CN107866988A - 预浸料‑真空辅助液体成型制件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种预浸料‑真空辅助液体成型工艺制件的制备方法，包括以下步骤：（1）预浸料回温、裁剪、编号；（2）织物热定型、裁剪、编号；（3）预浸料、织物铺贴；（4）辅助材料铺贴，制袋检测真空度；（5）注胶固化；（6）制件脱模、切割、打磨、喷漆。本发明实现了预浸料部分与液体成型部分共同固化，提高了制件的成功率，降低制件成本。同时本发明所得的预浸料‑真空辅助液体成型工艺制件刚性好、自重轻、表面光洁度高、制品孔隙率低、外表面尺寸能精确控制。

Description

预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法
技术领域
本发明涉及一种预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法。
背景技术
以碳纤维复合材料为代表的先进树脂基复合材料因其具有高比模、高比强、可设计、耐腐蚀、抗疲劳、易于整体成型等优异的综合性能，在航空航天等领域获得广泛应用，复合材料的用量和水平已成为飞行器结构先进性的重要标志。复合材料具有材料成型和结构成型同时完成的特点，对于飞行器复合材料结构，制造技术非常关键，不仅决定产品质量而且左右制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供预浸料-真空辅助液体成型工艺制件及其制备方法，预浸料-真空辅助液体成型工艺制件刚性好、自重轻、单面光洁度高、制品孔隙率低，解决现有制备大型复杂蒙皮板制件的技术难题。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）预浸料回温、裁剪、编号:从冷库中取出预浸料，回温至室温，根据裁剪图裁剪预浸料，将裁剪好的预浸料编号，然后放入密封袋保存备用；
（2）织物热定型、裁剪、编号：将定型剂按3-8g/m2的质量施撒在碳纤维织物上，并热定型，待碳纤维织物定型结束利用裁剪机将织物裁剪成所需形状，将裁剪成指定形状的织物编号，并且密封保存，备用；
（3）预浸料、织物铺贴：将模具置于加热设备加热到60℃取出，按照标号将预浸料与织物铺贴在模具表面；
（4）辅助材料铺贴：铺贴结束后，在织物上铺贴脱模布、导流网、VAP膜、真空袋并密封；
（5）注胶固化：将模具运至加热设备里，关闭注胶管道，连接出胶管道与抽气管道，加热设备启动，当温度达到注胶温度，开始注胶，注胶结束后，加热设备按树脂固化制度升温，固化结束后，制件随炉降温；
（6）制件脱模、切割、打磨、喷漆：当模具温度降至60℃以下，开始脱模，切割粗成品制件，打磨切割区域，用清洗剂清洗制件表面，进行喷漆保护。
优选的：在所述步骤（3）中，在模具上的1-2层铺贴预浸料，剩余层数铺贴织物。
优选的：在所述步骤（3）中，预浸料每铺贴一层真空压实一次，织物每铺贴3-8层热定型一次。
优选的：在所述步骤（5）中，注胶方式为多点注胶。
优选的：导流网在制件不同区域层数不同。
优选的，通过改变导流网的层数，改变注胶流速。
优选的：预浸料所使用的树脂与真空导入所用的树脂有较好的匹配性。
预浸料-真空辅助液体成型工艺制件，包括碳纤维预浸料、织物和热固性树脂，所述碳纤维作为增强材料，所述热固性树脂为基体材料，该预浸料-真空辅助液体成型工艺制件采用上述预浸料-真空辅助液体成型工艺制件的制备方法所得。
本发明的有益效果是：预浸料工艺技术成熟度高，性能优异，质量稳定，而液体成型工艺成本低，纤维增强体形式多样，易于提高面外力学性能，两种工艺的互补性很强，两种工艺的融合不仅能降低纤维增强树脂基复合材料的制造成本，同时也解决了制备纤维增强树脂基复合材料大型复杂制件的部分技术难题，且能制备出表面光滑的碳纤维复合材料制品；该预浸料-真空辅助液体成型工艺制件除了具有高强度、高模量、轻量化的特点，由于结构的设计合理，还可以在高温高压的环境中使用；本发明碳纤维复合材料成品可广泛应用于各个技术领域，本发明碳纤维复合材料成品用于特定技术领域时，所改进的上述特性可大大提高产品的安全性能。
预浸料工艺技术成熟度高，性能优异，质量稳定，而液体成型工艺成本低，纤维增强体形式多样，易于提高面外力学性能，两种工艺的互补性很强，取长补短，实现性能与成本的最佳平衡。
附图说明
图1是本发明实施例预浸料-真空辅助液体成型工艺制件结构示意图俯视图。
图2是本发明实施例预浸料-真空辅助液体成型工艺制件结构示意图主视图。
图3是本发明实施例预浸料-真空辅助液体成型工艺制件结构示意图侧视图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1-3所示，本发明是预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）预浸料回温、裁剪、编号:在裁剪之前6-8h从冷库中取出预浸料，回温至室温，预浸料回温结束后，将预浸料裁剪图导入裁剪机电脑，裁剪预浸料，按照预浸料裁剪图上的图层标记书写便签，并粘贴在裁剪好的预浸料上，将裁剪好的预浸料置于密封袋保存备用；
（2）织物热定型、裁剪、编号：将定型剂按6g/m2的质量施撒在碳纤维织物上，将撒粉结束后的织物用真空袋密封，运至加热设备，并抽真空，热定型，将织物裁剪图导入到裁剪机电脑，裁剪热定型完成的织物，按照织物裁剪图上的图层标记书写便签，并粘贴在裁剪好的织物上，将裁剪好的织物密封保存，备用；
（3）预浸料、织物铺贴：在铺贴之前，将模具置于加热设备加热到60℃取出，在模具上铺放2层预浸料，预浸料每铺贴一层，用真空袋密封，并抽真空，抽真空时间为30min，第3层以后铺贴织物，每铺贴4层热定型一次，直至制件铺贴完毕，在铺贴过程中重点检查边角区域，若有架桥区域，用手术刀割开，并补强；
（4）辅助材料铺贴：在铺贴好的预制体表面铺贴脱模布，脱模布需在角落处裁剪开，并做搭接处理，防止架桥。然后铺贴导流网，导流网铺贴时在角落处裁剪开并做搭接处理，同时曲率较大地区铺贴3-6层导流网，其他区域铺贴1-2层导流网，导流网铺贴完毕，在导流网上铺贴VAP膜，要求VAP膜的尺寸应将注胶管与抽气管架离导流网5-10cm，防止管道在制件表面存在压痕，铺贴分块裁剪好的透气毡，然后铺贴真空袋并密封，在铺覆辅助材料时，在导流网上布置3个注胶口，1个出交口，在VAP膜上布置了3-5个抽气口；
（5）注胶固化：将模具运至加热设备，关闭注胶管道，连接真空管道，检测整个系统的真空度，要求系统真空度需达到980mbar以上，降低5mbar/5min视为合格，否则，检测系统漏气点，直到真空度达到要求方可启动加热设备。将模具温度升至120℃，取出脱泡结束的树脂，3个注胶管开始同时注胶，当注胶结束后关闭注胶管，按照树脂的固化制度设置加热设备；
（6）制件脱模、切割、打磨、喷漆：当模具温度降至60℃以下，开始脱模，将脱模后的粗成品制件按切割基准线切割成型，并打磨切割区域，清理切割、打磨后的粗成品制件进行喷漆保护，制得成品制件；注胶方式为多点注胶。
实施例里的定型剂与热固性树脂可根据实际情况对这类产品的具体种类作出合适的选择，实施例中预浸料与织物的铺贴顺序与层数也可以作出合理的调整制备预浸料-真空辅助液体成型工艺制件。

