CN106715070A - 模塑热固性树脂的方法 - Google Patents

模塑热固性树脂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106715070A
CN106715070A CN201580052998.2A CN201580052998A CN106715070A CN 106715070 A CN106715070 A CN 106715070A CN 201580052998 A CN201580052998 A CN 201580052998A CN 106715070 A CN106715070 A CN 106715070A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
temperature
mould
moment
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580052998.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106715070B (zh
Inventor
马克-以马利·特谢尔
拉乌尔·贾索
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of CN106715070A publication Critical patent/CN106715070A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106715070B publication Critical patent/CN106715070B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/02—Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity
    • B29C2045/027—Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity heat insulated cold transfer moulding
    • B29C2045/028—Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity heat insulated cold transfer moulding using auxiliary curing or setting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/76006—Pressure
    • B29C2945/7601—Pressure derivative, change thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177—Location of measurement
    • B29C2945/76254—Mould
    • B29C2945/76257—Mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177—Location of measurement
    • B29C2945/76254—Mould
    • B29C2945/76257—Mould cavity
    • B29C2945/7626—Mould cavity cavity walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76414—Solidification, setting phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76531—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822—Phase or stage of control
    • B29C2945/76892—Solidification, setting phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B29K2021/006—Thermosetting elastomers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

模塑热固性树脂的方法，特别地环氧树脂类型，其中第一模具填充树脂，同时树脂温度根据第一温度程序变化，而不超过树脂的Tg。在填充第一模具后，在根据第二温度程序改变树脂的温度同时加压树脂，而不超过Tg，并且通过定位该压力具有突然斜率变化的时刻tl来检测由树脂在模具上所施加压力的下降。在遵循第一温度程序时，第二模具填充有热固性树脂。在填充第二模具后，通过遵循第二温度程序直到接近tl的时刻t2来加压树脂。从t2开始，树脂的温度增加超过了Tg。

Description

模塑热固性树脂的方法
技术领域
本说明书涉及一种模塑热固性树脂的方法。
这种方法可在制造复合部件时使用，并且特别地用于通过树脂传递模塑(RTM)制造复合部件。
背景技术
树脂传递模塑(RTM)方法是一种用于由具有高强度重量比的(纤维-树脂)复合材料制造部件的已知方法。以常规方式，该RTM方法包括以下操作：
·通过编织纤维制备纤维预制件；
·将纤维预制件放置在注塑模具中；
·以液态喷射树脂到模具内，以填充它并浸渍该纤维预制件；以及
