CN113927921B - 一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 - Google Patents
一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113927921B CN113927921B CN202111195749.2A CN202111195749A CN113927921B CN 113927921 B CN113927921 B CN 113927921B CN 202111195749 A CN202111195749 A CN 202111195749A CN 113927921 B CN113927921 B CN 113927921B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mold
- die
- carbon fiber
- silica gel
- product
- 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.)
- Active
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 41
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 43
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
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
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
- B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
Abstract
本发明涉及一种不规则形状碳纤维外观件制造方法，包括如下步骤：准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具；取设定体积生硅胶放入下模具模腔，合模并加热至第一设定温度，使生硅胶形成硅胶模，分模并将硅胶模取出后处理；将处理后的硅胶模放入下模具模腔，并将裁剪得到的第一预浸料层铺设在硅胶模表面，合模并在第二设定温度和设定压力下使第一预浸料层形成外观层，分模并将硅胶模和外观层取出；将第二预浸料层铺设在下模具模腔，将外观层放置在第二预浸料层表面，合模并在第二设定温度和设定压力下固化为产品，分模并将产品取出后处理。本发明提高了碳纤维产品外观质量，提高了生产的良品率，降低了碳纤维外观件的制造成本，且工艺过程简单。
Description
技术领域
本发明属于材料成型技术领域，具体涉及一种不规则形状碳纤维外观件制造方法。
背景技术
预浸料模压成型工艺是碳纤维复合材料最常用的成型工艺之一，预浸料模压成型工艺常用于复合材料等壁厚壳体结构成型，其基本工艺流程为：将预浸料按照一定的厚度、角度等要求铺设，形成预制体；将预制体放入预热的模具内，施加较高的压力使得预制体填充模腔，在一定的压力和温度下使得预制体逐渐固化；最后将制品从模具内取出，进行机加工，得到最终产品。
预浸料模压成型工艺具有低成本、高效率、质量可控等优点。但是，对于复合材料夹心结构、不等厚结构的成型，采用该工艺很难做出标准尺寸的预制体，因此在模具合模过程中容易造成纤维拉扯，导致最终产品外观扭曲，尤其是针对外观具有碳纤维纹理要求的产品，其制造难度非常高，良品率很低，导致生产成本极高。
发明内容
本发明的目的是提供一种不规则形状碳纤维外观件制造方法，用于解决现有技术易造成产品外观扭曲的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种不规则形状碳纤维外观件制造方法，包括如下步骤：
S1：准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具，其中上模具为凸模、下模具为凹模；
S2：取设定体积的生硅胶放入下模具的模腔内，将上模具和下模具合模并加热至第一设定温度，使生硅胶固化成具有待成型产品形状的硅胶模，将上模具和下模具分模并将硅胶模取出并进行处理；
S3：将处理后的硅胶模放入下模具的模腔内，裁剪碳纤维预浸料得到第一预浸料层，并将第一预浸料层铺设在硅胶模的表面，将上模具和下模具合模并在第二设定温度和设定压力下使第一预浸料层固化，形成具有设定厚度的外观层，将上模具和下模具分模并将硅胶模和外观层取出；
S4：将第二预浸料层铺设在下模具的模腔内，将外观层放置在第二预浸料层的表面，将上模具和下模具合模并在第二设定温度和设定压力下固化得到产品，将上模具和下模具分模并将产品取出并进行处理。
优选地，在S2、S3中，取出硅胶模、产品后进行处理，处理方法包括去除飞边、清除毛刺。
优选地，在S2中，所述生硅胶的设定体积大于等于待成型产品的体积。
优选地，在S2中，所述的第一设定温度为120~150℃。
优选地，在S3中，根据待成型产品的形状尺寸设计图纸，并按照图纸裁剪碳纤维预浸料，得到第一预浸料层。
进一步优选地，所述的第一预浸料层包括多层碳纤维预浸料，每层碳纤维预浸料的类型根据待成型产品的性能要求选择。
优选地，在S3、S4中，所述的第二设定温度为100~150℃。
优选地，在S3、S4中，所述的设定压力为1~10MPa。
优选地，在S3中，所述的外观层的设定厚度为0.2~1mm。
优选地，在S4中，所述的第二预浸料层包括多层预浸料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过对产品的外观层单独成型，解决了不规则形状碳纤维外观件产品在制造过程中表面纹理容易发生扭曲的问题，大大提高了碳纤维产品外观质量，提高了生产的良品率，从而降低了碳纤维外观件的制造成本，且工艺过程简单，易于实现。
附图说明
附图1为本实施例的产品外观示意图；
附图2为本对比例的产品外观示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种不规则形状碳纤维外观件制造方法，包括如下步骤：
S1：
准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具，其中上模具为凸模、下模具为凹模。
S2：
