CN110696220A - 一种可降解碳毡预浸料及机盖内板制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解碳毡预浸料制造的工艺、一种可降解碳毡预浸料和一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，涉及汽车覆盖件技术领域，包括如下步骤：步骤一、将RAF‑901树脂A组份、B组份增稠剂加入串联混合器搅拌得到环氧树脂糊,本发明使用碳毡预浸料制造工艺得到的碳毡预浸料外观均匀，脱膜性良好，不粘手，且满足汽车部件材料低VOC环保要求，使用可快速固化的碳毡预浸料作为原材料应用于复合材料汽车机盖内板的工艺上，制造成品的生产效率高、周期短、成本低、质量稳定，实现汽车轻量化和节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及汽车覆盖件技术领域，具体涉及一种可降解碳毡预浸料制造的工艺、一种可降解碳毡预浸料和一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺。
背景技术
可回收纤维增强热固性材料，简称RFRT，随着复合材料自动化量产技术的发展，复合材料制造成本大幅降低，人们对复合材料的减重作用有了进一步的认识，复合材料在汽车上的应用也取得了长足的进步，现有的汽车复合材料引擎盖多为钢板、铝板或连续碳纤维复合材料，钢板、铝板质量中，连续碳纤维虽然能极大的实现减重的目标，但是仍然具有以下缺陷：1、效率低，传统工艺如真空袋压工艺、模压工艺等均以连续碳纤维预浸料铺层为主，铺层工时较长，根据制品的复杂程度，4h-24h不等，同时固化时间较长，一般为8h左右，无法满足汽车几万件每年的产能需求；2、成本高，民用领域的原材料为连续纤维织物预浸料，材料成本约为120～300元/kg，而制造成本达到材料成本的5～8倍，进而最终制品综合成本均在700～1000元/kg；3、质量不稳定，传统复合材料工艺为手工铺层，况且汽车产品结构极其复杂，导致复合材料铺层难度加大，异形结构或拐角处需要不同方式的剪口及对接或搭接方能保证纤维连续，而手工铺层最大的特点就是稳定性和一致性差，每一次剪口位置及对接或搭接位置都会存在一定差异，进而导致产品质量稳定性差，不同批次甚至同一批次不同零件的质量波动较大，同时也会影响产品的性能及使用。汽车行业产品批量大，质量要求高，成本敏感，传统碳纤维复合材料无法满足企业需求，而汽车轻量化又极其紧迫，急需一种生产效率高、成本低且质量稳定的轻量化方案来改善这类传统模式。
中国专利申请为CN107745749A公开了一种复合材料汽车引擎盖及其制备方法，该复合材料汽车引擎盖包括：通过胶黏剂胶接组装的内板和外板；该内板和外板的材料均采用碳纤维和玻璃纤维混编，并浸润树脂加热固化的复合材料，该装置的优点在于：能降低汽车引擎盖的制造成本，具有抗疲劳、耐腐蚀、减振和绝缘等优点，但是该发明利用RTM成型工艺分别制备碳玻混编汽车引擎盖的内板和外板，制造周期长、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解碳毡预浸料制造工艺，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种可降解碳毡预浸料制造工艺，包括如下步骤：
步骤一、将RAF-901树脂A组份加入到900～1200转的串联混合器中；
步骤二、在串联混合器中加入B组份增稠剂并搅拌均匀得到环氧树脂糊；
步骤三、将RFRT片料机清理干净，准备好PP薄膜，将混好的环氧树脂糊分别加入上、下胶槽，开启设备，将环氧树脂糊涂敷在上、下PP膜内面，再与短切碳纤维毡复合；
步骤四、再进行加压，树脂含浸碳纤维毡，然后将含浸树脂的碳毡采用6～10英寸气涨轴收卷；
步骤五、将以上制备的碳纤维毡预浸料放入烘房增稠熟化处理，熟化处理完成得到碳毡预浸料，然后将其放入冷库存储。
