[發明專利]一種混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法

有效

• 申請號: 202011519358.7
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112848389B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 翟瞻宇;陳超;符亮;丁玉棟;蔣炳炎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/54
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 叢詩洋

1.一種混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(a)，放置纖維布：

將纖維布放置于注塑模具分型面處，

步驟(b)，間隙浸漬階段：

進行注塑模具初次合模，將纖維布固定在注塑模具型腔中，同時打開快速變模溫系統，根據熱塑性樹脂的熔點，設置加熱溫度和升溫速率；待型腔中的纖維布溫度升至設定溫度后，將短纖維增強的熱塑性樹脂熔體注射至模具型腔與纖維布間的預留間隙，

所述快速變模溫系統包括安裝在注塑模具上的溫度傳感器、加熱器件和冷卻通道；所述加熱器件兩端分別連接溫度控制器與繼電器并形成回路；所述冷卻通道的兩端依次連接電動閥和冷卻裝置形成冷卻循環回路；所述電動閥通過變頻控制器與溫度傳感器連接；PLC根據所述溫度控制器和所述溫度傳感器的信號控制所述繼電器和所述變頻控制器以控制升溫速率和冷卻速率；

步驟(c)，復合結構成型階段：

注塑模具進行二次合模，利用注射-壓縮成型工藝實現纖維布在厚度方向上的浸漬，同時成型其表面特征結構；

步驟(d)保壓和冷卻過程：

關閉加熱系統，打開冷卻系統，按照設定的冷卻速率和脫模溫度冷卻注塑模具，同時進行保壓；

步驟(e)，開模取件：

完成冷卻后，打開注塑模具，取下復合結構；

所述步驟(b)-(c)中，加熱溫度為注塑材料熔融溫度的1.1～1.3倍；升溫速率為60～300℃/min；注塑壓力為80～120MPa。

2.根據權利要求1所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述步驟(d)中，冷卻速率為10～500℃/min，將所述注塑模具冷卻至熱塑性樹脂結晶溫度以下40℃～80℃，保壓壓力為20～100MPa，低于步驟(b-c)中的注塑壓力。

3.根據權利要求2所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述步驟(d)中，冷卻速率為50～200℃/min，保壓壓力為40～60MPa。

4.根據權利要求3所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述復合結構包括連續纖維增強熱塑性復合材料結構及短纖維增強熱塑性樹脂成型的表面特征結構。

5.根據權利要求4所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述表面特征結構包括加強筋、凸臺中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述冷卻裝置上設有泵，用于控制冷卻介質的流動。

7.根據權利要求6所述的混雜纖維增強熱塑性復合結構快速成型的方法，其特征在于，所述泵通過過濾器與所述電動閥連接。