取设定体积的生硅胶放入下模具的模腔内，设定体积应大于等于待成型产品的体积，当生硅胶的体积应大于待成型产品的体积时，上模具和下模具合模后会将多余的生硅胶挤出；
将上模具和下模具合模，并加热至第一设定温度，使生硅胶固化成具有待成型产品形状的硅胶模，第一设定温度为120~150℃，具体数值根据产品的结构选择，模具越厚则第一设定温度越高；
将上模具和下模具分模，并将硅胶模从模具内取出并进行处理，处理方法包括去除飞边、清除毛刺等。
S3：
将处理后的硅胶模放入下模具的模腔内；
根据待成型产品的形状尺寸设计图纸，并按照图纸裁剪碳纤维预浸料，得到第一预浸料层，第一预浸料层包括多层碳纤维预浸料，每层碳纤维预浸料的类型根据待成型产品的性能要求选择，例如：若待成型产品有阻燃和耐高温性能要求，则应选择阻燃且高玻璃化温度的树脂，若待成型产品有高强度高模量要求，则应选择高强高模碳纤维；
将第一预浸料层铺设在硅胶模的表面，将上模具和下模具合模，并在第二设定温度和设定压力下使第一预浸料层固化，形成具有设定厚度的外观层，第二设定温度为100~150℃，设定压力为1~10MPa，外观层的设定厚度为0.2~1mm；
将上模具和下模具分模，并将硅胶模和外观层从模具内取出。
S4：
将第二预浸料层铺设在下模具的模腔内，将外观层放置在第二预浸料层的表面，第二预浸料层包括多层预浸料；
将上模具和下模具合模，并在第二设定温度和设定压力下固化得到产品，第二设定温度为100~150℃，设定压力为1~10MPa；
将上模具和下模具分模，并将产品从模具内取出并进行处理，处理方法包括去除飞边、清除毛刺等，处理完成后得到最终产品。
实施例：
采用一种不规则形状碳纤维外观件制造方法对某聚氨酯泡沫夹芯碳纤维复合材料制品进行成型，包括如下步骤：
S1：准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具，其中上模具为凸模、下模具为凹模。
S2：根据待成型产品的三维模型计算出其体积为0.003m3，取0.003m3的生硅胶放入下模具的模腔内；将上模具和下模具合模，并加热至150℃，使生硅胶固化成具有待成型产品形状的硅胶模；加热30min后，将上模具和下模具分模，将硅胶模从模具内取出并对其进行去除飞边处理。
S3：将处理后的硅胶模放入下模具的模腔内；根据待成型产品的形状尺寸裁剪碳纤维预浸料，得到第一预浸料层，第一预浸料层包括3层碳纤维预浸料，其中1层为3k斜纹预浸料，2层为UD200预浸料；将第一预浸料层铺设在硅胶模的表面，先铺2层UD200预浸料，再铺1层3k斜纹预浸料；将上模具和下模具合模，并在135℃和6MPa条件下使第一预浸料层固化，形成外观层；加热30min后，将上模具和下模具分模，并将硅胶模和外观层从模具内取出。
S4：将第二预浸料层铺设在下模具的模腔内，将外观层放置在第二预浸料层的表面，第二预浸料层包括多层预浸料，第二预浸料层铺层顺序为+45/-45/0/90/PU夹芯/90/0/-45/+45；将上模具和下模具合模，并在135℃和6MPa条件下下固化得到产品；加热60min后，将上模具和下模具分模，将产品从模具内取出并进行清除毛刺处理，处理完成后得到最终产品，如图1所示，产品外观面质量高，未出现纹理扭曲现象。
对比例：
采用传统成型方法对某聚氨酯泡沫夹芯碳纤维复合材料制品进行成型，包括如下步骤：
S1：准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具，其中上模具为凸模、下模具为凹模。
S2：根据待成型产品的形状尺寸裁切预浸料，并按要求顺序将预浸料预浸料依次铺设在下模具的模腔内，铺层顺序为3k/90/0/+45/-45/0/90/PU夹芯/90/0/-45/+45/0/90/3k；将上模具和下模具合模，并在135℃和6MPa条件下下固化得到产品；加热60min后，将上模具和下模具分模，将产品从模具内取出，并进行清除毛刺处理，处理完成后得到最终产品，如图2所示，产品外观面的纹理发生了扭曲。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：准备待成型产品模具，模具包括上模具、下模具，其中上模具为凸模、下模具为凹模；
S2：取设定体积的生硅胶放入下模具的模腔内，将上模具和下模具合模并加热至第一设定温度，使生硅胶固化成具有待成型产品形状的硅胶模，将上模具和下模具分模并将硅胶模取出并进行处理；
S3：将处理后的硅胶模放入下模具的模腔内，裁剪碳纤维预浸料得到第一预浸料层，并将第一预浸料层铺设在硅胶模的表面，将上模具和下模具合模并在第二设定温度和设定压力下使第一预浸料层固化，形成具有设定厚度的外观层，将上模具和下模具分模并将硅胶模和外观层取出；
S4：将第二预浸料层铺设在下模具的模腔内，将外观层放置在第二预浸料层的表面，将上模具和下模具合模并在第二设定温度和设定压力下固化得到产品，将上模具和下模具分模并将产品取出并进行处理。
2.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S2、S3中，取出硅胶模、外观层后进行处理，处理方法包括去除飞边、清除毛刺。
3.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S2中，所述生硅胶的设定体积大于等于待成型产品的体积。
4.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S2中，所述的第一设定温度为120~150℃。
5.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S3中，根据待成型产品的形状尺寸设计图纸，并按照图纸裁剪碳纤维预浸料，得到第一预浸料层。
6.根据权利要求5所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：所述的第一预浸料层包括多层碳纤维预浸料，每层碳纤维预浸料的类型根据待成型产品的性能要求选择。
7.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S3、S4中，所述的第二设定温度为100~150℃。
8.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S3、S4中，所述的设定压力为1~10MPa。
9.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S3中，所述的外观层的设定厚度为0.2~1mm。
