[發明專利]一種碳纖維復合材料方管硅橡膠熱膨脹成型工藝

在審

• 申請號: 202211464608.0
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115742183A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳帥;賈朋軍;謝昌江;史玉鵬;杜慧真
• 申請（專利權）人: 常州啟賦安泰復合材料科技有限公司
• 主分類號: B29C45/26
• 分類號: B29C45/26;B29C45/34;B29C45/27;B29C70/34;B29C70/54;B29L23/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明公開了一種碳纖維復合材料方管硅橡膠熱膨脹成型工藝，其技術方案要點是：包括以下步驟：步驟1、采用硅橡膠方管芯模模具注入硅橡膠，固化后脫模制作硅橡膠方管芯模，所述硅橡膠方管芯模由方管芯模成型模上模和方管芯模成型模下模組成；步驟2、采用硅橡膠楔形條芯模模具注入硅橡膠，固化后脫模制作硅橡膠楔形條，所述硅橡膠楔形條的成型模由圓柱芯模、模具主體和側板組成，所述硅橡膠楔形條的成型模用來制造硅橡膠楔形條；所述圓轉芯模上設有第一螺紋孔并與側板通過緊固件連接；本發明中模具表面使用勻壓板，相較于成型的碳纖維復合材料方管表面光滑，成型質量好且壁厚均勻，減少后續打磨工作量。

技術領域

本發明涉及管件加工領域，特別涉及一種碳纖維復合材料方管硅橡膠熱膨脹成型工藝。

背景技術

碳纖維復合材料方管具有高比強度、高比模量、耐腐蝕等優勢，方管支架具有廣泛的應用。本發明涉及一種截面邊長約50mm，長度約1m,厚度為5mm以內的碳纖維復合材料方管成型工藝及工裝。

現有技術的缺陷和不足如下：

碳纖維復合材料方管批量生產成型方法，主要有拉擠成型、纏繞成型等，加工效率高但設備昂貴，同時纖維鋪層角度受限，無法充分發揮碳纖維的優勢。

可實現任意鋪層角度鋪貼的成型工藝方法由陽模成型和陰模成型兩種：

陽模成型工藝多采用金屬芯模、水溶性砂模芯模、表層纏繞BOPP膜或熱縮套管等方式，成型制件表面粗糙，后期表面加工會損傷纖維；陰模成型工藝主要有氣囊內脹法、硅橡膠膨脹法等，成型制件內腔表面狀態粗糙，且內腔尺寸無法精確控制。兩種工藝方法在復合材料圓管成型工藝中應用較多，在復合材料方管成型工藝中難以達到大批量生產的要求。

對于內外表面粗糙度和尺寸均有較高要求且可以實現任意鋪層角度設計的碳纖維復合材料方管，現有的成型工藝均難以滿足大批量生產要求。

發明內容

針對背景技術中提到的問題，本發明的目的是提供一種碳纖維復合材料方管硅橡膠熱膨脹成型工藝，以解決背景技術中提到的問題。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種碳纖維復合材料方管硅橡膠熱膨脹成型工藝，包括以下步驟：

步驟1、采用硅橡膠方管芯模模具注入硅橡膠，固化后脫模制作硅橡膠方管芯模，所述硅橡膠方管芯模由方管芯模成型模上模和方管芯模成型模下模組成；

步驟2、采用硅橡膠楔形條芯模模具注入硅橡膠，固化后脫模制作硅橡膠楔形條，所述硅橡膠楔形條的成型模由圓柱芯模、模具主體和側板組成，所述硅橡膠楔形條的成型模用來制造硅橡膠楔形條；所述圓轉芯模上設有第一螺紋孔并與側板通過緊固件連接；所述模具主體上設有第二螺紋孔并與側板通過緊固件連接；所述側板上設有第一注膠孔和第一通氣孔，橡膠從所述第一注膠孔進入，所述第一通氣孔將空腔內的空氣排出，直至排氣孔內排出橡膠，表明空腔內已經注滿硅橡膠，然后進行固化，固化后脫模；

步驟3、進行碳纖維復合材料方管的鋪貼，使用下料機裁切預浸料，在硅橡膠芯模上按照鋪層表依次織物預浸料、單向帶、表層織物預浸料，直至鋪貼完成碳纖維復合材料方管；

步驟4、重復步驟3，完成所需的多根碳纖維復合材料方管的鋪貼；

步驟5：多根方管的制袋；

步驟6、按復合材料通用烘箱成型工藝進行制袋、固化、脫模工序，完成碳纖維復合材料方管的制造。

較佳的，所述步驟1中硅橡膠方管芯模是一種固化的高彈硅橡膠材料，保證中溫固化碳纖維預浸料在130℃以內的固化成型工藝要求，硅橡膠方管芯模尺寸的確定綜合根據硅橡膠熱膨脹系數α和固化過程的溫差△t，計算公式如下：