[发明专利]真空辅助离心成型复合材料工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种新型的复合材料成型工艺，具体为真空辅助离心成型复合材料工艺，使得离心成型技术应用于板材、型材的制备。

背景技术

在现有树脂基复合材料的成型工艺中，大致有如下几类：手糊成型、喷射成型、模压成型、拉挤成型、缠绕成型等，还有后期发展完善起来的让RTM、RIM成型工艺以及离心成型工艺等。上述成型工艺大多数发展的较为完善成熟，但是它们大多有自身固有的缺陷。如除手糊成型外大都需要价格高昂的设备，而手糊成型制品性能则受工人操作熟练程度的影响，模压、RTM、RIM成型工艺则需要压机，长时间的压力作用易缩短模具的使用寿命等，而缠绕以及离心工艺常用做管材的成型工艺。

本发明利用真空辅助用离心工艺来制作型材和板材，解决了原有离心成型工艺中所存在的一些缺陷。本发明所需生产设备相对简单，对工人的熟练程度要求较低，利用离心力来代替压力来浸渍纤维制品使得模具寿命提高，离心力也使得浸渍时间叫真空辅助成型缩短许多，并且解决了离心成型工艺只能生产管材的缺陷。

发明内容

本发明是一种新型的复合材料成型技术，它是把现有管材的离心成型工艺技术与模压成型以及真空辅助成型工艺有机结合起来，进以完善的一种新型复合材料成型工艺。省去了压机，使得普通型材、板材能够通过离心成型来实现，省去了压机，节省了工艺成本，避免了模具的损伤，更主要的是制品的力学性能较之模压成型等工艺基本保持不变。

本发明是这样实现复合材料的板材、型材成型的。对离心浇注成型的滚筒内，将其分为受力均匀的若干等分(三等份、四等份为宜)，在内部每等份处加设模具固定点，以用来固定模具，确保离心机旋转起来后，桶身因为受力均匀而不至于晃动而影响制品性能。桶内模具表面铺设真空袋，以防止料液在桶内不规则的飞溅。滚筒转动所绕的中轴为带有抽气孔的空心轴，它与滚筒同步转动。最里面空心通道用来输料，抽气孔用来抽真空。在滚筒开始旋转前，先对模具铺设纤维增强材料后，然后铺设真空袋进行抽真空，固定在滚筒内部，接着开动滚筒，开始往滚筒内输料，料液顺着中轴管道以及连接中轴和真空膜的输料管道流入模具内，由于有了桶内旋转产生的离心力的作用，树脂能够很快地均匀浸渍纤维织物(离心力的长时间作用容易使得模具底层形成富树脂层，所以可以在转动过程中慢慢减速，以平衡制品沿离心力方向上各部分的树脂含量)。到树脂完全固化时停止转动，然后脱模。

本发明的滚筒为可拆分的拼装式，为考虑其转动过程中的稳定性，桶身被分为均匀几部分(三等份、四等份为宜)。可用玻璃钢制作其桶身。桶两端为轮毂式结构，用来增强滚筒以及观察抽真空、成型情况。

本发明的离心系统由滚筒和电动机组成，滚筒转动所需动力由电动机通过齿轮传动，成型过程中可以根据不同的成型阶段方便的调节滚筒转动速率。

本发明的供料系统由泵以及滚筒转动所绕的中空主轴(轴切面上绕内圆环一圈均匀分布的三个或四个气孔通道)组成。料液进入中轴管道后，利用中轴转动时的离心力以及用来抽真空的真空泵的吸力使得料液进入模内浸渍纤维编织物。

本发明的真空辅助设备使用真空泵，利用中轴预留的抽气管道以及装模之前铺设的真空膜可对模具进行抽真空，来配合离心成型工艺的使用。

本发明考虑到中空中轴的强度，所用模具一般选用轻质高强的模具，如玻璃钢模具。

本发明跟现有的成型工艺相比具有简便、高效的优点，滚桶内一次可装配三模或者四模(根据桶身而定)，另外可以通过可拆卸的滚筒，利用两班倒、三班倒模式来实现生产线的连续性，以增加生产效率。利用真空辅助成型来克服离心成型工艺只能生产管材的缺陷。转速的调节和真空辅助成型的配合来增强对树脂浸渍和成型过程的控制，以使得制品满足所需要的使用要求。

附图说明

图1是真空辅助离心成型树脂基复合材料工艺的设备整体图；

图2是离心成型的滚子内部机构；

图3是中空主轴；

图1中1为滚筒装置，2和12为输料管和中轴的协同装置，3为电动机，4为输料泵，5为储料槽，6为真空泵，7为电机控制台，8为中空主轴，9为齿轮，10为设备底座，11为输料管道，13为抽真空管；

图2中14为内部输料管，15为内部抽真空管，16为隔板，18与19为轴承，20和21为橡胶密封垫

图3中17为铺设有纤维织物和真空膜的模具，15为输料管，此方向上真空管因为被输料管所挡而看不到。

具体实施方式

结合附图对实施例作进一步的描述，本是实施例用来说明本发明的，而不是对本发明做任何限制的。