10.根据权利要求1所述的不规则形状碳纤维外观件制造方法，其特征在于：在S4中，所述的第二预浸料层包括多层预浸料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111195749.2A CN113927921B (zh) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111195749.2A CN113927921B (zh) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113927921A CN113927921A (zh) | 2022-01-14 |
| CN113927921B true CN113927921B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=79279414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111195749.2A Active CN113927921B (zh) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113927921B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016226213A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Faurecia Innenraum Systeme Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils für einen Fahrzeuginnenraum und Dekorteil |
| CN113103617A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 上海迪诺克新材料科技有限公司 | 一种热塑与热固材料结合的复材成型方法 |
-
2021
- 2021-10-14 CN CN202111195749.2A patent/CN113927921B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016226213A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Faurecia Innenraum Systeme Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Dekorteils für einen Fahrzeuginnenraum und Dekorteil |
| CN113103617A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 上海迪诺克新材料科技有限公司 | 一种热塑与热固材料结合的复材成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113927921A (zh) | 2022-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201856381U (zh) | 预浸料模压成型模具 | |
| CN104369392A (zh) | 一种制作复合材料构件的方法 | |
| CN104254216A (zh) | 电子设备外壳及其制造方法 | |
| CN109228398B (zh) | 一种模压复合材料板簧生产工艺方法 | |
| CN110103488B (zh) | 一种风机叶片热塑性复合材料梁帽的连续模压制造工艺 | |
| CN113927921B (zh) | 一种不规则形状碳纤维外观件制造方法 | |
| CN107696522A (zh) | 一种带r角的碳纤维织物零件成型方法 | |
| CN108864995B (zh) | 一种多轴向复合材料弯管及制备方法 | |
| CN101920562A (zh) | 酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法 | |
| CN109774199B (zh) | 一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法 | |
| CN110370679B (zh) | 一种汽车后背门内板及其制备方法 | |
| CN109304876B (zh) | 一种复合材料叶片的rtm成型方法 | |
| CN102303410A (zh) | 角密封件阴阳模成型法 | |
| CN115464901A (zh) | 纤维复合材料外壳及其制备方法、电子设备 | |
| CN106926481A (zh) | 一种长丝碳纤维构件的成型方法 | |
| CN107901448A (zh) | 大直径复合裙加压固化方法 | |
| GB2516157A (en) | Coloured carbon-fibre composite materials | |
| CN112123810A (zh) | 一种提高大厚度复合材料舵内部成型质量的工艺方法 | |
| CN109649071B (zh) | 一种碳纤维轮辋的制备方法 | |
| CN106739001A (zh) | 一种纤维复合材料的方形模组盒及其制作方法 | |
| CN111497276A (zh) | 一种超薄超轻碳纤维机臂的制备模具和制备方法 | |
| CN103934944A (zh) | 碳纤维具外观装饰效果处理方法及其产品 | |
| CN111361179A (zh) | 一种适用于复杂大曲率的热塑性复合材料成型工艺 | |
| CN110303693A (zh) | 一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法 | |
| CN220313905U (zh) | 一种内部带管道空腔的复合材料起落架的成型模具 |
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 |