优选的，所述的步骤三中，涂敷在上、下PP膜内面的环氧树脂糊厚度为0.35～0.6mm，短切碳纤维毡的面密度为200～400g/m2。
优选的，所述的步骤五中烘房的温度设为35～50℃，熟化处理5～20h。
本发明还提供一种可降解碳毡预浸料，应用所述的一种可降解碳毡预浸料制造工艺制得。
本发明还提供一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，包括如下步骤：
步骤一、绘制制造汽车机盖内板需要的碳毡预浸料下料图，下料图中包含铺层定位孔，用自动下料机将碳毡预浸料切割成设计的下料形状；
步骤二、在液压机的上下模内涂脱模剂，模具预热到130～150℃；
步骤三、将碳毡预浸料铺放到已加热到130～150℃的模具上，并对准铺层定位销，采用液压机热压的方式对材料进行压制固化，加压6～10MPa合模，合模后保温、保压5～20分钟；
步骤四、保温保压时间到后起模，脱模，取出机盖内板；
步骤五、自动化切割去毛边，涂装打磨喷漆，终检，完成机盖内板的制备。
优选的，所述液压机吨位为3000吨。
本发明的优点在于：使用碳毡预浸料制造工艺得到的碳毡预浸料制品外观均匀，脱膜性良好，不粘手，且满足汽车部件材料低VOC环保要求，使用可快速固化的碳毡预浸料作为原材料应用于复合材料汽车机盖内板的工艺，制造成品的生产效率高、周期短、成本低、质量稳定，实现汽车轻量化和节能环保。
附图说明
图1为本发明中的碳毡预浸料的结构示意图。
图2为本发明中液压机用热压的方式对片料进行压制固化的示意图。
图3为本发明中制备复合材料汽车机盖内板的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1至图3所示，一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将RAF-901树脂A组份加入到900～1200转的串联混合器中；
步骤二、在串联混合器中加入B组份增稠剂并搅拌均匀得到环氧树脂糊；
步骤三、将RFRT片料机清理干净，准备好PP薄膜，将混好的环氧树脂糊分别加入上、下胶槽，开启设备，将环氧树脂糊涂敷在上、下PP膜内面，再与短切碳纤维毡复合；
步骤四、再进行加压，树脂含浸碳纤维毡，然后将含浸树脂的碳毡采用6～10英寸气涨轴收卷；
步骤五、将以上制备的碳纤维毡片料放入烘房增稠熟化处理，熟化处理完成得到碳毡预浸料，然后将其放入冷库存储。
在本实施例中，所述的步骤三中，涂敷在上、下PP膜内面的环氧树脂糊厚度为0.35～0.6mm，短切碳纤维毡的面密度为200～400g/m2。
本发明还提供一种可降解碳毡预浸料，应用所述的一种碳毡预浸料制造工艺制得。
本发明还提供一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，包括如下步骤：
步骤一、绘制制造汽车机盖内板需要的碳毡预浸料下料图，下料图中包含铺层定位孔，用自动下料机将碳毡预浸料切割成设计的下料形状；
步骤二、在液压机的上下模内涂脱模剂，模具预热到125～135℃；
步骤三、将碳毡预浸料铺放到已加热到125～135℃的模具上，并对准铺层定位销，采用液压机热压的方式对材料进行压制固化，加压6～10MPa合模，合模后保温、保压15～20分钟；
步骤四、保温保压时间到后起模，脱模，取出机盖内板；
步骤五、自动化切割去毛边，涂装打磨喷漆，终检，完成机盖内板的制备。
在本实施例中，所述液压机吨位为3000吨。
实施例2
如图1至图3所示，一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将RAF-901树脂A组份加入到900～1200转的串联混合器中；
步骤二、在串联混合器中加入B组份增稠剂并搅拌均匀得到环氧树脂糊；
步骤三、将RFRT片料机清理干净，准备好PP薄膜，将混好的环氧树脂糊分别加入上、下胶槽，开启设备，将环氧树脂糊涂敷在上、下PP膜内面，再与短切碳纤维毡复合；
