[發(fā)明專利]碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310326750.3
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103522544A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平艷盈;彭雄奇;王韜;龔友坤;萬紫;尹紅靈;馬麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海匯眾汽車制造有限公司
• 主分類號: B29C65/72
• 分類號: B29C65/72;B29C65/02;B29C65/54;B29L9/00;B29L7/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 喻學(xué)兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合板材的熱壓成型方法，具體是一種碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法。

背景技術(shù)

輕型、節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、低成本現(xiàn)已成為各汽車制造廠家追求的目標(biāo)，尤其是節(jié)能和環(huán)保更是關(guān)系人類可持續(xù)發(fā)展的重要問題。減少燃料消耗和降低對環(huán)境的污染已成為汽車工業(yè)發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展急需解決的關(guān)鍵問題。輕量化技術(shù)可以有效提升車輛的節(jié)能和減排性能，降低車輛的開發(fā)成本。采用復(fù)合板材尤其是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合板材是保證汽車性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的一條重要途徑。低密度熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合板材具有輕質(zhì)、吸振、耐腐蝕等特點(diǎn)。外層的碳纖維編織布可以提供良好的抗拉伸性能，而內(nèi)部的熱塑性硬質(zhì)泡沫提供剛度，具有良好的抗彎抗剪性能，兩者通過熱塑性膠質(zhì)粘接在一起，體現(xiàn)了優(yōu)秀的綜合力學(xué)性能。尤為重要的是，這種碳纖維復(fù)合板材可以用于大批量、自動(dòng)化的熱沖壓成型工藝，從而實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合板材在汽車行業(yè)的低成本制造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對兩類材料的特性和材料優(yōu)秀的綜合性能，提供了一種碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法。

本發(fā)明提供的碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法，包括如下步驟：

步驟1：提供碳纖維編織材料、熱塑性膠黏劑和熱塑性硬質(zhì)泡沫，作為所述碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的原材料；

步驟2：以層疊方式鋪設(shè)所述碳纖維編織材料和所述熱塑性硬質(zhì)泡沫，并在各層之間添加熱塑性膠黏劑；

步驟3：將所述熱塑性膠黏劑均勻注入所述碳纖維編織材料與所述熱塑性硬質(zhì)泡沫之間；

步驟4：將鋪設(shè)好的所述碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材放入一預(yù)熱的模具中熱壓成型。

優(yōu)選地，在所述步驟2中，所述碳纖維編織材料和所述熱塑性硬質(zhì)泡沫是交替層疊的。

優(yōu)選地，所述步驟4包括如下步驟：

步驟4.1：通過一加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材進(jìn)行加熱；

步驟4.2：加熱到一設(shè)定溫度后保溫一定時(shí)間，然后快速取出所述碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材，放入到預(yù)熱的所述模具中熱壓成型；

步驟4.3：等所述熱塑性硬質(zhì)泡沫材料冷卻凝固后即取出成型零件。

優(yōu)選地，在所述步驟4.1中，在通過所述加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材進(jìn)行加熱的過程中，在層疊材料表面施加一定的壓力。

優(yōu)選地，在所述步驟4.2中，所述設(shè)定溫度低于所述熱塑性硬質(zhì)泡沫材料的分解溫度，并且高于所述熱塑性膠黏劑的熔融溫度。

優(yōu)選地，在所述步驟4.3中，在成型過程中施加一定的壓力讓所述熱塑性硬質(zhì)泡沫充分浸潤到所述碳纖維編織材料中。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用加熱的方法降低熱塑性硬質(zhì)泡沫的粘度，增加其流動(dòng)性，在一定壓力和溫度下成型三維復(fù)雜曲面零件，保證通過熱塑性膠黏劑的粘連作用把碳纖維編織材料和熱塑性硬質(zhì)泡沫緊密地結(jié)合到一起，從而發(fā)揮出最優(yōu)秀的力學(xué)性能。

本發(fā)明可以在沒有預(yù)浸料的情況下完成熱塑性硬質(zhì)泡沫基編織復(fù)合板材的熱壓成型，能夠大大提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，可以推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明提供的一種碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法制成的復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明提供的一種碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的熱壓成型方法的簡易流程圖；

圖中標(biāo)記：1為碳纖維編織材料，2為熱塑性膠黏劑，3為熱塑性硬質(zhì)泡沫。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，根據(jù)本發(fā)明提供的一種碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的制備方法，該方法可以包括如下步驟：

步驟1：提供碳纖維編織材料1、熱塑性膠黏劑2和熱塑性硬質(zhì)泡沫3，作為碳纖維熱塑性硬質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板材的原材料。

步驟2：以層疊方式鋪設(shè)碳纖維編織材料1和熱塑性硬質(zhì)泡沫3，并在各層之間添加熱塑性膠黏劑2。具體來說，該復(fù)合板材可以是由碳纖維編織材料1、熱塑性硬質(zhì)泡沫3、碳纖維編織材料1交替層疊起來的，并可以根據(jù)實(shí)際需要層疊多層，組成不同的材料厚度，成型不同厚度的零件。碳纖維編織材料1及熱塑性硬質(zhì)泡沫3材料根據(jù)成型零件需要的尺寸來裁剪。