[发明专利]一种泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件及其制备方法

权利要求书

1.一种泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件，其特征在于：包括箱体和角型材，所述箱体包括面板层和泡沫夹芯层，所述泡沫夹芯层嵌入所述面板层内，所述面板层和所述角型材以碳纤维织物作为原材料，所述泡沫加芯层以闭孔硬质泡沫为材料，通过真空辅助树脂注射工艺成型。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件，其特征在于：所述碳纤维织物是多轴向织物、经编织物、纬编织物、针织物和缝合织物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件，其特征在于：所述闭孔硬质泡沫材料为聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）、聚氯乙烯（PVC）、聚醚酰亚胺（PEI）和聚氨酯（PU）中的一种。

4.如权利要求1中泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法：包括如下步骤：

步骤（1）碳纤维织物定型的制备、裁剪和编号:将热熔型定型剂均匀喷洒在所述碳纤维织物上并热定型，待所述碳纤维织物定型结束后，裁剪成所需形状，将裁剪成指定形状的所述碳纤维织物编号并且密封保存、备用；

步骤（2）泡沫夹芯层加工：将所述泡沫夹芯层加工成所需形状，所述泡沫夹芯层四周倒角，并按设计规律在垂直于所述泡沫夹芯层的厚度方向钻孔；

步骤（3）箱形件预制体制备：以铺贴线为基准线，将裁剪好的用于面板层定型的所述碳纤维织物和所述泡沫夹芯层按编号依次铺贴于箱体阳模模具上，制备出所述箱件预制体；以铺贴线为基准线，将裁剪好的用于所述角型材定型的碳纤维织物，按编号依次铺贴于所述角型材阳模模具上，制备出所述角型材预制体；将所述箱形体预制体与所述角型材进行组装，得到所述箱形件预制体；

步骤（4）制袋：将箱形件预制体放入箱形件的阴模模具后合模，在碳纤维织物上依次铺放脱模布、导流网、抽气管路、注胶管路和真空袋膜并密封；

步骤（5）真空辅助树脂注射成型：将模具运至加热设备里，关闭注胶管道，将抽气管道与抽真空设备相连，抽真空，检测气密性，加热设备启动，同时将树脂置于加热设备里加热至所需温度，当模具温度达到注胶温度，开始注胶，当所述树脂充分浸润织物时，注胶结束，并加热设备按树脂固化制度升温，固化成型；

步骤（6）制件脱模、加工：当所述模具温度降至60℃以下，将固化后的箱形件从模具中取出，对所述箱形件进行切割，打磨，得到泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件成品。

5.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述泡沫夹芯层的倒角的角度为20°-70°，所述钻孔的孔密度为100-2000个/m²，孔直径为0.5mm-3mm。

6.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，织物铺贴过程中，每3-8层热预压一次，铺贴最后一层时单独热预压。

7.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述抽气管路和注胶管路分别位于箱形件预制体的两端，均为环向一周。

8.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中检测气密性时，真空度不低于920mbar，5min内压降不超过50mbar。

9.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中所用树脂为热固性树脂，树脂基体采用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂中的一种或多种。

10.根据权利要求4所述的泡沫夹芯结构碳纤维复合材料箱形件的制备方法，其特征在于：所述注胶方式为从下往上注胶，注胶管路在下，抽气管路在上。