[發(fā)明專利]一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110243346.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112959689B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊蔚敏;楊曉文;施宏達(dá);王恩銘;王相超;肖璐
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B29C70/06
• 分類號: B29C70/06;B29C70/30;B29C70/44;B29C70/54;B29C33/58;B29C35/02;B29C69/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發(fā)明公開了一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備裝置及方法，制備裝置包括：下模，其頂部中心處具有凹陷的模腔；密封圈，其固定設(shè)置在下模的頂部，并且圍繞模腔設(shè)置；上模，其同軸設(shè)置在下模上方，上模具有中心通孔；壓頭，其同軸設(shè)置在中心通孔中，并且能沿驅(qū)動裝置的驅(qū)動下沿中心通孔軸向移動；第一儲液罐；其通過第一導(dǎo)管與模腔的一端連通；第二儲液罐，其通過第二導(dǎo)管與模腔的另一端連通；抽氣裝置；抽氣管，其嵌入式設(shè)置在壓頭中；抽氣管的一端連接在抽氣裝置上，另一端與模腔頂部的中心處連通；三組加熱管嵌入式設(shè)置在下模中，并靠近模腔的底面設(shè)置；一組加熱管的位置與壓頭的位置相對應(yīng)，另外兩組加熱管分別對應(yīng)壓頭兩側(cè)的區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于樹脂基碳纖維制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備裝置及方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料是運(yùn)用先進(jìn)制備技術(shù)將兩種或多種的不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的多相新型材料，因其通過材料生產(chǎn)過程中的工藝設(shè)計使得各組分材料之間的性能相互促進(jìn)優(yōu)化，得到低密度、高比強(qiáng)度、高比模量、高溫性能穩(wěn)定同時耐腐蝕等一系列的優(yōu)點。在汽車輕量化的大背景下，樹脂基碳纖維復(fù)合材料具有低密度、高比模量、高比強(qiáng)度、高損傷容限等特性，在汽車車身承載件和非承載件上的運(yùn)用越來越廣泛。

現(xiàn)有的樹脂基碳纖維復(fù)合材料在一個制備流程中大多數(shù)只應(yīng)用一種樹脂基體材料，然而樹脂基碳纖維復(fù)合材料的適用性與其樹脂性質(zhì)有很大關(guān)系，復(fù)合材料的性能受樹脂的種類與含量，固化劑的種類與含量等方面的影響，不同的樹脂與碳纖維復(fù)合可以制備出不同性能改進(jìn)的樹脂基碳纖維復(fù)合材料，例如耐高溫、耐低溫、抗拉性、抗剪切性、耐老化性等多種性能。

目前，在實際應(yīng)用中，通常將兩種不同樹脂基體的碳纖維復(fù)合材料通過鉚接或粘接的方式連接在一起來滿足不同樹脂應(yīng)用于不同工況的要求，然而由于連接區(qū)域的纖維束是斷開而非連續(xù)的，導(dǎo)致交界面上復(fù)合材料的力學(xué)性能會大大折扣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備裝置，其能夠在模腔兩端分別加入不同的樹脂溶液，并且能夠?qū)δＧ坏牟煌恢迷O(shè)置不同的加熱溫度，從而實現(xiàn)對碳纖維編制布的不同區(qū)域采用不同的樹脂溶液和不同固化溫度進(jìn)行固化。

本發(fā)明的目的之二是提供一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備方法，其能夠利用不同環(huán)氧樹脂對編織碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行固化，并且在進(jìn)行固化時，對不同區(qū)域采用不同的加熱溫度；實現(xiàn)一次性制備出滿足不同區(qū)域的功能要求的編織碳纖維復(fù)合材料；從而能夠保證異種樹脂固化的纖維束的連續(xù)性，不會破壞纖維束的力學(xué)性能。

本發(fā)明還通過根據(jù)兩種樹脂的固化溫度設(shè)置過渡區(qū)域的變溫固化函數(shù)，及合理設(shè)置對過渡區(qū)施加的壓力，保證了過渡區(qū)域的異種樹脂固化質(zhì)量，提高過渡區(qū)域材料的力學(xué)性能。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種異種樹脂梯度連續(xù)編織碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括：

下模，其頂部中心處具有凹陷的模腔；

上模，其同軸設(shè)置在所述下模上方，所述上模具有中心通孔；

密封圈，其設(shè)置在所述上模與所述下模之間，并且所述密封圈圍繞所述模腔設(shè)置；

壓頭，其同軸設(shè)置在所述中心通孔中，并且能在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下沿所述中心通孔軸向移動；

第一儲液罐；

第一導(dǎo)液管，其嵌入式設(shè)置在所述上模中；所述第一導(dǎo)液管的一端與所述第一儲液罐連通，另一端與所述模腔的一端連通；

第二儲液罐；

第二導(dǎo)液管，其嵌入式設(shè)置在所述上模中；所述第二導(dǎo)液管的一端與所述第二儲液罐連通，另一端與所述模腔的另一端連通；

抽氣裝置；