[發明專利]一種復合材料真空袋成型方法

有效

• 申請號: 201210465273.4
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102990944A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉剛;李偉東;安學鋒;益小蘇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于樹脂基復合材料液態成型制造技術領域，涉及一種復合材料真空袋成型方法。

背景技術

樹脂膜浸滲成型（RFI）技術是一種利用單面模具（以下簡稱“半模”）的復合材料制件的真空袋成型技術，它把樹脂膜放置在增強織物預成型體下方，采用真空袋形成局部真空及袋內壓力場實現樹脂沿預成型體厚度方向的短程流動和浸漬，適合于大型壁板類復合材料制件的成型。但是RFI成型需要特定的中等黏度的基體樹脂，并將其制備成膠膜形式。

就使用半模和真空袋而言，傳統的熱壓罐成型（Autoclave）與RFI成型技術非常類似，只不過熱壓罐成型使用了預浸樹脂的預浸料，在成型時直接加熱、加壓固化，即是說，熱壓罐成型需要預浸料制備和復合材料成型兩個步驟，但熱壓罐成型工藝的制造成本更高。

真空袋成型技術（VBI）泛指使用真空袋成型的技術，除樹脂膜浸滲成型（RFI）技術之外，還包括真空輔助樹脂浸滲成型（VARI）技術等，均屬于半模成型技術。并且VBI成型技術大多使用干態的纖維預成型體，不存在增強織物預浸樹脂的工藝步驟，因此，VBI成型時，必須使用較低黏度、易流動的專用液態成型樹脂。

由于對樹脂流動和浸漬的特殊要求，在VBI成型的各種技術里，通常都特意在復合材料預制織物的表面鋪設一層柔性的流動分配介質或分配器，其作用是在與預制織物接觸而平行的面內（X、Y方向）形成樹脂的快速流動通道，促進樹脂在纖維預成型體厚度方向（Z向）的流動和浸漬。實踐證明，這種流動促進措施對于提高面內流動和預成型體厚度方向浸漬速度的效果非常明顯。但是，這種柔性的樹脂流動分配器一般為熱塑性樹脂制備的網格結構，耐溫等級通常較低，在復合材料成型過程中很容易受熱破壞，從而限制了復合材料的成型溫度等級。此外，這種熱塑性樹脂制備的網格結構，其自支撐能力較差、表面尺寸精度較差，會造成成型后的復合材料表面出現明顯的凹凸不平，甚至影響復合材料制件的整體尺寸精度及內部質量。

發明內容

本發明的目的是提出一種具有的更高的成型溫度等級、制件尺寸精度及內部質量的復合材料真空袋成型方法。

本發明的技術方案是采用金屬纖維編織網作為樹脂流動分配器，按照如下方法完成復合材料制件的制造：

a.金屬纖維編織網樹脂流動分配器包括兩層或兩層以上的金屬網結構，其中一層為表面層，其它層為支撐層。根據制件的結構形式，將金屬纖維編織網樹脂流動分配器進行切割、拼接，并將金屬纖維編織網樹脂流動分配器的支撐層與模具型面貼合。

b.完成金屬纖維編織網樹脂流動分配器與模具型面初步貼合之后，采用與模具型面凹凸配合的工裝對金屬纖維編織網樹脂流動分配器施加壓力，使其緊密貼合于模具表面，加壓范圍為1~2.5MPa，保持時間為1h~8h，完成金屬纖維編織網樹脂流動分配器的賦型；

c.在金屬纖維編織網樹脂流動分配器的表面層涂抹脫模劑；

d.在涂抹了脫模劑的金屬纖維編織網樹脂流動分配器表面層上鋪覆一張隔離膜，然后在隔離膜的表面進行纖維預成型體的鋪貼，在完成鋪貼的纖維預成型體的上表面再鋪覆一張隔離膜，形成一個金屬纖維編織網樹脂流動分配器/隔離膜/纖維預成型體/隔離膜層合系統，在其邊緣采用密封條徹底密封；

e.利用真空袋將完成組合的金屬纖維編織網樹脂流動分配器/隔離膜/纖維預成型體/隔離膜層合系統密封，并連接真空通路；

f.連接樹脂注射管路，其中樹脂入口直通金屬纖維編織網樹脂流動分配器，在與流動分配器對稱的纖維預成型體的上表面設置樹脂流動出口，以形成樹脂在纖維預成型體厚度方向的流動；

g.抽真空并吸入液態成型樹脂，直至預成型體被樹脂完全浸滲后，按照所選用的樹脂體系的固化工藝完成固化，脫模得到復合材料制件。

所述的金屬纖維編織網樹脂流動分配器其金屬纖維的材質采用不銹鋼纖維但不限于不銹鋼纖維，其結構為三維通孔結構。

所述的金屬纖維編織網樹脂流動分配器至少為2層金屬網結構，包括1層表面層及1層支撐層，其中表面層目數大于支撐層目數。

所述的隔離膜材質為聚四氟乙烯布，厚度為0.01mm~0.50mm；其織造形式為平紋布或緞紋布或斜紋布；

所述的液態成型樹脂為中溫環氧樹脂或高溫環氧樹脂或氰酸酯樹脂或苯并嗪樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂。

所述的纖維預成型體中的纖維增強體可以是玻璃纖維或碳纖維或芳倫纖維或玄武巖纖維或天然植物纖維中的一種或上述纖維的混編體，其織造形式是單向織物或平紋織物或緞紋織物或斜紋織物或無紡布或無緯布或非屈曲織物。