CN106313579A - 一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺 - Google Patents

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陈雯娜
张永福
张亚峰
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation

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Abstract

本发明公开一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，适应于批量制造各类复杂型面的复合材料制件。本工艺是将碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子聚乙烯纤维等特种纤维制备成短切丝束预浸带，将这些散片状预浸带铺放到模具中，通过模压成型工艺，制备复合材料制件，是一个高性能、低成本和大批量生产的复合材料新形态及工艺。

Description

一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺
技术领域
本发明属于复合材料领域，是纤维增强树脂复合材料的新的材料形态和成型工艺，是一个高性能、低成本、大批量生产的复合材料新形态及工艺。
背景技术
纤维增强复合材料是复合材料中最大的一项，纤维增强复合材料由于其轻、刚、强等卓越的力学性能及其耐腐蚀，耐疲劳、避震等功能，是各类工业轻量化应用的主选材料。然而，高昂的成本是这些优良材料广泛应用的拦路虎。纤维增强复合材料源于航空航天领域，在航空航天复合材料制件中，原材料(主要指纤维与树脂)与后续工艺的成本基本是20/80的关系，所以，要降低复合材料的成本，关键是解决占比80的工艺的成本。这个工艺成本的降低，不仅对航空航天降低成本有益，对于汽车、轨道交通、船舶等急需轻量化解决方案，同时又对材料成本有严格要求的工艺部门，更是一个极其重要的课题。要把轻量化首选的纤维复合材料广泛应用这些工业领域，最关键的就是要开发出一种高性能、低成本、大批量生产的复合材料工艺。
发明内容
本发明就是继承了航空航天最常用的预浸料技术，同时又兼顾了非连续纤维复合材料的低成本和大规模成型工艺，制备了短切丝束预浸带这个新形态的复合材料，结合模压工艺，开发了一种高性能、低成本、大批量生产的复合材料工艺，既可以生产形状复杂、批量大的航空航天复合材料制件，更可以满足汽车、轨道交通、船舶等工业领域对复合材料的要求。
本发明要解决的问题是通过以下的技术方案来实现的：研发特殊的热固性树脂，对碳纤维、玻璃纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等特种纤维制备成丝束预浸带(常温储存大于7天)在线短切，制备成长度10-100毫米，宽度1-30毫米的散片带子或多根散片带子随机分布而形成的膜片状，将散片或剪切后的片状材料铺放到预成型模具或直接铺放到模具中，施加压力，使得材料流动并充满模腔，加温，材料固化，冷却后，脱模，完成制件的制造。
本发明的有益效果：开发了一种全新的一种高性能、低成本、大批量生产的复合材料工艺，不仅可以为航空航天制造低成本的复杂形状的零件，还可以为汽车、轨道交通、船舶等工业领域提供低成本和大规模生产的复合材料制件。
附图说明
图1是短切丝束预浸带的制备工艺
图1中，1.放卷；2.浸润；3.驱动；4.短切；5.传输带；6.包装
图2是短切丝束预浸带模压材料的外观，同时也可以形象描述“多根散片带子随机分布而形成的膜片状”
图3是模压成型工艺流程
图4、图5是用短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺制备的飞机窗框实物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本发明一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，通过图1所示的短切丝束预浸带制备工艺，制备了短切丝束预浸带这个新形态的复合材料；在模腔中得到如图2所示的短切丝束预浸带模压材料外观；最后如图3所示采用模压成型工艺流程得到一系列形状复杂、性能优良的复合材料制品。
例如：飞机窗框的零件比较复杂，如果采用传统的连续纤维复合材料铺放，角落的地方是很难铺放到的，且消耗大量的人工，加工成本高，采用短切丝束预浸带模压工艺，成本低，成型容易，批量生产容易。

Claims (6)

1.一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：将碳纤维、玻璃纤维、芳纶及超高分子量聚乙烯等特种纤维纱锭放卷，对每根丝束独立的热熔法浸润树脂，制备预浸带，这些材料在常温储存大约7天，对制备好的丝束预浸带在线短切，制备成长度10-100毫米，宽度1-30毫米的散片带子或多根散片带子随机分布而形成的膜片状，将散片或剪切后的片状材料铺放到预成型模具或直接铺放到模具中，利用其优良的流动性完成模压成型。
2.根据权利要求1所述的一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：对放卷出来的单根丝束或多根丝束的每一根独立做树脂浸润，制备丝束预浸带，常温储存期大于7天。
3.根据权利要求1所述的一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：制备的丝束预浸带在线短切，短切带的长度在10-100毫米，宽度1-30毫米。
4.根据权利要求1所述的一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：短切丝束预浸带可以是是散片带子，或者散片带子或多根散片带子随机分布而形成的膜片状。
5.根据权利要求1所述的一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：将散片装丝束预浸带铺放到预成型模具或直接铺放到成型模具中。
6.根据权利要求1所述的一种短切丝束预浸带的制备及模压成型工艺，其特征在于：利用丝束预浸带优良的流动性完成模压成型。
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CN110576626A (zh) * 2019-08-15 2019-12-17 上海复合材料科技有限公司 一种复合材料预混料的制备方法
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