[發明專利]預浸料激光掃描制備復合材料

有效

• 申請號: 201410189254.2
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103935044B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 王瑛瑋;曹延君;侯婷;程文竹
• 申請（專利權）人: 王瑛瑋
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C35/08;B29C70/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及預浸料激光掃描制備復合材料技術，這種技術涉及預浸料技術和激光掃描制備技術。?

所述預浸料技術指的是利用基質材料溶液、熔融體或粉體對增強相進行浸潤而制得預浸料的技術。?

所述激光掃描制備技術是指激光束攜帶足夠的能量投射到上層預浸料，被上層預浸料中的增強相高效吸收并將其轉變為熱能，這種熱能使浸潤增強相的基質熔融，進而使基質與增強相之間形成更加牢固的結合，并且使上層預浸料與下層預浸料之間的基質融合。?

在外加壓力作用下，上層預浸料和下層預浸料之間的基質融合，激光束移走之后，上、下層預浸料被緊密連接起來，形成復合材料。?

技術背景

在透射技術中，有待連接的工件彼此鄰接的接觸面，在激光束的作用下熔化，隨后的冷卻中在壓力的作用下彼此實現連接，這種使用激光束的塑料焊接方法得到普遍公開。?

專利文件EP1405713B1公開了一種激光裝置。在該激光裝置中，要么逐點地精確地在激光束入射處的位置上對工件進行擠壓，要么面狀地在圍繞著激光束的入射處的區域中進行擠壓，或者橫向于激光束的相對運動的線條對工件進行擠壓。這樣，上下兩層工件緊密地壓合在一起并有效焊接。?

專利文件200910139101.6公開了一種具有擺動的壓緊輥的激光裝置。在該激光裝置中，能夠旋轉的透明輥子同時具有聚焦激光束和壓緊被加工件的作用。?

專利文件201010162571.7公開了一種熱塑性樹脂基碳纖維復合材料及其制備方法。該發明的制備方法是根據熱塑性樹脂的流變性能，利用熱輥熱壓連續化設備，通過調整加工溫度、加工壓力和加工時間等工藝條件得到界面結合性能較好的熱塑性樹脂基碳纖維復合材料。?

專利文件200810176066.0公開了碳纖維復合材料的制造方法。其主要步驟如下：對碳纖維布進行等離子體處理，而后將碳纖維布含浸于樹脂溶液中，最后熱壓經含浸的碳纖維布以形成碳纖維板材。?

專利文件200410018343公開了熱塑性樹脂基碳纖維復合材料片材及其制作方法和設備。其制作方法第一步先制備熱塑型預浸帶，首先把碳纖維加張力展平成片、擠出熱塑性?樹脂涂覆在碳纖維上，然后通過浸漬、輥壓定型，經自然冷卻后牽引、收卷。第二步為拉擠熱塑成型，通過第一步的若干層預浸帶經預熱、熱壓、成型然后冷卻定型、收卷、牽引，得到成品。?

發明內容

已有激光塑料焊接技術中，涂覆于上、下兩層樹脂之間的吸收劑其作用僅僅是吸收激光能量而使之轉變為熱能，同時在壓力作用下使上、下兩層樹脂熔融并焊接到一起。?

已有樹脂基復合材料制備技術中，分布于樹脂基體中的、起增強作用的增強相或帶來附加功能的功能相，均是通過浸漬或外部傳入熱量而與基體樹脂熔融結合到一起。?

本發明的主要特點是：首先利用起增強作用的增強相或帶來附加功能的功能相和樹脂結合制成預浸料，然后,利用增強相或功能相具有的吸收激光能量而使之轉變為熱能的光熱收轉化特性，在激光能量與外加壓力的聯合作用下，最終得到含有樹脂的增強相或功能相預浸料之間相互復合而成的復合材料。?

該制備方法與以往的復合材料制備方法相比，層間結合力強，增強相占復合材料的比重更高，比強度、比剛度更高，可以制成三維復合材料，更有利于生產線連續作業。?

如果起增強作用的增強相或帶來附加功能的功能相選用的是碳纖維一維束或二維布或三維織物，則上述加工能夠得到碳纖維增強樹脂復合材料。?

如果重復上述操作，可以獲得多層復合材料。?

在需要加強的部位可以方便地任意增加復合的層數。?

附圖說明

下面借助于在附圖中示出的實施例對本發明進行詳細解釋。本發明的其他特征可以從以下對本發明的實施例所做的說明中結合權利要求和附圖來獲得。?

本發明的單個特征在此可以僅僅自身或者多個一起在本發明的不同實施方式中得到實現。其中：?

圖1是基于氣流壓緊激光焊接技術的預浸料激光掃描制備復合材料實施例。圖中，(6)和(7)為預浸料，預浸料中作為主體的增強相是能夠吸收激光能量并將其轉變為熱能的材料，這種材料具有增強樹脂基體的作用，或同時具有為復合材料帶來其他特殊功能的作用，壓緊力由氣流(2)和模板(8)提供。?