一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，包括以下步驟：裁剪原材料纖維織物，并進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)用于五面矩形艙體成型的模具進(jìn)行清潔處理；在模具內(nèi)依次鋪放外蒙皮、芯材、內(nèi)蒙皮，制成預(yù)制件；在模具中依次鋪放脫模系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、注膠系統(tǒng)和密封系統(tǒng)；利用密封系統(tǒng)對(duì)模具內(nèi)部進(jìn)行抽空；將樹脂與固化劑進(jìn)行均勻混合后通過(guò)注膠系統(tǒng)注入模具內(nèi)浸潤(rùn)預(yù)制件；對(duì)模具內(nèi)的預(yù)制件依次進(jìn)行常溫固化和高溫固化；用模具內(nèi)的脫模系統(tǒng)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行脫模得到制備完成的五面矩形艙體。有益效果是：工藝方案簡(jiǎn)單，采用該制備方法制備出的復(fù)合材料的五面矩形艙體的密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐沖擊，適用性更好，經(jīng)濟(jì)效益更好。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，復(fù)合材料制品憑借著自身優(yōu)良的各項(xiàng)性能及獨(dú)特的可設(shè)計(jì)性等優(yōu)勢(shì)，迅速擴(kuò)展到各行各業(yè)，復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域也應(yīng)用較廣。若用傳統(tǒng)的金屬材料制造車輛的五面矩形艙體，車輛的車體存在重量大、車體載重小、耐腐蝕性差、密封性能差等缺點(diǎn)。目前車輛車體的五面矩形艙體的輕量化、智能化等技術(shù)要求的不斷提高，需要將復(fù)合材料應(yīng)用于大型五面矩形艙體的制造上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，克服了傳統(tǒng)金屬材料矩形艙體制備步驟復(fù)雜、操作不便以及制備出的矩形艙體重量大、荷重比低、密封性能差、耐腐蝕性差的缺點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，包括以下步驟:
[0005]I)裁剪出符合需要制備的五面矩形艙體的形狀尺寸的纖維織物，并對(duì)所述纖維織物進(jìn)行預(yù)處理；
[0006]2)對(duì)用于五面矩形艙體成型的模具進(jìn)行清潔處理；
[0007]3)在模具內(nèi)依次鋪放外蒙皮、芯材、內(nèi)蒙皮，制成預(yù)制件，所述外蒙皮、所述內(nèi)蒙皮均采用步驟I)中預(yù)處理后的所述纖維織物；
[0008]4)完成預(yù)制件制作后，依次在模具中鋪放脫模系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、注膠系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。
[0009]5)利用模具內(nèi)的密封系統(tǒng)對(duì)模具內(nèi)部進(jìn)行抽空；
[0010]6)將樹脂與固化劑進(jìn)行均勻混合后通過(guò)注膠系統(tǒng)注入模具內(nèi)浸潤(rùn)預(yù)制件；
[0011]7)對(duì)模具內(nèi)的加工后的預(yù)制件依次進(jìn)行常溫固化和高溫固化；
[0012]8)用模具內(nèi)的脫模系統(tǒng)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行脫模得到制備完成的五面矩形艙體。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:工藝方案簡(jiǎn)單，采用該制備方法制備出的復(fù)合材料的五面矩形艙體的密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐沖擊，適用性更好，經(jīng)濟(jì)效益更好。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0015]進(jìn)一步，在所述步驟I)中，所述纖維織物為碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物、三維纖維編織物中的一種或幾種的混合。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:采用列舉出的纖維織物的性能較好，可以提高制備出的矩形艙體的性能。
