CN110561792A - 一种低成本复合材料大型舱一体成型方法 - Google Patents

一种低成本复合材料大型舱一体成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本复合材料大型舱一体成型方法，属于复合材料大型舱领域，采用以下方法:大型金属模具制备；模具密封处理；外蒙皮成型，抽真空固化；帽型加强筋成型，抽真空固化；内蒙皮成型，抽真空固化；产品脱模与修整。克服了分段成型后拼接成一体的方式或者传统金属骨架式方舱结构工序复杂，拼接处力学性能薄弱的缺陷，一体成型的舱体气密性、耐久性更好，质量更加轻量化，同时通过硬质聚氨酯泡沫作为填充材料保温性能更好功能性更强，能更好的满足军民两用大型舱的更高性能需求。

Description

一种低成本复合材料大型舱一体成型方法
技术领域
本发明涉及复合材料大型舱领域，特别是一种低成本复合材料大型舱一体成型方法。
背景技术
复合材料大型舱主要用于在车辆停放、机动运输过程中；用于装载随车仪器设备，并为仪器设备提供必要的环境条件；为使用过程中提供环境保障和生存保障。对保温舱外观质量、水密性、行驶试验等有较高要求。复合材料大型舱可以在环境温度0℃～+40℃，相对湿度不大于98％(25℃)的环境中长期储存，每年允许出现的非正常储存环境累计天数不超过30天。由于复合材料大型舱一体成型工艺困难，目前大都采用分段成型后拼接成一体的方式或者传统金属骨架式舱体，结构工序复杂，分段组合拼接处力学性能损失较大，其强度与刚度都比较差，变形较大不容易控制，气密性、保温性与耐久性等方面性能都相对较弱，同时目前方舱功能化也相对较弱，目前市场上对成本更低，质量轻量化，力学性能更强，功能性更高的大型舱有迫切的需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有复合材料大型舱的高成本问题，提供一种低成本复合材料大型舱一体成型方法。
为实现以上目的，提供以下技术方案：
一种低成本复合材料大型舱一体成型方法，包括以下步骤：
S1：制备大型金属模具：通过机械加工出产品外表面轮廓阴模模具；
S2：在阴模模具上涂抹弹性胶进行密封处理，弹性胶固化后铺放3K碳布，在碳布上铺放常温固化环氧树脂预浸料外蒙皮，外蒙皮厚度为2mm-3mm；
S3：将铺放好的外蒙皮采取真空袋进行抽真空或热压罐打压的方式加压，压力为0.1-0.3MPa；
S4：加压后放入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S5：在外蒙皮上根据图纸划线对金属预埋件安装位置进行定位，并将金属预埋件粘接在外蒙皮上，同时根据图纸划线对帽型加强筋安装位置进行定位；
S6：在图纸规划好的帽型加强筋的夹层位置进行填料，所述填料材料为硬质聚氨酯泡沫，通过环氧树脂粘接；
S7：将填料好的阴模模具上根据步骤S5定位好的帽型加强筋位置进行铺放碳布及预浸料形成2mm的帽型加强筋，采取真空袋进行抽真空或热压罐打压的方式加压，压力为0.1-0.3MPa，进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S8：固化后，再次在帽型加强筋间隔处填充硬质聚氨酯泡沫，并进行修整使硬质聚氨酯泡沫与帽型加强筋一平；
S9：铺放碳布及常温固化环氧树脂预浸料的内蒙皮2mm，内外蒙皮之间有足够的搭接面积，采取真空袋进行抽真空或热压罐打压方式加压，压力为0.1-0.3MPa，整体进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S10：将成型后大型舱脱模，脱模后进行后处理，即可得到本发明的低成本碳纤维复合材料舱。
本发明的有益效果：
1、本发明通过碳布、预浸料外蒙皮、帽型加强筋等整体铺设方式，能够使纤维在长度、宽度等各个方向上尽可能都是一整条通长的纤维，相交于拼接成型纤维更多连续，产品强度与刚度更好，性能明显优于拼接成型的方法与传统金属方舱。
2、本发明的碳纤维复合材料大型舱内外蒙皮纤维连续性更好，克服了分段成型后拼接成一体的方式或者传统金属骨架式方舱结构工序复杂，拼接处力学性能薄弱的缺陷，一体成型的舱体气密性、耐久性更好，质量更加轻量化，同时通过硬质聚氨酯泡沫作为填充材料保温性能更好功能性更强，能更好的满足军民两用大型舱的更高性能需求。