·施加压力到被喷射树脂并且通过加热聚合树脂。
这种方法例如从文献EP 0 068 512是已知的。
在脱模后，获得一种包括纤维增强结构的复合部件，所述纤维增强结构嵌入在聚合树脂基质中。该部件的外侧形状对应于模具型腔中树脂所采用的形状。
所使用的树脂非常流动，从而很好地渗透在预制件的多种纤维之间，即使在低压力下喷射时。在聚合过程中，在热力作用下，所喷射的树脂从液态到凝胶状态到固态先后通过。
为了避免或限制与聚合过程中树脂发出气体的现象相关联的部件中缺陷和气孔，在压力下保持树脂直到该部件完全地聚合是已知的。为此，可以使用加压装置，诸如例如专利文件WO 2013/068666 A1中描述的装置。尽管该解决方案对于中等尺寸的缺陷和气孔很满意，可能发现对于小尺寸(例如小于5毫米(mm)的尺寸)的缺陷和气孔很难实施。具体地，在这种情况下，树脂所需的压力水平经常超过常用装置的能力，这需要使用更昂贵以及使现有设施适应这些新装置的其他装置。
因需要一种新解决方案。
发明内容
本说明书涉及模塑热固性树脂的方法，例如树脂的PR520环氧树脂类型。
在该方法的第一阶段，可以实施以下操作：
·用热固性树脂填充第一模具，同时致使树脂温度根据第一温度程序变化，而不超过被写作“Tg”的树脂的玻璃化转变温度；以及
·在已经填充第一模具后，在压力下放置树脂，同时致使树脂温度根据第二温度程序变化，而不超过树脂的Tg，并且通过确定压力具有坡折点时的时刻t1来检测由树脂在模具上所施加的压力下降。
在该方法的第二阶段，可以实施以下操作：
·类似于第一模具，用热固性树脂填充第二模具，同时致使树脂温度根据第一温度程序变化；以及
·在已经填充了第二模具后，在压力下放置树脂而使树脂温度根据第二温度程序变化，直到基本等于t1的时刻t2，然后从时刻t2，增加树脂温度以超过树脂的Tg。
该方法第一阶段的目的是确定时刻t1。发明人提出此刻所观察到的压力下降对应于在聚合树脂的反应中一些程度的提前。他们假设从该程度的提前，树脂模具收缩并且从而在模具上施加更少压力。可使用存在于模具空腔壁上的一个或多个压力传感器测量由树脂施加在模具上的压力。
该方法的第二阶段包括再现第一阶段的模塑条件直到接近t1的时刻t2，然后从t2，增加树脂温度超过其Tg以在更大压力下放置树脂。例如，时刻t2在时间间隔[t1-10分钟(min)，t1+10min]中或在时间间隔[t1-(t1-t0)/2，t1+(t1-t0)/2]中。
具体地，在他们的研究中，发明人已经观察到的是，一旦树脂已达到某一聚合度(由时刻t1或t1附近的时间间隔所确定)，加热树脂到高于其Tg的事实可以获得由树脂在模具上所施加压力的明显增加(以下称为“压力峰值”)。发明人认为当树脂运行高于Tg时，该压力峰值与树脂热膨胀系数的大量增加相关，该增加随树脂温度增加，伴随着树脂体积的大量增加儿。由于模具经经受住该体积的增加，那么树脂所受到的压力就变大。
在该方法的第二阶段中所触发的“压力峰值”可增加树脂所受到的压力，从而在树脂聚合同时避免或限制缺陷和气孔的形成。这种树脂的聚合因此发生在模具内侧，因此可以获得压力在部件中的均匀分布(即，压力在部件的所有点基本均匀)以避免用于施加压力的常规装置所遭遇的水头损失。压力峰值也可达到高压而不需要特殊器械。所提出方法从而可避免或限制模塑部件中小尺寸的缺陷和气孔，而无需改变常规设施和模塑器械。
在本说明书中，术语“Tg”用于指使用根据ASTM E1356标准的差示扫描量热法测量方法来测量的玻璃化转变温度。
该方法的第二阶段包括最初地再现第一阶段的模塑条件。这就是为什么第二模具有利地被选择为类似或相同于第一模具。特别地，第一和第二模具可以是相同模具。在这种情况下，在该方法第一阶段结束时清空第一模具以准备在第二阶段中再次使用。出于同样原因，如果决定在该方法的第一阶段期间的第一模具中布置的加强结构上模塑树脂，类似或相同的加强结构被放置在第二模具中用于该方法的第二阶段。
除了上述特征，所提出方法可具有孤立地或在任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下特征：
·第二温度程序是等温程序；
·在第二温度程序中，树脂温度被保持在一个位于温度范围[Tg-20℃，Tg-10℃]中的值；
·在时刻t2，树脂温度增加的速度位于0.56℃/min到3.3℃/min的范围(1°F/min到6°F/min的范围)中，优选地在1.6℃/min到3.3℃/min的范围(3°F/min到6°F/min的范围)中；
·热固性树脂是环氧树脂，特别地PR520类型；
·该方法用于通过树脂传递模塑法制造复合部件；
·持续时间t1-t0位于1min至2小时(h)的范围中，特别地在5min到60min的范围中，特别地在10min到50min的范围中，具体地在20min到40min的范围中，更具体的在25min到35min的范围中，并且可特别地为约30min。
本说明书还提供了一种模塑环氧树脂类型热固性树脂的方法，包括：
用热固性树脂填充模具，致使树脂温度在应用第一温度程序时变化，而不超过树脂的Tg；
在已经填充模具后，升高树脂温度以超过树脂的Tg；并且
在填充模具后以及在增加树脂温度之前，在压力下放置树脂，同时致使树脂温度根据第二温度程序变化，而不超过树脂的Tg，并变化一个预定持续时间。
预定的持续时间可通过一种与上述方法的第一阶段类似的方法预先确定；在这种情况下，预定持续时间基本等于在填充模具结束和压力下降时刻t1之间的持续时间。然而，在确定预定持续时间时，可在填充模具后将温度增加到树脂的Tg以上，而无需等待压力下降时刻。具体地，考虑到在时刻t1前的低聚合度，在填充后以及在压力下降时刻t1之前是否超过Tg并没有因果关系。因此，压力下降时刻t1保持相同，不管应用在填充模具结束和时刻t1之间的温度程序如何。
