[發明專利]一種碳纖維金屬層板及其熱沖壓成形方法

在審

• 申請號: 202110641342.1
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113370441A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李毅波;盧燕;黃明輝;潘晴;陳超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C43/02
• 分類號: B29C43/02;B29C43/32;B29C43/52;B29C43/58;B29B11/06;B29B11/16;B32B15/20;B32B15/08;B32B27/28;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 孫玲

1.一種碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，包括：

預熱CFRP樹脂層至樹脂軟化溫度；

將金屬板與預熱完成的CFRP樹脂層鋪層形成預成形件；

對所述預成形件的外層加熱，同時給所述預成形件內的CFRP樹脂層通電，以使所述金屬板在外部加熱和CFRP樹脂層導熱的雙重加熱條件下達到成形溫度；

將達到成形溫度的預成形件沖壓成形。

2.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，預熱CFRP樹脂層之前，還包括CFRP樹脂層的制作；其中，

所述CFRP樹脂層的制作包括：

將絕緣樹脂層和碳纖維預浸料按照相鄰兩層所述絕緣樹脂層之間設置至少一層所述碳纖維預浸料的方式進行鋪層，形成CFRP樹脂層；

將電極片通過導電膠粘接于所述碳纖維預浸料，并將所述電極片的導線引出。

3.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，采用熱壓機將CFRP樹脂層預熱至所述樹脂軟化溫度，所述樹脂軟化溫度位于樹脂玻化溫度和樹脂熔融溫度之間。

4.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，采用熱壓機對所述預成形件的外層加熱并施壓，并使所述預成形件在5min內升溫至所述成形溫度，且所述成形溫度不小于樹脂熔融溫度。

5.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，將達到成形溫度的預成形件移至沖壓模具，以對預成形件沖壓成形；其中，達到成形溫度的預成形件在5s之內轉移至所述沖壓模具。

6.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，所述沖壓模具為V型模具；所述V型模具的凸模在壓力機的驅使下向下沖壓，完成合模；所述凸模的沖壓速度為5mm/s～20mm/s。

7.根據權利要求1所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，對預成形件完成沖壓成形之后，還包括依次進行的冷卻固化、脫模和取件步驟；其中，所述冷卻固化包括：

保持所述沖壓模具中凸模的位置不變并保持沖壓壓力1-2MPa；

通過風冷或水冷使成形件冷卻至室溫，以使所述成形件內的CFRP樹脂層固化。

8.根據權利要求2所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，制作CFRP樹脂層時，兩層所述絕緣樹脂層之間連續鋪設三層所述碳纖維預浸料，且任意相鄰兩層所述碳纖維預浸料之間按照纖維走向垂直鋪設。

9.根據權利要求2所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法，其特征在于，所述絕緣樹脂層為PEEK樹脂層，所述金屬板為鋁合金板；所述CFRP樹脂層鋪設于兩層所述鋁合金板之間形成Al-CFRP-Al預成形件。

10.一種碳纖維金屬層板，其特征在于，通過權利要求1～9任意一項所述的碳纖維金屬層板熱沖壓成形方法制作而成，包括：

第一金屬板；

第二金屬板，所述第二金屬板與所述第一金屬板相鄰設置；

CFRP樹脂層，所述CFRP樹脂層鋪設于所述第一金屬板與所述第二金屬板之間。