[发明专利]一种用碳素纤维制作异形产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用碳素纤维制作产品的方法，尤其是涉及到一种用碳素纤维制作异形产品的方法。

背景技术

目前，碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

碳素纤维是目前国际上新开发的材料，这种材料具有高强度、低密度等特点，已经成为宇航和航空工业不可缺少的材料。碳素纤维用于宇航工业方面约占30％～40％，体育器械方面约占40％～50％。它可以使飞机的制造成本下降30％。其中用碳素纤维制作自行车车架具有以下优点：(1).碳素纤维车架是把碳素纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。(2).冲击吸收性好碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。(3).碳纤维的基本成型方法是，在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固，可以制成各种形状的车架。

现有技术用碳素纤维制作异形产品的方法，通常采用尼龙长袋充气作内模，再在其尼龙长袋外包覆碳素纤维层，放入模具后充气加热，以使碳素纤维固化成型。由于便于一体成型，所采用的尼龙长袋的截面与异形壳体的最大截面相符，因此在用碳素纤维包覆产品成型时，截面小的地方尼龙长袋就会折叠后外包覆碳素纤维，再充气加热成型；充气是为了让尼龙长袋胀大后给碳素纤维层施压，以得到无气孔、强度及密度均好、且壁厚均匀的碳素纤维壳体产品；由于截面小的地方，需尼龙长袋折叠后充气，因此充气时其折叠部分也会充胀，因此产品成型时，内壁不光滑顺畅，不仅影响外观，壁厚也不均匀，而且作用在碳素纤维层上的压力也不够，会影响产品的强度，易产生次品。由于上述原因，尼龙长袋在充气时，所承受的气压也不尽相同，在产品的转角处及截面大的地方，极易破裂，影响产品的成型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有操作方便、对碳素纤维层可二次施压、易脱模、产品壁厚均匀、强度高，表面光滑顺畅的用碳素纤维制作异形产品的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用碳素纤维制作异形产品的方法，包括如下步骤：

1).制作气袋芯轴，该气袋芯轴与产品形状相符，尺寸略小，内部为空心腔体，受力会变形，耐高温，且受到高温不会与碳素纤维胶合；

2).尼龙长袋设置在气袋芯轴的腔体内，且至少一端设有风嘴，形成封闭的气腔；

3).在气袋芯轴的外表面均匀的包覆碳素纤维布，形成一定厚度的碳素纤维层；

4).将包覆碳素纤维层的气袋芯轴放入已预热的模具内，闭合模具的动、定模板，模具加热；

5).将气源与风嘴相接，空气在尼龙长袋内流动，并沿气袋芯轴的形状将尼龙长袋吹胀，给气袋芯轴施压；在模具内，受热的碳素纤维层在膨胀的气袋芯轴挤压下成形；

6).打开模具，取出成形产品，将气袋芯轴、尼龙长袋取出即获得碳素纤维成品。

所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-4mm，硬度为：20-80邵氏，伸长率：200％-420％，拉伸强度：6.5-8.5Mpa，撕裂强度：12-22KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：0.5-2mm，硬度为：20-40邵氏，伸长率：200％-300％，拉伸强度：6.5-7Mpa，撕裂强度：12-15KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：2-3mm，硬度为：40-60邵氏，伸长率：300％-350％，拉伸强度：7-8Mpa，撕裂强度：15-18KN/M。

所述的气袋芯轴壁厚为：3-4mm，硬度为：60-80邵氏，伸长率：350％-420％，拉伸强度：8-8.5Mpa，撕裂强度：18-22KN/M。

所述的气袋芯轴采用硅胶材料制成。

所述的气袋芯轴采用橡胶材料制成。

由于采用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴具有受力会变形，无外力时易恢复原形、具有一定的硬度、伸长率、拉伸强度及撕裂强度，并且受到高温不会与碳素纤维胶合，热胀冷缩的特性；而且用硅胶或橡胶制成的气袋芯轴，易脱模，可以根据需要成形各种异形产品。

由此可知本发明与背景技术相比具有如下特点：