[發(fā)明專利]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件成型工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210608193.3
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115042454A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳正國;楊青;刁春霞;呂玥蒽;程超;丁小馬;顧建軍;沈?yàn)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 上海碳纖維復(fù)合材料創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號: B29C70/46
• 分類號: B29C70/46;B29C70/54
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 黃磊

1.一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，包括如下步驟：

模壓-注塑工藝升溫步驟：通過加熱系統(tǒng)將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)裁切料片及模具加熱到設(shè)定溫度；

模壓-注塑工藝保溫步驟：將模具在設(shè)定溫度下保持，預(yù)裁切料片在預(yù)加熱裝置保持設(shè)定時(shí)間，并保證預(yù)加熱裝置內(nèi)的溫度達(dá)到成型溫度并保持穩(wěn)定均勻；

模壓-注塑工藝轉(zhuǎn)移步驟：利用機(jī)械轉(zhuǎn)移裝置將預(yù)裁切料片從預(yù)加熱裝置轉(zhuǎn)移至注塑機(jī)成型模具內(nèi)，其中機(jī)械轉(zhuǎn)移裝置具備熱補(bǔ)償功能及預(yù)裁切料片實(shí)時(shí)非接觸式溫度測試/顯示功能的溫度傳感器功能；

模壓-注塑工藝成型步驟：注塑機(jī)合模，注射粒料完成熔融粒料充入模腔成型動(dòng)作，并使得產(chǎn)品快速冷卻成型；

模壓-注塑工藝?yán)鋮s步驟：將模具冷卻到設(shè)定溫度并脫模。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，所述預(yù)裁切料片為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料通過機(jī)械加工設(shè)備加工，其中：

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料采用如下任一種基體材料：PC、PA、ABS、PET、PP、PPS、PEEK；

纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料采用如下任一種增強(qiáng)纖維材料：碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、硼纖維、竹纖維、麻纖維；

所述預(yù)裁切料片采用模壓或熱壓罐工藝進(jìn)行成型，成型溫度區(qū)間為120-420℃，成型壓力區(qū)間為0.5-2.5MPa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，模壓-注塑工藝升溫步驟中，快速加熱裝置將預(yù)裁切料片加熱至一定溫度，其中快速加熱裝置包括紅外、電磁或者鼓風(fēng)裝置；模具加熱至設(shè)定溫度包括兩部分：模具內(nèi)部流道溫度和模具分型面溫度，其中模具內(nèi)部流道溫度為非連續(xù)纖維塑料粒子或純樹脂塑料粒子熔融溫度，模具分型面溫度為非連續(xù)纖維塑料粒子或純樹脂塑料粒子對應(yīng)熔融溫度減去100-350℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，模壓-注塑工藝保溫步驟中，通過快速加熱裝置將通過機(jī)械裝置或人工實(shí)現(xiàn)空間移動(dòng)，同時(shí)預(yù)裁切板材加熱至其基體高分子樹脂材料熔融溫度范圍，確保其溫度達(dá)到成型溫度并保持穩(wěn)定5-600秒。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，模壓-注塑工藝轉(zhuǎn)移步驟中，通過機(jī)械裝置或人工方式快速抓取將已經(jīng)預(yù)先熔融的預(yù)裁切料片從加熱裝置轉(zhuǎn)移至注塑機(jī)成型模具內(nèi)，預(yù)裁切料片在5-100s內(nèi)完成抓取、移動(dòng)和定位整個(gè)流程，抓取和定位過程中，預(yù)裁切料片進(jìn)行溫度補(bǔ)償，保證預(yù)裁切料片持續(xù)受熱并保持熔融狀態(tài)，其中溫度補(bǔ)償裝置集成在移動(dòng)裝置夾持工裝或吸盤等裝置上，具有對預(yù)裁切料片實(shí)時(shí)加熱和非接觸式溫度測試/顯示功能的溫度傳感器功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，模壓-注塑工藝成型步驟中，預(yù)裁切板材掛件在定模板定位銷位置，然后注塑機(jī)動(dòng)模板快速移動(dòng)至注塑機(jī)定模板位置完成合模及注塑-模壓過程中的注塑加壓過程，非中心區(qū)域利用非連續(xù)纖維塑料粒子或純樹脂塑料粒子在注塑機(jī)料筒內(nèi)加熱干燥然后進(jìn)入注塑機(jī)螺桿中實(shí)現(xiàn)加料段、壓縮段、均化段三段工藝過程，實(shí)現(xiàn)三段工藝過程后非連續(xù)纖維塑料粒子或純樹脂塑料粒子進(jìn)入模具流道通過流道進(jìn)入模具內(nèi)完成與預(yù)裁切板材邊緣充分熔融接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料零件成型工藝，其特征在于，模壓-注塑工藝?yán)鋮s步驟中，通過模壓-注塑工藝形成的一體化復(fù)合材料零件的中心區(qū)域和非中心區(qū)域同步冷卻脫模。

8.一種零件，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的復(fù)合材料零件成型工藝，其中：

零件本體中心區(qū)域由連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂板材模壓成型并通過預(yù)熱和注塑合模加壓進(jìn)行二次加工成型；

零件本體非中心區(qū)域由非連續(xù)纖維塑料粒子及純樹脂塑料粒子注塑成型。