[發明專利]一種芯模及其制備方法與復合材料異型管成型方法

有效

• 申請號: 201910329183.4
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN109910208B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 冷勁松;劉彥菊;孫健;劉揚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C70/34;B29C70/54;B29C33/52
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

1.一種復合材料異型管成型方法，其特征在于，使用芯模進行成型，包括如下步驟：

M1、復合材料成型：在所述芯模上粘貼樹脂基復合材料預浸料，制成復合材料預浸料疊層，再放入到輔助剛性模具中，加壓，加熱固化，冷卻后得到固化制品C；

M2、芯模脫除：將所述固化制品C升溫至溫度大于所述芯模的玻璃化轉變點對應的溫度，所述芯模轉變為橡膠態，并與固態復合材料剝離，抽出所述芯模，得到復合材料異型管預制品；

M3、微整形：對步驟M2制備的復合材料異型管預制品的表面進行打磨與拋光處理，得到復合材料異型管；

所述步驟M1中，所述樹脂基復合材料預浸料采用分段粘貼工藝粘貼在所述芯模上，所述分段粘貼工藝包括：

N1、將復合材料預浸料沿纖維方向進行裁剪，裁剪成多個細長條，所述細長條的長度大于等于所述芯模的長度；

N2、將所述細長條分段粘貼在所述芯模上，粘貼方向為所述細長條的纖維方向與所述芯模的長度方向相同，相鄰兩個所述細長條部分重疊；

N3、按照步驟N2的方法在所述芯模上逐層粘貼所述細長條，直至滿足所需異型管試件的厚度；

所述芯模為形狀記憶材料制成，所述芯模的橫截面為圓環形，所述芯模包括直管部與彎管部，所述直管部的軸線為直線型，所述直管部的中部向兩端的直徑逐漸減小，所述彎管部的軸線為“L”型、“C”型或“S”型結構；所述芯模兩端填充堵頭，所述堵頭中插入充氣管。

2.根據權利要求1所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述步驟M1中，所述樹脂基復合材料預浸料由纖維絲浸泡在浸漬樹脂形成，所述纖維絲包括碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維的一種或多種組合；所述浸漬樹脂包括環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛環氧樹脂或雙馬來酰胺樹脂的一種或多種組合。

3.根據權利要求1所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述步驟M1中，所述輔助剛性模具合模后，合模壓力在500～5000N范圍內。

4.根據權利要求1所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述步驟M1中，將所述固化制品C升溫至溫度大于所述芯模的玻璃化轉變點對應的溫度時，對所述芯模的內部進行充氣，保持所述芯模的內部的氣壓在0.02～0.1Mpa范圍內。

5.根據權利要求1所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述芯模的制備方法包括如下步驟：

S1、形狀記憶聚合物材料前處理：調節形狀記憶聚合物原液中各個組分的比例，攪拌，得到形狀記憶聚合物調制液A；

S2、所述調制液A固化成型：將所述調制液A采用澆筑工藝固化，得到管狀固化芯模B，固化芯模B為形狀記憶聚合物的初始狀態；

S3、固化芯模B由初始狀態轉變為形變狀態：將所述固化芯模B加熱，溫度超過形狀記憶聚合物的玻璃化轉變點，形狀記憶材料轉變為橡膠態，將橡膠態的芯模放置于輔助剛性模具中，充氣加壓，并在保持壓力的狀態下降溫，溫度降到室溫后撤去壓力，形狀記憶聚合物芯模轉變為形變狀態，得到最終芯模產品。

6.根據權利要求5所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述步驟S1中，在調節形狀記憶聚合物原液中各個組分的比例時，加入一定量的增強材料，所述增強材料包括碳納米顆粒、碳納米管、碳黑、短纖維、聚氨酯類纖維、高彈性纖維或織物的一種或多種組合。

7.根據權利要求5所述的復合材料異型管成型方法，其特征在于，所述步驟S3中，橡膠態的芯模放置于輔助剛性模具中，合模后充氣加壓，充氣壓力在0.2～0.5MPa范圍內。