[發明專利]復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝

有效

• 申請號: 201410180511.6
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN104044277A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 張彥飛;劉亞青;趙貴哲;許國棟;劉昭特
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/48;B29C70/30;B29C33/38;B29C33/52
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

1.一種復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：包括如下步驟：

（1）、型芯三維建模：根據油箱設計尺寸做出型芯圖紙，再利用三維建模軟件建立型芯三維模型；?

（2）、型芯模型的制備：根據型芯的三維模型制備得到型芯模型；?

（3）、水溶性型芯的制備：首先，根據型芯模型翻制型芯成型模具；之后，以重量比為3∶15∶10的聚乙烯吡咯烷酮K30、石英砂、去離子水為原料配置水溶性芯模材料；最后，型芯成型模具表面涂抹脫模蠟，并將配置的水溶性芯模材料倒入型芯成型模具中搗實，放入烘箱中在80℃下烘干，成型后倒模，制備出水溶性型芯；

或者，可熔性型芯的制備：首先，根據型芯模型翻制型芯成型模具；之后，選擇熔點在100℃以內的合金材料，熔化后利用型芯成型模具澆鑄成型，得到可熔性型芯；

（4）、模具準備：以水溶性型芯為內模，在水溶性型芯中預埋油箱加強隔板，并用水溶性膩子對水溶性型芯表面進行封孔處理；

或者，以可熔性型芯為內模，在可熔性型芯中預埋油箱加強隔板，并對可熔性型芯表面進行打磨處理；

（5）、增強材料的鋪設與定型：在水溶性型芯或者可熔性型芯表面根據油箱厚度包覆多層纖維增強材料，在鋪設每層纖維增強材料的同時噴灑定型劑，對纖維增強材料進行定型處理，制得纖維預成型體；

（6）、真空袋膜的包覆：在纖維預成型體外鋪設脫模布、隔離膜和導流網，在導流網表面按照設計要求在相應位置鋪設螺旋管、注膠口和抽氣口，最后用真空袋將其包裹起來，形成封閉的模腔；

（7）、VARTM成型系統連接：將抽氣口和注膠口分別通過樹脂管與真空泵和樹脂罐相連，并在各條管路中間設置控制閥，即分別形成抽氣閥和注膠閥，形成抽氣系統和注膠系統；

（8）、注膠系統保壓：在注膠口上連接一真空表，并對密封模腔抽真空至5～10mbar，關閉抽氣閥和真空泵，真空保壓，觀察真空表在15到30min內真空度下降不超過3mbar，即表明該系統氣密性良好，達到VARTM注射要求；?

（9）、樹脂膠液的配置：按100∶30的比例將上緯環氧樹脂和固化劑利用注射機混合均勻，制得環氧樹脂膠液，并注入到樹脂罐中，待用；

（10）、樹脂注入：打開注射機、真空泵，以及抽氣閥、注膠閥，將樹脂體系灌注到真空成型模具中浸潤纖維增強材料，直至樹脂充滿模腔，纖維預成型體全部被浸潤，關閉注膠閥和注射機；

（11）、樹脂固化：停止灌注后，繼續抽真空保壓，直至樹脂體系開始凝膠并固化，關閉真空泵和抽氣閥；

（12）脫模：待樹脂表面巴氏硬度達到15以上時，扯去實心油箱外側所有物件，取出實心油箱制件；

（13）、水溶性型芯溶出：使用熱水沖洗，使水溶性型芯溶解，直至水溶性型芯材料全部從實心油箱制件中溶出，制得復合材料油箱制件；

或者，可熔性型芯熔出：將實心油箱制件置于105℃的熱烘箱中，直至可熔性型芯全部熔化，從實心油箱制件中倒出，得到復合材料油箱制件；

（14）、油箱連接附件的安裝：在貯油箱安放注油口、放油口、抽油管嵌件的部位利用環形打磨裝置將其打磨出一環形凹面，并將注油口、放油口、連接管嵌件的連接環嵌入此環形凹面，并在環形凹面周邊用碳纖維增強環氧樹脂材料糊制補強；

（15）、復合材料油箱制件的修整：對得到的復合材料油箱制件進行修整、檢測，無質量問題后，即得到VARTM整體成型的樹脂基復合材料油箱。

2.根據權利要求1所述的復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：步驟（3）的可熔性型芯的制備中，選擇熔點為102.5℃的Bi、Sn、Cd三元合金，重量配比為54∶26∶20。

3.根據權利要求1或2所述的復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：步驟（3）中的型芯成型模具利用玻璃鋼材料制備，厚度為15mm。

4.根據權利要求3所述的復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：步驟（5）中，所述纖維增強材料為200g/m²?T300碳纖維方格布，厚度為4mm；在預埋油箱附件位置處再加鋪2mm厚的碳纖維方格布。

5.根據權利要求4所述的復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：步驟（11）中，固化條件為：在烘箱中80℃固化10h。

6.根據權利要求5所述的復合材料油箱的真空輔助樹脂傳遞模塑整體成型工藝，其特征在于：步驟（14）中，在樹脂基復合材料油箱表面均勻噴涂一層SW?2511A/B環氧樹脂。