CN110774623A - 一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，包括以下步骤：S1、解冻：将碳纤维预浸料进行解冻处理，备用；S2、下料：通过自动裁料机将步骤S1中已解冻的碳纤维预浸料裁成待铺层料片；S3、模具准备：清理预型模具和成型模具；S4、制作预型体：在预型模具内铺覆步骤S2中的待铺层料片，形成碳纤维预型体；S5、转移：将碳纤维预型体转移至成型模具上；S6、铺PET膜：在碳纤维预型体的外观面上铺覆PET膜；S7、成型固化：合模后加热加压，使碳纤维预浸料固化；S8、脱模：开模取出碳纤维产品并撕去其表面的PET膜。本发明的优点在于，成型后的产品表面树脂浸润饱满，针孔缺陷明显改善。

Description

一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法
技术领域
本发明涉及氢能汽车车身结构技术领域，尤其涉及一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法。
背景技术
通过预浸料模压工艺制作碳纤维复合材料制件具有性能好、稳定、生产节拍快、模具投入少等优点，因此，该工艺成为了量产的合适工艺，但通过该工艺成型的制件表面针孔缺陷较明显，从而导致后续涂装难度加大，成本增加。因此，需要对成型工艺过程进行优化，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，成型后的产品表面树脂浸润饱满，针孔缺陷明显改善。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，包括以下步骤：
S1、解冻：将碳纤维预浸料进行解冻处理，备用；
S2、下料：通过自动裁料机将步骤S1中已解冻的碳纤维预浸料裁成待铺层料片；
S3、模具准备：清理预型模具和成型模具；
S4、制作预型体：在预型模具内铺覆步骤S2中的待铺层料片，形成碳纤维预型体；
S5、转移：将碳纤维预型体转移至成型模具上；
S6、铺PET膜：在碳纤维预型体的外观面上铺覆PET膜；
S7、成型固化：合模后加热加压，使碳纤维预浸料固化；
S8、脱模：开模取出碳纤维产品并撕去其表面的PET膜。
进一步的，步骤S1中，解冻处理的过程为：从温度-18℃环境中取出碳纤维预浸料，放置于温度20℃、湿度65％以下环境中解冻，解冻时间8-12小时。
进一步的，碳纤维预浸料整卷连同包装箱一并取出放置于解冻环境中，且解冻过程中外包装箱和内包装袋非开启。
进一步的，步骤S2中，已解冻的碳纤维预浸料开箱开卷下料后，根据预设的几何形状下料图排版、裁切，裁切完成后贴码、收料，料片收集完毕后，将已开箱开卷的碳纤维预浸料按照原包装方式重新包装并放入温度-18℃环境中储存。
进一步的，收集完毕的料片的使用期限不超过解冻后7天。
进一步的，步骤S3中，预型模具为玻璃钢材质且为单面模具，用于制作碳纤维预型体，其准备过程为：通过工业酒精将预型模具表面的灰尘、油污擦拭清理干净后，在其表面喷洒脱模剂；成型模具为钢质模压模具，分为上模、下模两个主体结构，用于碳纤维产品的固化成型，其准备过程为：使用压缩空气吹去成型模具表面的残留物，然后使用工业酒精进行表面擦拭，最后在其表面喷洒脱模剂。
进一步的，步骤S4中，在预型模具按照预设的材料铺层表和材料编号顺序逐层铺覆料片，确保首层料片与预型模具之间零贴且相邻料片之间无气泡。
进一步的，步骤S6中，所述PET膜的耐温稳定不低于200℃。
进一步的，步骤S6中，所述PET膜将碳纤维预型体表面完全覆盖且PET膜的边缘超出碳纤维预型体边缘至少30mm。
进一步的，步骤S7中，合模后，通过压机提供锁模压力且所施压强为0.6MPa；锁模后，开始对模具加热升温至130℃并保温20分钟，然后使模具降温至60℃。
本发明的有益效果为：
通过在预型体表面铺覆一层耐高温的PET膜，使其随预型体一并加热压制成型，碳纤维预浸料受热后，树脂开始流动，由于PET膜表面比模具表面光滑，因此，树脂在PET膜表面的流动性比直接与模具接触的流动性好，成型后的产品表面树脂浸润饱满，针孔缺陷明显改善。
附图说明
附图1为PET膜随预型体在成型模具中模压成型的示意图。
标注说明：1、上模，2、下模，3、PET膜，4、碳纤维预型体。
具体实施方式
请参阅图1所示，一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，包括以下步骤：
S1、解冻：将碳纤维预浸料进行解冻处理，备用。解冻处理的过程为：从温度-18℃环境中取出碳纤维预浸料，放置于温度20℃、湿度65％以下环境中解冻，解冻时间8-12小时。碳纤维预浸料整卷连同包装箱一并取出放置于解冻环境中，且解冻过程中外包装箱和内包装袋非开启，以免因温差导致碳纤维预浸料表面产生水珠而造成污染。
S2、下料：通过自动裁料机将步骤S1中已解冻的碳纤维预浸料裁成待铺层料片。已解冻的碳纤维预浸料开箱开卷下料后，根据预设的几何形状下料图排版、裁切，裁切完成后贴码、收料，贴码用于记录每张料片的材料规格、材料编号、裁切时间、裁切设备等信息，收料需要根据材料编号先后顺序将单件产品所需料片放置于一个收纳容器内，以便后续检查和使用。料片收集完毕后，将已开箱开卷的碳纤维预浸料按照原包装方式重新包装并放入温度-18℃环境中储存，避免碳纤维预浸料长时间处于室温下而失效。收集完毕的料片的使用期限不超过解冻后7天。
