CN108284622A - 复合材料缠绕管形件的成型工艺 - Google Patents

复合材料缠绕管形件的成型工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108284622A
CN108284622A CN201711326303.2A CN201711326303A CN108284622A CN 108284622 A CN108284622 A CN 108284622A CN 201711326303 A CN201711326303 A CN 201711326303A CN 108284622 A CN108284622 A CN 108284622A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
moulding process
autoclave
tubular member
heat
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
CN201711326303.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108284622B (zh
Inventor
曾艳明
王海云
王敏
王宇红
谢欢
刘天宇
贾飞飞
王敏辉
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.)
Jiangnan Industries Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangnan Industries Group Co Ltd
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 Jiangnan Industries Group Co Ltd filed Critical Jiangnan Industries Group Co Ltd
Priority to CN201711326303.2A priority Critical patent/CN108284622B/zh
Publication of CN108284622A publication Critical patent/CN108284622A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108284622B publication Critical patent/CN108284622B/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
    • 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
    • B29C70/44—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
    • 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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • 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
    • B29K2061/00—Use of condensation polymers of aldehydes or ketones or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2061/20—Aminoplasts
    • 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
    • B29K2509/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2503/00 - B29K2507/00, as filler
    • B29K2509/02—Ceramics
    • B29K2509/04—Carbides; Nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/749—Motors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明涉及复合材料缠绕管形件的成型工艺，先依次将第一预浸料和第二预浸料缠绕到模芯上，获得管形毛坯；将管形毛坯连同模芯依次用隔离膜和透气毡包好，置于真空袋内，封装，置于热压罐中，对真空袋进行抽真空，使真空袋内压强为‑100~‑80kPa，然后对管形毛坯施以0.8~1.1MPa的外加压力；将热压罐内温度升至90~110℃，保温保压6~14min后，将外加压力增大至1.8~2.1MPa，再次保温保压45~75min；将热压罐内温度升至160~175℃，保温保压160~200min；冷却，泄压，获得复合材料缠绕管形件产品。本发明采用分段加压的方法，在升温前对管形毛坯施加1MPa左右的压力，可有效保证产品碳布层及高硅氧布层的结构均匀，同时减少树脂的流失，避免出现缺陷；另外，采用两段式加热方式，节省了加热时间，提高生产效率。

Description

复合材料缠绕管形件的成型工艺
技术领域
本发明公开了一种复合材料缠绕管形件的成型工艺，属于复合材料成型领域，尤其适用于发动机纤维增强氨酚醛树脂复合材料管形件的固化成型。
背景技术