在阅读所提出方法的实施方式的以下详细描述后，该方法的其他特征和优点显而易见。
附图说明
在阅读作为非限制性实施例给出的本发明实施方式的以下详细描述后，可更好地理解该方法及其优点。本说明书参考附图，其中：
·图1示出了在本发明的实施方式中，温度和压力如何在模塑方法的第一阶段期间变化；
·图2示出了在本发明的实施方式中，温度和压力如何在模塑方法的第二阶段期间变化；
·图3示出了温度和压力如何在现有技术的模塑方法期间变化。
具体实施方式
以下参照图1和2详细描述了实施方式。该实施方式示出了本发明的特征和优点。然而，应该记住的是，本发明并不限于该实施方式。
在该实施方式中，热固性树脂可以是环氧树脂，具有低于其固化温度的Tg。在一个实施例中，树脂可具有至少一个以下性质：是类别180℃的树脂，具有改进韧性，具有等于约155℃的Tg。在以下详细描述的实施方式中，所使用的树脂是PR520类型，并且其具有这三个性质。
在该方法的第一阶段中，如图1所示，模具填充有环氧树脂。在填充过程中，树脂的温度被致使根据第一温度程序变化，而不超过树脂的Tg。在一个实施例中，图1示出了第一温度程序为等温程序(即在恒定温度)。通常，为了加热树脂、使用本领域技术人员已知的加热器元件。然而，第一温度程序可以是非等温程序，例如图1所示的程序10、12和14之一。程序10包括均匀温度上升，其后是保持。程序12包括在该实施例中温度上升到温度T1以上，其后是温度下降，在这个实施例中向下到温度T1的小下降。程序14包括均匀温度上升，直到温度T1。正如上面提到的，对于程序10、12、14的每个其他实施例，温度保持低于Tg。
为了填充模具，可以使用通常在RTM方法中所使用类型的喷射器，并且例如喷射器可在树脂上施加0.86兆帕(MPa)的喷射压力Pi(即，125磅每平方英寸(psi))，以致使其穿透到模具内。
在该方法第一阶段的第一步骤结束时，模具充满了环氧树脂，该树脂处于约140℃的温度T1(少于树脂的Tg温度，其在该实施例中等于155℃)。确定了对应于所述第一步骤结束时的时刻t0。在该时刻t0，树脂的聚合度可位于大致20％到30％的范围内。该方法第一阶段的第二步骤然后开始。喷射器在第一和第二步骤之间不停止，因此它不停止以将树脂推进到模具内，从而能够在压力下放置树脂(在该实施例中，由喷射器在树脂上施加的压力为0.86MPa)。反过来，树脂在模具上施加某一压力。由于模具内侧树脂体积的增加，并且可能由于在喷射器和模具之间的水头损失，该压力P不同于由喷射器所施加的压力。使用被布置在模具的内侧空间上，即在型腔壁上的一个或多个传感器测量由树脂在模具上施加的压力P。当使用多个传感器时，采用测量的平均值。
在第一阶段的第二步骤，即从t0开始，树脂的温度被致使在施加第二温度程序时变化，而不超过树脂的Tg，以及在时刻t1确定了通过树脂在模具上施加的压力下降，在t1时刻压力P存在坡折点，特别地第一坡折点。压力下降特别地由于在树脂的固化期间模具内侧的树脂收缩(以上解释的收缩)。在时刻t1，树脂的聚合度可位于大致50％到60％的范围内。
第二温度程序可以是等温程序，即涉及将树脂温度维持在恒定值的程序，特别地低于Tg，例如约140℃。图1示出了等温的第二温度程序。在这种情况下，可以看出，在从第二步骤的开始约30分钟后，树脂在模具上所施加的压力开始明显地下降(坡折点)，并且压力在约33分钟达到最低值。对于被使用的树脂，时刻t1因此对应于从第二步骤开始的30分钟(即在第二步骤开始后的30分钟)。替代的，时刻t1可被确定为压力达到最小值的时刻。
然而，当第一温度程序和第二温度程序都是等温程序时，这两个程序不一定被保持在相同温度。
此外，第二温度程序也可以是任何非等温程序。例如，第二温度程序可包括不超过树脂的玻璃化转变温度Tg的温度上升，其后是在不超过树脂的玻璃化转变温度Tg的温度保持。
时刻t1后的温度程序不重要，由于该方法第一阶段的唯一目的是确定时刻t1；这就是为什么时刻t1后的温度程序仅在图1中部分地示出。例如，在时刻t1后，可以遵循一种适用于致使树脂聚合的温度程序，从而能够使模塑部件脱模，并且对于该方法第二阶段重用该模具。
以下参照图2描述了该方法的第二阶段。在该方法第二阶段的第一步骤中，第二模具(其可以是第一模具，或相同或类似于第一模具的另一模具)填充有相同环氧树脂，同时跟着第一温度程序。在该方法第二阶段的第二步骤中，在填充第二模具后，在压力下放置树脂，接着第二温度程序直到基本等于t1的时刻t2后，。根据不同的变型，时刻t2可在时间间隔[t1-10min，t1+10min]或时间间隔[t1-(t1-t0)/2，t1+(t1-t0)/2]中。第二阶段因此涉及再现第一阶段直到时刻t2的模塑条件。
在该实施例中，时刻t2位于从该方法第二阶段的第二步骤开始的20min(即30-10)和40min(即30+10)的范围中。特别地，t2精确地等于t1。应该观察到的是，该方法第一阶段的第一步骤和该方法第二阶段的第一步骤具有基本相同的持续时间。
至于从时刻t2，在被称为“固化”步骤的该方法第二阶段的第三步骤中，提高树脂的温度，直到超过Tg(对于所使用的环氧树脂为155℃)。例如，在固化过程中，树脂温度可在20分钟中逐步地提高直到200℃。在该实施例中，温度随时间增加，温度中增加的斜坡或速度位于5°F/min到6°F/min(即，2.8℃/min到3.3℃/min)范围中。然后发现的是，存树脂在模具上所施加压力的强烈增加(或“压力峰值”)，这通过以下事实是很明显的，该压力极大地超过了由喷射器在树脂上所施加的压力。
