[發明專利]一種碳纖維復合材料自固化成型工藝

在審

• 申請號: 201710351764.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107116810A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 張彤;張紫曄;金木
• 申請（專利權）人: 張彤
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機械制造技術領域，具體涉及一種碳纖維復合材料自固化成型工藝。

背景技術

碳纖維復合材料廣泛應用在風電、交通運輸行業。目前的碳纖維復合材料的加工方式主要為手糊、真空袋、模壓以及自動鋪絲工藝。目前的碳纖維復合材料的生產工藝中，原料在一定溫度環境下進行固化，形成最終的產品。

傳統的纖維復合材料固化工藝分為熱壓罐工藝和非熱壓罐工藝。所述的熱壓罐工藝中，纖維和樹脂進行混合并密封，在熱環境中靜置固化。所述的非熱壓工藝中外部熱源通過金屬模具進行熱傳遞，纖維和樹脂進行固化成型。

在產品的固化成型過程中，熱壓罐工藝的溫度難以精確控制，且無法快速升溫至設計要求的溫度，造成產品不能完全達到理論的高性能。非熱壓罐工藝中，需針對最終產品形狀設計加工金屬模具，設計加工時間周期長，且在模具的導熱系統設計過程中，難以實現快速升溫和均勻的溫度分布，造成實際產品出現表面性能缺陷。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種碳纖維復合材料自固化成型工藝，以解決現有的碳纖維復合材料成型控制難度大的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

（1）將以碳纖維為主的增強材料與樹脂進行充分混合，使樹脂完全浸潤。

（2）將混合好樹脂的碳纖維增強材料完全鋪放在模具中并將模具閉合。

（3）原料中的碳纖維作為電極分別連接控制電源的正負極。

（4）接通控制電源裝置，碳纖維及樹脂原料快速升溫，通過溫度傳感器，調節電流，使溫度穩定在一定數值范圍。

（5）達到固化時間后，關閉電源，打開模具，取出成型制品。

進一步地，在上述一個方案中，所述碳纖維作為增強材料的同時作為發熱材料，可以為碳纖維連續絲束帶、短切碳纖維和碳纖維粉末的一種或幾種。樹脂可以為熱固性樹脂、熱塑性樹脂的一種或幾種。

進一步地，在上述一個方案中，如權利要求1所述的碳纖維復合材料自固化成型工藝，其特征在于，所述模具可以為金屬模具、非金屬模具的一種或幾種。模具上的溫度傳感器感應材料的溫度變化。

進一步地，在上述一個方案中，所述控制電源裝置可以顯示并控制輸出電流的大小和時間。

進一步地，在上述一個方案中，所述碳纖維可以根據產品需求與其他增強材料混合，所述樹脂可以根據產品需求進行其他基質的改性。

相比現有技術，本發明所公開的一種碳纖維復合材料自固化成型工藝，通過碳纖維自身的導電發熱性能對樹脂以及產品進行均勻加熱。實現原材料固化所需的快速加熱，減少制品的成型時間。解決了傳統工藝外部熱源加熱的能源浪費，同時避免了因模具導熱系統設計不足帶來的加熱溫度難以精確控制，原材料受熱不均勻造成的產品質量缺陷的問題。

具體實施方式

本發明實施例所公開的一種碳纖維復合材料自固化成型工藝，具體實施步驟如下：

（1）將以碳纖維為主的增強材料與樹脂進行充分混合，使樹脂完全浸潤。

（2）將混合好樹脂的碳纖維增強材料完全鋪放在模具中并將模具閉合。

（3）原料中的碳纖維作為電極分別連接控制電源裝置的正負極。

（4）接通控制電源裝置，碳纖維及樹脂原料快速升溫，通過溫度傳感器，調節電流，使溫度穩定在一定數值范圍。

（5）達到固化時間后，關閉電源，打開模具，取出成型制品。

本發明所公開的一種碳纖維復合材料自固化成型工藝，其解決了現有碳纖維復合材料在傳統成型工藝的加熱周期長，受熱溫度難以控制的問題，實現快速成型和產品質量穩定。同時減少了傳統工藝中模具材料的用量和模具的設計加工周期；減少傳統工藝外部加熱固化的能量浪費；解決了傳統工藝難以實現快速升溫和均勻的溫度分布的問題。保證碳纖維復合材料在加熱固化過程中的溫度時間的精確性，提高產品的結構和外觀性能。

上述實施方式僅為本發明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的范圍，本領域的技術人員在本發明精神的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明要求保護的范圍。