发动机尾管作为高温高压燃气流通道，需具有优良的抗烧蚀、抗冲刷、防隔热性能，故目前尾管内层采用碳纤维增强氨酚醛树脂复合材料，起抗冲刷、耐烧蚀作用，外层采用高硅氧纤维增强氨酚醛树脂复合材料，起隔热作用，其结构可简化为管形件。纤维增强树脂基复合材料需在高温高压下固化成型，目前其主要固化成型方法有模压成型、热等静压成型等。模压成型是先用预浸料缠绕成尾管圆管形后再将缠绕坯件放入油压机上加热、加压固化，由于模具在合模加压时，产品在模具分模面处受压较小，导致产品飞边较厚，在分模面处出现皱褶，最终产品碳布层及高硅氧布层形状不规则，产品性能不均匀。热等静压成型尾管，是将缠绕预成型的尾管直接放入压力釜内，然后向釜内充高压氮气并升温，通过高压氮气对产品加压、加温固化，该工艺成型产品碳布层与高硅氧布层结构规整，质量均匀，但由于该工艺中高压氮气直接对产品外表面加压，导致树脂升温反应后内部的小分子挥发物不能有效排出，成型产品孔隙率高，密度较低，抗冲刷性能差，且产品易出现聚胶、疏松、分层等缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合材料缠绕管形件热压罐袋压成型工艺，以解决复合材料缠绕管形件现有制备工艺中，无法兼顾产品密度、抗冲刷性能、性能均匀性的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：复合材料缠绕管形件的成型工艺，包括如下步骤：
1)根据复合材料缠绕管形件的结构设计要求，依次将第一预浸料和第二预浸料缠绕到模芯上，获得管形毛坯；
2)将步骤1）中管形毛坯连同模芯依次用隔离膜和透气毡包好，置于真空袋内，封装；
3)将步骤2）中封装好的管形毛坯置于热压罐中，对真空袋进行抽真空，使真空袋内压强为-100~-80kPa，然后对管形毛坯施以0.8~1.1MPa的外加压力；将热压罐内温度升至90~110℃，保温保压6~14min后，将外加压力增大至1.8~2.1MPa，再次保温保压45~75min；将热压罐内温度升至160~175℃，维持外加压力为1.8~2.1MPa，保温保压160~200min；
4)冷却，泄压，获得复合材料缠绕管形件产品；
其中，第一预浸料主要由碳纤维增强氨酚醛树脂复合材料制成，第二预浸料主要由高硅氧纤维增强氨酚醛树脂复合材料制成。
步骤3）中，对真空袋进行抽真空后，真空袋内压强为-95~-85kPa。
步骤3）中，在升温前对管形毛坯施以0.9~1.0MPa的外加压力，此时温度为室温。
步骤3）中，第一个保温保压阶段中外加压力为1.9~2.0 MPa，热压罐内温度为95~105℃。
步骤3）中，第二个保温保压阶段中外加压力为1.9~2.0MPa，热压罐内温度为165~170℃。
步骤3）中，各升温阶段的升温速率不大于1℃/min。
步骤4）中，待复合材料缠绕管形件产品随热压罐自然降温至70℃后卸压，并取出产品。
一种复合材料缠绕管形件，采用如上所述的成型工艺制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本工艺采用分段加压的方法，在升温前温度较低，管形件硬度较高，且氨酚醛树脂的粘度高流动性低，此时对管形毛坯施加1MPa左右的压力，使包裹材料与缠绕管形毛坯贴合紧密且不改变毛坯形状，有效保证产品碳布层及高硅氧布层的结构均匀，同时减少树脂的流失，避免出现分层、孔隙等缺陷，有利于获得密度高，性能优异的复合材料缠绕管形件。
2、本工艺采用两段式加热方式，节省了加热时间，提高生产效率。
附图说明
图1是采用热等静压成型获得的管形件的剖面照片（a）与实施例1获得管形件的剖面结构照片（b）的对比情况图。
图2是采用热等静压成型工艺获得的管形件的管壁的剖面照片。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例中，复合材料缠绕管形件的成型工艺包括如下步骤：
（1）将复合材料预浸料缠绕到模芯上，形成管形毛坯；
（2）将预成型的复合材料管形毛坯与模芯用隔离膜、透气毡包好，然后放入真空袋内封装；
（3）将封装产品的真空袋放入热压罐内抽真空至-90kPa；
（4）加压至1MPa；
（5）以不大于1℃/min的升温速率将热压罐内温度升至100℃；
（6）保温保压10min后将压力增至2MPa，再次保温保压60min；
（7）以不大于1℃/min的升温速率将热压罐内温度升至165℃，保温保压180min；
（8）保温保压结束后，产品随热压罐自然降温至70℃后卸压，并取出产品。
从图1和图2可明显看出，相比热等静压成型获得的管形件，本实施例的产品致密度要比传统的高的多，而且内部没有孔洞、分层等缺陷。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.复合材料缠绕管形件的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）根据复合材料缠绕管形件的结构设计要求，依次将第一预浸料和第二预浸料缠绕到模芯上，获得管形毛坯；
2）将步骤1）中管形毛坯连同模芯依次用隔离膜和透气毡包好，置于真空袋内，封装；
3）将步骤2）中封装好的管形毛坯置于热压罐中，对真空袋进行抽真空，使真空袋内压强为-100~-80kPa，然后对管形毛坯施以0.8~1.1MPa的外加压力；将热压罐内温度升至90~110℃，保温保压6~14min后，将外加压力增大至1.8~2.1MPa，再次保温保压45~75min；将热压罐内温度升至160~175℃，维持外加压力为1.8~2.1MPa，保温保压160~200min；
4）冷却，泄压，获得复合材料缠绕管形件产品；
其中，第一预浸料主要由碳纤维增强氨酚醛树脂复合材料制成，第二预浸料主要由高硅氧纤维增强氨酚醛树脂复合材料制成。
