[發明專利]一種無膠纖維預制體制備方法

有效

• 申請號: 201911415432.8
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111136933B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 楊朝坤;朱增余;羅國偉;楊萬慶;李能文;葉國銳
• 申請（專利權）人: 廣東亞太新材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 蔣歡妹;劉明星

1.一種無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

按照產品鋪層設計做產品的每層2D展開圖，然后按照產品每層的2D展開圖裁切碳纖維布或纖維氈，按照裁切好碳纖維布或纖維氈覆蓋的區域形狀，制作兩塊相對開槽或孔洞的鋁板，在鋁板邊緣區域、對應碳纖維布或纖維氈需要折角或針刺或射釘的區域或定位點處開槽或孔洞；在預成型模具上鋪設裁切好的纖維布或纖維氈，壓實處理，得到纖維預制件；在預成型模具上模和纖維預制件之間添加一塊制備的鋁板，在預成型模具下模和纖維預制件之間添加一塊制備的鋁板，然后合模成型鋁板夾持纖維預制件復合體，纖維預制件被夾在兩塊相對開槽或孔洞的鋁板之間并通過預成型模具隨鋁板一起賦型，取出賦型后的鋁板夾持纖維預制件復合體，通過槽或孔洞對纖維預制件邊緣或凸凹部位或關鍵點位或折角區域進行針刺或射釘處理；拆卸鋁板，得到無膠纖維預制體。

2.根據權利要求1所述的無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）按照產品鋪層設計所定義的角度、厚度、鋪層順序參數，產品每層做3D圖的2D展開圖；

（2）按照產品每層的2D展開圖裁切好碳纖維布或纖維氈；

（3）按照裁切好碳纖維布或纖維氈覆蓋的區域形狀，制作兩塊1-1.2mm厚的相對開槽或孔洞的鋁板，在鋁板距離邊緣5-6mm區域內開槽，并保持鋁板邊緣完整，在鋁板對應碳纖維布或纖維氈需要折角區域開槽，在鋁板對應碳纖維布或纖維氈上的定位點處開一定直徑的孔洞，在鋁板對應碳纖維布或纖維氈需要針刺或射釘的區域開挖出一定形狀的槽或孔洞；

（4）在預成型模具上一層一層地鋪設裁切好的纖維布或纖維氈，每鋪設4~20層碳纖維布或纖維氈，進行一次壓實處理，直至鋪設完所有碳纖維布或纖維氈，再進行一次纖維預制件整體壓實并保持一定時間得到纖維預制件；所述預成型模具包括上模和下模，采用硬質金屬制備；

（5）在預成型模具上模和步驟（4）制備的纖維預制件之間添加一塊步驟(3)制備的鋁板、在預成型模具下模和步驟（4）制備的纖維預制件之間添加一塊步驟(3)制備的鋁板，然后合模成型鋁板夾持纖維預制件復合體，纖維預制件被夾在兩塊相對開槽或孔洞的鋁板之間并通過預成型模具隨鋁板一起賦型；

（6）開啟預成型模具，取出步驟（5）得到的賦型后的鋁板夾持纖維預制件復合體，通過槽或孔洞對纖維預制件邊緣或凸凹部位或關鍵點位或折角區域進行針刺或射釘處理；

（7）用工具拆卸下夾持鋁板，加工出接近產品形狀并具有一定自持力、不易分層、不易變形、不易錯位的無膠纖維預制體。

3.根據權利要求2所述的無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，所述硬質金屬為鋼材。

4.根據權利要求1或2所述的無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，所述針刺處理是采用連續纖維穿過空心刺針的針刺技術進行針刺加工，包括以下步驟：將連續纖維穿過空心刺針并固定或夾住連續纖維線頭，空心刺針帶著連續纖維刺入纖維預制件，使空心刺針帶入的連續纖維留在纖維預制件厚度方向，然后空心刺針針尖往上抬起移出纖維預制件，水平推動針尖移動一個針距的距離，壓腳板以一定的壓力壓住新形成的線跡，重復上述動作，將連續纖維固定在纖維預制件上，固定在纖維預制件中的連續纖維軸線與纖維預制件的表面呈90°和/或小于90°；所述射釘處理采用熱固型連續纖維增強拉擠復合材料棒。

5.根據權利要求1或2所述的無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，所述針刺或射釘處理，是在槽或孔洞中進行，所述射釘為拉擠成型纖維復合材料并短切成所需長度，通過專用手持式射釘槍，利用高壓氣體將射釘打入纖維預制件層間。

6.根據權利要求1或2所述的無膠纖維預制體制備方法，其特征在于，所述鋁板用不粘膜和熱塑板代替。

7.權利要求1或2得到的無膠纖維預制體的應用，其特征在于，得到的無膠纖維預制體通過機械臂或專用工裝移至模腔內，在模腔內對纖維預制體進行樹脂滲透處理，所述模腔注入樹脂需要進行計量處理，然后合模，加壓，升溫至120~200℃，保壓時間15~60min，最后降溫取件。