[发明专利]热压罐成型碳纤维制品的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料成型方法技术领域，尤其涉及一种热压罐成型碳纤维制品的工艺方法。

背景技术

复合材料热压罐成型工艺是生产航空航天高质量的先进树脂基复合材料制品的主要方法，适合多种材料的生产，只要是固化周期、压力和温度在热压罐的极限范围之内的复合材料都能生产。另外一个优点是它对复合材料制件加压的灵活性强，既可加压又可抽真空，可满足除去溶剂等小分子、压实预浸料等要求。

热压罐成型工艺主要有预浸料铺贴、固化、脱模等流程，其中预浸料铺贴的过程中需要进行预压实，排除预浸料中的气体；固化过程中既要继续排除预浸料中的气体，又要防止树脂被辅助材料吸走。

热压罐成型复合材料工艺中发生的主要物理和化学过程有：

1.树脂的流动，使制件中的纤维被充分浸润和各层预浸料准确到位。

2. 纤维网络的压实，施加一定的压力除去树脂集体中的空隙，使复合材料中的纤维体积含量达到最大。

3.合理的热传递过程以保证树脂集体的充分固化。

传统的热压罐工艺采用有孔隔离膜在预制体制备过程中排除预浸料中夹杂的气体，采用无孔隔离膜和玻璃纤维在固化过程中继续排除预浸料中的气体，防止树脂被吸走。本发明采用单向透气膜取代无孔隔离膜、有孔隔离膜和玻璃纤维，既可以控制树脂含量，又能提高导气效果，单向透气膜表面只需少量透气毡即可，减少了架桥的几率，提高了产品的成功率。

因此，现在有必要提供一种树脂含量可控，导气效果好、架桥的风险低且成功率高的热压罐成型碳纤维制品的工艺方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种树脂含量可控，导气效果好、架桥的风险低且成功率高的热压罐成型碳纤维制品的工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：热压罐成型碳纤维制品的工艺方法，包括以下步骤：将模具铺层进行预压实，再将铺好的工艺组件放入热压罐，检测真空气密性，进行固化成型，再自然冷却；其中预压实是在模具上依次铺放预浸料、脱模布、单向透气膜、透气毡和真空袋膜辅助材料；固化是在模具上依次铺放预浸料、脱模布、单向透气膜、透气毡和真空袋膜辅助材料，进行固化，固化的温度是60～200℃，固化的压力是1～6bar，固化的时间是3～12h，得到碳纤维制品。

采用上述技术方案，采用单向透气膜取代有孔隔离膜、无孔隔离膜及玻璃纤维三种辅助材料，既能把预浸料中的空气导出，又可以保证预浸料中的树脂不被辅助材料吸走，预压实时使用的单向透气膜在固化时可以继续使用，玻璃纤维只能线性方向导出气体，单向透气膜可以整个面导出气体，使得导气效果显著提高，无孔隔离膜上需要放置大量的透气毡，增大了产品架桥的几率，使用单向透气膜上面只需少量透气毡即可，有效降低架桥的风险，提高了产品的成功率，节省了原料；降低了成品；同时单向透气膜取代传统的有孔隔离膜达到导出预浸料中气体，达到压实预浸料的效果；单向透气膜取代传统的无孔隔离膜达到导出预浸料中气体，防止树脂被抽出的效果。

作为本发明的优选方案，固化的温度是80～150℃，固化的压力是3～5bar，固化的时间是5～10h。

本发明进一步改进在于，预压实时使用的单向透气膜在固化时可以继续使用。玻璃纤维只能线性方向导出气体，单向透气膜可以整个面导出气体，使得导气效果显著提高。

本发明进一步改进在于，所述模具的材质为钢或铝。

本发明进一步改进在于，该碳纤维为T300、T700、T800、IM600或SCF35S。

本发明进一步改进在于，所述工艺组件从下至上依次是预浸料、脱模布、单向透气膜、透气毡和真空袋膜，通过密封胶条将所述真空袋膜与所述膜具密封好，然后通过抽真空口进行抽真空，最后通过测真空口检测真空气密性。

本发明进一步改进在于，检测真空气密性的方法包括以下步骤：连接真空系统抽真空，保证真空度在920mbar以上，15min后关闭真空，5min内真空压力下降超过50mbar，应检查漏点重新进行密封，再进行检测直到符合要求为止。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明能够控制复合材料产品的树脂含量，减少树脂流出，增大了导气面积，单向透气膜表面只需少量透气毡即可，减少了架桥的几率，提高了产品的成功率最终保证复合材料制品的力学性能和成功率。

附图说明

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1是本发明的预压实/固化辅助材料铺放示意图；