2.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤3）中，对真空袋进行抽真空后，真空袋内压强为-95~-85kPa。
3.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤3）中，在升温前对管形毛坯施以0.9~1.0MPa的外加压力，此时温度为室温。
4.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤3）中，第一个保温保压阶段中外加压力为1.9~2.0MPa，热压罐内温度为95~105℃。
5.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤3）中，第二个保温保压阶段中外加压力为1.9~2.0MPa，热压罐内温度为165~170℃。
6.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤3）中，各升温阶段的升温速率不大于1℃/min。
7.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，步骤4）中，待复合材料缠绕管形件产品随热压罐自然降温至70℃后卸压，并取出产品。
8.一种复合材料缠绕管形件，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的成型工艺制成。
CN201711326303.2A 2017-12-13 2017-12-13 复合材料缠绕管形件的成型工艺 Active CN108284622B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711326303.2A CN108284622B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 复合材料缠绕管形件的成型工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711326303.2A CN108284622B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 复合材料缠绕管形件的成型工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108284622A true CN108284622A (zh) 2018-07-17
CN108284622B CN108284622B (zh) 2020-06-23

Family

ID=62831879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711326303.2A Active CN108284622B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 复合材料缠绕管形件的成型工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108284622B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624352A (zh) * 2018-12-17 2019-04-16 巢湖鹏远金属焊管有限公司 一种玻璃钢复合管及其加工方法
CN111546615A (zh) * 2020-06-16 2020-08-18 南通东泰电工器材有限公司 筒状环氧玻纤复合材料制品的成型方法
CN113021939A (zh) * 2021-02-09 2021-06-25 博戈橡胶塑料（株洲）有限公司 基于连续纤维与普通纤维的轻量化部件制作方法及制品
CN113183370A (zh) * 2021-05-28 2021-07-30 西安英利科电气科技有限公司 一种具有可控温度梯度热场的渐进式固化装置及方法
CN113733597A (zh) * 2021-09-15 2021-12-03 广东汇天航空航天科技有限公司 复合材料的部件成型方法、闭口梁及汽车
CN113815242A (zh) * 2021-09-01 2021-12-21 江苏科技大学 一种复合材料缠绕立管及其制备方法
CN114043753A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 上海复合材料科技有限公司 一种适用于复合材料主承力杆的分级加压成型方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412284A (zh) * 2008-12-09 2009-04-22 北京百慕航材高科技股份有限公司 树脂基复合材料踝足矫形器成型方法
CN101576195A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 中国石油天然气股份有限公司 预浸料修补含缺陷管道的施工方法
CN102642316A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 东华大学 一种复合材料管的连续化制备方法
CN105437568A (zh) * 2015-12-10 2016-03-30 上海复合材料科技有限公司 一种适用于卫星的复合材料丝杆的成型方法
