CN112318897A - 一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法 - Google Patents

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张彦飞
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田红武
曾鑫志
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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Abstract

本发明公开了一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，包括如下步骤：1）将热塑性预浸料按设计图案进行裁剪，并按照铺层设计方案进行叠放；2）将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯并定型;3）将毛坯夹放在两块钢板之间，然后送入成型设备的加热模具进行加热处理;4）将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内进行成型固化；5）将半成品进行轮廓修整和表面处理，制得成品；6）检验，合格后包装入库。本发明采用集成加热模具和低温模具的成型设备进行制造，简化了生产工序，降低了生产成本；而且本发明的成型设备的加热模具和低温模具通过隔热板隔开，能独立保持恒温，设备不需要频繁的进行升温降温操作，从而降低了功耗。

Description

一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法
技术领域
本发明属于热塑性预浸料成型复合材料成型技术领域，具体涉及一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法。
背景技术
随着我国复合材料事业的不断发展，越来越多的复合材料制品被广泛应用于建材、体育、汽车、航空航天等各行各业。由于传统的热固性复合材料本身具有不溶、不熔的特性，几乎无法二次成型，并且热固性制品破坏很难修复，废品不可回收，长期大量使用会对环境造成极大隐患。近年来，随着热塑性材料成型技术的不断发展，热塑性复合材料的年用量已经超越了热固性复合材料。
相比于传统的热固性复合材料，热塑性复合材料具有加热可熔融的特性，能够在高温下成为粘流状态，重新获得加工性能；而在温度降低时，材料又重新固化，获得使用性能。基于此，热塑性材料具有良好的二次成型性能，并且热塑性制品能够进行熔融连接、修复，废品可回收利用，是一种环保材料。伴随许多高性能的热塑性材料不断被开发，热固性材料相对于热塑性材料的性能优势也在逐渐削弱，而且热塑性材料成型快、成型方式多样化，更适用于自动化生产。
当前，热塑性预浸料的成型方式普遍还是使用一组模具，将模具先加热后冷却，这种方法成型效率低，能源消耗较大。或者是利用多套设备，将每一组工序单独处理，这种方法设备成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作方便、成本低的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，它生产效率高，耗能低，能降低热塑性预浸料成型复合材料制品的价格。
本发明采用的技术方案是：一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，包括如下步骤：
1）将热塑性预浸料按设计形状进行裁剪，并且按照铺层设计方案进行叠放；
2）将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯，并对毛坯定型;
3）将毛坯夹放在两块钢板之间，然后一起送入成型设备的加热模具，对毛坯进行加热处理;
4）将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内，然后模具闭合，进行成型固化；
5）将成型固化得到的半成品进一步进行轮廓修整和表面处理，制得成品。
6）将产品进行检验，合格后包装入库。
上述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法中，步骤3）、4）中的成型设备包括加热模具和低温模具，所述的加热模具包括高温模板和平面模板，高温模板和平面模板平行设置；高温模板内设有加热器；所述的低温模具包括低温模板及成型模板；所述的成型模板和平面模板固定安装在隔热板的底面和顶面上；高温模板位于平面模板上方，低温模板位于成型模板下方。
上述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法中，步骤2）中，对毛坯定型时，将毛坯装入真空袋内，然后对真空袋抽真空，实现毛坯定型。
上述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法中，步骤3）中对毛坯进行加热处理时，加热温度为230-400℃，加热时间为2-5min。
上述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法中，步骤4）中低温模具内温度为80-200℃，合模时间为5-8min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用集成加热模具和低温模具的成型设备进行制造，简化了生产工序，降低了生产成本；而且本发明的成型设备的加热模具和低温模具通过隔热板隔开，能独立保持恒温，设备不需要频繁的进行升温降温操作，从而降低了功耗。
附图说明
图1是本发明采用的成型设备的结构示意图。
图2是本发明实施例1生产的C型件产品的结构图。
图3是本发明实施例2生产的L型件产品的结构图。
图4是本发明实施例1生产的弧面板产品的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明
如图1所示，本发明采用的成型设备包括加热模具和低温模具，所述的加热模具包括高温模板101和平面模板102，高温模板101和平面模板102平行设置；高温模板内设有加热器；所述的低温模具包括低温模板105及成型模板104；所述的成型模板104和平面模板102固定安装在隔热板103的底面和顶面上；高温模板101位于平面模板102上方，低温模板105位于成型模板104下方，该设备可以通过改变成型模板104和低温模板105中间的型腔来成型不同的产品。
实施例1
以聚醚醚酮制造图2所示的C型件为例，其包括如下步骤：
（1）裁剪、叠放：将聚醚醚酮单向预浸料按设计形状（方形）进行裁剪，得到16层预浸布，并且按照铺层设计方案[452/90/-452/90/02]S进行叠放。
（2）平面毛坯制作：将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯，并将毛坯装入真空袋内，然后对真空袋抽真空，实现毛坯定型。
（3）加热处理：将毛坯夹放在两块钢板之间，然后一起送入成型设备的加热模具，对毛坯进行加热处理，加热温度为350-400℃，加热时间为2-5min。
（4）低温成型：将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内，然后模具闭合，进行成型固化，低温模具内温度为150-200℃，合模时间为5-8min。
（5）制品修整：将成型固化得到的半成品进一步进行轮廓修整和表面处理，制得成品，如图2所示。
（6）检验入库：将产品进行检验，合格后包装入库。
实施例2
以聚苯硫醚制造图3所示的L型件为例，其包括如下步骤：
（1）裁剪、叠放：将聚苯硫醚单向预浸料按按设计形状（方形）进行裁剪，得到12层预浸布，并且按照铺层设计方案[45/90/-45/90/02]S进行叠放。
（2）平面毛坯制作：将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯，并将毛坯装入真空袋内，然后对真空袋抽真空，实现毛坯定型。
（3）加热处理：将毛坯夹放在两块钢板之间，然后一起送入成型设备的加热模具，对毛坯进行加热处理，加热温度为300-350℃，加热时间为2-5min。
（4）低温成型：将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内，然后模具闭合，进行成型固化，低温模具内温度为100-150℃，合模时间为5-8min。
（5）制品修整：将成型固化得到的半成品进一步进行轮廓修整和表面处理，制得成品，如图3所示。
（6）检验入库：将产品进行检验，合格后包装入库。
实施例3
以尼龙6制造图4所示的弧面板为例，其包括如下步骤：
（1）裁剪、叠放：将尼龙6单向预浸料按按设计形状（方形）进行裁剪，得到12层预浸布，并且按照铺层设计方案[45/0/-45/902/0]S进行叠放。
（2）平面毛坯制作：将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯，并将毛坯装入真空袋内，然后对真空袋抽真空，实现毛坯定型。
（3）加热处理：将毛坯夹放在两块钢板之间，然后一起送入成型设备的加热模具，对毛坯进行加热处理，加热温度为230-280℃，加热时间为2-5min。
（4）低温成型：将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内，然后模具闭合，进行成型固化，低温模具内温度为80-130℃，合模时间为5-8min。
（5）制品修整：将成型固化得到的半成品进一步进行轮廓修整和表面处理，制得成品，如图4所示。
（6）检验入库：将产品进行检验，合格后包装入库。

