CN107116810A - 一种碳纤维复合材料自固化成型工艺 - Google Patents

一种碳纤维复合材料自固化成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，所述的碳纤维自固化工艺由碳纤维和树脂原料、模具、温度传感器以及控制电源组成。其特征在于：所述的碳纤维和树脂原料在成型过程前或过程中进行混合浸润，放入模具后，碳纤维在通电的过程中会导电并产生热量，从而促使树脂固化，最终制品成型。所述的控制电源可以向碳纤维和树脂原料提供电能，并实现温度控制下的功率调节。本发明解决了现有碳纤维复合材料在传统成型工艺的加热周期长，受热温度难以控制的问题，实现快速成型和工艺稳定。同时减少了传统工艺中模具材料的用量和模具的设计加工周期；减少传统工艺外部加热固化的能量浪费；解决了传统工艺难以实现快速升温和均匀的温度分布，造成实际产品出现表面性能缺陷的问题；保证碳纤维复合材料在加热固化过程中的温度时间的精确性，提高产品的整体性能。

Description

一种碳纤维复合材料自固化成型工艺
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料自固化成型工艺。
背景技术
碳纤维复合材料广泛应用在风电、交通运输行业。目前的碳纤维复合材料的加工方式主要为手糊、真空袋、模压以及自动铺丝工艺。目前的碳纤维复合材料的生产工艺中，原料在一定温度环境下进行固化，形成最终的产品。
传统的纤维复合材料固化工艺分为热压罐工艺和非热压罐工艺。所述的热压罐工艺中，纤维和树脂进行混合并密封，在热环境中静置固化。所述的非热压工艺中外部热源通过金属模具进行热传递，纤维和树脂进行固化成型。
在产品的固化成型过程中，热压罐工艺的温度难以精确控制，且无法快速升温至设计要求的温度，造成产品不能完全达到理论的高性能。非热压罐工艺中，需针对最终产品形状设计加工金属模具，设计加工时间周期长，且在模具的导热系统设计过程中，难以实现快速升温和均匀的温度分布，造成实际产品出现表面性能缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，以解决现有的碳纤维复合材料成型控制难度大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
（1）将以碳纤维为主的增强材料与树脂进行充分混合，使树脂完全浸润。
（2）将混合好树脂的碳纤维增强材料完全铺放在模具中并将模具闭合。
（3）原料中的碳纤维作为电极分别连接控制电源的正负极。
（4）接通控制电源装置，碳纤维及树脂原料快速升温，通过温度传感器，调节电流，使温度稳定在一定数值范围。
（5）达到固化时间后，关闭电源，打开模具，取出成型制品。
进一步地，在上述一个方案中，所述碳纤维作为增强材料的同时作为发热材料，可以为碳纤维连续丝束带、短切碳纤维和碳纤维粉末的一种或几种。树脂可以为热固性树脂、热塑性树脂的一种或几种。
进一步地，在上述一个方案中，如权利要求1所述的碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，所述模具可以为金属模具、非金属模具的一种或几种。模具上的温度传感器感应材料的温度变化。
进一步地，在上述一个方案中，所述控制电源装置可以显示并控制输出电流的大小和时间。
进一步地，在上述一个方案中，所述碳纤维可以根据产品需求与其他增强材料混合，所述树脂可以根据产品需求进行其他基质的改性。
相比现有技术，本发明所公开的一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，通过碳纤维自身的导电发热性能对树脂以及产品进行均匀加热。实现原材料固化所需的快速加热，减少制品的成型时间。解决了传统工艺外部热源加热的能源浪费，同时避免了因模具导热系统设计不足带来的加热温度难以精确控制，原材料受热不均匀造成的产品质量缺陷的问题。
具体实施方式
本发明实施例所公开的一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，具体实施步骤如下：
（1）将以碳纤维为主的增强材料与树脂进行充分混合，使树脂完全浸润。
（2）将混合好树脂的碳纤维增强材料完全铺放在模具中并将模具闭合。
（3）原料中的碳纤维作为电极分别连接控制电源装置的正负极。
（4）接通控制电源装置，碳纤维及树脂原料快速升温，通过温度传感器，调节电流，使温度稳定在一定数值范围。
（5）达到固化时间后，关闭电源，打开模具，取出成型制品。