3、通过一体成型帽型加强筋的骨架使内外蒙皮形成一个整体，并根据铺层设计纤维尽可能连续，达到骨架力学性能更好，整体密实度好的效果。
具体实施方式
一种低成本复合材料大型舱一体成型方法，包括以下步骤：
S1：制备大型金属模具：通过机械加工出产品外表面轮廓阴模模具；
S2：在阴模模具上涂抹弹性胶进行密封处理，弹性胶固化后铺放3K碳布，在碳布上铺放常温固化环氧树脂预浸料的外蒙皮，外蒙皮厚度为2mm-3mm；
S3：将铺放好的外蒙皮采取真空袋进行抽真空或热压罐打压方式加压，压力为0.1-0.3MPa；
S4：加压后放入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S5：在外蒙皮上根据图纸划线对金属预埋件安装位置进行定位，并将金属预埋件粘接在外蒙皮上，同时根据图纸划线对帽型加强筋安装位置进行定位；
S6：在图纸规划好的帽型加强筋的夹层位置进行填料，所述填料材料为硬质聚氨酯泡沫，通过环氧树脂粘接；
S7：将填料好的阴模模具上根据步骤S5定位好的帽型加强筋位置进行铺放碳布及预浸料形成2mm的帽型加强筋，采取真空袋进行抽真空或热压罐打压的方式加压，压力为0.1-0.3MPa，进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S8：固化后，再次在帽型加强筋间隔处填充硬质聚氨酯泡沫，并进行修整使硬质聚氨酯泡沫与帽型加强筋一平；
S9：铺放碳布及常温固化环氧树脂预浸料的内蒙皮2mm，内外蒙皮之间有足够的搭接面积，采取真空袋进行抽真空方式加压，压力为0.1-0.3MPa，整体进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S10：将成型后大型舱脱模，脱模后进行后处理，即可得到本发明的低成本碳纤维复合材料舱。
其中，固化炉或热压罐温度为80-100℃之间，压力值为0.1-0.3MPa之间，压力值越大碳纤维产品密实度越好，同时模具刚性要求也越高，根据产品实际需求和设备条件确定压力值，抽真空极限为0.1MPa，热压罐既可以进行打压又可以进行加热，压力值由罐的规格决定，成型时间在240min-300min之间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种低成本复合材料大型舱一体成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备大型金属模具：通过机械加工出产品外表面轮廓阴模模具；
S2：在阴模模具上涂抹弹性胶进行密封处理，弹性胶固化后铺放3K碳布，在碳布上铺放常温固化环氧树脂预浸料的外蒙皮，外蒙皮厚度为2mm-3mm；
S3：将铺放好的外蒙皮采取真空袋进行抽真空或热压罐打压的方式加压，压力为0.1-0.3MPa；
S4：加压后放入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S5：在外蒙皮上根据图纸划线对金属预埋件安装位置进行定位，并将金属预埋件粘接在外蒙皮上，同时根据图纸划线对帽型加强筋安装位置进行定位；
S6：在图纸规划好的帽型加强筋的夹层位置进行填料，所述填料材料为硬质聚氨酯泡沫，通过环氧树脂粘接；
S7：将填料好的阴模模具上根据步骤S5定位好的帽型加强筋位置进行铺放碳布及预浸料形成2mm的帽型加强筋，采取真空袋进行抽真空或热压罐打压方式加压，压力为0.1-0.3MPa，进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S8：固化后，再次在帽型加强筋间隔处填充硬质聚氨酯泡沫，并进行修整使硬质聚氨酯泡沫与帽型加强筋一平；
S9：铺放碳布及常温固化环氧树脂预浸料的内蒙皮2mm，内外蒙皮之间有足够的搭接面积，采取真空袋进行抽真空或热压罐打压方式加压，压力为0.1-0.3MPa，整体进入固化炉或热压罐进行加热，加热温度/时间为80℃/4h，固化成型；
S10：将成型后大型舱脱模，脱模后进行后处理，即可得到本发明的低成本碳纤维复合材料舱。
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