步骤四、再进行加压，树脂含浸碳纤维毡，然后将含浸树脂的碳毡采用6～10英寸气涨轴收卷；
步骤五、将以上制备的碳纤维毡片料放入烘房增稠熟化处理，熟化处理完成得到碳毡预浸料，然后将其放入冷库存储。
在本实施例中，所述的步骤三中，涂敷在上、下PP膜内面的环氧树脂糊厚度为0.35～0.6mm，短切碳纤维毡的面密度为200～400g/m2。
此外，所述的步骤五中烘房的温度设为35℃，熟化处理20h。
本发明还提供一种可降解碳毡预浸料，应用所述的一种碳毡预浸料制造工艺制得。
本发明还提供一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，包括如下步骤：
步骤一、绘制制造汽车机盖内板需要的碳毡预浸料下料图，下料图中包含铺层定位孔，用自动下料机将碳毡预浸料切割成设计的下料形状；
步骤二、在液压机的上下模内涂脱模剂，模具预热到135～145℃；
步骤三、将碳毡预浸料铺放到已加热到135～145℃的模具上，并对准铺层定位销，采用液压机热压的方式对材料进行压制固化，加压6～10MPa合模，合模后保温、保压10～15分钟；
步骤四、保温保压时间到后起模，脱模，取出机盖内板；
步骤五、自动化切割去毛边，涂装打磨喷漆，终检，完成机盖内板的制备。
在本实施例中，所述液压机吨位为3000吨。
实施例3
如图1至图3所示，一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将RAF-901树脂A组份加入到900～1200转的串联混合器中；
步骤二、在串联混合器中加入B组份增稠剂并搅拌均匀得到环氧树脂糊；
步骤三、将RFRT片料机清理干净，准备好PP薄膜，将混好的环氧树脂糊分别加入上、下胶槽，开启设备，将环氧树脂糊涂敷在上、下PP膜内面，再与短切碳纤维毡复合；
步骤四、再进行加压，树脂含浸碳纤维毡，然后将含浸树脂的碳毡采用6～10英寸气涨轴收卷；
步骤五、将以上制备的碳纤维毡片料放入烘房增稠熟化处理，熟化处理完成得到碳毡预浸料，然后将其放入冷库存储。
在本实施例中，所述的步骤三中，涂敷在上、下PP膜内面的环氧树脂糊厚度为0.35～0.6mm，短切碳纤维毡的面密度为200～400g/m2。
此外，所述的步骤五中烘房的温度设为35℃，熟化处理20h。
本发明还提供一种可降解碳毡预浸料，应用所述的一种碳毡预浸料制造工艺制得。
本发明还提供一种应用碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，包括如下步骤：
步骤一、绘制制造汽车机盖内板需要的碳毡预浸料下料图，下料图中包含铺层定位孔，用自动下料机将碳毡预浸料切割成设计的下料形状；
步骤二、在液压机的上下模内涂脱模剂，模具预热到145～155℃；
步骤三、将碳毡预浸料铺放到已加热到145～155℃的模具上，并对准铺层定位销，采用液压机热压的方式对材料进行压制固化，加压6～10MPa合模，合模后保温、保压5～10分钟；
步骤四、保温保压时间到后起模，脱模，取出机盖内板；
步骤五、自动化切割去毛边，涂装打磨喷漆，终检，完成机盖内板的制备。
在本实施例中，所述液压机吨位为3000吨。
使用碳毡预浸料制造工艺得到的碳毡预浸料得到环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手，环氧树脂糊不含无易挥发物质，满足汽车部件材料低VOC环保要求，并且具有130-150℃快速固化特性，能够将复合材料部件成型周期缩短到5～20min，有利于复合材料部件批量化生产，并且具有可降解特性，制备的复合材料部件容易实现回收再利用；使用可快速固化的碳毡预浸料作为原材料应用于复合材料汽车机盖内板的工艺，做成制品后密度1400kg/m3，拉伸模量约27GPa，相比钢制产品减重50％以上，本方案采用碳毡预浸料通过模压工艺成型，单套模具可实现5min/件的生产效率，连续生产年产能约86400件，基本满足汽车批量生产需求，碳毡预浸料采用