[發明專利]一種模擬涂覆快速成型濕法模壓工藝

有效

• 申請號: 201710505631.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107214975B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 魯平才;王召召
• 申請（專利權）人: 江蘇兆鋆新材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C33/56;B29C35/02
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種模擬涂覆快速成型濕法模壓工藝，實現壓機內固化成型工藝、下一周期壓機外模擬涂覆以及熱鋪放工藝、上一周期的產品冷卻后處理工藝同時進行，最終產品無翹曲變形。模擬涂覆確定了最佳涂覆位置和用量，有效節約了樹脂用量，合模時無樹脂溢出，無模具污染，壓機之外進行樹脂涂覆，現場環境友好，整個工藝無需預成型、涂脫模劑、模具清理步驟，以及快速加熱和冷卻設備的使用，省去了每個成型周期的模具升降溫時間，從而大幅節省了成型時間，提高了生產效率，減少了升降溫耗電成本，改善了成型環境，最終的成型周期最短可以控制在5min以內，成型產品質量良好，可滿足汽車件要求和生產趨勢要求。

技術領域

本發明涉及高分子材料制備技術領域，尤其涉及一種模擬涂覆快速成型濕法模壓工藝。

背景技術

樹脂基復合材料是以熱固性或熱塑性樹脂為基體，以碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維為增強體的一類材料，特別是碳纖維樹脂基復合材料，因其質量輕、強度好、模量高于金屬的優點，成為實現汽車輕量化不可或缺的材料。典型的樹脂基復合材料成型技術有手糊成型工藝、樹脂傳遞模塑工藝(RTM)、真空輔助工藝、纏繞工藝、熱壓罐工藝以及模壓工藝等，這些工藝技術最初主要應用于軍工、航空航天等高精端領域，因此主要專注于質量方面，成型效率低、成本高，不能滿足汽車部件生產的節拍及成本要求。近年來針對這些問題，國外主要汽車廠商與各大供應商展開合作，進行了一些技術探索，目前適合汽車部件批量化生產的比較有潛力的工藝方向有預浸料模壓、濕法模壓以及高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM)等。

濕法模壓工藝屬于液體模壓成型(LCM)工藝的一種，其特點在于，不采用纖維增強樹脂預浸料為原料，而是像濕鋪、樹脂灌注或樹脂傳遞模塑(RTM)等其他復合材料成型工藝一樣，改用干纖維和液態樹脂為原料；首先將干纖維鋪放到模具型腔中，而后采用噴涂、澆注或涂刷等方法將樹脂涂覆到干纖維表面，最后合模升溫升壓，保壓固化成型得到產品。因此，濕法模壓工藝無需價格昂貴的預浸料，也無需樹脂注射，工藝簡單，初次投入少，成本較低；制品雙面光潔，外觀尺寸重復性好，易實現機械化和自動化。

但是，在濕法模壓工藝涂覆樹脂的過程中，不可避免的會產生樹脂的噴濺、滴落或溢出，造成現場環境較差；為了充分浸潤干纖維，涂覆的樹脂通常是過量的，不但造成樹脂浪費，合模時還易發生樹脂的溢出，污染模具；每一成型循環周期模具均需較低的脫模溫度升至固化溫度，而后再降至脫模溫度，升降溫幅度大，因而成型周期長，效率低，能耗高。成型周期一般不低于1小時，成型效率低于金屬、塑料等汽車用材料的成型，限制了濕法模壓工藝批量成型碳纖維汽車部件。

因此，需要一種新的技術手段解決上述問題。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中傳統濕法模壓工藝生產現場環境差、樹脂浪費、模具污染、成型周期長、效率低、能耗高、成型循環周期不低于1小時，難以滿足批量化程度低的軍工、航空航天行業需求以及汽車行業碳纖維部件大規模批量化生產需求的問題，本發明提出了一種環境友好、高效、快速、提高生產效率、低碳低能耗、且成型成品質量好的模擬涂覆快速成型濕法模壓工藝。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種模擬涂覆快速成型濕法模壓工藝，以干纖維織物為增強材料，以低粘度、快速固化、高玻璃化溫度樹脂為基體材料，其材料和設備包括：濕法模壓用壓機、自清潔不粘模具、快速加熱及快速冷卻輔助設備系統、自動裁床、空壓機、涂覆操作臺、噴槍及真空泵；工藝主要包括模擬涂覆工藝、模具快速加熱和快速冷卻工藝、熱鋪放工藝、熱取件工藝以及自清潔不粘模具的自清潔工藝，具體如下：

(1)模擬涂覆工藝以及熱鋪放工藝：利用模擬軟件對自清不粘模具型腔中樹脂的動態流動和其對干纖維的浸潤進行模擬，根據模擬結果確定樹脂涂覆的位置和用量；然后進行干纖維織物的裁剪、涂覆以及鋪疊：將用自動裁床裁切好的干纖維織物置于涂覆操作臺上，按模擬結果用真空噴槍噴涂進行樹脂涂覆，按照鋪層設計進行鋪疊，將自清潔不粘模具升溫至熱鋪放溫度，轉移鋪疊好的干纖維織物至自清潔不粘模具型腔中；