CN105690791A (zh) * 2016-01-21 2016-06-22 大连理工大学 一种易脱模的筒形复合材料结构件整体成型方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101576195A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 中国石油天然气股份有限公司 预浸料修补含缺陷管道的施工方法
CN101412284A (zh) * 2008-12-09 2009-04-22 北京百慕航材高科技股份有限公司 树脂基复合材料踝足矫形器成型方法
CN102642316A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 东华大学 一种复合材料管的连续化制备方法
CN105437568A (zh) * 2015-12-10 2016-03-30 上海复合材料科技有限公司 一种适用于卫星的复合材料丝杆的成型方法
CN105690791A (zh) * 2016-01-21 2016-06-22 大连理工大学 一种易脱模的筒形复合材料结构件整体成型方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624352A (zh) * 2018-12-17 2019-04-16 巢湖鹏远金属焊管有限公司 一种玻璃钢复合管及其加工方法
CN111546615A (zh) * 2020-06-16 2020-08-18 南通东泰电工器材有限公司 筒状环氧玻纤复合材料制品的成型方法
CN113021939A (zh) * 2021-02-09 2021-06-25 博戈橡胶塑料（株洲）有限公司 基于连续纤维与普通纤维的轻量化部件制作方法及制品
CN113021939B (zh) * 2021-02-09 2022-04-22 博戈橡胶塑料（株洲）有限公司 基于连续纤维与普通纤维的轻量化部件制作方法及制品
CN113183370A (zh) * 2021-05-28 2021-07-30 西安英利科电气科技有限公司 一种具有可控温度梯度热场的渐进式固化装置及方法
CN113815242A (zh) * 2021-09-01 2021-12-21 江苏科技大学 一种复合材料缠绕立管及其制备方法
CN113733597A (zh) * 2021-09-15 2021-12-03 广东汇天航空航天科技有限公司 复合材料的部件成型方法、闭口梁及汽车
CN113733597B (zh) * 2021-09-15 2022-12-20 广东汇天航空航天科技有限公司 复合材料的部件成型方法、闭口梁及汽车
CN114043753A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 上海复合材料科技有限公司 一种适用于复合材料主承力杆的分级加压成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108284622B (zh) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108284622A (zh) 复合材料缠绕管形件的成型工艺
CN103029307B (zh) 一种复合材料盒型结构主梁的制作方法
CN102729488B (zh) 碳纤维复合材料臂架、其生产方法及包括其的混凝土泵车
CN102765198A (zh) 复合材料真空辅助模压成型系统及成型方法
CN110027226B (zh) 一种用于制备增强复合材料的p-rtm成型工艺
CN110590339B (zh) 一种氧化铝陶瓷部件的制备方法
CN104097329B (zh) 一种复合材料泡沫夹芯结构成型中对泡沫材料进行树脂灌注预处理的方法
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
CN110481059A (zh) 一种复合材料泡沫夹芯结构及其成型方法
CN101060263B (zh) 真空自动压力凝胶封装定子的方法
CN107399092A (zh) 一种复合材料工字梁的制备装置及其制备方法
CN109605625A (zh) 一种固体火箭发动机燃烧室壳体绝热层成型方法
CN107188590A (zh) 一种纤维增强SiC基复合材料的成型方法
CN111070503A (zh) 3d打印技术辅助碳纤维构件的成型方法及结构、成型模具
CN110978559A (zh) 一种碳纤维复合材料零件的制备方法
CN104369387B (zh) Pmi泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架及其制造方法
CN101920562A (zh) 酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法
CN110774613B (zh) 一种双马来酰亚胺树脂基复合材料、天线罩及其制备方法
CN104494027A (zh) 碳纤维复合材料制件的双真空袋微波固化方法
CN100496936C (zh) 一种布带缠绕酚醛复合材料制品的固化方法
CN116394542A (zh) 一种依靠循环使用模具成型的方管成型工艺
CN106626410B (zh) 一种蜂窝夹心结构复合材料成型方法
CN112225574B (zh) 一种高性能炭/炭组合式热压模具的制造方法
CN114436670A (zh) 一种基于缠绕成型的高强度碳碳筒体制备方法
CN112060624A (zh) 一种制造复合材料制品的模压成型工艺方法

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