[發(fā)明專利]復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具

無效

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• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102248686A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉燕民;黃敏宣
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門新凱復(fù)材科技有限公司
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 麻艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料產(chǎn)品的加工方法及設(shè)備，尤指一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具。

背景技術(shù)

復(fù)合材料由于強(qiáng)度高、重量輕，目前被廣泛應(yīng)用到各種產(chǎn)品及零部件中，例如羽毛球拍或網(wǎng)球拍的拍框、自行車支架、車輪的輪圈等等。以復(fù)合材料制成的產(chǎn)品通常具有內(nèi)外兩個側(cè)面，由于加工工藝的原因，兩個側(cè)面僅能保證一個側(cè)面的尺寸及形狀符合要求，另一側(cè)面則通常為毛面。

對于要保證外側(cè)尺寸及形狀的產(chǎn)品來說，其成型方法可參閱圖1所示，首先將復(fù)合纖維布1纏繞在一氣袋2外側(cè)，然后將纖維布1連同氣袋2一起放置于上下模31、32的型腔內(nèi)，之后向氣袋2內(nèi)充入高壓氣體并加熱模具，冷卻后即可固化成型。由于復(fù)合纖維布在加熱后被軟化，在高壓氣體的擠壓下，纖維布的外側(cè)緊貼在模具的型腔內(nèi)壁，只要保證型腔的尺寸及形狀符合要求，就可以保證產(chǎn)品外側(cè)的尺寸及形狀符合要求。而由于纖維布的內(nèi)側(cè)在成型時與氣袋接觸，氣袋的形狀并不保證，因此不能保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸。這種成型方法行業(yè)中通常稱為“內(nèi)壓成型”，也就是說在纏繞或鋪設(shè)的復(fù)合纖維布1內(nèi)側(cè)加壓，將軟化的復(fù)合纖維布向外擠壓貼合在型腔內(nèi)壁進(jìn)行成型的方法。現(xiàn)有的“內(nèi)壓成型”還有多種方法，上述設(shè)置氣袋的方法稱為“氣袋成型”，此外還有“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、“模塑成型”、“纏繞成型”都為現(xiàn)有常見的“內(nèi)壓成型”方法。“內(nèi)壓成型”由于要在復(fù)合纖維布的內(nèi)側(cè)加壓，壓力的不確定因素將導(dǎo)致不能保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸，使產(chǎn)品內(nèi)側(cè)只能形成毛面。

對于要保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)尺寸及形狀的產(chǎn)品來說，其成型方法可參閱圖2所示，首先將復(fù)合纖維布1纏繞或鋪設(shè)在一型芯4上，然后將型芯4連同其上的纖維布1一起放置在上下模31、32的型腔內(nèi)，合模之后加熱模具，冷卻后即可固化成型。纖維布在加熱后軟化，在型芯及型腔的擠壓下，纖維布的內(nèi)側(cè)緊貼在型芯的外壁，只要保證型芯外壁的尺寸及形狀，就可以保證產(chǎn)品內(nèi)側(cè)的尺寸及形狀符合要求。為了使材料在成型時充滿型腔，防止空隙，纏繞纖維布的體積通常大于所述型芯4與型腔之間空腔的容積，但是這樣設(shè)置在合模后，多余的纖維布易被夾在上下模之間，因此成型后，產(chǎn)品外側(cè)通常為毛面，而不能保證產(chǎn)品外側(cè)的尺寸。有的成型模具還在上、下模31、32上開有氣孔（圖中未示出）與型腔相通，成型時在對模具加熱的同時還向型腔內(nèi)充入高壓氣體，通過高壓氣體的壓力保證纖維布緊貼在型芯外壁，此時由于氣體壓力的不確定因素，使產(chǎn)品外側(cè)只能形成毛面。上述成型方式由于壓力來自于纖維布的外側(cè)，因此在行業(yè)內(nèi)通常被稱為“外壓成型”。

還有一些產(chǎn)品由于工藝以及配合尺寸的需要，一部分結(jié)構(gòu)要求保證外側(cè)尺寸，另一部分結(jié)構(gòu)又要求保證內(nèi)側(cè)尺寸。對于此類產(chǎn)品，傳統(tǒng)的加工方法是分兩步成型，首先采用“外壓成型”法成型要保證內(nèi)側(cè)尺寸的一段，再將纖維布纏繞在氣袋或其它輔助部件外，同時將纖維布部分搭接在已經(jīng)成型的一段半成品外側(cè)，之后置于模具中以“內(nèi)壓成型”的方式成型產(chǎn)品的另一段。這種分兩步成型的方式存在如下缺點(diǎn)：1）產(chǎn)品在兩段搭接處，由于分兩次成型，不可避免地會存在融合性不佳的問題，且兩次成型的強(qiáng)度總是會有些許不同，這樣就出現(xiàn)了產(chǎn)品在搭接處容易斷裂的問題。2）對于先成型的一段半成品來說，需要二次加熱，而已經(jīng)定型的部分會因加熱產(chǎn)生變形，影響產(chǎn)品的精度，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。3）由于需要兩次成型，還需要兩副模具，這樣將增加模具成本以及加工工時，因此產(chǎn)品的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法、成型工藝及成型模具，旨在解決一部分要保證內(nèi)側(cè)尺寸、一部分要保證外側(cè)尺寸的產(chǎn)品，因二次成型帶來的搭接處強(qiáng)度不足，先成型段易變形以及加工成本較高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種復(fù)材產(chǎn)品的成型方法，將纖維布的一部分纏繞或鋪設(shè)在一型芯外側(cè)，另一部分懸空纏繞成筒狀或鋪成片狀，將型芯及纖維布一起置于模具的型腔內(nèi)，合模后對模具進(jìn)行加熱，同時向懸空的一段纖維布之內(nèi)加壓，位于型芯外側(cè)的一段纖維布采用“外壓成型”得到產(chǎn)品的保證內(nèi)側(cè)尺寸段，懸空的一段纖維布采用“內(nèi)壓成型”得到產(chǎn)品的保證外側(cè)尺寸段。

所述的“內(nèi)壓成型”為“氣袋成型”、“發(fā)泡成型”、“灌注成型”、“抽真空成型”、“模塑成型”或“纏繞成型”。

一種復(fù)材產(chǎn)品的成型工藝，所述的復(fù)材產(chǎn)品具有保證內(nèi)側(cè)尺寸段及保證外側(cè)尺寸段；該成型工藝包括如下步驟：

①?將纖維布同時纏繞在一型芯及一氣袋上；

②?將步驟①所述各部件放置于上下模的型腔內(nèi)；