CN106564199A - 一种预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺,该制作工艺把碳纤维预浸料经过数控剪裁后,按铺层设计顺序将多层片材铺贴在设计好的夹芯材料上,放入模具并合模,加温将多层预浸料软化,然后再升温使夹芯膨胀,把多层复合材料压实,形成连续封闭的复合材料制品。该工艺制作出的碳纤维复合材料产品表面光亮无气泡,层间结合强度到达热压罐法的效果,实现了更轻更强的目的,可满足航空航天航海领域对碳纤维复合材料制品生产的严苛要求。
Description
技术领域
本发明涉及预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺技术领域,特别涉及一种预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺。
背景技术
目前预浸料碳纤维复合材料成型技术工艺主要有热压罐法、气袋法;这些工艺方法都是为了排除复合材料多复合层间的气泡和多余胶液,以达到使多层复合材料之间可靠结合,稳定产品质量的目的。但热压罐法设备投资巨大,成型过程能耗大,全封闭结构产品无法使用;气袋法制作技术难度大,气袋漏气问题不易解决,同样不能加工全封闭结构产品。
综上所述,为了解决上述问题,研发一种新的碳纤维复合材料(CFRP)闭模芯材膨胀压力成型工艺还是很有必要的,已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺,本发明公开了预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺,该制作工艺把碳纤维预浸料经过数控剪裁后,按铺层设计顺序多层片材铺贴在设计好的夹芯材料上,放入模具并合模,在模具温度达到100~120℃时,夹芯材料膨胀,由内向外产生约为3-30Mpa的压力,把多层复合材料压实,达到排气、排胶的可靠结合目的,形成连续封闭的复合材料制品。
在整个成型工艺过程中,形成产品的复合材料可以是连续封闭的结构。该工艺相比热压罐法,不需要额外的大型设备投资,耗能低;相比气袋法, 无需考虑制作气袋和漏气的问题。此工艺制作出的碳纤维复合材料产品表面光亮无气泡,层间结合强度到达热压罐法的效果,实现了更轻更强的目的,满足了航空航天航海领域对碳纤维复合材料制品生产的严苛要求。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺,其工艺制作方法为:
(1)把碳纤维预浸料经过数控剪裁。
(2)预先按铺层设计顺序把多层片材铺贴在夹芯材料上。
(3)放入模具并合模。
(4)在模具温度达到100~120℃时,夹芯材料膨胀,由内向外产生约为3-30Mpa的压力,把多层复合材料压实,达到排气、排液、排胶的可靠结合目的。
预浸布经过数控剪裁后得到多层片材。多层片材即预浸料,预浸料是碳纤维复合材料一种。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本实发明施例所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺时材料放置示意图;
上图1中:
多层片材2、模具1、夹芯材料3。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺,以解决现有工艺成本高、不能加工全封闭结构产品等问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将对本发明作进一步的详细说明。
所述预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺为:
(1)把碳纤维预浸料经过数控剪裁,得到多层片材;
(2)预先按铺层设计顺序把多层片材铺贴在夹芯材料上,放入模具并合模;
(3)在模具温度达到90℃时,多层片材(预浸料)软化,
(4)在模具温度达到100~120℃时,夹芯材料膨胀,由内向外产生约为3-30Mpa的压力,把多层复合材料压实,进行排气、排液、排胶,以使多层片材与夹芯材料可靠结合。
在整个成型工艺过程中,形成产品的复合材料可以是连续封闭的结构。该工艺相比热压罐法,不需要额外的大型设备投资,耗能低;相比气袋法,无需考虑制作气袋和漏气的问题。此工艺制作出的碳纤维复合材料产品表面光亮无气泡,层间结合强度到达热压罐法的效果,可以使生产成型的复合材料质量更轻强度更高。
以上对本发明的预浸料碳纤维复合材料(CFRP)闭模内压成型工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于包括下列步骤:
把碳纤维预浸料经过数控剪裁;
按铺层设计顺序把多层片材(2)铺贴在夹芯材料(3)上,放入模具(1)并合模;
在模具温度达到100~120℃时;
夹芯材料膨胀,由内向外产生3-30Mpa的压力,把多层复合材料压实,进行层间强压结合。
2.按照权利要求1所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,所述层间强压结合为层间排气强压结合。
3.按照权利要求1所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,所述层间强压结合为层间排液强压结合。
4.按照权利要求1所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,所述层间强压结合为层间排胶强压结合。
5.按照权利要求1所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,所述层间强压结合为层间排气、排液、排胶强压结合。
6.按照权利要求1至5的任一项所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,形成的复合材料产品是连续封闭的结构。
7.按照权利要求1至5的任一项所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,形成的复合材料产品是非连续封闭的结构。
8.按照权利要求6所述的预浸料碳纤维复合材料闭模内压成型工艺,其特征在于,形成的复合材料产品由芯材(3)和多层片材(2)压制结合而成。
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