本发明所公开的一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，其解决了现有碳纤维复合材料在传统成型工艺的加热周期长，受热温度难以控制的问题，实现快速成型和产品质量稳定。同时减少了传统工艺中模具材料的用量和模具的设计加工周期；减少传统工艺外部加热固化的能量浪费；解决了传统工艺难以实现快速升温和均匀的温度分布的问题。保证碳纤维复合材料在加热固化过程中的温度时间的精确性，提高产品的结构和外观性能。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明精神的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，该碳纤维复合材料自固化工艺是将碳纤维和树脂放置在模具中，接通控制电源装置的条件下通过温度传感器调节电源的输出功率，在设计温度下碳纤维持续自发热将电能转化为热能促进树脂固化，进而制品固化成型的工艺。
2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，所述碳纤维作为增强材料的同时作为发热材料，可以为碳纤维连续丝束带、短切碳纤维和碳纤维粉末的一种或几种；树脂可以为热固性树脂、热塑性树脂的一种或几种。
3.如权利要求1所述的碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，所述模具可以为金属模具、非金属模具的一种或几种；模具上的温度传感器可以感应材料的温度变化。
4.如权利要求1所述的碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，所述控制电源装置可以显示并控制输出电流的大小和时间。
5.如权利要求1所述的碳纤维复合材料自固化成型工艺，其特征在于，所述碳纤维可以根据产品需求与其他增强材料混合，所述树脂可以根据产品需求进行其他基质的改性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021081888A1 (zh) * 2019-10-31 2021-05-06 深圳烯湾科技有限公司 纤维织物增强复合材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544238A (zh) * 2003-11-17 2004-11-10 中国航空工业第一集团公司北京航空材 碳纤维增强复合材料的自电阻加热成型方法
EP2422949A1 (en) * 2010-08-27 2012-02-29 Alliant Techsystems Inc. Out-of-autoclave and alternative oven curing using a self heating tool
CN103770341A (zh) * 2014-01-16 2014-05-07 北京航空航天大学 碳纤维增强复合材料的加工系统及其采用液体成型工艺的可控碳纤维自加热方法
CN105082567A (zh) * 2015-03-27 2015-11-25 中国商用飞机有限责任公司 大厚度纤维增强环氧树脂基复合材料的固化方法
CN105479768A (zh) * 2015-11-23 2016-04-13 西北工业大学 树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法
CN106457699A (zh) * 2014-04-03 2017-02-22 空中客车集团简化股份公司 用于生产复合材料部件的方法和装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544238A (zh) * 2003-11-17 2004-11-10 中国航空工业第一集团公司北京航空材 碳纤维增强复合材料的自电阻加热成型方法
EP2422949A1 (en) * 2010-08-27 2012-02-29 Alliant Techsystems Inc. Out-of-autoclave and alternative oven curing using a self heating tool
CN103770341A (zh) * 2014-01-16 2014-05-07 北京航空航天大学 碳纤维增强复合材料的加工系统及其采用液体成型工艺的可控碳纤维自加热方法
CN106457699A (zh) * 2014-04-03 2017-02-22 空中客车集团简化股份公司 用于生产复合材料部件的方法和装置
CN105082567A (zh) * 2015-03-27 2015-11-25 中国商用飞机有限责任公司 大厚度纤维增强环氧树脂基复合材料的固化方法
CN105479768A (zh) * 2015-11-23 2016-04-13 西北工业大学 树脂基碳纤维复合材料的自阻电加热固化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021081888A1 (zh) * 2019-10-31 2021-05-06 深圳烯湾科技有限公司 纤维织物增强复合材料及其制备方法

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