[發明專利]一種曲面復合材料制件的成型方法

在審

• 申請號: 202010062041.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111231367A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 王琦
• 申請（專利權）人: 王琦
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黨桃桃

本發明屬于材料成型技術領域，特別是涉及一種曲面復合材料制件的成型方法。該技術方案包括以下步驟：首先設計具有真空加熱底座、充壓頂蓋、成型模腔三個部分的密封組合模具，其中真空加熱底座預留導氣排膠槽和排氣口，并預埋有冷卻水路、測溫傳感器和電熱元件；充壓頂蓋預留充氣口，內側鋪貼有加壓隔膜；成型模腔按需成型的復合材料制件形狀進行加工。然后在成型模腔內鋪放復合材料預浸料或坯料，并做脫模處理，將成型模腔放入真空加熱底座后在空隙處填塞柔性填充物，最后模具密封合模，并進行加熱、加壓抽真空，固化生成符合材料制件。本發明可成型復雜外形、結構的復合材料制件，與傳統工藝相比，更易控制成品質量、且生產效率高，成本低。

技術領域

本發明屬于材料成型技術領域，特別是涉及一種曲面復合材料制件的成型方法。

背景技術

復合材料的可設計性強、重量輕、比強度高，耐腐蝕及獨特的電磁穿透性能優良，使其被廣泛應用于航空航天、汽車工業、運動器材、醫療器材、電子產品等各個尖端工業領域。隨著技術的發展，復合材料的成型工藝方法也在不斷的發展和改進。

現有的樹脂基復合材料的成型方法包括手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、熱膨脹模塑成型、沖壓成型等。其中常用于高性能熱固性樹脂的復合材料成型工藝主要是熱壓罐成型工藝，此工藝制品尺寸穩定，重復性好，可固化不同厚度的層合版及制造復雜曲面的零件，但此方法也存在熱壓罐建設費用大，制件大小受罐體尺寸限制，單次生產生產效率低，耗能高，運行成本高等問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種曲面復合材料制件的成型方法，利用密封組合模具替代熱壓罐實現對復合材料坯料的抽真空、加壓及加熱固化，大幅降低建設和能耗運行成本，顯著提高生產效率。

本發明的實現過程如下：

一種曲面復合材料制件的成型方法，包括如下步驟：

(1)設計具有真空加熱底座、充壓頂蓋、成型模腔三個部分的密封組合模具，模具各部分之間可以緊固并密封；

(2)在預制的成型模腔內按設計要求鋪放復合材料坯料；

(3)將成型模腔放入真空加熱底座，并在真空加熱底座內側面與成型模腔的外圍空隙處填塞柔性填充物；

(4)在充壓頂蓋下方設置加壓隔膜，加壓隔膜與成型模腔內的復合材料坯料對齊，蓋好充壓頂蓋，合模緊固密封；

(5)復合材料固化前先對真空加熱底座抽真空，并對加壓隔膜充氣，使加壓隔膜擠壓復合材料坯料進行加壓；

(6)根據復合材料的固化條件進行加熱加壓固化，待固化完成后加壓隔膜停止充壓，真空加熱底座停止抽真空并通冷卻液降溫，待冷卻后取出復合材料制件。

進一步，所述復合材料坯料需通過噴涂脫模劑或使用防粘布或使用防粘膜或使用吸膠氈進行脫模處理；所述柔性填充物，由防粘布或防粘膜或吸膠氈包裹橡膠塊制成，用于吸膠并防止由于局部間隙大于兩倍加壓隔膜厚度導致加壓隔膜局部過度拉伸撕裂。

進一步，所述真空加熱底座可以分區域控溫加熱、保溫和降溫，通過控制不同區域的固化順序，可以有效控制大型復合材料制件鋪層錯位和脫模后變形，實現截面面積變化較大的復合材料制件的成型。

進一步，所述真空加熱底座內側凹陷并預留導氣排膠槽和排氣口，底部預埋有冷卻水路，所述冷卻水路的上層或同層布置電熱元件。

進一步，所述真空加熱底座設置定位凹槽，定位凹槽的周邊為底座密封對接面，底座密封對接面均布螺紋孔，與充壓頂蓋密封對接后用連接螺栓連接，真空加熱底座的內側底面的導氣排膠槽為網格凹槽。