可回收的碳纤维边角废料制成短切料预浸料，可极大的降低原材料成本，树脂采用快速固化体系，缩短制造周期，降低制造成本，能够满足汽车市场预期，从碳毡预浸料片料制作到最终制品，整个环节全部通过自动化工艺实现，通过工艺参数设定及多轮试制试验，每个环节均在管控之内，从而保证最终制品的精度，质量稳定，一致性高，本方案选用的材料基本可以保证传统金属车身结构不用做大的改动，用于提升性能或安装用的凸台、筋、凹槽、异形复杂结构均可成型，进而满足汽车的结构设计需求，树脂基体选择可回收热固性环氧树脂体系，能够在100℃～150℃的温度和常压的条件下实现热固性树脂完全降解，达到95％的回收。回收的纤维材料可以被再利用到复合材料的生产，而降解后的树脂可以作为工程塑料实现再利用。选用该体系树脂可以使汽车部件报废后得到更节能环保的处理，本发明中的环氧树脂糊与利用该物质得到的一种应用碳毡预浸料制造的复合材料汽车机盖内板的性能如表1所示：
表1
基于上述，本发明使用可降解碳毡预浸料制造工艺得到的碳毡预浸料外观均匀，脱膜性良好，不粘手，且满足汽车部件材料低VOC环保要求，使用可快速固化的碳毡预浸料作为原材料应用于复合材料汽车机盖内板的工艺，制造成品的生产效率高、周期短、成本低、质量稳定。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (7)
1.一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将RAF-901树脂A组份加入到900～1200转的串联混合器中；
步骤二、在串联混合器中加入B组份增稠剂并搅拌均匀得到环氧树脂糊；
步骤三、将RFRT片料机清理干净，准备好PP薄膜，将混好的环氧树脂糊分别加入上、下胶槽，开启设备，将环氧树脂糊涂敷在上、下PP膜内面，再与短切碳纤维毡复合；
步骤四、再进行加压，树脂含浸碳纤维毡，然后将含浸树脂的碳毡预浸料折叠装箱；
步骤五、将以上制备的碳纤维毡预浸料放入烘房增稠熟化处理，熟化处理完成得到碳毡预浸料，然后将其放入冷库存储。
2.根据权利要求1所述的一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于：所述步骤一中的RAF-901树脂为可降解环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于：所述的步骤三中，涂敷在上、下PP膜内面的环氧树脂糊厚度为0.35～0.6mm，短切碳纤维毡的面密度为200～400g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种可降解碳毡预浸料制造工艺，其特征在于：所述的步骤五中烘房的温度设为35～50℃，熟化处理5～20h。
5.一种可降解碳毡预浸料，其特征在于，其应用权利要求1所述的工艺制得。
6.一种应用权利要求5所述的可降解碳毡预浸料制造复合材料汽车机盖内板的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、绘制制造汽车机盖内板需要的碳毡预浸料下料图，下料图中包含铺层定位孔，用自动下料机将碳毡预浸料切割成设计的下料形状；
步骤二、在液压机的上、下模内涂脱模剂，模具预热到130-150℃；
步骤三、将碳毡预浸料铺放到已加热到130～150℃的模具上，并对准铺层定位销，采用液压机热压的方式对材料进行压制固化，加压6～10MPa合模，合模后保温、保压5～20分钟；
步骤四、保温保压时间到后起模，脱模，取出机盖内板；
步骤五、自动化切割去毛边，涂装打磨喷漆，终检，完成机盖内板的制备。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料汽车机盖内板的制造工艺，其特征在于：所述液压机吨位为3000吨。
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