[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

本發明公開了一種無膠纖維預制體制備方法，按照產品每層的2D展開圖裁切碳纖維布；按照裁切好碳纖維布覆蓋的區域形狀，制作兩塊鋁板，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，壓實處理，得到纖維預制件；在預成型模具上、下模和纖維預制件之間分別添加制備的鋁板，然后合模成型鋁板夾持纖維預制件復合體，對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，得無膠纖維預制件，制備過程中沒有用定型劑或膠粘劑，得到接近于產品形狀且具有一定自承力的纖維預制體，纖維層間不滑移，不分層或變形或錯位，形狀保持完整。

技術領域：

本發明涉及纖維增強復合材料技術領域，具體涉及一種無膠纖維預制體制備方法。

背景技術：

纖維增強復合材料應用領域日益廣泛，所制備產品的形狀也越來越復雜，采用濕法模壓或RTM工藝或其它液體模塑成型技術(LCM)，需要采用縫合技術或針刺技術或射釘技術等將纖維材料加工成一定形狀，制備出一定形狀的纖維預制件，再入模浸膠固化。由于要求纖維預制件形狀接近產品形狀，先做產品凈尺寸曲面展開圖，通過3D到2D展開圖的設計、裁切、編號及鋪層設計，將纖維材料鋪設成纖維預制件。從纖維材料制備纖維預制件的過程中現有技術有利用定型劑或膠粘劑將纖維材料黏結成型的，但易造成產品表觀和內部質量問題，如斑點、樹脂界面問題和樹脂滲透通道不暢等問題。當然，采用縫合技術、三維編織技術以及銷釘射入技術等可以制備出無膠纖維預制件，但對于復雜結構件的成型，這幾種技術要么技術難度較大，如需要用三維縫合技術，要么制作周期較長，如三維編織技術，且以上三種技術成型成本較高。

發明內容：

本發明的目的是提供一種無膠纖維預制體制備方法，從纖維材料制備纖維預制件的過程中沒有用定型劑或膠粘劑，得到接近于產品形狀且具有一定的自承力及自支撐結構的纖維預制體，纖維層間不會滑移，不易分層，不易變形、不易錯位，形狀保持完整。

本發明是通過以下技術方案予以實現的：

一種無膠纖維預制體制備方法，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、下模和纖維預制件之間分別添加制備的鋁板，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，得到纖維預制件。

具體包括以下步驟：

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

(2)裁切布料：按照產品每層的2D展開圖裁切好碳纖維布或纖維氈；

(3)制作開槽和\或孔鋁板：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1-1.2mm厚的鋁板，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也開槽，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)鋪設纖維布：在預成型模具上一層一層地鋪設裁切好的碳纖維布或纖維氈，每鋪設4～20層碳纖維布或纖維氈，進行一次壓實處理，直至鋪設完所有纖維布，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，采用硬質金屬如鋼材制備；