CN115923186A - 一种树脂基复合材料门体及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种树脂基复合材料门体及其成型方法，该成型方法首先根据实际需要设计门体；然后外蒙皮采用预浸料，内蒙皮采用玻璃纤维布+浸渍树脂，在液体树脂不能很好到达的铺层采用预浸料，液体树脂能自由流动的区域采用干纤维增强材料铺层，这样干、湿结合的方式对于铺层复杂、需要复合一种或多种功能性材料、多预埋、多加强筋、还有带金属口框、门框等结构的产品，能够实现一体成型，并显著提高生产效率、降低成本，且显著提高了产品整体的结构强度。

Description

一种树脂基复合材料门体及其成型方法

技术领域

本发明涉及复合材料门体一体成型技术领域，尤其是一种树脂基复合材料门体及其成型方法。

背景技术

树脂基复合材料以其轻质高强、灵活的设计性优势在各领域得到广泛应用。在军工领域，对一种质量轻、强度高、并实现隐身、防弹、保温隔热等多能一体的复合材料结构需求越来越迫切。在军用方舱、舰艇舱门等产品已经有了应用。而目前传统的方法主要是金属门框和复合材料门板分别成型，然后两者和其他金属件通过螺栓、胶粘剂来连接。该方法生产效率低、减重有限，密封性差。

发明内容

本发明提供一种树脂基复合材料门体及其成型方法，用于克服现有技术中生产效率低、减重有限，且密封性差等缺陷。

为实现上述目的，本发明提出一种树脂基复合材料门体的成型方法，包括以下步骤：

S1：设计门板、门框的配套尺寸，选择模具，并对模具进行预处理，铺放脱模布；

S2：在经过S1的模具上铺放两层预浸料，剪裁，铺放真空辅材，抽真空预压实；

S3：在经过S2的预浸料上铺放一层树脂胶膜，在所述树脂胶膜上铺放已加工好的PVC泡沫；

S4：在所述PVC泡沫上依次铺放一层树脂胶膜和一层功能材料，然后在所述功能材料上铺放已加工好的聚氨酯泡沫；

S5：在金属预埋件外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属预埋件嵌入所述聚氨酯泡沫上的设定位置；

S6：在所述聚氨酯泡沫上铺放两层玻璃纤维布，得到门板铺层；

S7：在已加工好的金属门框外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属门框嵌套在所述门板铺层四周，铺放真空辅材，设置进胶口和出胶口；

S8：真空灌注树脂，真空浸渍，带模烘干，脱模，后处理，得到树脂基复合材料门体。

为实现上述目的，本发明还提出一种树脂基复合材料门体，由上述所述成型方法制备得到；所述门体包括门板和金属门框，所述金属门框包覆在所述门板周边。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明提供的树脂基复合材料门体的成型方法首先根据实际需要设计门体(包括配套的门板和门框)；然后外蒙皮采用预浸料，内蒙皮采用玻璃纤维布+浸渍树脂，在液体树脂不能很好到达的铺层采用预浸料，液体树脂能自由流动的区域采用干纤维增强材料铺层，这样干、湿结合的方式对于铺层复杂、需要复合一种或多种功能性材料、多预埋、多加强筋、还有带金属口框、门框等结构的产品，能够实现一体成型，并显著提高生产效率、降低成本，且显著提高了产品整体的结构强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的树脂基复合材料门体的成型方法制备的门体正面示意图；

图2为本发明提供的树脂基复合材料门体的成型方法制备的门体界面图。

附图标号说明：1：门板；2：金属门框(即，门板的金属包边)；3：金属预埋件；4：金属门框槽；5：金属门框边缘缝隙；6：外蒙皮；7：内蒙皮。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。

本发明提出一种树脂基复合材料门体的成型方法，包括以下步骤：

S1：设计门板、门框的配套尺寸，选择模具，并对模具进行预处理，铺放脱模布。

S2：在经过S1的模具上铺放两层预浸料，剪裁，铺放真空辅材，抽真空预压实。

S3：在经过S2的预浸料上铺放一层树脂胶膜，在所述树脂胶膜上铺放已加工好的PVC泡沫。

树脂胶膜指的是一层软性树脂膜，其中的树脂体系类似预浸料中的树脂，也是处于一种中间态，其作用主要是起到粘接作用。有些树脂胶膜为了生产过程工艺控制及树脂胶模铺贴方便会加一层薄的聚酯或玻璃纤维网格布。

PVC(聚氯乙烯)泡沫，可提高产品体系比刚度，降低产品整体质量，也能起到透波、吸波(添加吸波涂层)、保温等作用。

S4：在所述PVC泡沫上依次铺放一层树脂胶膜和一层功能材料，然后在所述功能材料上铺放已加工好的聚氨酯泡沫。

功能材料，是一种黑色的薄膜，可以起到雷达波吸收作用。功能层材料还有像导电铜网，频选层等，根据设计需要来实现不同的功能。

S5：在金属预埋件外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属预埋件嵌入所述聚氨酯泡沫上的设定位置。

金属预埋件，主要作用是方便将门体与其他部件连接，需要进行螺接，攻丝，安装像门锁、门体铰链、限位器等零件。

S6：在所述聚氨酯泡沫上铺放两层玻璃纤维布，得到门板铺层。

S7：在已加工好的金属门框外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属门框嵌套在所述门板铺层四周，铺放真空辅材，设置进胶口和出胶口。

S8：真空灌注树脂，真空浸渍，带模烘干，脱模，后处理，得到树脂基复合材料门体。

本发明提供的成型方法低成本、高效率：产品铺层、金属件、门框等可以一次铺层和预埋、放置，不需要分多次成型，减少大量多次成型后的后处理工作和固化等待时间，极大的提高了生产效率，降低了工艺、人工成本；

高整体强度：采用一次整体成型不只提高了生产效率、降低了成本。通过所需材料和金属预埋件一次性铺层，能保证增强纤维的连续性，且它们之间通过纤维材料连接起来，液体树脂也一次灌注，将材料之间的孔隙和间隙填满，大大提高了产品的整体强度。

灵活设计性：采用预浸料和真空灌注这种干、湿结合的成型工艺，使产品设计更加灵活，降低设计局限，可以在产品中设计多种功能材料(透波、隐身、屏蔽、隔热、保温、防弹等)，更便于使产品实现多能化。

优选地，在步骤S1中，所述预处理具体为：

将模具用丙酮、酒精等清洗剂擦拭干净，去污除尘；

室温干燥后，在模具上打若干次脱模剂，每次间隔15分钟，打完脱模剂等待30分钟后再铺放脱模布。

模具材质主要有钢、铝，还有树脂基复合材料常用的玻璃钢模具、碳纤维模具。模具还分阴模和阳膜，根据产品特点及要求，在产品设计阶段会考虑使用阴模还是阳膜。阴模还是阳膜的选择在本发明的技术方案中没有差别。

脱模剂指的是一种液体、也有膏状的固体(也叫脱模蜡)，用来使固化后的产品与模具分离。

优选地，所述脱模布为四氟脱模布。使产品能从模具上顺利脱模。此外，在此处铺一层四氟脱模布可以起到透气的作用，使外蒙皮预浸料和模具之间残留的空气排除，提高产品质量，减少缺陷。

优选地，在步骤S2中，所述预浸料为环氧石英纤维预浸料、环氧玻璃纤维预浸料、环氧芳纶纤维预浸料、环氧碳纤维预浸料、氰酸酯预浸料、双马来酰亚胺预浸料和聚酰亚胺预浸料中的一种。根据实际需要具体选择。

优选地，在步骤S2中，所述剪裁具体为：

根据设计的门板尺寸，利用自动裁切机对预浸料进行裁剪或者手工裁剪。

优选地，步骤S2还包括，利用工具使预浸料与模具贴合紧密，所述工具包括压板和压辊。

优选地，步骤S2还包括，如果气温较低、预浸料较硬，粘性不够，则利用热风枪或电熨斗加热预浸料，然后再铺放预浸料。

预浸料指的是环氧树脂与石英纤维预先浸渍，成为一种未固化的中间态。预浸料主要作用就是保证力学性能的同时，还有良好的透波性能，结合后面的功能层(吸波布)，使该门体起到一定雷达隐身的作用。

优选地，在步骤S4中，所述功能材料为吸波布、屏蔽铜网或者防弹板。

优选地，在步骤S6中，所述玻璃纤维布与所述预浸料厚度一致。

优选地，在步骤S7中，在铺放真空辅材前还包括，在金属门框减重槽内塞入预成型的硅胶块以防止树脂进入槽内，并检查金属门框与门板铺层之间边缘缝隙，根据缝隙大小填充玻璃纤维布或者聚氨酯泡沫薄块以将缝隙填实。

金属门框和门板铺层之间的缝隙用玻璃纤维连续毡或泡沫填实的作用主要是减重(避免树脂填充过多)，也可以保证门板铺层和金属门框更好的连接强度。

真空袋膜、隔离膜、透气毡、密封胶条等真空辅助材是树脂基复合材料行业常用的材料。真空袋膜是一种塑料、尼龙制成的软性薄膜，保住模具或者贴在模具法兰上，用来将产品密封在模具里。隔离膜也是一种塑料薄膜，一般铺放在产品面和透气毡(与吸胶毡是同一种材料)之间，用来将透气毡从模具上分离。隔离膜有打孔和不打孔两种，带孔隔离膜可以是产品中多余的树脂透过被透气毡吸收，可以降低产品的树脂含量。透气毡是一种疏松软性的材料，可以吸收多余树脂也能使抽真空过程透气，防止真空袋膜跟产品贴合太紧，憋气，影响产品的压实。密封胶条主要作用是密封真空袋膜，使产品处在一个完全密封的空间。所有上述的真空辅材都有一定的最高耐温指标，一般根据固化温度参数来选择。

抽真空，是利用真空压力将预浸料铺层压实，相比手工，能更均匀基本无遗漏的将整个铺层压实，排除残留的空气，避免产品缺陷风险。

本发明还提出一种树脂基复合材料门体，由上述所述成型方法制备得到；所述门体包括门板和金属门框，所述金属门框包覆在所述门板周边。

实施例1

本实施例提供一种树脂基复合材料门体的成型方法，包括以下步骤：

S1：设计门板、门框的配套尺寸，选择模具，并将模具用丙酮、酒精等清洗剂擦拭干净，去污除尘。室温干燥后，在模具上打脱模剂，一般新模具打5遍，每遍间隔15分钟左右，最后一遍等待30分钟再铺放脱模布；

S2：在经过S1的模具上铺放两层环氧石英预浸料，利用自动裁切机剪裁，铺放真空袋膜、隔离膜、透气毡、密封胶条等真空辅材，抽真空，将预浸料进一步与模具贴合紧密；

S3：在经过S2的环氧石英预浸料上铺放一层树脂胶膜，在所述树脂胶膜上铺放已加工好的PVC泡沫；

S4：在所述PVC泡沫上依次铺放一层树脂胶膜和一层吸波布，然后在所述吸波布上铺放已加工好的聚氨酯泡沫；

S5：在金属预埋件外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属预埋件嵌入所述聚氨酯泡沫上的设定位置；

S6：在所述聚氨酯泡沫上铺放两层玻璃纤维布，得到门板铺层；

S7：在已加工好的金属门框外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属门框嵌套在所述门板铺层四周，在金属门框减重槽内入预成型的硅胶块，防止树脂进入，并检查金属门框边缘与门板铺层缝隙，根据缝隙大小填充玻璃纤维布或者聚氨酯泡沫薄块以将缝隙填实。然后按照脱模布、导流网、真空袋膜的顺序铺放真空辅材，设置进胶口和出胶口。

S8：密封真空袋膜，建立真空系统，保压。当真空表读数稳定大于0.0095mpa，灌注树脂；

当树脂完全浸渍产品铺层，从产品边缘流出，或从出胶口流出，停止灌注树脂，但保持真空泵开启。常温放置8-12小时，等待树脂基本固化；

待树脂基本固化，关闭真空，将模具转移至烘房，设定50℃2h、和80℃4h，加温使树脂完全固化；

待树脂完全固化，并冷却至室温，去掉真空辅材，将产品从模具脱出；

用切割机和打磨机等工具，去除产品的飞边毛刺，打磨产品表面，准备进行下一步后处理；

按照技术要求对产品进行打孔、装配、油漆等后续工序。

本实施例制备成型的树脂基复合材料门体如图1和2所示，该树脂基复合材料门体质量轻，相对同样尺寸金属门体轻1/3以上；且属于实心结构，有更好的冲击强度。

门板中间复合功能材料，例如吸波材料、防弹、屏蔽材料可以实现雷达隐身、防弹、电磁屏蔽等功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种树脂基复合材料门体的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设计门板、门框的配套尺寸，选择模具，并对模具进行预处理，铺放脱模布；

S2：在经过S1的模具上铺放两层预浸料，剪裁，铺放真空辅材，抽真空预压实；

S3：在经过S2的预浸料上铺放一层树脂胶膜，在所述树脂胶膜上铺放已加工好的PVC泡沫；

S4：在所述PVC泡沫上依次铺放一层树脂胶膜和一层功能材料，然后在所述功能材料上铺放已加工好的聚氨酯泡沫；

S5：在金属预埋件外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属预埋件嵌入所述聚氨酯泡沫上的设定位置；

S6：在所述聚氨酯泡沫上铺放两层玻璃纤维布，得到门板铺层；

S7：在已加工好的金属门框外包覆两层玻璃纤维连续毡，然后将金属门框嵌套在所述门板铺层四周，铺放真空辅材，设置进胶口和出胶口；

S8：真空灌注树脂，真空浸渍，带模烘干，脱模，后处理，得到树脂基复合材料门体。

2.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预处理具体为：

将模具用清洗剂擦拭干净；

室温干燥后，在模具上打若干次脱模剂，每次间隔15分钟，打完脱模剂等待30分钟后再铺放脱模布。

3.如权利要求1或2所述的成型方法，其特征在于，所述脱模布为四氟脱模布。

4.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤S2中，所述剪裁具体为：

根据设计的门板尺寸，利用自动裁切机对预浸料进行裁剪或者手工裁剪。

5.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤S2还包括，利用工具使预浸料与模具贴合紧密，所述工具包括压板和压辊。

6.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤S2还包括，利用热风枪或电熨斗加热预浸料，然后再铺放预浸料。

7.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤S4中，所述功能材料为吸波布、铜网或者防弹板。

8.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤S6中，所述玻璃纤维布与所述预浸料厚度一致。

9.如权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤S7中，在铺放真空辅材前还包括，在金属门框减重槽内塞入预成型的硅胶块，并检查金属门框与门板铺层之间边缘缝隙，根据缝隙大小填充玻璃纤维布或者聚氨酯泡沫薄块以将缝隙填实。

10.一种树脂基复合材料门体，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述成型方法制备得到；所述门体包括门板和金属门框，所述金属门框包覆在所述门板周边。

Images