖打孔区域；
(g)在型腔中铺放树脂膜，树脂膜外廓尺寸小于等于型腔尺寸但要覆盖打孔区域；
(h)用真空薄膜或其他不透气的隔离材料密封树脂膜铺放区域；
(i)采用无孔隔离膜覆盖零件周边；
(j)铺放辅助材料与预成型体周边的透气材料搭接形成气路，封装。
2.根据权利要求1所述的一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：在壁板与模具间全面积铺放透气材料作为气路，适用于平面或透气材料可展开不出现皱褶的小曲度型面的壁板，透气材料选择厚度小于0.5mm并不影响型面平整度的材料。
3.根据权利要求1所述的一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：在壁板与模具间周边局部铺放透气材料作为气路，适用于平面壁板、透气材料可展开并且不出现皱褶的小曲度壁板、透气材料不可展开或出现皱褶的大曲度壁板及型面带下陷区的壁板，透气材料选择聚四氟乙烯布、EW100、EW200玻璃布或透气毡。
4.根据权利要求1所述的一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：在壁板内侧模具对应树脂膜铺放区域周边粘贴密封条，密封条内边缘按树脂膜铺放区边缘向外偏移0mm～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：所述的在密封条形成的型腔内铺放导胶材料，导胶材料为聚四氟乙烯布、EW100、EW200玻璃布、吸胶毡或导流网，当采用聚四氟乙烯布时，为1-3层，当用玻璃布、吸胶毡或导流网时为1层。
6.根据权利要求1所述的一种RFI成型树脂膜封装和气路设置方法，其特征在于：所述的采用无孔隔离膜覆盖零件周边，无孔隔离膜与零件搭接宽度20mm以上，比零件边缘单边宽50mm以上，透气材料边缘露出10mm以上。
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