[发明专利]一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法

说明书

本发明提供了一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法，涉及，异型管制备技术领域，芯模为形状记忆材料制成，在芯模上粘贴树脂基复合材料预浸料，制成复合材料预浸料叠层，再放入到辅助刚性模具中，加压，加热固化，冷却后得到固化制品C；将固化制品C升温至温度大于芯模的玻璃化转变点对应的温度，芯模转变为橡胶态，并与固态复合材料剥离，抽出芯模，得到复合材料异型管预制品；对制备的复合材料异型管预制品的表面进行打磨与抛光处理，得到复合材料异型管。本发明提供的一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法，脱模简易，制品表面精度高，适用于金属芯模难以脱模的异形结构，并且形状记忆芯模可以多次使用，生产成本低，适用于各类复杂形状复合材料制品。

技术领域

本发明涉及异型管制备技术领域，具体而言，涉及一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法。

背景技术

现有技术中管材，尤其是复杂管材，在制作时需要使用芯模做为基膜，并在管材成型后脱出芯模，但是现有技术中芯模多为刚性，在管材成型后难以脱除；而如若芯模具有柔性，没有刚性会使得管材成型不均匀。因此，拥有复杂结构的管状复合材料制品成型方法较为复杂，存在复合材料异型管制备过程中芯模不易脱模及传统模具脱模过程对复合材料异型管损伤较大的问题，以及传统复合材料缠绕工艺成本较高的问题，传统方法难以对复杂结构复合材料制品制备过程中的芯模进行脱模。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术中复合材料异型管成型工艺复杂，脱模不方便的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种芯模，用于成型复合材料异型管，所述芯模为形状记忆材料制成，所述芯模的横截面为圆环形，所述芯模包括直管部与弯管部，所述直管部的轴线为直线型，所述弯管部的轴线为“L”型、“C”型或“S”型结构。

本发明的芯模适用于拥有复杂结构的复合材料异型管制品成型方法，且形状记忆材料临时状态拥有一定强度，经过热刺激可以恢复形状；形状记忆芯模恢复形变过程中，芯模直径变小，芯模与复合材料异型管内表面剥离，并且芯模程高弹性，可实现顺利脱模。

可选地，所述直管部的中部向两端的直径逐渐减小。

本发明的另一目的在于提供一种芯模制备方法，用于制备上述任一所述的芯模，包括如下步骤：

S1、形状记忆聚合物材料前处理：调节形状记忆聚合物原液中各个组分的比例，搅拌，得到形状记忆聚合物调制液A；

S2、所述调制液A固化成型：将所述调制液A采用浇筑工艺固化，得到管状固化芯模B，固化芯模B为形状记忆聚合物的初始状态；

S3、固化芯模B由初始状态转变为形变状态：将所述固化芯模B加热，温度超过形状记忆聚合物的玻璃化转变点，形状记忆材料转变为橡胶态，将橡胶态的芯模放置于辅助刚性模具中，充气加压，并在保持压力的状态下降温，温度降到室温后撤去压力，形状记忆聚合物芯模转变为形变状态，得到最终芯模产品。

制备方法简单，能够得到管状芯模，使用形状记忆材料由于拥有一定延展性，加热后，在承受外力下可由原始状态变为复杂形状的工作状态，并可在一定激励后回复原来形状，可作为复杂形状复合材料异型管芯模的一种。

可选地，所述步骤S1中，在调节形状记忆聚合物原液中各个组分的比例时，加入一定量的增强材料，所述增强材料包括碳纳米颗粒、碳纳米管、碳黑、短纤维、聚氨酯类纤维、高弹性纤维或织物的一种或多种组合。

可选地，所述步骤S3中，橡胶态的芯模放置于辅助刚性模具中，合模后充气加压，充气压力在0.2～0.5MPa范围内。

本发明的另一目的在于提供一种复合材料异型管成型方法，其特征在于，使用上述任一所述的芯模进行成型，包括如下步骤：

M1、复合材料成型：在所述芯模上粘贴树脂基复合材料预浸料，制成复合材料预浸料叠层，再放入到辅助刚性模具中，加压，加热固化，冷却后得到固化制品C；