CN104070687A - 一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属制造工程技术领域,涉及一种高性能复合材料管型件的制造工艺方法,特别涉及一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法。本发明以干态纤维织物与热固性树脂胶膜作为材料基础,具有显著降低制造成本,有效提高生产效率,极大拓展制造工艺适用范围等众多优点。相对于传统预浸料-热压罐工艺,纤维/胶膜预浸渍过程的节省,一方面摆脱了预浸机的使用,显著降低了生产设备成本,另一方面制造环节的减少,有效提高了生产效率;另外还需要特别说明的是,对于无法实现预浸料方式的干态纤维结构,诸如纤维2.5D/3D编织结构管型件制造等仍可以通过此发明工艺进行,工艺适用范围获得了极大拓展。
Description
技术领域
本发明属制造工程技术领域,涉及一种高性能复合材料管型件的制造工艺方法,特别涉及一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法。
背景技术
热固性树脂基复合材料管状制件在航空航天器、高速列车、高性能舰船、汽车和特种设备等领域有大量的应用和应用潜力。如先进飞机的“S”型进气道,各类飞机、高速列车舱用的空调气体管,各种特种设备用的连接件等。
管状结构制件传统制造方法主要有预浸料成型工艺和液体成型两类工艺。预浸料成型工艺先将纤维和成型树脂预制成型预浸料,再把预浸料铺贴在阳模模具上后,最后用热压罐或压机等设备进行加压加热固化,制得复合材料制件。复合材料液态成型技术以树脂传递模塑(RTM)成型工艺为代表,其将纤维体干纱预先铺放在阴模和阳模模块内,在闭合整个模具型腔后,在压力或真空作用下把低粘度树脂灌经模具型腔内,浸渍纤维并固化而制备出复合材料制件。
树脂膜转移成型(RFI)工艺兼具预浸料成型工艺和液体成型特点,其先把已预先制造好的胶膜铺贴在模具型面上再在其上铺贴纤维体干纱,再在增强纤维干纱覆盖分布流胶孔的介质,用热压罐工艺,加压加热时胶膜树脂相上面的流胶孔,流动浸渍纤维并固化而成型出复合材料制件。鉴于其工艺特点,RFI工艺兼具预浸料与RTM两类技术优点。与预浸料技术相比,复合材料制造节省了中间体材料预浸料的制备,制造成本大大降低,同时其仍可以借助已有的热压罐工装提供较大的成型压力,制造出高性能的复合材料制件。如复合材料的纤维体积含量可以提高到60%以上,复合材料制品的空隙率也相对较低。与RTM技术相比,RFI树脂为中程流动,树脂工艺性要求低,而且其预成型体与RTM一样仍为干态纤维体,因而纤维体可通过预浸胶、纤维编织、缝纫等工艺进行预成型,在制造大型航空复杂结构件和降低工艺成本优势明显。
然而,采用RFI工艺制造管状类复合材料制件报道还很少见。RFI工艺虽然集预浸料成型工艺和液体成型优点于一身,但仍具有其局限性,如树脂膜需要首先铺贴在模具的底部,紧贴型面,成型时必须借助热压罐设备,加压时树脂从里往外表面流动才能浸渍纤维,因而多用于制造平板类的复合材料制件。并且若采用常规RFI工艺成型管状类复合材料制件,仍须局限于阳模铺叠操作弊端,进而无法摆脱管状阳模工装脱模困难。
发明内容
本发明正是针对各种异型复合材料管状制件的成型困难而提供一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法。本发明的技术解决方案是,(一)外形模具为钢质组合阴膜,模具型面上分布有流胶通孔,每个流胶通孔从模具内型面贯穿至模具外部;(二)内置充气管状气囊内芯软模,充气管状气囊内芯软模的外径及形状与被成型复合材料管型件的内径及形状相对应,气囊内芯软模端头设置充气嘴(三)热固性树脂在预制成胶膜后先铺贴在充气的充气管状气囊内芯软模上,充气嘴裸露在外(四)增强纤维干纱预先编织或缝合成管套结构,套在铺贴有热固性树脂胶膜的充气管状气囊内芯软模上,(五)将组合阴膜装配在套有管套结构以及热固性树脂胶膜的充气管状气囊内芯软模上;(六)按照树脂固化工艺进行复合材料固化,其固化方式为如下之一,(1)利用充气嘴处对充气管状气囊内芯软模进行补压,保证充气管状气囊内压力稳定在树脂固化工艺所要求的压力,用烘箱固化成型,(2)破除充气管状气囊内芯软模两端的软模,用真空袋和气囊内芯软模共同对全部模具进行密封,使内芯软模内腔与真空袋外部连通,用热压罐加压加热成型;(七)固化完成后,解除组合阴膜,取出充气管状气囊内芯软模,得到复合材料管型件。
所述外形模具上分布的流胶通孔的孔径尺寸在Φ0.5mm~Φ3.0mm之间,孔间距在5mm~50mm之间。
所述外形模具至少由两部分模具组装而成为为组合阴膜。
所述在充气管状气囊内芯软模上铺贴的热固性树脂是一层或多层。
所述的热固性树脂是指聚酯树脂、环氧树脂或双马来酰亚胺树脂。
所述的热固性树脂是指聚酯树脂、环氧树脂或双马来酰亚胺树脂的改性体系。
本发明具有的优点和有益效果,本发明非借助预浸料-热压罐工艺,而是以航空工业成熟的RFI工艺基础,相比于预浸料-热压罐工艺,具有以下优点:
(1) 本发明以干态纤维织物与热固性树脂胶膜作为材料基础,具有显著降低制造成本,有效提高生产效率,极大拓展制造工艺适用范围等众多优点。相对于传统预浸料-热压罐工艺,纤维/胶膜预浸渍过程的节省,一方面摆脱了预浸机的使用,显著降低了生产设备成本,另一方面制造环节的减少,有效提高了生产效率;另外还需要特别说明的是,对于无法实现预浸料方式的干态纤维结构,诸如纤维2.5D/3D编织结构管型件制造等仍可以通过此发明工艺进行,工艺适用范围获得了极大拓展。
(2) 热固性树脂的固化设备摆脱了热压罐制约。众所周知,热压罐为技术密集型高精尖设备,其造价与使用成本均相当高昂,是构成复合材料高成本的有效元素。采用本发明,可以借用低廉的烘箱/空压机组合方式进行固化,在摆脱了热压罐制约前提下,仍可实现热固性树脂所需的高温高压固化条件,产品质量同样能够获得保证。
(3) 模具工装采用金属阴模结构,产品质量与制造工序均获得优化。不同与传统复合材料管状结构制造的阳模模具工装,本发明采用阳模工装,克服了复合材料管状结构无法制造的技术难题。一方面阳模工装的引入,提高了管状制件外型面精度,产品质量有效改善;另一方面,阴模工装可以方便整体编织管状结构在模具中安装实现,降低脱模工序操作难度。因此说,阴模模具工装结构的引入达到了实现复合材料管状制件的高效制造与高质量制造的双重目的。
(4) 采用气囊作为辅助封装加压材料,避免了“架桥”现象,提升了产品的合格率。复合材料制造过程需要进行真空封装,真空封装工艺若不完善将会造成“架桥”现象出现,最终形成产品“缺陷”。传统方法采用真空袋进行封装加压,真空袋变形性能差,极易出现“架桥”现象,操作工序费力耗时。本发明采用气囊辅助,气囊材质相比于真空袋模量低,弹性好,能够自我调节变形避免“架桥”现象出现,在减少操作工序时间的同时,又提高了操作工序质量,复合材料管状制件产品的合格率可以获得有效提升。
(5) 本发明技术基础成熟度高,便于实现推广。发明技术的成熟度对于其所涵盖或涉及的工艺、生产设备、材料等多方面技术基础的成熟度均有严格要求,本发明技术的工艺基础RFI已相当成熟,经验积累丰富;生产设备基础热压罐、烘箱、空压机等已完全市场化,种类繁多;材料基础热固性树脂胶膜、干态纤维织物等既可以采用专业生产线设备自行生产,又可以完全购买市场化的成品。自工艺基础、生产设备基础至材料基础的全面成熟为本发明的推广提供了良好的技术基础,技术成熟度高,便于实现推广。
总之,该发明不仅可以如常规方法快捷方便地成型简单结构的等截面复合材料直管件,而且可以克服其制造异型复合材料管型制件时所面临的不便铺叠、脱模困难以及成型质量难以保证等技术难点,实现变截面、变曲率等复杂结构的复合材料异型管类制件的高效制造。
附图说明
图1是制造复合材料管型件的树脂膜转移成型工艺方法示意图;
图2是图1的截面剖视图。
具体实施方式
本发明技术方案如图1所示,组合阴膜4,一般由金属材料或其它有一定强度的非金属材料制成,至少由上下模具组装而成。预先制备的细流胶孔5,每个流胶孔5从模具型面贯穿至模具外部,细孔数量可以是均匀分布,也可以根据制件形状,调节局部区域的细孔数量而形成不均匀的分布,孔径大小应在Φ0.5mm~Φ3.0mm之间,各个孔间距在5mm~50mm之间。内部可充气的管状气囊内芯软模1由延展性大的材料如橡胶材料制成,管状气囊内芯软模1的厚度一般在1mm~10mm之间。铺叠在撑紧的气囊内芯软模1上的成型树脂胶膜2一般选用聚酯树脂、环氧树脂或双马来酰亚胺等类型的热固性树脂极其改性树脂体系,树脂胶膜2在加热至成型温度时,应有较好流变工艺性能。预先编织或缝合成的增强纤维干纱管套3的口径有一定的伸缩性,可以方便地套在撑紧的气囊内芯软模1上,根据制件厚度要求,调节干纱管套3的层数。
具体的操作如下:(1)先把气囊内芯软模1用充气或其它办法撑紧撑直,直至合适的直径。合适的直径是指,撑直的气囊内芯软模1铺覆树脂胶膜2和干纱管套3上,使纤维干纱管套3撑直后,正好可以放入外形模具型腔内;(2)在撑直的气囊内芯软模1上铺覆预制树脂胶膜2至合适厚度。合适厚度是指,铺覆的树脂胶膜2的量应保证浸渍全部纤维干纱管套3;(3)在铺覆好树脂胶膜2的气囊内芯软模1上套上预先编织或缝合成的增强纤维干纱管套3;(4)把铺覆好树脂胶膜2和纤维干纱管套3的气囊内芯软模1安装到组合阴膜4的型腔内并合模锁紧。如制备非直线的管件,则需适当调节气囊内芯软膜1的撑紧程度,以便变形后能够安装到非直线的组合阴膜4内;(5)合模后在气囊内芯软模1内腔充填压缩气体直至达到树脂成型工艺压力参数值,并按树脂固化工艺要求升温至成型温度。在来自气囊内芯软模1方向的成型压力作用下,熔融的树脂将均匀地按流胶通孔5方向流动,浸渍纤维干纱管套3并把余量树脂排出组合阴模4型腔外,保持温度和气体压力直至固化完成。(6)卸掉气囊内芯软模1内气体压力,去除气囊内芯软模1和组合阴模4,即可得到管状复合材料制件。
实施例1
在制造某直径为Φ50mm、壁厚为2.0mm、长度为600mm的直线碳纤维圆管,钢质的组合阴模由上下模具组成,均匀分布的细孔的直径为Φ0.5mm,间距为5mm;气囊内芯软模由橡胶材料制成,壁厚约1.5mm,直径为Φ40mm;胶膜采用中温125℃固化环氧树脂体系,胶膜的面密度为100g/m2;增强纤维采用3K碳纤维编织的平纹布,碳纤维布的面密度为193g/m2,按±45°方向缝合成约Φ42mm左右内经的碳纤维管套。
操作时,气囊内芯软模充一定的气压至直径为Φ42mm左右,铺覆15层环氧树脂胶膜,再在胶膜上铺覆10层碳纤维管套。铺覆完成后移至外形模具内,再把模具放在烘房内。
往封闭的气囊内芯软模内充压缩空气至0.3MPa后,按1.5℃/min的升温速度升温至125℃,在这个过程中可以看到有树脂从模具的细孔流出,保温保压固化2小时后,停机降温至70℃以下后,卸去内型软模内的空气压力,打开外形模具并拖出内芯软膜,即制造出直线碳纤维圆管。经检验其外形尺寸、壁厚尺寸、直线度和同芯度均达到要求,圆管的碳纤维体积含量达到62.0%,经超声无损检验未发现有分层和气泡等内部缺陷。
实施例2
在制造某直径为Φ65mm、壁厚为1.5mm、长度为1500mm的直线碳纤维椭圆管,钢质的外形模具由上下模具组成,均匀分布的细孔的直径为Φ3mm,间距为50mm;气囊内芯软模由橡胶材料制成,壁厚约3mm,直径为Φ60mm;胶膜采用高温180℃固化环氧树脂体系,胶膜的面密度为75g/m2;增强纤维采用U3160单向T300碳纤维织物,碳纤维布的面密度为160g/m2。
操作时,内芯软模充一定的气压至直径为Φ63mm左右,铺覆9层环氧树脂胶膜,再在胶膜上铺覆9层碳纤维管套。铺覆完成后移至外形模具内,再把模具放在烘房内。往封闭的气囊内芯软模内充压缩空气至0.4MPa后,按3℃/min的升温速度升温至180℃,在这个过程中可以看到有树脂从模具的细孔流出,保温保压固化2小时后,停机降温至60℃以下后,卸去内型软模内的空气压力,打开外形模具并拖出内芯软膜,即制造出直线碳纤维圆管。经检验其外形尺寸、壁厚尺寸、直线度和同芯度均达到要求,圆管的碳纤维体积含量达到60.5%,经超声无损检验未发现有分层和气泡等内部缺陷。
实施例3
在制造某直径为Φ150mm、壁厚为2.5mm、长度为1500mm的“S”型碳纤维椭圆管,钢质的外形模具由3个1/3模块组成,均匀分布的细孔的直径为Φ1.0mm,间距为30mm;内芯软模由含硅的耐温橡胶材料制成,壁厚约3.0mm,直径为Φ135mm;胶膜采用低温100℃聚氨酯树脂体系,胶膜的面密度为350g/m2;增强纤维采用6K碳纤维编织的管套,由工业化的机器编织完成,纤维编织以0°/90°的方向为主,管套编织的直径为Φ140mm,撑开直径可达Φ150mm以上。
操作时,在气囊内芯软模内腔里加一个自制的长圆棒形的充气气囊棒,充气至气囊内芯软模的直径为Φ140mm左右,铺覆6层改性双马来酰亚胺树脂胶膜,再在胶膜上套上5层碳纤维编织的管套。铺覆完成后移至外形模具内,稍用力变形安装在模具的“S”型模腔内,再固定好上下模具。做一个真空袋包覆整个金属模具,并连通至内芯软模腔内,抽真空后把充气气囊袋内的充气卸掉并从内芯软模内腔抽出,保持内芯软模内腔与外部大气接通。把安装好的模具放在热压罐内,按照以下工艺成型:保持真空袋内的真空,热压罐内的空气压力调至0.5MPa,按2℃/min的升温速度升温至100℃,保温保压固化2小时后,停机降温至60℃以下后可卸去模具工装即制造出“S”型碳纤维椭圆管。经检验其外形尺寸、壁厚尺寸均达到要求,圆管的碳纤维体积含量达到61.4%,经无损检验未发现有分层和气泡等内部缺陷。
实施例4
在制造某直径为Φ150mm、壁厚为1mm、长度为1500mm的“S”型碳纤维椭圆管,钢质的外形模具由3个1/3模块组成,均匀分布的细孔的直径为Φ1.0mm,间距为30mm;内芯软模由含硅的耐温橡胶材料制成,壁厚约3.0mm,直径为Φ135mm;胶膜采用高温180℃环氧改性双马来酰亚胺树脂体系,胶膜的面密度为550g/m2;增强纤维采用U7192D单向T700碳纤维织物。
操作时,在气囊内芯软模内腔里加一个自制的长圆棒形的充气气囊棒,充气至气囊内芯软模的直径为Φ140mm左右,铺覆1层改性双马来酰亚胺树脂胶膜,再在胶膜上套上6层碳纤维编织的管套。铺覆完成后移至外形模具内,稍用力变形安装在模具的“S”型模腔内,再固定好上下模具。做一个真空袋包覆整个金属模具,并连通至内芯软模腔内,抽真空后把充气气囊袋内的充气卸掉并从内芯软模内腔抽出,保持内芯软模内腔与外部大气接通。把安装好的模具放在热压罐内,按照以下工艺成型:保持真空袋内的真空,热压罐内的空气压力调至0.4MPa,按1.5℃/min的升温速度升温至180℃,保温保压固化2小时后,停机降温至60℃以下后可卸去模具工装即制造出“S”型碳纤维椭圆管。经检验其外形尺寸、壁厚尺寸均达到要求,圆管的碳纤维体积含量达到60.9%,经无损检验未发现有分层和气泡等内部缺陷。
实施例5
在制造某直径为Φ40mm、壁厚为1.5mm、长度为2500mm的“]”型玻璃纤维正方形方管,钢质的外形模具由上下模具组成,均匀分布的细孔的直径为Φ2.0mm,间距约为20mm;内芯软模由某橡胶材料制成,壁厚约2.0mm,直径为Φ40mm;胶膜采用低温100℃固化的改性聚酯树脂体系,胶膜的面密度为250克/平方米;增强纤维采用市售的玻璃纤维编织的管套,纤维编织以±45°的方向为主,管套编织的直径为Φ35mm,撑开的直径可达Φ40mm以上。
操作时,气囊内芯软模充气至其直径膨胀为Φ35mm左右,铺覆4层改性聚酯树脂胶膜,再在胶膜上套上3层玻璃纤维管套。铺覆完成后移至外形模具内沿模具型腔的“]”型安装到位,合模后再把模具放在烘房内。在气囊内芯软模内充压缩空气至0.2MPa后,按1℃/min的升温速度升温至100℃,在这个过程中可以看到有树脂从模具流胶通孔排出,保温保压固化1小时后,停机降温至60℃以下后,卸去气囊内芯软模内的空气压力,打开外形模具即为制备的“]”型玻璃纤维正方形方管。经检验其外形尺寸、壁厚、力学性能等均达到设计要求,其玻璃纤维体积含量为56%,经无损检验未发现有分层和气泡等内部缺陷。
实施例6
制造某直径为Φ80mm、壁厚为2.0mm、长度为1000mm的圆弧形,且圆弧的顶部截面渐变为62.5mmX62.5mm正方形的玻璃纤维圆管。钢质的外形模具由上下模具组成,均匀分布的细孔的直径为Φ1.0mm,间距在圆形截面区约为25mm,在正方形截面区约为15mm,在渐变区约为20mm;内芯软模由硅橡胶材料制成,壁厚约3.0mm,直径为Φ70mm;胶膜采用中温125℃固化环氧树脂体系,胶膜的面密度为800克/平方米;增强纤维采用市售的玻璃纤维编织的管套,纤维编织方向以0°/90°的方向为主,管套编织的内径为Φ70mm,撑开的内径可达Φ80mm以上。
操作时,在内芯软模内腔里加一个自制的充气气囊袋,充气至内芯软模的直径为Φ70mm左右,铺覆4层环氧树脂胶膜,再在胶膜上套上3层玻璃纤维编织的管套。铺覆完成后移至外形模具内,稍用力变形安装在模具的圆弧形的模腔内,再固定好上下模具。做一个真空袋包覆整个金属模具,并连通至内芯软模的外型面,抽真空后卸除气囊袋内气压并将其从内芯软模内腔抽出,使内芯软模内腔与外部大气接通。把安装好的模具放在热压罐内,按照以下工艺成型:保持真空袋内的真空,热压罐内的空气压力调至0.4MPa,按3℃/min的升温速度升温至125℃,保温保压固化2小时后,停机降温至70℃以下后可卸去模具工装即制造出圆弧形且圆弧顶部截面渐变为正方形的玻璃纤维圆管。
实施例7
制造某直径为Φ80mm、壁厚为2.0mm、长度为500mm的圆弧形,且圆弧的顶部截面渐变为62.5mmX62.5mm正方形的碳纤维圆管。钢质的外形模具由3个1/3模块组成,均匀分布的细孔的直径为Φ2.0mm,间距在圆形截面区约为40mm,在正方形截面区约为15mm,在渐变区约为20mm;内芯软模由硅橡胶材料制成,壁厚约3.0mm,直径为Φ70mm;胶膜采用低温100℃固化聚氨酯树脂体系,胶膜的面密度为300克/平方米;增强纤维采用市售的碳纤维编织的管套,纤维编织方向以0°/90°的方向为主,管套编织的内径为Φ70mm,撑开的内径可达Φ80mm以上。
操作时,在内芯软模内腔里加一个自制的充气气囊袋,充气至内芯软模的直径为Φ70mm左右,铺覆4层环氧树脂胶膜,再在胶膜上套上8层玻璃纤维编织的管套。铺覆完成后移至外形模具内,安装在模具的圆弧形的模腔内,固定好上下模具。用一个真空袋包覆整个金属模具,并连通至内芯软模的外型面,抽真空后卸除气囊袋内气压并将其从内芯软模内腔抽出,使内芯软模内腔与外部大气接通。把安装好的模具放在热压罐内,按照以下工艺成型:保持真空袋内的真空,热压罐内的空气压力调至0.6MPa,按1.5℃/min的升温速度升温至100℃,保温保压固化2小时后,停机降温至60℃以下后可卸去模具工装即制造出圆弧形且圆弧顶部截面渐变为正方形的玻璃纤维圆管。
实施例8
制造某直径为Φ80mm、壁厚为3.0mm、长度为800mm的圆弧形,且圆弧的顶部截面渐变为62.5mmX62.5mm正方形的玻璃纤维圆管。钢质的外形模具由上下模具组成,均匀分布的细孔的直径为Φ2.0mm,间距在圆形截面区约为25mm,在正方形截面区约为15mm,在渐变区约为20mm;内芯软模由硅橡胶材料制成,壁厚约3.5mm,直径为Φ70mm;胶膜采用高温180℃固化双马树脂体系,胶膜的面密度为300克/平方米;增强纤维采用市售的玻璃纤维编织的管套,纤维编织方向以±45°的方向为主,管套编织的内径为Φ70mm,撑开的内径可达Φ80mm以上。
操作时,在内芯软模内腔里加一个自制的充气气囊袋,充气至内芯软模的直径为Φ70mm左右,铺覆4层环氧树脂胶膜,再在胶膜上套上12层玻璃纤维编织的管套。铺覆完成后移至外形模具内,稍用力变形安装在模具的圆弧形的模腔内,再固定好上下模具。做一个真空袋包覆整个金属模具,并连通至内芯软模的外型面,抽真空后卸除气囊袋内气压并将其从内芯软模内腔抽出,使内芯软模内腔与外部大气接通。把安装好的模具放在热压罐内,按照以下工艺成型:保持真空袋内的真空,热压罐内的空气压力调至0.6MPa,按2℃/min的升温速度升温至180℃,保温保压固化2小时后,停机降温至60℃以下后可卸去模具工装即制造出圆弧形且圆弧顶部截面渐变为正方形的玻璃纤维圆管。
Claims (6)
1.一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:(一)外形模具为钢质组合阴膜,模具型面上分布有流胶通孔,每个流胶通孔从模具内型面贯穿至模具外部;(二)内置充气管状气囊内芯软模,充气管状气囊内芯软模的外径及形状与被成型复合材料管型件的内径及形状相对应,气囊内芯软模端头设置充气嘴(三)热固性树脂在预制成胶膜后先铺贴在充气的充气管状气囊内芯软模上,充气嘴裸露在外(四)增强纤维干纱预先编织或缝合成管套结构,套在铺贴有热固性树脂胶膜的充气管状气囊内芯软模上,(五)将组合阴膜装配在套有管套结构以及热固性树脂胶膜的充气管状气囊内芯软模上;(六)按照树脂固化工艺进行复合材料固化,其固化方式为如下之一,(1)利用充气嘴处对充气管状气囊内芯软模进行补压,保证充气管状气囊内压力稳定在树脂固化工艺所要求的压力,用烘箱固化成型,(2)破除充气管状气囊内芯软模两端的软模,用真空袋和气囊内芯软模共同对全部模具进行密封,使内芯软模内腔与真空袋外部连通,用热压罐加压加热成型;(七)固化完成后,解除组合阴膜,取出充气管状气囊内芯软模,得到复合材料管型件。
2.根据权利1的所述的一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:所述外形模具上分布的流胶通孔的孔径尺寸在Φ0.5mm~Φ3.0mm之间,孔间距在5mm~50mm之间。
3.根据权利1的所述的一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:所述外形模具至少由两部分模具组装而成为组合阴膜。
4.根据权利1所述的一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:所述在充气管状气囊内芯软模上铺贴的热固性树脂是一层或多层。
5.根据权利1所述的一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:所述的热固性树脂是指聚酯树脂、环氧树脂或双马来酰亚胺树脂。
6.根据权利1所述的一种气囊加压辅助树脂膜转移成型复合材料管型件的方法,其特征在于:所述的热固性树脂是指聚酯树脂、环氧树脂或双马来酰亚胺树脂的改性体系。
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Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104527093A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-04-22 | 上海迪诺克新材料科技有限公司 | 一种制作碳纤维管件制品的新工艺 |
CN104708835A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-06-17 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种碳纤维复合材料复杂格栅结构的rtm成型方法 |
CN104842479A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-19 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种用于发动机绝热层制造的橡胶气囊 |
CN104988668A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-21 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具 |
CN105415702A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 一种易脱模的复合材料储罐整体成型方法 |
CN106182805A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-12-07 | 西安爱生技术集团公司 | 一种碳纤维复合材料等径管状结构的制造工艺 |
CN106239929A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 山东双科技股份有限公司 | 一种复合材料管材的制作成型方法 |
CN106393743A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种复合材料进气道成型模具 |
CN107020760A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-08-08 | 泰山体育产业集团有限公司 | 一种管状复合材料部件成型方法 |
CN107775972A (zh) * | 2014-04-02 | 2018-03-09 | 麦格纳国际公司 | 臂端工具 |
CN107839254A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-27 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维弯管的制备方法及模具 |
CN107953573A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-24 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具 |
CN108381935A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-10 | 佛山市奥耶克思机械设备有限公司 | 一种软管韧性加强装置与加强方法 |
WO2018196514A1 (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 深圳光启高等理工研究院 | 复合材料进气道制备方法及复合材料进气道 |
WO2018196515A1 (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 深圳光启高等理工研究院 | 复合材料进气道及其制备方法和飞行器 |
CN108749030A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-06 | 广联航空工业股份有限公司 | 一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法 |
CN109153195A (zh) * | 2016-05-11 | 2019-01-04 | 康蒂泰克Mgw有限公司 | 用于制造增压空气管的方法 |
CN109291467A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-01 | 重庆市凯拉米新材料科技有限公司 | 一种碳纤维热固性材料行李箱热压气囊成型工艺 |
CN109466089A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-15 | 宁波祝立机械科技有限公司 | 一种碳纤维皮划艇模具及其制备方法 |
CN109531974A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-03-29 | 东莞合志精密科技有限公司 | 高效型pc料包覆式热成型工艺 |
CN109677782A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 重庆具码科技有限公司 | 一种发动机包装箱底部支撑座的制作方法 |
CN110253714A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-09-20 | 海盐碳为观止科技有限公司 | 一种空气成型模具及其工艺 |
CN110524923A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 晋西工业集团有限责任公司 | 一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法 |
CN110696388A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | *** | 一种聚合物基碳纤维复合材料的高压气罐成形装置 |
CN110789129A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-02-14 | 东莞科威医疗器械有限公司 | 一种增强型医用插管及其制作方法 |
CN111688237A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 中国航空制造技术研究院 | 一种两端收口管形复合材料零件的成型方法 |
CN111925227A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-11-13 | 湖南碳康生物科技有限公司 | 一种碳纤维复合材料人工气管支架及其制备方法 |
CN114030201A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-11 | 上海交通大学 | 拓扑优化气囊辅助成型复合材料梯形夹芯结构制作工艺 |
CN114791081A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-26 | 嘉兴荣昌轴承股份有限公司 | 自润滑轴承的制备方法及其润滑剂的填充模具 |
CN116373352A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-07-04 | 常州市新创智能科技有限公司 | 一种复合材料拉挤制件变形矫正方法及装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1883912A (zh) * | 2006-06-06 | 2006-12-27 | 天津工业大学 | 密封橡胶气囊阳模的制造方法及树脂传递模塑成型的新方法 |
CN101804714A (zh) * | 2010-03-10 | 2010-08-18 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 具有表面功能层的复合材料构件及其rtm制备方法 |
CN103407174A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-27 | 北京航空航天大学 | 一种纤维增强树脂基复合材料豆荚型管件的整体成型方法 |
CN103624995A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-12 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 一种对模成型复合材料的方法 |
-
2014
- 2014-06-06 CN CN201410250380.4A patent/CN104070687A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1883912A (zh) * | 2006-06-06 | 2006-12-27 | 天津工业大学 | 密封橡胶气囊阳模的制造方法及树脂传递模塑成型的新方法 |
CN101804714A (zh) * | 2010-03-10 | 2010-08-18 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 具有表面功能层的复合材料构件及其rtm制备方法 |
CN103407174A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-27 | 北京航空航天大学 | 一种纤维增强树脂基复合材料豆荚型管件的整体成型方法 |
CN103624995A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-12 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 一种对模成型复合材料的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张秀艳等: "树脂膜渗透(RFI)成型工艺及其应用", 《纤维复合材料》 * |
王东等: "树脂膜熔渗工艺(RFI)的研究现状", 《纤维复合材料》 * |
Cited By (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107775972A (zh) * | 2014-04-02 | 2018-03-09 | 麦格纳国际公司 | 臂端工具 |
CN104708835A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-06-17 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种碳纤维复合材料复杂格栅结构的rtm成型方法 |
CN104527093A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-04-22 | 上海迪诺克新材料科技有限公司 | 一种制作碳纤维管件制品的新工艺 |
CN104842479A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-19 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种用于发动机绝热层制造的橡胶气囊 |
CN104988668B (zh) * | 2015-07-15 | 2017-06-20 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具 |
CN104988668A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-21 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具 |
CN105415702A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 一种易脱模的复合材料储罐整体成型方法 |
CN109153195A (zh) * | 2016-05-11 | 2019-01-04 | 康蒂泰克Mgw有限公司 | 用于制造增压空气管的方法 |
CN106239929A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 山东双科技股份有限公司 | 一种复合材料管材的制作成型方法 |
CN106182805A (zh) * | 2016-09-09 | 2016-12-07 | 西安爱生技术集团公司 | 一种碳纤维复合材料等径管状结构的制造工艺 |
CN106393743A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种复合材料进气道成型模具 |
CN107020760A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-08-08 | 泰山体育产业集团有限公司 | 一种管状复合材料部件成型方法 |
WO2018196514A1 (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 深圳光启高等理工研究院 | 复合材料进气道制备方法及复合材料进气道 |
WO2018196515A1 (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 深圳光启高等理工研究院 | 复合材料进气道及其制备方法和飞行器 |
CN107953573A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-24 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具 |
CN107839254A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-27 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维弯管的制备方法及模具 |
CN107839254B (zh) * | 2017-11-21 | 2024-06-07 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维弯管的制备方法及模具 |
CN107953573B (zh) * | 2017-11-21 | 2023-12-01 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种玻璃纤维三通管道的制备方法及模具 |
CN108381935A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-10 | 佛山市奥耶克思机械设备有限公司 | 一种软管韧性加强装置与加强方法 |
CN108381935B (zh) * | 2018-04-18 | 2021-11-23 | 苏州汉超医药科技有限公司 | 一种软管韧性加强装置与加强方法 |
CN108749030A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-06 | 广联航空工业股份有限公司 | 一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法 |
CN108749030B (zh) * | 2018-06-22 | 2020-01-21 | 广联航空工业股份有限公司 | 一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法 |
CN109291467A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-01 | 重庆市凯拉米新材料科技有限公司 | 一种碳纤维热固性材料行李箱热压气囊成型工艺 |
CN109677782B (zh) * | 2018-12-25 | 2020-10-16 | 苏州睿澎诚科技有限公司 | 一种发动机包装箱底部支撑座的批量制作方法 |
CN109677782A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-26 | 重庆具码科技有限公司 | 一种发动机包装箱底部支撑座的制作方法 |
CN109466089A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-15 | 宁波祝立机械科技有限公司 | 一种碳纤维皮划艇模具及其制备方法 |
CN109531974A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-03-29 | 东莞合志精密科技有限公司 | 高效型pc料包覆式热成型工艺 |
CN110253714A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-09-20 | 海盐碳为观止科技有限公司 | 一种空气成型模具及其工艺 |
CN110789129A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-02-14 | 东莞科威医疗器械有限公司 | 一种增强型医用插管及其制作方法 |
CN110524923A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 晋西工业集团有限责任公司 | 一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法 |
CN110696388B (zh) * | 2019-10-24 | 2021-06-18 | *** | 一种聚合物基碳纤维复合材料的高压气罐成形装置 |
CN110696388A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | *** | 一种聚合物基碳纤维复合材料的高压气罐成形装置 |
CN111925227B (zh) * | 2020-01-19 | 2022-04-08 | 湖南碳康生物科技有限公司 | 一种碳纤维复合材料人工气管支架及其制备方法 |
CN111925227A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-11-13 | 湖南碳康生物科技有限公司 | 一种碳纤维复合材料人工气管支架及其制备方法 |
CN111688237A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 中国航空制造技术研究院 | 一种两端收口管形复合材料零件的成型方法 |
CN114030201A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-11 | 上海交通大学 | 拓扑优化气囊辅助成型复合材料梯形夹芯结构制作工艺 |
CN114791081A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-26 | 嘉兴荣昌轴承股份有限公司 | 自润滑轴承的制备方法及其润滑剂的填充模具 |
CN114791081B (zh) * | 2022-05-06 | 2022-10-18 | 嘉兴荣昌轴承股份有限公司 | 自润滑轴承的制备方法及其润滑剂的填充模具 |
CN116373352A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-07-04 | 常州市新创智能科技有限公司 | 一种复合材料拉挤制件变形矫正方法及装置 |
CN116373352B (zh) * | 2023-04-24 | 2023-10-13 | 常州市新创智能科技有限公司 | 一种复合材料拉挤制件变形矫正方法及装置 |
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