[發(fā)明專利]采用纖維增強材料與基體制造增強復合材料制品的方法及成型模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410488662.8
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104309132A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 顧清波;沈達泉;崔伯軍;儲開明
• 申請（專利權）人: 江蘇九鼎新材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/40
• 分類號: B29C70/40
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發(fā)明涉及一種采用纖維增強材料與基體制造增強復合材料制品的方法，還涉及一種實現(xiàn)該方法的成型模具。?

背景技術

玻璃纖維（英文原名為：glass?fiber或fiberglass?）是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，具有?絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高的優(yōu)點。隨著市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，玻璃纖維逐漸成為建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護、國防等行業(yè)必不可少的原材料。?

玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料，在采用玻璃纖維制作復合材料制品時，其原理是：玻璃纖維增強材料在模具內(nèi)被樹脂充分浸漬，排除氣泡，然后樹脂在常溫或加溫下固化，脫模后即成為復合材料制品。?

其方法主要包括手糊FRP法、真空導流法、RTM法，（1）手糊FRP法是利用人工將樹脂與纖維增強材料進行浸漬、排氣，其工作效率低、污染大，工作環(huán)境較差；（2）真空導流、RTM法是利用壓力差，利用樹脂自高壓向低壓向流動實現(xiàn)充型、浸漬；其相對于傳統(tǒng)手糊法相比，大大提高了工作效率，且改善了工作環(huán)境；但在充型時易造成短路，其即使保壓狀態(tài)下，也可能無法完全排除模具內(nèi)的氣體，屬于靜態(tài)浸漬樹脂，造成充型不徹底；且又無法了解內(nèi)部充型狀態(tài)，因此在針對產(chǎn)品進行排氣點、注射點的優(yōu)化設計時也較為困難。?

目前也出現(xiàn)了一種應用于增強復合材料制品的離心成型方法，即公知的離心澆鑄法，例如專利申請?zhí)?01010609423.5公開了一種圓錐體復合材料桿的制造方法，主要為離心澆鑄成型工藝，其特征在于：所述離心成型工藝之前，用纏繞的方法連續(xù)纏繞纖維織物至芯軸上，然后在旋轉的錐形離心模具內(nèi)展開，緊貼在模具內(nèi)壁，然后高速旋轉模具，最后從模具小口徑端注入樹脂，樹脂在離心力作用下填充纖維預成型體空隙，待樹脂固化后，脫模制得管狀復合材料空心桿。?

該種方法在應用于增強復合材料制品時，能夠提高產(chǎn)品強度和模量，同時一次成型復合材料錐形桿，效率高，外表光滑，無需復雜的打磨處理，從而在同等剛度要求下可以減少材料用量，降低成本，節(jié)約資源。但仍存在一定的局限性：?

眾所周知，離心澆鑄法僅適用于成型空心回轉體或者近似結構；通過繞模具自身的軸心旋轉，即自轉，在離心力作用下將樹脂等物料緊貼在模具的內(nèi)壁上；在浸漬直到樹脂凝膠固化，都必須在離心旋轉狀態(tài)下，否則材料會位移、坍塌而不能成型，因此對于能源的消耗也較大，同時，需要相應的增加離心設備才能確保產(chǎn)量，投資相對增大。

因此，研發(fā)一種生產(chǎn)效率高、勞動強度低且適用范圍廣的復合材料制品制造方法勢在必行。經(jīng)檢索有關文獻，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同或相似的技術方案。?

??發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種生產(chǎn)效率高、勞動強度低且適用范圍廣的采用纖維增強材料與基體制造增強復合材料制品的方法，同時，還提供一種實現(xiàn)該方法的成型模具。?

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種采用纖維增強材料與基體制造增強復合材料制品的方法，其創(chuàng)新點在于：所述方法依次包括充型、離心浸漬和固化工序，具體為：充型工序前，將纖維增強材料預先置于成型模具中；充型工序中，將液態(tài)基體充入成型模具中；離心浸漬工序中，完成充型的成型模具圍繞一離心設備旋轉中心進行公轉，使得成型模具內(nèi)的纖維增強材料與液態(tài)基體充分接觸，進一步排出氣體實現(xiàn)離心浸漬；固化工序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型為一體制得增強復合材料制品。?

優(yōu)選的，所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維制品中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品中的任意一種或一種以上的組合。?

優(yōu)選的，所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖維、紗、織物或氈。?

優(yōu)選的，所述基體的主體為樹脂。?

優(yōu)選的，所述樹脂為熱塑性樹脂,或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的混合。?

優(yōu)選的，所述充型工序中，通過一離心設備進行離心充型；將儲存液態(tài)基體的容器設置在離心設備上靠近旋轉中心的一側，通過成型模具圍繞離心設備旋轉中心進行公轉產(chǎn)生離心力，利用離心力將靠近離心設備旋轉中心側的液態(tài)基體甩入成型模具內(nèi)取代成型模具中制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型。?