[0017]進(jìn)一步，在所述步驟I)中，所述預(yù)處理的步驟為:將纖維織物放置于105°C的烘箱中，進(jìn)行保溫2小時(shí)。
[0018]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:進(jìn)行預(yù)處理可以去除纖維織物的定型劑和水分，有利于纖維織物的后期成型。
[0019]進(jìn)一步，在所述步驟2)中，所述清潔處理的步驟為:用清洗劑清洗除去模具上的雜物，并用膩?zhàn)油扛蔡畛淠＞邇?nèi)表面的凹陷處直至模具內(nèi)表面平整光滑無(wú)雜物，凹陷處涂覆完成后再向模具內(nèi)表面均勻涂覆脫模介質(zhì)，其中，脫模介質(zhì)涂覆2?4次，每一次完成脫模介質(zhì)的涂覆后，等待自然晾干之后再進(jìn)行下一次涂覆。
[0020]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:使得模具內(nèi)部表面光滑平整，提高成型效果，同時(shí)涂覆脫模介質(zhì)降低了后續(xù)脫模步驟的難度。
[0021]進(jìn)一步，在所述步驟3)中，所述外蒙皮平整緊貼模具的內(nèi)表面。
[0022]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:外蒙皮緊平整緊貼模具可以使得制備出的艙體表面平整光滑。
[0023]進(jìn)一步，所述外蒙皮、所述內(nèi)蒙皮的厚度為I?2mm，所述芯材采用泡沫或者蜂窩或者輕木材料制成。
[0024]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:合適的厚度制備工藝易于控制，同時(shí)也可滿足性能要求，采用泡沫或者蜂窩或者輕木材料制備出的夾芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料具有輕量化、高性能的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]進(jìn)一步，所述導(dǎo)流系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流網(wǎng)，各個(gè)所述導(dǎo)流網(wǎng)之間的拼接處的搭接尺寸小于3cm。
[0026]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:導(dǎo)流網(wǎng)用于注膠過(guò)程中的導(dǎo)流，有利于將注膠過(guò)程中需要注入的物質(zhì)引入到指定的位置。
[0027]進(jìn)一步，在所述步驟4)中，所述注膠系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)注膠座，各個(gè)所述注膠座之間的間距大于50cm。
[0028]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:注膠座之間采用恰當(dāng)?shù)木嚯x有利于注膠的操作。
[0029]進(jìn)一步，在所述步驟5)中，所述密封系統(tǒng)采用密封膠條將模具與真空袋緊密粘接，抽空之后模具內(nèi)部的真空度達(dá)到-0.95Mpa，真空度保持15分鐘后模具內(nèi)部壓力不低于-0.75Mpa。
[0030]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:保持一定內(nèi)部壓力可以利用真空負(fù)壓將需要添加的物質(zhì)注入到模具內(nèi)。
[0031]進(jìn)一步，在所述步驟7)中，所述常溫固化的溫度為15?35°C，所述高溫固化的溫度為60?180°C。
[0032]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:加快五面矩形艙體的成型速度，提高五面矩形艙體的性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明的簡(jiǎn)要步驟為:前期準(zhǔn)備原材料，清潔模具，鋪放材料制成預(yù)制件，鋪放模具內(nèi)的工序系統(tǒng)，抽空模具內(nèi)的氣體，注入樹脂和固化劑，固化處理，脫模。
[0036]具體包括以下步驟:1)裁剪出符合需要制備的五面矩形艙體的形狀尺寸的纖維織物，并對(duì)所述纖維織物進(jìn)行預(yù)處理；2)對(duì)用于五面矩形艙體成型的模具進(jìn)行清潔處理；
