[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合材料油箱的真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑整體成型工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410180511.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104044277A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彥飛;劉亞青;趙貴哲;許國(guó)棟;劉昭特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/44
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/44;B29C70/48;B29C70/30;B29C33/38;B29C33/52
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料油箱的真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑（Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?Molding，簡(jiǎn)稱(chēng)VARTM）整體成型工藝，尤其涉及利用真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑工藝和可溶（熔）性芯模進(jìn)行復(fù)合材料構(gòu)件整體成型的工藝。

背景技術(shù)

油箱作為轎車(chē)、重型卡車(chē)、特種車(chē)輛動(dòng)力油的存儲(chǔ)裝置，廣泛應(yīng)用于各種型號(hào)交通運(yùn)輸車(chē)輛中，是交通運(yùn)輸車(chē)輛的重要組成部分。目前在轎車(chē)領(lǐng)域油箱已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)塑料化，塑料油箱的應(yīng)用一定程度上降低了轎車(chē)的重量，但是，塑料油箱強(qiáng)度相對(duì)較低，受到外力時(shí)很容易破損，容易造成燃油外流，甚至引發(fā)火災(zāi)；重型卡車(chē)、特種車(chē)輛的油箱主要采用高強(qiáng)度鋼板焊接而成，鋼板焊接油箱存在以下問(wèn)題：1成形工藝復(fù)雜，產(chǎn)品外形和尺寸精度差；2組成零部件多，且機(jī)加工及拼焊工藝復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；3重量大，成本高；4振動(dòng)噪聲大，耐腐蝕性能差等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型樹(shù)脂基復(fù)合材料油箱的成型新技術(shù)，所制備的樹(shù)脂基復(fù)合材料油箱采用一種低成本、高效率的可溶（熔）性型芯輔助VARTM工藝整體成型技術(shù)。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種復(fù)合材料油箱的真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑整體成型工藝，包括如下步驟：

（1）、型芯三維建模：根據(jù)油箱設(shè)計(jì)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(jù)型芯的三維模型制備得到型芯模型，如何制備型芯模型本領(lǐng)域具備多種方法；?

（3）、水溶性型芯的制備：首先，根據(jù)型芯模型翻制型芯成型模具（如何翻制型芯成型模具本領(lǐng)域具備多種方法）；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(shí)，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(jù)型芯模型翻制型芯成型模具；之后，選擇熔點(diǎn)在100℃以內(nèi)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(zhǔn)備：以水溶性型芯為內(nèi)模，在水溶性型芯中預(yù)埋油箱加強(qiáng)隔板，并用水溶性膩?zhàn)訉?duì)水溶性型芯表面進(jìn)行封孔處理；

或者，以可熔性型芯為內(nèi)模，在可熔性型芯中預(yù)埋油箱加強(qiáng)隔板，并對(duì)可熔性型芯表面進(jìn)行打磨處理；

（5）、增強(qiáng)材料的鋪設(shè)與定型：在水溶性型芯或者可熔性型芯表面根據(jù)油箱厚度包覆多層纖維增強(qiáng)材料，在鋪設(shè)每層纖維增強(qiáng)材料的同時(shí)噴灑定型劑，對(duì)纖維增強(qiáng)材料進(jìn)行定型處理，制得纖維預(yù)成型體；

（6）、真空袋膜的包覆：在纖維預(yù)成型體外鋪設(shè)脫模布、隔離膜和導(dǎo)流網(wǎng)，在導(dǎo)流網(wǎng)表面按照設(shè)計(jì)要求在相應(yīng)位置鋪設(shè)螺旋管、注膠口和抽氣口，最后用真空袋將其包裹起來(lái)，形成封閉的模腔；

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

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

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

（10）、樹(shù)脂注入：打開(kāi)注射機(jī)、真空泵，以及抽氣閥、注膠閥，將樹(shù)脂體系灌注到真空成型模具中浸潤(rùn)纖維增強(qiáng)材料，直至樹(shù)脂充滿模腔，纖維預(yù)成型體全部被浸潤(rùn)，關(guān)閉注膠閥和注射機(jī)；

（11）、樹(shù)脂固化：停止灌注后，繼續(xù)抽真空保壓，直至樹(shù)脂體系開(kāi)始凝膠并固化，關(guān)閉真空泵和抽氣閥；

（12）脫模：待樹(shù)脂表面巴氏硬度達(dá)到15以上時(shí)，扯去實(shí)心油箱外側(cè)所有物件，取出實(shí)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(shí)心油箱制件中溶出，制得復(fù)合材料油箱制件；

或者，可熔性型芯熔出：將實(shí)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(shí)心油箱制件中倒出，得到復(fù)合材料油箱制件；