[發明專利]制備具有異形結構的零部件的方法和零部件

有效

• 申請號: 201710448976.9
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107187081B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 李文博
• 申請（專利權）人: 北京汽車集團有限公司;北京汽車研究總院有限公司
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29C45/00;C08L63/00;C08L61/10;C08K7/06;C08K7/14
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 耿超;王浩然

本公開涉及一種制備具有異形結構的零部件的方法和零部件，該方法包括：a、將連續纖維織物置于模具內，所述模具具有與目標零部件的異形結構在幾何形狀上相匹配的異形區域，所述模具具有主澆口和輔助澆口，所述輔助澆口位于所述異形區域，閉合模具后從所述主澆口注入第一熱固性樹脂；b、當所述第一熱固性樹脂在所述模具內流動至靠近所述異形區域時，通過所述輔助澆口注入含有短切纖維和第二熱固性樹脂的混合料以使所述混合料充滿所述異形區域，得到被樹脂浸漬的纖維織物；c、將步驟b中得到的所述被樹脂浸漬的纖維織物進行固化成型，得到具有異形結構的零部件。該方法能夠實現對具有異形結構的連續纖維復合材料零部件的一次性成型。

技術領域

本公開涉及復合材料技術領域，具體地，涉及一種制備具有異形結構的零部件的方法和零部件。

背景技術

連續纖維復合材料主要采用樹脂傳遞塑模成型(RTM)、模壓等工藝制造，其產品無法直接成型卡扣等異形安裝點結構。目前制造具有卡扣等異形結構零部件的常規工藝有兩種，一種為零件成型后再粘接卡扣，另一種為零件成型后放入注塑模具中，再作為嵌件將卡扣直接注塑在零件表面。

上述兩種工藝均需兩步完成最終零部件，使用粘接工藝需額外增加膠粘劑成本，而且固化過程相對較長，影響生產周期；而注塑工藝將熱塑性材料注塑在碳纖維復合材料表面，兩種材料在連接時物理狀態存在差異，因此主要在表面產生連接，連接強度較低。

發明內容

本公開的目的是提供一種制備具有異形結構的零部件的方法和零部件，該方法能夠實現對具有異形結構的連續纖維復合材料零部件的一次性成型。

為了實現上述目的，本公開第一方面：提供一種制備具有異形結構的零部件的方法，該方法包括：

a、將連續纖維織物置于模具內，所述模具具有與目標零部件的異形結構在幾何形狀上相匹配的異形區域，所述模具具有主澆口和輔助澆口，所述輔助澆口位于所述異形區域，閉合模具后從所述主澆口注入第一熱固性樹脂；

b、當所述第一熱固性樹脂在所述模具內流動至靠近所述異形區域時，通過所述輔助澆口注入含有短切纖維和第二熱固性樹脂的混合料以使所述混合料充滿所述異形區域，得到被樹脂浸漬的纖維織物；

c、將步驟b中得到的所述被樹脂浸漬的纖維織物進行固化成型，得到具有異形結構的零部件。

可選地，步驟a中，所述連續纖維織物包括單軸向布、多軸向布、編織布和針織布中的至少一種。

可選地，所述連續纖維織物由纖維制成，所述纖維包括碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維和玻璃纖維中的至少一種。

可選地，步驟a中，所述第一熱固性樹脂為選自環氧樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂和有機硅樹脂中的至少一種。

可選地，步驟b中，所述混合料中的短切纖維為選自短切碳纖維、短切超高分子量聚乙烯纖維、短切芳綸纖維、短切玄武巖纖維和短切玻璃纖維的至少一種。

可選地，步驟b中，所述混合料中的第二熱固性樹脂為選自環氧樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂和有機硅樹脂中的至少一種。

可選地，所述混合料中，以所述混合料的總重量為基準，所述短切纖維的含量為5-25重量％。

可選地，該方法還包括：步驟b中，通過所述輔助澆口注入所述混合料以使所述混合料充滿所述異形區域并與所述第一熱固性樹脂混合，當所述混合料與所述第一熱固性樹脂的混合區域達到10-50mm后停止注入所述混合料，并繼續通過所述主澆口注入所述第一熱固性樹脂直至所述第一熱固性樹脂完全填充所述模具，得到被樹脂浸漬的纖維織物。

可選地，步驟c中，所述固化成型的條件為：溫度為80-140℃，壓力為6-10MPa。