3)在模具內(nèi)依次鋪放外蒙皮、芯材、內(nèi)蒙皮，制成預(yù)制件，所述外蒙皮、所述內(nèi)蒙皮均采用步驟I)中預(yù)處理后的所述纖維織物；4)完成預(yù)制件制作后，依次在模具中鋪放脫模系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、注膠系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。5)利用模具內(nèi)的密封系統(tǒng)對(duì)模具內(nèi)部進(jìn)行抽空；6)將樹脂與固化劑進(jìn)行均勻混合后通過(guò)注膠系統(tǒng)注入模具內(nèi)浸潤(rùn)預(yù)制件；7)對(duì)模具內(nèi)的加工后的預(yù)制件依次進(jìn)行常溫固化和高溫固化；8)用模具內(nèi)的脫模系統(tǒng)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行脫模得到制備完成的五面矩形艙體。
[0037]上述各個(gè)步驟的具體操作如下:
[0038]在步驟I)中，纖維織物的尺寸根據(jù)五面矩形艙體的造型和尺寸大小進(jìn)行裁剪。纖維織物為碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物、三維纖維編織物中的一種或幾種的混合，優(yōu)選方案為選擇其中的一種纖維織物。在步驟I)中，預(yù)處理的步驟為:將纖維織物放置于105°C的烘箱中，進(jìn)行保溫2小時(shí)。將纖維織物放入到烘箱中保溫是為了除去纖維織物上的定型劑和水分，除去定型劑有利于纖維織物進(jìn)行后續(xù)定型加工。
[0039]在步驟2)中，清潔處理的步驟為:用清洗劑清洗除去模具上的雜物，并用膩?zhàn)油扛蔡畛淠＞邇?nèi)表面的凹陷處直至模具內(nèi)表面平整光滑無(wú)雜物，凹陷處涂覆完成后再向模具內(nèi)表面均勻涂覆脫模介質(zhì)，其中，脫模介質(zhì)的涂覆2?4次，每一次完成脫模介質(zhì)的涂覆后，等待自然晾干之后再進(jìn)行下一次涂覆。用于成型的模具內(nèi)表面要保持光滑、平整、無(wú)雜物，成型出的五面矩形艙體才能光滑平整，滿足質(zhì)量要求。
[0040]在所述步驟3)中，外蒙皮平整緊貼模具的內(nèi)表面，所述外蒙皮、內(nèi)蒙皮均采用所述步驟I)中進(jìn)行預(yù)處理之后的纖維織物，即內(nèi)蒙皮、外蒙皮可以采用以下高性能的纖維織物如:碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物、三維纖維編織物中的一種或幾種的混合。在鋪放外蒙皮、芯材、內(nèi)蒙皮的過(guò)程中要保持外蒙皮緊貼模具，同時(shí)內(nèi)蒙皮要保持平整，避免褶皺、架橋等現(xiàn)象。外蒙皮、內(nèi)蒙皮的厚度為I?2mm，芯材采用泡沫或者蜂窩或者輕木材料制成，采用泡沫、蜂窩、輕木材料作為芯材的原材料，泡沫可以采用PVC泡沫板，制備出來(lái)的復(fù)合材料具有輕量化、高性能的優(yōu)點(diǎn)。
[0041]在步驟4)中，導(dǎo)流系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流網(wǎng)，各個(gè)導(dǎo)流網(wǎng)之間的拼接處的搭接尺寸小于3cm。導(dǎo)流系統(tǒng)的鋪設(shè)位置以及尺寸，根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)定，導(dǎo)流網(wǎng)可采用菱形導(dǎo)流網(wǎng)，導(dǎo)流系統(tǒng)中采用的導(dǎo)流管可以為螺旋PE管。
[0042]在步驟4)中，注膠系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)注膠座，各個(gè)注膠座之間的間距大于50cm。注膠系統(tǒng)的布局、注膠座的位置需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行定制，但注膠座之間的距離要保持不低于50cm。注膠系統(tǒng)中的注膠座可以采用支架式注膠座，注膠管采用PP材質(zhì)制成的注膠管。注膠的順序由里向外、由上至下，注膠的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，避免樹脂固化影響注膠速度。
[0043]在步驟5)中，密封系統(tǒng)采用密封膠條將模具與真空袋緊密粘接，抽空之后模具內(nèi)部的真空度有較高的要求并能保持一定時(shí)間。抽空之后模具內(nèi)部的真空度需要達(dá)到-0.95Mpa，真空度保持15分鐘后模具內(nèi)部壓力不低于-0.75Mpa。真空袋使用前可以根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)粘接，保證真空袋的密封性，真空袋可選用由PE材料制成的。
[0044]在步驟7)中，所述常溫固化的溫度為15?35°C，所述高溫固化的溫度為60?180°C。最后用模具內(nèi)的脫模系統(tǒng)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行脫模得到制備完成的五面矩形艙體。在脫模系統(tǒng)中需要鋪放脫模布，鋪放的脫模布可采用由尼龍布制成的脫模布。
[0045]采用本發(fā)明的制備方法制備出復(fù)合材料五面矩形艙體具有有輕量化、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐沖擊、耐環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。所制備的復(fù)合材料五面矩形艙體為一體化成型，具有良好的密閉性和整體性,性能大幅提高,成型時(shí)間短,后期加工工序少,整艙重量大幅降低，降低了運(yùn)輸能耗。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)裁剪出符合需要制備的五面矩形艙體的形狀尺寸的纖維織物，并對(duì)所述纖維織物進(jìn)行預(yù)處理； 2)對(duì)用于五面矩形艙體成型的模具進(jìn)行清潔處理； 3)在模具內(nèi)依次鋪放外蒙皮、芯材、內(nèi)蒙皮，制成預(yù)制件，所述外蒙皮、所述內(nèi)蒙皮均采用步驟1)中預(yù)處理后的所述纖維織物； 4)完成預(yù)制件制作后，依次在模具中鋪放脫模系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、注膠系統(tǒng)和密封系統(tǒng)； 5)利用模具內(nèi)的密封系統(tǒng)對(duì)模具內(nèi)部進(jìn)行抽空； 6)將樹脂與固化劑進(jìn)行均勻混合后通過(guò)注膠系統(tǒng)注入模具內(nèi)浸潤(rùn)預(yù)制件； 7)對(duì)模具內(nèi)的加工后的預(yù)制件依次進(jìn)行常溫固化和高溫固化； 8)用模具內(nèi)的脫模系統(tǒng)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行脫模得到制備完成的五面矩形艙體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所述纖維織物為碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物、三維纖維編織物中的一種或幾種的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所述預(yù)處理的步驟為:將纖維織物放置于105°C的烘箱中，進(jìn)行保溫2小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述清潔處理的步驟為:用清洗劑清洗除去模具上的雜物，并用膩?zhàn)油扛蔡畛淠＞邇?nèi)表面的凹陷處直至模具內(nèi)表面平整光滑無(wú)雜物，凹陷處涂覆完成后再向模具內(nèi)表面均勻涂覆脫模介質(zhì)，其中，脫模介質(zhì)涂覆2?4次，每一次完成脫模介質(zhì)的涂覆后，等待自然晾干之后再進(jìn)行下一次涂覆。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟3)中，所述外蒙皮平整緊貼模具的內(nèi)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，所述外蒙皮、所述內(nèi)蒙皮的厚度為1?2mm，所述芯材采用泡沫或者蜂窩或者輕木材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟4)中，所述導(dǎo)流系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流網(wǎng)，各個(gè)所述導(dǎo)流網(wǎng)之間的拼接處的搭接尺寸小于3cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟4)中，所述注膠系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)注膠座，各個(gè)所述注膠座之間的間距大于50cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟5)中，所述密封系統(tǒng)采用密封膠條將模具與真空袋緊密粘接，抽空之后模具內(nèi)部的真空度達(dá)到-0.95Mpa，真空度保持15分鐘后模具內(nèi)部壓力不低于_0.75Mpa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種復(fù)合材料五面矩形艙體的制備方法，其特征在于，在所述步驟7)中，所述常溫固化的溫度為15?35°C，所述高溫固化的溫度為60?180。。。
【文檔編號(hào)】B29C70/44GK104309133SQ201410410366
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】席濤, 張麗, 孫霞, 謝衛(wèi)剛, 吳一山, 蔣丹, 張玉清, 張帥, 蔡道濤 申請(qǐng)人:山東英特力新材料有限公司