[发明专利]模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法

说明书

本发明公开了一种模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法，采用模具内部加热成型的方法，包括如下步骤：模具入罐；模具抽真空；热压罐加压；模具加热；脱模成型。本发明一种模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法，其通过自身带有加热系统及加压系统的模具的设计，使待成型碳纤维复合材料直接通过模具加热，可显著提高加热效率，降低能耗，从而提高产品的生产效率。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料成型技术领域，特别是涉及一种模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法。

背景技术

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、相对密度小和热膨胀系数小等优异性能，被广泛应用于航空航天、文体器材、医用器材、新能源、土木建筑、交通运输、电子电气和机械等众多领域。但这样广泛的应用领域，碳纤维却很少直接使用，它大多是经深加工制成中间产物或复合材料。

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。

碳纤维复合材料的成型工艺较多，不同的工艺产品之间的性能也有差别。热压罐成型工艺产品的质量较高，已用于碳纤维复合材料的成型。

但现有热压罐成型碳纤维复合材料的方法，仍采用传统的成型方式，即将复合材料坯件及模具放于真空袋中，通过热压罐进行加压加热成型，这种传统热压罐成型工艺的加热方法是采用空气传热，具有加热成型速度慢、生产效率低地缺点，能耗消耗较大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法，能够解决现有热压罐成型工艺存在的上述不足之处。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种模具自带加热系统的碳纤维复合材料热压罐成型方法，采用模具内部加热成型的方法，包括如下步骤：

（1）模具入罐：将放置有待成型碳纤维复合材料的模具放入热压罐内的工作台上，使模具的管路或导线从所述热压罐内伸出；

（2）模具抽真空：通过抽真空阀对模具进行抽真空处理，使模具内达到一定的真空度，然后关闭热压罐；

（3）热压罐加压：向关闭的所述热压罐内冲压，使压力达到碳纤维复合材料的成型压力；

（4）模具加热：直接对模具加热，待模具内温度达到碳纤维复合材料的成型温度后，保温一段时间至固化成型；

（5）脱模成型：将热压罐卸压、模具冷却，最后产品脱模成型。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述模具内的真空度≤-0.092MPa。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述压力为0.5～1.0MPa。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述加热方法为：将所述模具的管路与热压罐外部的热蒸汽源连通，使热蒸汽通过管路进入所述模具内加热并达到成型温度。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述加热方法为：将所述模具的导线与热压罐外部的电箱连通，使模具内的热电偶通电加热，从而使所述模具加热并达到成型温度。

在本发明一个较佳实施例中，所述成型温度为150～180℃，保温时间为30～40min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述模具冷却的方法为：将所述模具的管路与冷却水进行冷却降温。

在本发明一个较佳实施例中，所述模具冷却的工艺条件为：通冷却水5～8min至温度降低至40～50℃。