为了伴随该压力增加，并且如图2所示，可以增加由喷射器在树脂上施加的压力Pi。例如，可以在时刻t1后增加喷射器的压力到Pimax＝155psi(1.07MPa)几分钟，特别地当由树脂在模具上施加的压力达到125psi(0.86MPa)时。在该实施例中，会发现的是，由树脂在模具上施加的压力P极大地超过了喷射压力、该喷射压力在该实施例中为155psi(1.07MPa)：该压力P在观察到的压力峰值的顶部达到200psi(1.38MPa)。
由于由树脂在模具上所施加的压力P超过了由喷射器输送的压力，当使用常规活塞喷射器以在模具入口关闭阀时，从而避免喷射器的活塞从由树脂施加的压力P开始超过由喷射器所输送压力Pi的时刻被推回，这是优选的。
通过相比，图3示出了现有技术的模塑方法。温度曲线T是设定点温度曲线，而压力曲线P示出了由树脂在模具上实际施加的压力。
在该方法的第一步骤中，模具被填充，直到时刻t0，其中模具的填充达到预定水平。此后，该温度提高到高于Tg，以固化树脂。实验上发现，由树脂在模具上所施加的压力降低，这可特别地通过在固化期间的收缩以及通过在聚合期间的三维粘合的形成来解释。
通过比较图2和3，可以看出，在所描述实施方式中的该方法在第一步骤结束和温度高于Tg的增加之间引入了延迟。该延迟在该实施例中为持续时间t2-t0。该延迟对应于应用第二温度程序(在该实施例中等温)的时间。一旦树脂已经达到足以明显地增加树脂的热膨胀系数的聚合度，该延迟可以触发温度增加到Tg以上，因此可以获得上述压力峰值。相反，在如图3所示的现有技术中，在树脂的聚合度仍然过低时触发了温度的增加，这意味着不可以获得上述压力峰值。
通过非限制性说明给出了在本说明书中描述的实施方式，并且根据该说明书，本领域技术人员可很容易地适用该实施方式或设想其他的，同时保持在本发明的范围内。
特别地，将树脂喷射到模具内的设备，将树脂保持在压力下的设备，或加热树脂的设备可不同于以上描述的那些。
此外，术语“包括”应被理解为与“包括至少一个”同义，除非另有相反地规定。

Claims (9)

1.一种模塑热固性树脂的方法，包括，在第一阶段期间：
用热固性树脂填充第一模具，同时致使树脂温度根据第一温度程序变化，而不超过树脂的玻璃化转变温度Tg；以及
在已经填充第一模具后(t0)，在压力下放置树脂，同时致使树脂温度根据第二温度程序变化，而不超过树脂的玻璃化转变温度Tg，并且通过确定当压力具有坡折点时的时刻t1，来检测由树脂在模具上所施加的压力下降；并且
在第二阶段：
用热固性树脂填充第二模具，同时致使树脂温度根据第一温度程序变化；以及
在已经填充第二模具后(t0)，在压力下放置树脂，同时致使树脂温度根据第二温度程序变化，直到基本等于t1的时刻t2，然后从时刻t2，增加树脂温度以超过树脂的玻璃化转变温度Tg。
2.根据权利要求1所述的方法，其中时刻t2位于时间间隔[t1-10min，t1+10min]中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中第二温度程序为等温程序。
4.根据权利要求1到3任一所述的方法，其中在第二温度程序中，树脂温度被保持在一个位于温度范围[Tg-20℃，Tg-10℃]中的值。
5.根据权利要求1到4任一所述的方法，其中在时刻t2，树脂温度增加的速度位于0.56℃/min到3.3℃/min的范围中。
6.根据权利要求1到5任一所述的方法，其中该热固性树脂是环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，该热固性树脂具有至少一个以下性质：是类别180℃的树脂，具有改进韧性，具有等于约155℃的Tg。
8.根据权利要求1到7任一所述的方法，其中第二模具类似或相同于该第一模具。
9.根据权利要求1到8任一所述的方法，其中持续时间t1-t0为基本30分钟。
CN201580052998.2A 2014-09-30 2015-09-30 模塑热固性树脂的方法 Active CN106715070B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1459231A FR3026340B1 (fr) 2014-09-30 2014-09-30 Procede de moulage d'une resine thermodurcissable
FR1459231 2014-09-30
PCT/FR2015/052609 WO2016051082A1 (fr) 2014-09-30 2015-09-30 Procédé de moulage d'une résine thermodurcissable.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106715070A true CN106715070A (zh) 2017-05-24
CN106715070B CN106715070B (zh) 2019-06-11

Family

ID=51842657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580052998.2A Active CN106715070B (zh) 2014-09-30 2015-09-30 模塑热固性树脂的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10603850B2 (zh)
EP (1) EP3200986B1 (zh)
JP (1) JP6752781B2 (zh)
CN (1) CN106715070B (zh)
BR (1) BR112017006358B1 (zh)
CA (1) CA2962209C (zh)