Claims (4)

1.预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
（1）预浸料回温、裁剪、编号:从冷库中取出预浸料，回温至室温，根据裁剪图裁剪预浸料，将裁剪好的预浸料编号，然后放入密封袋保存备用；
（2）织物热定型、裁剪、编号：将定型剂按3-8g/m2的质量施撒在碳纤维织物上，并热定型，待碳纤维织物定型结束利用裁剪机将织物裁剪成所需形状，将裁剪成指定形状的织物编号，并且密封保存，备用；
（3）预浸料、织物铺贴：将模具置于加热设备加热到60℃取出，按照标号将预浸料与织物铺贴在模具表面；
（4）辅助材料铺贴：铺贴结束后，在织物上铺贴脱模布、导流网、VAP膜、真空袋并密封；
（5）注胶固化：将模具运至加热设备里，关闭注胶管道，连接出胶管道与抽气管道，加热设备启动，当温度达到注胶温度，开始注胶，注胶结束后，加热设备按树脂固化制度升温，固化结束后，制件随炉降温；
（6）制件脱模、切割、打磨、喷漆：当模具温度降至60℃以下，开始脱模，切割粗成品制件，打磨切割区域，用清洗剂清洗制件表面，进行喷漆保护。
2.根据权利要求1所述预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，在模具上的1-2层铺贴预浸料，剩余层数铺贴织物。
3.根据权利要求1所述预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，预浸料每铺贴一层真空压实一次，织物每铺贴3-8层热定型一次。
4.根据权利要求1所述预浸料-真空辅助液体成型制件的制备方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，注胶方式为多点注胶。
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