[發明專利]復合材料的雙隔膜成型、用于此種成型的組件、及所得復合材料

有效

• 申請號: 201880020714.5
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN110461582B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: T.懷布羅;R.霍利斯;D.萊特
• 申請（專利權）人: 塞特工程材料有限公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;B29C70/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進;林毅斌

本文披露了用于復合材料與環境隔離的方法，以及隔離的復合材料。本文還披露了用于使復合材料成型的方法，該方法包括使用隔離的復合材料。例如，披露了一種用于復合材料機械熱成型以形成成型復合材料的方法。

相關申請

本申請涉及2017年2月8日提交的GB專利申請號1702071.0以及2017年10月13日提交的GB專利申請號1716869.1并要求其優先權。將這些申請的全部內容通過此援引方式明確并入本申請。

背景技術

纖維增強聚合物復合材料在許多行業如航空航天、汽車、海洋、工業、建筑和各種各樣的消費產品中已經得到了廣泛應用。復合材料通常是優選的因為它們是輕質的，但仍展現出高強度和耐腐蝕性，特別是在惡劣的環境中。

此種纖維增強聚合物復合材料通常由經預浸漬的材料或由樹脂灌注方法制成。經預浸漬的材料或“預浸料”由浸漬有可固化基質樹脂，如環氧樹脂的纖維形成。預浸料中的樹脂含量相對高，通常是按體積計40％-65％。可以將預浸料的多個層片切割成用于鋪放的尺寸，然后隨后在模制工具中組裝并且成型。在其中預浸料不能容易地適配成模制工具的形狀的情況下，可以將加熱施加于這些預浸料，以便使其逐漸變形成模制表面的形狀。纖維增強聚合物復合材料還可以由涉及樹脂灌注技術的液體模制方法制成。這些方法包括例如樹脂傳遞模制(RTM)、液體樹脂灌注(LRI)、真空輔助樹脂傳遞模制(VARTM)、柔性工具樹脂灌注(RIFT)、真空輔助樹脂樹脂灌注(VARI)、樹脂膜灌注(RFI)、受控大氣壓樹脂灌注(CAPRI)、VAP(真空輔助工藝)、單線注射(SLI)和恒壓灌注(CPI)。在樹脂灌注方法中，將干粘合的纖維安排在模具中作為預成型件，隨后將液體基質樹脂直接原位注射或灌注。在注射或灌注之后，固化經樹脂灌注的預成型件以提供成品復合制品。

對于兩種類型的材料，用于復合材料三維成型(或模制)的方法對于最終模制產品的外觀、特性和性能是至關重要的。例如，使用手工鋪設方法將預成型件成型為精細的幾何形狀，該方法耗時并且通常導致零件與零件間變化。還存在用于使復合材料成型的真空成型方法，其中差壓用于幫助形成成型的復合材料。參見例如，US 5,578,158和US 5,648,109。然而，這些真空成型方法通常是“離線的”方法，因為真空成型是與固化步驟分開的加工步驟。當它們進入壓力機內的工具腔時，機器人和/或致動器還可以用于操作材料。通常，機器人/致動器圍繞著材料的周邊夾緊，并且然后隨著壓力機閉合并且材料被吸入與該材料一起移動。在此類過程中的目的是保持X和Y軸的張力以允許復合材料的受控成型。在一些情況下，剪切銷圍繞工具腔的外側定位，使得銷刺穿待成型的材料。當工具閉合時，在材料跨越銷剪切或撕裂時保持在X和Y軸上的張力，但必須使用圍繞零件的邊緣的顯著多余的材料。最后，工具可以包括可以分別被致動為所希望圖案的可重構銷。與真空/抽吸力相結合的這些可重構銷的致動使材料變形。參見，例如US 6,484,776。

以上描述的方法中的每一種具有其自身的缺點和不足：例如，它們通常是耗時的和/或產品仍然容易出現平面起皺和其他缺陷。這些方法也沒有考慮到成型的復合材料的流變學行為和固化特征。此外，復合材料通常暴露于環境條件中，這可能容易污染最終模制產品。最后，當前不存在能夠在沒有附加的硬件或設備的情況下利用現有的基礎設施和設備，如金屬沖壓或壓制壓力機的方法。

概述

為了提供用于將復合材料與環境污染物隔離的組件以及不僅解決本領域中已知的其他方法的缺點和不足，而且還考慮到復合材料的流變學行為和固化特征并且還允許使用現有的基礎設施和設備的可能性的模制方法的目的，在此披露了一種用于使復合材料成型的新型方法。

因此，在一方面，本傳授內容提供了用于使復合材料與環境隔離的方法。此類方法包括：

(a)用不透氣的、柔性的、無框架的隔膜(diaphragm)結構圍繞基本上平面的復合材料，并且