CN106863846A - 一种用于制备碳纤维件的高压均温系统 - Google Patents

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    • 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
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    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/446—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames

Abstract

本发明提供一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，属于碳纤维复合材料制造技术领域。该系统包括鼓风加热炉、设置在鼓风加热炉外的真空泵、设置在鼓风加热炉内的金属耐压罐、设置在鼓风加热炉外且与金属耐压罐相连通的空气压缩机；所述的金属耐压罐从外至内依次设置真空袋、呼吸布、隔离膜和模具，真空袋上设置真空嘴，真空嘴与真空泵连接。本发明的高压均温系统通过使用金属耐压罐和空气压缩机提供系统需要的气压，从而无需使用体积庞大、成本高的热压罐，实现高温高压环境下进行碳纤维材料成型；通过本发明的高压均温系统可对碳纤维产品柔性批量制造，具有低成本，灵活性高的特点。

Description

一种用于制备碳纤维件的高压均温系统
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于制备碳纤维件的高压均温系统。
背景技术
碳纤维复合材料热压成型工艺需要在高温与高压环境下协同完成，工业生产中通常用集成式高温热压罐来提供。其高压区域大，内部采用加热元件，导致成本高。但对于特定形状尺寸的制件在批量生产中，制造适合尺寸形状热压罐成本高，能源利用率低。
发明内容
本发明的目的是针对碳纤维复合材料制造成型在批量生产中，制造适合尺寸形状的热压罐成本高，能源利用率低等问题，提出一种用于制备碳纤维件的高压均温系统。
本发明提供一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，该系统包括鼓风加热炉、设置在鼓风加热炉外的真空泵、设置在鼓风加热炉内的金属耐压罐、设置在鼓风加热炉外且与金属耐压罐相连通的空气压缩机；
所述的金属耐压罐从外至内依次设置真空袋、呼吸布、隔离膜和模具，真空袋上设置真空嘴，真空嘴与真空泵连接。
优选的是，所述的鼓风加热炉为方形。
优选的是，所述的金属耐压罐为圆形回转体。
优选的是，所述的金属耐压罐内外壁上设置电热原件。
优选的是，所述的电热原件为电热丝或电热膜。
优选的是，所述的真空袋通过密封胶带密封。
本发明的有益效果
本发明提供了一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，该系统包括鼓风加热炉、设置在鼓风加热炉内的金属耐压罐、设置在鼓风加热炉外的真空泵、设置在鼓风加热炉外且与金属耐压罐相连通的空气压缩机；所述的金属耐压罐从外至内依次设置真空袋、呼吸布、隔离膜和模具，真空袋上设置真空嘴，真空嘴与真空泵连接。与现有技术现对比，本发明的高压均温系统通过使用金属耐压罐和空气压缩机提供系统需要的气压，从而无需使用体积庞大、成本高的热压罐，实现高温高压环境下进行碳纤维材料成型；另一方面，本发明利用金属的导热性好，以及高压气体的高热容，为系统提供均匀的温度场。本发明的高压均温系统提高了复合材料制件成型质量,既节约成本又提高了效率，通过本发明的高压均温系统可对碳纤维产品柔性批量制造，具有低成本，灵活性高的特点。
附图说明
图1为本发明一种用于制备碳纤维件的高压均温系统的结构示意图；
图2为本发明金属耐压罐三种形式的结构示意图；
图中，1、鼓风加热炉，2、真空嘴，3、密封胶带，4、碳纤维，5、模具，6、隔离膜，7、呼吸布，8、真空袋，9、金属耐压罐，9-1、金属耐压罐罐盖，9-2、金属耐压罐罐体，9-3、电热原件，10、压缩气体，11、真空泵，12、空气压缩机。
具体实施方式
结合图1说明本实施方式，一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，该系统包括鼓风加热炉1、设置在鼓风加热炉1外的真空泵11、设置在鼓风加热炉1内的金属耐压罐9、设置在鼓风加热炉1外且与金属耐压罐9相连通的空气压缩机12；
所述的金属耐压罐9从外至内依次设置真空袋8、呼吸布7、隔离膜6和模具5，真空袋8上设置真空嘴2，真空嘴2与真空泵11连接。
本实施方式所述的金属耐压罐9利用金属具有良好的导热性，在耐压罐内部产生均温的温度场；所述的金属耐压罐9的大小与形状可根据制件的大小定制，可以有效控制耐压罐的尺寸，灵活性高，如图2所示，图2中的a为低压耐压罐，承压范围在1-4个大气压；图2中的b为高压耐压罐，承压范围是4-10个大气压；图2中的c是针对回转件(光学镜筒等)设计的耐压罐，为圆形回转体，包括耐压罐罐盖9-1和耐压罐罐体9-2，该耐压罐具有承压能力强，传热快，温度均匀的优势。
本实施方式所述的金属耐压罐9为使温度场更加均匀，可以优选在金属耐压罐9内外壁上设置电热原件，所述的电热原件为电热丝或电热膜。
本实施方式所述的鼓风加热炉1为方形，相比传统圆形压力罐，更有效利用加热炉空间，鼓风加热炉1的作用是对金属耐压罐9进行加热。
本实施方式所述的模具5根据要制备的碳纤维4而选择，所述的隔离膜6、呼吸布7和真空袋8为本领域常用的即可，没有特殊限制。
本实施方式所述的碳纤维4为薄壁类碳纤维制件，包括平板、碳纤维反射镜或镜筒等回转件。
本实施方式所述的真空袋8通过密封胶带3密封。
本实施方式所述的高压均温系统制备碳纤维件具体步骤为：
1、将碳纤维预浸料铺放在设计的模具5上；
2、将铺好的碳纤维4连同模具5及隔离膜6，呼吸布7包裹在真空袋8内，用密封胶带密封，并通过真空嘴2连通真空泵11对真空袋8内真空；
3、选取合适的金属耐压罐9，并在内外壁上贴放好电热原件；将上述做好的真空袋8放入金属耐压罐9内，并密封金属耐压罐9；
4、将金属耐压罐9放入鼓风加热炉1内，连接空气压缩机12，通过空气压缩机12向金属耐压罐9内通入压缩空气10；
5、按设定的工艺固化参数设定鼓风加热炉1，升温加压成型固化，得到碳纤维制件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，该系统包括鼓风加热炉(1)、设置在鼓风加热炉(1)外的真空泵(11)、设置在鼓风加热炉(1)内的金属耐压罐(9)、设置在鼓风加热炉(1)外且与金属耐压罐(9)相连通的空气压缩机(12)；
所述的金属耐压罐(9)从外至内依次设置真空袋(8)、呼吸布(7)、隔离膜(6)和模具(5)，真空袋(8)上设置真空嘴(2)，真空嘴(2)与真空泵(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，所述的鼓风加热炉(1)为方形。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，所述的金属耐压罐(9)为圆形回转体。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，所述的金属耐压罐(9)内外壁上设置电热原件(9-3)。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，所述的电热原件(9-3)为电热丝或电热膜。
6.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，其特征在于，所述的真空袋(8)通过密封胶带(3)密封。
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