FR (1) FR3026340B1 (zh)
RU (1) RU2687948C2 (zh)
WO (1) WO2016051082A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3068640B1 (fr) * 2017-07-07 2019-08-02 Safran Aircraft Engines Procede et outillage de fabrication d'une piece par injection de resine dans une preforme en fibres tissees

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0068512A2 (en) * 1981-07-01 1983-01-05 Union Carbide Corporation Process for preparing fiber reinforced molded articles
JP2005068417A (ja) * 2003-08-05 2005-03-17 Kawamura Inst Of Chem Res 熱硬化性樹脂組成物及びその製造方法、成型物の製造方法
CN1829757A (zh) * 2003-08-05 2006-09-06 财团法人川村理化学研究所 环氧树脂组合物及耐热性层压板的制造方法
CN101837617A (zh) * 2010-04-15 2010-09-22 上海凯利电器厂有限公司 一种环氧树脂的凝胶固化处理方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208176A (en) 1975-06-16 1980-06-17 Litton Industrial Products, Inc. Time independent cycle control for plastic injection molding machines
US4359435A (en) * 1978-04-19 1982-11-16 Yamato Kogure Method for manufacturing plastic products
SU939261A1 (ru) * 1980-04-30 1982-06-30 за витель Шш В. И. Бабийчук . , (АЯ ЛКОТЕУА ( 5 СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЛИТЬЯ ПЛАСТМАСС Способ автоматического управлени процессом лить пластмасс
JPH0725094B2 (ja) 1986-10-15 1995-03-22 住友化学工業株式会社 反応注型成形方法
JPS63139720A (ja) * 1986-12-02 1988-06-11 Aida Eng Ltd 射出圧縮成形方法
CA2380088C (en) * 1999-07-27 2009-06-09 Dai Nippon Toryo Co., Ltd. Method of forming a coating layer on the surface of a molded product within a mold
JP2001030279A (ja) 1999-07-27 2001-02-06 Matsushita Electric Works Ltd 積層板の製造方法
DE19963376A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-12 Alstom Power Schweiz Ag Baden Verfahren zur Herstellung einer hochwertigen Isolierung elektrischer Leiter oder Leiterbündel rotierender elektrischer Maschinen mittels Wirbelsintern
JP4672635B2 (ja) 2006-11-01 2011-04-20 トヨタ自動車株式会社 樹脂封止方法及びモータ
WO2013068666A1 (fr) * 2011-11-08 2013-05-16 Snecma Dispositif de maintien en pression pour la realisation de pieces composites par injection de resine et procede associe
US9751975B2 (en) * 2013-07-03 2017-09-05 Materia, Inc. Liquid molding compositions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0068512A2 (en) * 1981-07-01 1983-01-05 Union Carbide Corporation Process for preparing fiber reinforced molded articles
JP2005068417A (ja) * 2003-08-05 2005-03-17 Kawamura Inst Of Chem Res 熱硬化性樹脂組成物及びその製造方法、成型物の製造方法