S3、模具准备：清理预型模具和成型模具。预型模具为玻璃钢材质且为单面模具，用于制作碳纤维预型体，其准备过程为：通过工业酒精将预型模具表面的灰尘、油污擦拭清理干净后，在其表面喷洒脱模剂，便于取出碳纤维预型体；成型模具为钢质模压模具，分为上模1、下模2两个主体结构，用于碳纤维产品的固化成型，其准备过程为：使用压缩空气吹去成型模具表面的残留物，然后使用工业酒精进行表面擦拭，最后在其表面喷洒脱模剂，便于取出成型产品。
S4、制作预型体：在预型模具内铺覆步骤S2中的待铺层料片，形成碳纤维预型体4。在预型模具按照预设的材料铺层表和材料编号顺序逐层铺覆料片，确保首层料片与预型模具之间零贴且相邻料片之间无气泡，即首层料片与预型模具之间没有间隙，相邻料片之间铺覆紧密。尤其是在模具R角等造型处，材料铺覆时不可悬空，以避免成型产品存在表面缺陷。
S5、转移：将碳纤维预型体4转移至成型模具上。转移过程中确保碳纤维预型体4的整体造型不发生变化，以便于顺利将其放入成型模具中。
S6、铺PET膜3：在碳纤维预型体4的外观面上铺覆PET膜3。所述PET膜3的耐温稳定不低于200℃，且具有较好的延展性，以便于铺覆出所需造型。PET膜3在铺覆时与碳纤维预型体4零贴，不可存在间隙气泡，PET膜3也不可存在褶皱现象，以免影响产品表面质量。所述PET膜3将碳纤维预型体4表面完全覆盖且PET膜3的边缘超出碳纤维预型体4边缘至少30mm，即PET膜3的尺寸不可小于碳纤维预型体4表面的尺寸，且PET膜3的厚度越薄越好，有助于其按照产品造型延展而零贴。
S7、成型固化：合模后加热加压，使碳纤维预浸料固化。合模后，通过压机提供锁模压力且所施压强为0.6MPa；锁模后，开始对模具加热升温至130℃并保温20分钟，然后使模具降温至60℃。模具加热通过模具管路内的热媒介实现，热媒介为水蒸气；模具冷却通过冷却媒介实现，冷却媒介为冷却水。水蒸气和冷却水共用模具管路，通过外接切换装置实现媒介切换。加热和冷却的速率为5℃/min。
S8、脱模：开模取出碳纤维产品并撕去其表面的PET膜，得到表面光滑的产品。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、解冻：将碳纤维预浸料进行解冻处理，备用；
S2、下料：通过自动裁料机将步骤S1中已解冻的碳纤维预浸料裁成待铺层料片；
S3、模具准备：清理预型模具和成型模具；
S4、制作预型体：在预型模具内铺覆步骤S2中的待铺层料片，形成碳纤维预型体；
S5、转移：将碳纤维预型体转移至成型模具上；
S6、铺PET膜：在碳纤维预型体的外观面上铺覆PET膜；
S7、成型固化：合模后加热加压，使碳纤维预浸料固化；
S8、脱模：开模取出碳纤维产品并撕去其表面的PET膜。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S1中，解冻处理的过程为：从温度-18℃环境中取出碳纤维预浸料，放置于温度20℃、湿度65％以下环境中解冻，解冻时间8-12小时。
3.根据权利要求2所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：碳纤维预浸料整卷连同包装箱一并取出放置于解冻环境中，且解冻过程中外包装箱和内包装袋非开启。
4.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S2中，已解冻的碳纤维预浸料开箱开卷下料后，根据预设的几何形状下料图排版、裁切，裁切完成后贴码、收料，料片收集完毕后，将已开箱开卷的碳纤维预浸料按照原包装方式重新包装并放入温度-18℃环境中储存。
5.根据权利要求4所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：收集完毕的料片的使用期限不超过解冻后7天。
6.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S3中，预型模具为玻璃钢材质且为单面模具，用于制作碳纤维预型体，其准备过程为：通过工业酒精将预型模具表面的灰尘、油污擦拭清理干净后，在其表面喷洒脱模剂；成型模具为钢质模压模具，分为上模、下模两个主体结构，用于碳纤维产品的固化成型，其准备过程为：使用压缩空气吹去成型模具表面的残留物，然后使用工业酒精进行表面擦拭，最后在其表面喷洒脱模剂。
7.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S4中，在预型模具按照预设的材料铺层表和材料编号顺序逐层铺覆料片，确保首层料片与预型模具之间零贴且相邻料片之间无气泡。
8.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S6中，所述PET膜的耐温稳定不低于200℃。
9.根据权利要求1或8所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S6中，所述PET膜将碳纤维预型体表面完全覆盖且PET膜的边缘超出碳纤维预型体边缘至少30mm。
10.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的简单造型碳纤维复合材料制件的制作方法，其特征在于：步骤S7中，合模后，通过压机提供锁模压力且所施压强为0.6MPa；锁模后，开始对模具加热升温至130℃并保温20分钟，然后使模具降温至60℃。
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