Claims (5)

1.一种热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，包括如下步骤：
1）将热塑性预浸料按设计形状进行裁剪，并且按照铺层设计方案进行叠放；
2）将铺层叠放好的材料进行超声点焊形成毛坯，并对毛坯定型;
3）将毛坯夹放在两块钢板之间，然后一起送入成型设备的加热模具，对毛坯进行加热处理;
4）将毛坯从钢板间取出，放入成型设备的低温模具内，然后模具闭合，进行成型固化；
5）将成型固化的半成品进一步进行轮廓修整和表面处理，制得成品；
6）将产品进行检验，合格后包装入库。
2.根据权利要求1所述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，步骤3）、4）中的成型设备包括加热模具和低温模具，所述的加热模具包括高温模板和平面模板，高温模板和平面模板平行设置；高温模板内设有加热器；所述的低温模具包括低温模板及成型模板；所述的成型模板和平面模板固定安装在隔热板的底面和顶面上；高温模板位于平面模板上方，低温模板位于成型模板下方。
3.根据权利要求1所述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，步骤2）中，对毛坯定型时，将毛坯装入真空袋内，然后对真空袋抽真空，实现毛坯定型。
4.根据权利要求1所述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，步骤3）中对毛坯进行加热处理时，加热温度为230-400℃，加热时间为2-5min。
5.根据权利要求1所述的热塑性预浸料成型复合材料制品的制造方法，步骤4）中低温模具内温度为80-200℃，合模时间为5-8min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113954275A (zh) * 2021-10-29 2022-01-21 中国民航大学 一种热塑性复合材料一体化快速成型方法

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