CN1829757A (zh) * 2003-08-05 2006-09-06 财团法人川村理化学研究所 环氧树脂组合物及耐热性层压板的制造方法
CN101837617A (zh) * 2010-04-15 2010-09-22 上海凯利电器厂有限公司 一种环氧树脂的凝胶固化处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何平笙: ""动态力学方法研究环氧树脂的固化过程"", 《粘接》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2962209A1 (fr) 2016-04-07
FR3026340B1 (fr) 2017-03-17
BR112017006358A2 (pt) 2017-12-12
US10603850B2 (en) 2020-03-31
RU2687948C2 (ru) 2019-05-16
RU2017114691A3 (zh) 2019-03-18
RU2017114691A (ru) 2018-11-07
JP6752781B2 (ja) 2020-09-09
CN106715070B (zh) 2019-06-11
US20170232690A1 (en) 2017-08-17
WO2016051082A1 (fr) 2016-04-07
JP2017531573A (ja) 2017-10-26
FR3026340A1 (fr) 2016-04-01
EP3200986B1 (fr) 2018-07-25
CA2962209C (fr) 2023-01-10
BR112017006358B1 (pt) 2021-09-28
EP3200986A1 (fr) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107000280A (zh) 用于重叠注塑易碎中空制品的方法和装置
RU2616066C2 (ru) Устройство выдержки под давлением для изготовления композитных деталей посредством впрыска смолы и соответствующий способ
CN103407172B (zh) 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法
BR112017015847A2 (pt) processo para a preparação de um artigo compósito reforçado com fibras, artigo compósito, e, uso do artigo compósito.
CN102950778A (zh) 用于对复合物进行成型和固化的方法和设备
CN107848158B (zh) 制作风轮机叶片的方法
CN110325353A (zh) 树脂注射控制器、树脂注射回路以及相关方法
Yalcinkaya et al. Dynamic pressure control in VARTM: Rapid fabrication of laminates with high fiber volume fraction and improved dimensional uniformity
CN106715070B (zh) 模塑热固性树脂的方法
US20140124987A1 (en) Process for injection moulding a composite part
CN110091521A (zh) 一种复合材料构件的成型方法和复合材料构件
CN116214959A (zh) 一种全碳夹层复合材料的制备方法
CN105058665A (zh) 一种超高分子量聚乙烯树脂高效模压成型的加工工艺
JPH01221228A (ja) 繊維強化複合物品の製造方および装置
CN106687220A (zh) 用于修复零件中的孔的装置和方法
RU2011134445A (ru) Устройство для изготовления изделий из композитного материала методом трансферного формования
US3780151A (en) Evacuated,displacement compression molding
RU2603798C1 (ru) Способ формования изделий из композиционного материала
CN109591326A (zh) 一种用于桨叶前缘成型的包铁弹性模具制造方法
CN109562538A (zh) 纤维强化塑料成型体的制造方法
CN112959689A (zh) 一种异种树脂梯度连续编织碳纤维复合材料制备装置及方法
Bhatt et al. To Study effect of VARTM process parameters for composite strength: Taguchi approach
CN104626609A (zh) 一种碳纤维汽车格栅检具的制备方法
JPS608222B2 (ja) レジンインジエクシヨン成形方法
US20150274912A1 (en) Method for producing parts made of thermosetting composite by laying of fibers of preimpregnated material

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant