CN107415274B - 一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 - Google Patents
一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107415274B CN107415274B CN201710298702.6A CN201710298702A CN107415274B CN 107415274 B CN107415274 B CN 107415274B CN 201710298702 A CN201710298702 A CN 201710298702A CN 107415274 B CN107415274 B CN 107415274B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fibrous material
- resin
- internal model
- resin base
- material workpiece
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
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
-
- 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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
-
- 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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
-
- 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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
- B29C33/448—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles destructible
-
- 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
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- 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
- B29C2791/00—Shaping characteristics in general
- B29C2791/004—Shaping under special conditions
- B29C2791/006—Using vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具,解决了常见具有内腔的树脂基纤维材料工件成型困难的问题,其技术方案要点是,主要利用石蜡基材处于固态情况下,可以对所需树脂基纤维材料工件起到支撑作用,在取树脂基纤维材料工件前可以对石蜡基材进行加热,利用石蜡基材加热易融化成液态的特性,从而液态石蜡排出后,尽管树脂基纤维材料工件的开口较小,内模依旧可以快速取出,达到树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及,特别涉及一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具。
背景技术
目前,一种树脂基纤维材料是将纤维布预浸至液态树脂后所形成的复合材料。纤维材料通常为:玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶等纤维增强体。其中碳纤维(CarbonFiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。因此,树脂基纤维材料在航空、汽车、海洋工业中有广泛的应用。
针对一些具有内腔的异形件,内腔的成型依赖于内模,但是异形件固化成型后,内模依旧存在于内腔中,而且通常内腔的开口小于内模的尺寸,而导致内模难以从已经成型的异形件的内腔中取出,以至于这类异形件成型及其困难,从而不利于批量生产,也间接使得这类异形件的价格十分昂贵。
发明内容
本发明的目的一是提供一种树脂基纤维材料工件的成型方法,具有树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种树脂基纤维材料工件的成型方法,所述树脂基纤维材料工件具有内腔,包括:在一内模外侧敷设预浸树脂的纤维基材,形成第一加工体,所述内模采用石蜡基材且所述内模的外部形状及尺寸与所述内腔相匹配;将所述第一加工体置入一外模的加工腔中,形成第二加工体,所述外模具有与所述加工腔相连通的抽真空结构且所述加工腔的形状及尺寸与所要得到的所述树脂基纤维材料工件的外部形状及尺寸相匹配;通过所述抽真空结构对所述加工腔进行抽真空处理;对完成所述抽真空处理的所述第二加工体依次进行热压及冷却处理,使所述预浸树脂的纤维基材固化成型;从已进行所述热压及冷却处理的所述第二加工体中拆出所述第一加工体;对所拆出的所述第一加工体进行加热,使石蜡基材融化导出以最终得到所述树脂基纤维材料工件。
通过采用上述技术方案,抽真空处理可以使得外模内的空气少,在后续热压处理过程中,空气不会在外模内流窜,使制得的树脂基纤维材料工件的形状和尺寸更加精确;石蜡基材处于固态情况下,可以对所需树脂基纤维材料工件起到支撑作用,在取树脂基纤维材料工件前可以对石蜡基材进行加热,利用石蜡基材加热易融化成液态的特性,从而液态石蜡排出后,尽件树脂基纤维材料工件的开口较小,内模依旧可以快速取出,达到树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产;冷却处理可以在取出第一加工体的过程中,避免第二加工体烫手的问题,同时还有效解决了石蜡基材处于液态不稳定的问题。
本发明的进一步设置,所述树脂基纤维材料工件的成型方法还包括:在所述内模外侧敷设所述纤维基材之前,向采用石蜡基材的模基体的外表面喷涂一层液态硅胶,并待液态硅胶固化后在所述模基体的外表面形成一层胶衣,以附着有所述胶衣的所述模基体作为所述内模;使所述石蜡基材融化之后,在取出所述树脂基纤维材料工件时,用刀将所述胶衣划开缺口,以从所述缺口中得到所述树脂基纤维材料工件。
通过采用上述技术方案,胶衣有效防止纤维基材在内模外表面粘附,且撕除胶衣的过程相对于从树脂基纤维材料工件的内腔刮出石蜡基材相比更加简单便捷,有利于石蜡基材后续和树脂基纤维材料工件脱离。
本发明的进一步设置,向采用石蜡基材的模基体的外表面喷涂液态硅胶具体包括:先将所述模基体固定于可匀速旋转的旋转轴上;通过喷枪将已调制的、具有预定粘稠度的液态硅胶喷涂在受所述旋转轴带动旋转的所述模基体的外表面。
通过采用上述技术方案,由于模基体的旋转,喷枪喷出的液态硅胶呈雾状并均匀附着在内模的表面,从而胶衣的厚度更加均匀,从而树脂基纤维材料工件的尺寸更加精确,足以适应各种不同复杂结构树脂基纤维材料工件的外表结构,而且这种制作胶衣的方式更加快速。
本发明的进一步设置,所述树脂基纤维材料工件的成型方法还包括:配置与所述内腔形状和尺寸匹配的上内模模具和下内模模具,所述上内模模具和所述下内模模具之间可实现密封组合并形成供所述内模成型的成型空腔,且所述上内模模具留有上开口和注口;配置用于支承所述内模的骨架以及为所述内模供热的发热件,所述发热件的接头从所述上开口伸出;将所述上内模模具和所述下内模模具组合并密封后,通过所述注口注入液态的所述石蜡基材,并待所述石蜡基材冷却固化后形成由所述石蜡基材包裹所述骨架及所述发热件的所述内模。
通过采用上述技术方案,骨架用于支撑内模,有利于提升内模的结构强度,同时骨架可以根据树脂基纤维材料工件的内腔量身定制,上开口供发热件的接头伸出,注口用于液态石蜡基材填充至成型空腔中 ,以确保内模的顺利成型。
本发明的进一步设置,所述树脂基纤维材料工件的成型方法还包括:配置与所述树脂基纤维材料工件形状和尺寸匹配的下成型外模和上成型外模,所述下成型外模和所述上成型外模之间可实现密封组合并形成供所述第一加工体容置的加工腔,且所述上成型外模留有通孔;在所述下成型外模和所述上成型外模内安装用于加热的加热件;所述加热件呈螺旋盘状且水平布置于所述下成型外模和所述上成型外模内。
通过采用上述技术方案,在下成型外模和上成型外模内置入加热件,可以通过加热件对下成型外模和上成型外模进行加热,从而下成型外模和上成型外模的热量传递至内模上,加速了石蜡基材融化的过程,进一步提升了生产效率。
本发明的进一步设置,在一内模外侧预浸树脂的纤维基材具体包括:根据所述树脂基纤维材料工件的尺寸和形状,在电脑上编辑生成所要得到的、至少两个用于组合形成所述树脂基纤维材料工件的纤维基材分块的二维图形信息;将所述二维图形信息输入数控切割机内,所述数控切割机根据所述二维图形信息,对纤维基材原料进行切割形成所述纤维基材分块;对所述纤维基材分块进行树脂预浸处理;在所述内模外侧采用拼接方式敷设经所述树脂预浸处理后的所述纤维基材分块。
通过采用上述技术方案,与人工裁剪纤维基材相比,通过数控切割机切出来的形状更加精确,有利于提升树脂基纤维材料工件成型后的质量;同时机械裁切的效率相对较高,有利于提升生产效率。
本发明的进一步设置,所述树脂基纤维材料工件的成型方法中所涉及的参数取值以及材料选取列举如下:所述抽真空处理:所述加工腔内压强取值范围在100-500pa之间;所述热压处理中:外部压力调制范围在5-40千克/平方厘米之间,温度取值范围在80-250度之间;所述热压处理的时间为15-45分钟;和/或,对所拆出的所述第一加工体进行加热:温度取值范围在80-120度之间;所述纤维基材具体采用碳纤维布、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶,预浸所述纤维基材的树脂具体采用热固性树脂、热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
通过采用上述技术方案,在加工腔内的压强为100-500pa时,可以确保纤维基材近乎完美贴合于加工腔的内表面,后续加温加压的条件下,树脂基纤维材料工件的成型质量和外观效果更好,而且100-500pa的近真空条件比较容易达到且符合目前的行业标准;外部压力为5-40千克/平方厘米以及温度为80-250度的条件下,树脂基纤维材料可以成型固化而且不会破坏树脂基纤维材料本身的分子结构,有利于提升树脂基纤维材料工件成型后的使用寿命,质量更佳;温度为80-120度时,不会由于温度过高而破坏石蜡基材的分子结构而且可以确保石蜡基材融化;纤维基材质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性;树脂只能一次加热和成型,在加工过程中发生固化,形成不熔和不溶解的网状交联型高分子化合物,因此,制得的树脂基纤维材料工件的结构强度更高。
本发明的目的二是提供一种树脂基纤维材料工件的成型***,具有树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种树脂基纤维材料工件的成型***,所述树脂基纤维材料工件具有内腔,包括:内模、外模以及加工***,所述内模用于从外侧敷设预浸树脂的纤维基材以形成第一加工体,所述内模采用石蜡基材且所述内模的外部形状及尺寸与所述内腔相匹配,所述外模具有用于容置所述第一加工体的加工腔以及抽真空结构,所述加工腔与所述抽真空结构相连通,所述加工腔的形状及尺寸与所要得到的所述树脂基纤维材料工件的外部形状及尺寸相匹配,所述加工***包括:用于与所述抽真空结构相配合对所述加工腔进行抽真空处理的抽真空子***;用于对完成所述抽真空处理的第二加工体进行热压处理的压力炉;用于对完成热压处理的所述第二加工体进行冷却处理的冷却子***;以及,用于对从所述冷却处理后的所述第二加工体中所拆出的所述第一加工体进行加热,使所述石蜡基材融化导出以最终得到所述树脂基纤维材料工件的加温炉。
通过采用上述技术方案,抽真空结构可以连通外模和抽真空子***,使得外模内的加工腔空气少,在后续压力炉内热压处理的过程中,空气不会在外模内流窜,使制得的树脂基纤维材料工件的形状和尺寸更加精确;石蜡基材处于固态情况下,可以对所需树脂基纤维材料工件起到支撑作用,在取树脂基纤维材料工件前可以对石蜡基材进行加热,利用石蜡基材加热易融化成液态的特性,从而液态石蜡排出后,尽件树脂基纤维材料工件的开口较小,内模依旧可以快速取出,达到树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产;冷却子***可以对第二加工件进行冷却处理,在取出第一加工体的过程中,避免第二加工体烫手的问题,同时还有效解决了石蜡基材处于液态不稳定的问题;加温炉有利于快速使石蜡基材融化。
本发明的进一步设置,所述抽真空子***包括与所述外模可拆卸连通的真空泵;所述冷却子***包括设于所述外模内的冷流管道或者直接向所述第二加工体进行水冷的喷水机构。
通过采用上述技术方案,真空泵的抽真空效果好,操作方便,而且购买便宜;在对第二加工体进行冷却的过程中,向冷流管道内通入冷水,从而带走热量,或者直接通过喷水机构向第二加工件喷冷水,同样能达到快速冷却的效果。
本发明的目的三是提供一种树脂基纤维材料工件的成型模具,具有树脂基纤维材料工件成型简单,且适合批量生产的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种树脂基纤维材料工件的成型模具,所述树脂基纤维材料工件具有内腔,包括:内模以及外模,所述内模用于从外侧敷设预浸树脂的纤维基材以形成第一加工体,所述内模采用石蜡基材且所述内模的外部形状及尺寸与所述内腔相匹配,所述外模具有用于容置所述第一加工体的加工腔以及抽真空结构,所述加工腔与所述抽真空结构相连通,所述加工腔的形状及尺寸与所要得到的所述树脂基纤维材料工件的外部形状及尺寸相匹配。
通过采用上述技术方案,加工腔与所述抽真空结构相连通,从而通过抽真空结构来外接负压设备,从而确保树脂基纤维材料工件的成型固化环境不受外模内的空气影响,有利于提升树脂基纤维材料工件的质量;而且在取出树脂基纤维材料工件时,可以加热使内模中的石蜡基材融化,以致内模方便拆除,实现了快速批量生产树脂基纤维材料工件的目的。
综上所述,本发明具有以下有益效果:有效解决了树脂基纤维材料工件的开口较小,常见内模难以取出的问题,通过由石蜡基材制成内模,在需要取树脂基纤维材料工件时只需加热融化石蜡基材,即可达到快速分离内模和固化的树脂基纤维材料工件的目的,适于工业生产中快速批量生产树脂基纤维材料工件,可以广泛推广应用。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图;
图2是实施例2中外模的结构示意图;
图3是实施例2中内模的内部结构示意图;
图4是实施例4的工艺流程图;
图5是实施例4中上内模模具、下内模模具、发热件、骨架和压板的装配关系示意图;
图6是实施例4中碳纤维布被裁剪后的结构示意图;
图7是实施例4中下成型外模、上成型外模和内模的装配关系示意图;
图8是实施例4中内模、支撑架和石蜡回收容器之间的连接关系示意图。
附图标记:1、树脂基纤维材料工件;11、主体;12、支脚;2、外模;21、下成型外模;211、抽真空结构;22、上成型外模;221、通孔;23、加热件;3、上内模模具;31、上开口;32、注口;4、下内模模具;5、内模;51、发热件;52、骨架;53、胶衣;6、碳纤维布;701、制作外模;702、制作内模成型模具;703、制作内模;704、制作胶衣;705、预浸裁剪;706、贴纤维布;707、装模;708、抽真空;709、热压固化;710、冷却开模;711、加热收蜡;712、取工件;8、压板;9、密封圈;10、紧固件;13、挡头;14、固定板;15、密封胶垫;16、橡胶环;17、支撑架;18、石蜡回收容器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1:一种树脂基纤维材料工件,如图1所示,包括设有内腔的主体11和六个连通主体11的内腔的支脚12,且内腔的开口横截面积小于内腔的横截面积,主体11和支脚12均由预浸过热固性树脂的碳纤维布制成,在其他实施例中碳纤维布还可以更换成玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶,且在其他实施例中热固性树脂还可以更换成热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
实施例2:一种树脂基纤维材料工件的成型模具,如图1和图2所示,树脂基纤维材料工件1具有内腔,包括:内模5以及外模2,内模5用于从外侧敷设预浸热固性树脂的碳纤维布以形成第一加工体,在其他实施例中碳纤维布还可以更换成玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶,且在其他实施例中热固性树脂还可以更换成热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
内模5采用石蜡基材且内模5的外部形状及尺寸与内腔相匹配,外模2具有用于容置第一加工体的加工腔以及抽真空结构211,加工腔与抽真空结构211相连通,加工腔的形状及尺寸与所要得到的树脂基纤维材料工件1的外部形状及尺寸相匹配。
实施例3:一种树脂基纤维材料工件的成型***,如图1、图2和图3所示,树脂基纤维材料工件1具有内腔,包括:内模5、外模2以及加工***。
内模5用于从外侧敷设预浸热固性树脂的碳纤维布以形成第一加工体,在其他实施例中碳纤维布还可以更换成玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶,且在其他实施例中热固性树脂还可以更换成热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
内模5采用石蜡基材且内模5的外部形状及尺寸与内腔相匹配,外模2具有用于容置第一加工体的加工腔以及抽真空结构211,加工腔与抽真空结构211相连通,加工腔的形状及尺寸与所要得到的树脂基纤维材料工件1的外部形状及尺寸相匹配。
加工***包括:用于与抽真空结构211相配合对加工腔进行抽真空处理的抽真空子***;用于对完成抽真空处理的第二加工体进行热压处理的压力炉;用于对完成热压处理的第二加工体进行冷却处理的冷却子***;以及,用于对从冷却处理后的第二加工体中所拆出的第一加工体进行加热,使石蜡基材融化导出以最终得到树脂基纤维材料工件1的加温炉。
抽真空子***包括与抽真空结构211可拆卸连通的真空泵;冷却子***包括设于外模2内的冷流管道(在其他实施中冷却子***还可以为直接向第二加工体进行水冷的喷水机构,喷水机构可以为常见的喷水枪或者人工喷水均可)。
实施例4:一种树脂基纤维材料工件的成型方法,如图4所示,主要步骤包括:制作外模701、制作内模成型模具702、制作内模703、制作胶衣704、预浸裁剪705、贴纤维布706、装模707、抽真空708、热压固化709、冷却开模710、加热收蜡711以及取工件712。
制作外模:如图1和图2所示,根据树脂基纤维材料工件1的形状和尺寸制作相应的下成型外模21和上成型外模22,下成型外模21和上成型外模22之间密封连接并形成供内模5和碳纤维布6(图6中示出)容置的加工腔,下成型外模21上设有和加工腔连通的抽真空结构211,上成型外模22的中间位置留有通孔221,通孔221呈圆形状。
向下成型外模21和上成型外模22内均安装有用于加热的加热件23,加热件23本身分别装在下成型外模21和上成型外模22内,图中为展示加热件23的结构将其拆离出来展示,加热件23呈螺旋盘状且水平布置,且加热件23的接头从向下成型外模21和上成型外模22的侧壁伸出。
制作内模成型模具:如图1和图5所示,根据树脂基纤维材料工件1内腔的形状和尺寸制作相应的上内模模具3和下内模模具4,上内模模具3和下内模模具4之间密封连接并形成供内模5成型的成型空腔,且上内模模具3留有上开口31和注口32。
制作内模:如图3和图5所示,根据成型空腔的形状和和尺寸制作制作相应的发热件51和骨架52,发热件51的可控温度在0-250度之间,并将发热件51和骨架52置于成型空腔内且发热件51的接头伸出上开口31。
制作与发热件51的接头相适配的压板8,先将压板8和发热件51的接头之间通过螺栓固定,再通过螺栓将压板8固定于上内模模具3的上表面。
将上内模模具3和下内模模具4密封后,先将块状的石蜡放置注蜡机中,再将注蜡机的温度设置为110度,在其他实施例中该温度还可以为80度、90度、100度、105度、115度或者120度。再将注蜡机的蜡件和注口32连通,开启注蜡机直至成型空腔填充满石蜡,使用冷风吹向上内模模具3和下内模模具4使其冷却,从而石蜡固化并包裹住发热件51和骨架52并形成模基体。
制作胶衣:如图3所示,在模基体的外表面喷涂一层液态硅胶,待液态硅胶固化后在模基体的表面形成一层胶衣53,胶衣53有效防止纤维基材在内模5外表面粘附,在其他实施例中可以不需要喷涂液态硅胶,以使内模5仅仅包括模基体不包括胶衣53,达到简化该成型方法的目的。
具体操作步骤为:先将模基体固定于匀速旋转的旋转轴上,调制好合适粘稠度的液态硅胶,并通过喷枪将液态硅胶喷在旋转的模基体表面形成一层胶衣53,从而模基体和胶衣53共同构成内模5。在其他实施中,喷涂胶衣53的方法还可以为:直接毛刷涂刷液态硅胶,或者直接将模基体放在液态硅胶池中再拿起来晾干。
预浸裁剪:如图6所示,纤维基材分块(裁剪后碳纤维布6)为图中形状,在其他实施例中碳纤维布6还可以更换成玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶。根据树脂基纤维材料工件1(图1中所示)的大小和形状,在电脑上编辑好所需碳纤维布6的二维图形信息,再将该二维图形信息输入数控切割机内,直至切出理想尺寸的碳纤维布6,再将碳纤维布6放置在液态热固性树脂中预浸,以使碳纤维布6软化,在其他实施例中热固性树脂还可以更换成热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
贴纤维布:如图3和图6所示,将裁剪后的碳纤维布6贴在内模5的表面,并用热吹风机向碳纤维布6吹热风,以使碳纤维布6软化并牢固黏在内模5的外表面。在其他实施例中,对碳纤维布6软化的方式还可以为红外线加热。
装模:如图7所示,在下成型外模21的上端面和上成型外模22的下端面之间安装密封圈9,将贴敷有碳纤维布6的内模5装进加工腔内,且发热件51的接头伸出通孔221,通过紧固件10使下成型外模21和上成型外模22合模。
制作与发热件51的接头相适配的挡头13以及供挡头13螺纹连接的固定板14,再在通孔221周围垫上密封胶垫15,再将固定板14压在密封胶垫15上并通过多组螺栓固定于上成型外模21。
制作与挡头13相适应的橡胶环16,并使橡胶环16夹持于挡头13和固定板14之间,再拧紧挡头13。
抽真空:将真空泵接头和抽真空结构211(图2中示出)对接,并通过真空泵将加工腔内的空气抽出,直至加工腔内压强为200pa,在其他实施中加工腔内压强的还可以为100pa、300pa、400pa或者500pa、,随后切断真空泵接头。
热压固化:将抽完真空的外模转运至压力炉内,将压力炉内的压力调制30千克/平方厘米,在其他实施例中该压力还可以为5千克/平方厘米、10千克/平方厘米、15千克/平方厘米、20千克/平方厘米、25千克/平方厘米、35千克/平方厘米、或者40 千克/平方厘米。
并将发热件51(图7中示出)的温度调制200度,在其他实施例中该温度还可以为80度、90度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度、180度、190度、210度、220度、230度、240度或者250度,30分钟左右后切断压力炉和发热件71(图7中示出)的电源,在其他实施例中该时间还可以为15分钟、20分钟、25分钟、35分钟、40分钟或者45分钟。
冷却开模:如图7所示,从压力炉中取出外模,并向外模喷洒冷水,拆除冷却好的下成型外模21和上成型外模22,且从中取出内模5和已经固化成型的树脂基纤维材料工件1(图1中示出)。
加热收蜡:如图8所示,制作供内模5和树脂基纤维材料工件1放置的支撑架17,在支撑架17内放入石蜡回收容器18,并将内模5和树脂基纤维材料工件1倒放在支撑架17上,一起放进加温炉中, 并将加温炉的温度加热至110度,在其他实施例中该温度还可以为80度、90度、100度、105度、115度或者120度,以使石蜡融化并将液态的石蜡回收至石蜡回收容器18中。
取工件:如图3所示,将胶衣53用刀划开一条缺口,并沿缺口撕除胶衣53,取出树脂基纤维材料工件1内的发热件51和骨架52。
Claims (9)
1.一种树脂基纤维材料工件的成型方法,所述树脂基纤维材料工件(1)具有内腔,其特征在于,包括:
在一内模(5)外侧敷设预浸树脂的纤维基材,形成第一加工体,所述内模(5)采用石蜡基材且所述内模(5)的外部形状及尺寸与所述内腔相匹配;
将所述第一加工体置入一外模(2)的加工腔中,形成第二加工体,所述外模(2)具有与所述加工腔相连通的抽真空结构(211)且所述加工腔的形状及尺寸与所要得到的所述树脂基纤维材料工件(1)的外部形状及尺寸相匹配;
通过所述抽真空结构(211)对所述加工腔进行抽真空处理;
对完成所述抽真空处理的所述第二加工体依次进行热压及冷却处理,使所述预浸树脂的纤维基材固化成型;
从已进行所述热压及冷却处理的所述第二加工体中拆出所述第一加工体;
对所拆出的所述第一加工体进行加热,使石蜡基材融化导出以最终得到所述树脂基纤维材料工件(1)。
2.根据权利要求1所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,所述树脂基纤维材料工件(1)的成型方法还包括:
在所述内模(5)外侧敷设所述纤维基材之前,向采用石蜡基材的模基体的外表面喷涂一层液态硅胶,并待液态硅胶固化后在所述模基体的外表面形成一层胶衣(53),以附着有所述胶衣(53)的所述模基体作为所述内模(5);
使所述石蜡基材融化之后,在取出所述树脂基纤维材料工件(1)时,用刀将所述胶衣(53)划开缺口,以从所述缺口中得到所述树脂基纤维材料工件(1)。
3.根据权利要求2所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,向采用石蜡基材的模基体的外表面喷涂液态硅胶具体包括:
先将所述模基体固定于可匀速旋转的旋转轴上;
通过喷枪将已调制的、具有预定粘稠度的液态硅胶喷涂在受所述旋转轴带动旋转的所述模基体的外表面。
4.根据权利要求1所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,所述树脂基纤维材料工件的成型方法还包括:
配置与所述内腔形状和尺寸匹配的上内模模具(3)和下内模模具(4),所述上内模模具(3)和所述下内模模具(4)之间可实现密封组合并形成供所述内模(5)成型的成型空腔,且所述上内模模具(3)留有上开口(31)和注口(32);
配置用于支承所述内模(5)的骨架(52)以及为所述内模(5)供热的发热件(51),所述发热件(51)的接头从所述上开口(31)伸出;
将所述上内模模具(3)和所述下内模模具(4)组合并密封后,通过所述注口(32)注入液态的所述石蜡基材,并待所述石蜡基材冷却固化后形成由所述石蜡基材包裹所述骨架(52)及所述发热件(51)的所述内模(5)。
5.根据权利要求1所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,所述树脂基纤维材料工件(1)的成型方法还包括:
配置与所述树脂基纤维材料工件(1)形状和尺寸匹配的下成型外模(21)和上成型外模(22),所述下成型外模(21)和所述上成型外模(22)之间可实现密封组合并形成供所述第一加工体容置的加工腔,且所述上成型外模(22)留有通孔(221);
在所述下成型外模(21)和所述上成型外模(22)内安装用于加热的加热件(23);
所述加热件(23)呈螺旋盘状且水平布置于所述下成型外模(21)和所述上成型外模(22)内。
6.根据权利要求1所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,在一内模(5)外侧敷设预浸树脂的纤维基材具体包括:
根据所述树脂基纤维材料工件(1)的尺寸和形状,在电脑上编辑生成所要得到的、至少两个用于组合形成所述树脂基纤维材料工件的纤维基材分块的二维图形信息;
将所述二维图形信息输入数控切割机内,所述数控切割机根据所述二维图形信息,对纤维基材原料进行切割形成所述纤维基材分块;
对所述纤维基材分块进行树脂预浸处理;
在所述内模(5)外侧采用拼接方式敷设经所述树脂预浸处理后的所述纤维基材分块。
7.根据权利要求1所述的一种树脂基纤维材料工件的成型方法,其特征在于,所述树脂基纤维材料工件(1)的成型方法中所涉及的参数取值以及材料选取列举如下:
所述抽真空处理:所述加工腔内压强取值范围在100-500pa之间;
所述热压处理中:外部压力调制范围在5-40千克/平方厘米之间,温度取值范围在80-250度之间;
所述热压处理的时间为15-45分钟;和/或,
对所拆出的所述第一加工体进行加热:温度取值范围在80-120度之间;
所述纤维基材具体采用碳纤维布(6)、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶,预浸所述纤维基材的树脂具体采用热固性树脂、热塑性树脂、改性树脂混合体或共性树脂混合体。
8.一种树脂基纤维材料工件的成型***,所述树脂基纤维材料工件(1)具有内腔,其特征在于,包括:内模(5)、外模(2)以及加工***,
所述内模(5)用于从外侧敷设预浸树脂的纤维基材以形成第一加工体,所述内模(5)采用石蜡基材且所述内模(5)的外部形状及尺寸与所述内腔相匹配,
所述外模(2)具有用于容置所述第一加工体的加工腔以及抽真空结构(211),所述加工腔与所述抽真空结构(211)相连通,所述加工腔的形状及尺寸与所要得到的所述树脂基纤维材料工件(1)的外部形状及尺寸相匹配,
所述加工***包括:
用于与所述抽真空结构(211)相配合对所述加工腔进行抽真空处理的抽真空子***;
用于对完成所述抽真空处理的第二加工体进行热压处理的压力炉;
用于对完成热压处理的所述第二加工体进行冷却处理的冷却子***;以及,
用于对从所述冷却处理后的所述第二加工体中所拆出的所述第一加工体进行加热,使所述石蜡基材融化导出以最终得到所述树脂基纤维材料工件(1)的加温炉。
9.根据权利要求8所述的一种树脂基纤维材料工件的成型***,其特征在于,所述抽真空子***包括与所述外模(2)可拆卸连通的真空泵;
所述冷却子***包括设于所述外模内的冷流管道或者直接向所述第二加工体进行水冷的喷水机构。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710298702.6A CN107415274B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710298702.6A CN107415274B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107415274A CN107415274A (zh) | 2017-12-01 |
CN107415274B true CN107415274B (zh) | 2019-10-08 |
Family
ID=60425663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710298702.6A Expired - Fee Related CN107415274B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107415274B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109435272B (zh) * | 2018-09-30 | 2021-02-09 | 航天材料及工艺研究所 | 一种变厚度复合材料整体骨架成型方法及其成型模具 |
CN109822789A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-05-31 | 衡阳泰豪通信车辆有限公司 | 一种用于树脂真空导流的模具及其制作方法 |
CN110116510A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-13 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种复合材料舱体的一体化成型方法 |
CN110919947A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-03-27 | 南京白港复合材料有限公司 | 耐内压法兰及其生产工艺 |
CN114836006B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-05-09 | 大连理工大学 | 一种拼接使用的纤维增强热固性/热塑性树脂基复合材料及其制备方法与应用 |
CN116080095B (zh) * | 2023-01-30 | 2023-09-19 | 浙江久石工研建材科技有限公司 | 一种仿夯土柔性贴片石制作工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103419375A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 翁庆隆 | 具凹形侧壁的手机壳体制法及其结构 |
CN103692662A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 大连罗兰泵业有限公司 | 真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置 |
JP2015189880A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本ポリプロ株式会社 | 繊維強化ポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法 |
CN106182822A (zh) * | 2015-05-07 | 2016-12-07 | 王强 | 具有半封闭或封闭内腔的非金属复合材料产品模具及工艺 |
-
2017
- 2017-04-27 CN CN201710298702.6A patent/CN107415274B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103419375A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 翁庆隆 | 具凹形侧壁的手机壳体制法及其结构 |
CN103692662A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 大连罗兰泵业有限公司 | 真空模腔柱塞高压浸渍模塑方法及装置 |
JP2015189880A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 日本ポリプロ株式会社 | 繊維強化ポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法 |
CN106182822A (zh) * | 2015-05-07 | 2016-12-07 | 王强 | 具有半封闭或封闭内腔的非金属复合材料产品模具及工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107415274A (zh) | 2017-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107415274B (zh) | 一种树脂基纤维材料工件的成型方法、***及模具 | |
CN105945226B (zh) | 一种制作金属花丝制品的方法 | |
CN105290337A (zh) | 一种多联体叶片精密铸造方法 | |
CN102825797A (zh) | 一种大型复合材料风电叶片成型工艺 | |
CN101164722A (zh) | 一种非晶合金工件的制备加工净成形一体化方法 | |
CN112497628A (zh) | 一种汽车注塑件的注塑生产工艺 | |
CN102363200A (zh) | 一种集装箱用手动锁锁壳的消失模铸造方法 | |
CN102649302A (zh) | 一种在结构件外表面进行碳纤维披覆的成型工艺 | |
CN110588018A (zh) | 一种风力发电机叶片用模内胶衣的涂装成型方法及风力发电机叶片成型方法 | |
CN102490375A (zh) | 适用于热塑性树脂复合材料的树脂传递模塑设备及其应用 | |
CN102366818A (zh) | 一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法 | |
CN105458168B (zh) | 驱动轮消失模铸造工艺 | |
CN104690987A (zh) | 一种基于rtm的风机风扇叶片制造工艺 | |
CN110126182A (zh) | 一种金属橡胶复合垫圈的加工方法 | |
CN101787202B (zh) | 一种新型碳纤维复合材料成品及其制备方法 | |
CN104327754B (zh) | 一种玻璃珠填充硅橡胶可磨耗材料的胶接工艺 | |
CN103182759B (zh) | 导轮及导轮的生产方法 | |
KR100709452B1 (ko) | 파우더 슬러쉬 몰딩에 의한 표피재의 성형방법 | |
CN104043775B (zh) | 一种铝模的制造方法 | |
CN113927799B (zh) | 聚氨酯叶片的成型方法 | |
CN110228214A (zh) | 一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法 | |
CN108856679A (zh) | 一种铝合金车毂的低压铸造方法 | |
KR0120285B1 (ko) | 섬유강화금속기 복합재료(frm)의 덧살제거 및 성형방법 | |
CN102363204A (zh) | 一种集装箱用桥锁锁体的消失模铸造方法 | |
JPS5892522A (ja) | 繊維強化プラスチツクス製品の成形方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190902 Address after: 518000 Building 706, C1, Longhuamei 365 Garden, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Liu Keren Address before: 518105 Building A, No. 1, Second Road, Shapu Yangyong Industrial Zone, Songgang Street, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen rich composite material Co., Ltd. |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191008 Termination date: 20210427 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |