[发明专利]一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法

权利要求书

1.一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

步骤一：根据所需工字梁的尺寸，计算得出各组件的形状尺寸和厚度数据，根据热塑性复合材料的的特点设计了平板模具；根据C型梁尺寸设计二次成型模具；根据工字梁要求设计了工字梁模具；

步骤二：根据步骤一中所需组件尺寸裁剪预浸料，将预浸料按设计方案铺放在平板模具中，通过加热及加压处理，制造出热塑性复合材料平板；

步骤三：将步骤二得到的平板先放入预热设备中预热，然后转移到C型梁模具中，合模加压，降温冷却后脱模取出C型梁；

所述的C型梁模具合模速度1mm/s，成型压力为3～10MPa，施压时间为2～5分钟；

步骤四：将步骤二和步骤三中得到的平板和C型梁装入工字梁模具，采用熔融粘接工艺，加热熔融，施加压力，使各部分充分粘接，降温冷却后脱模得到工字梁；

所述的预浸料为高性能热塑性树脂基连续纤维增强复合材料，连续纤维为玻璃纤维或碳纤维，高性能热塑性树脂为聚醚醚酮或聚苯硫醚；

若高性能热塑性树脂为于聚醚醚酮树脂，则步骤二中平板成型温度为360～390℃，若高性能热塑性树脂为聚苯硫醚树脂，则步骤二中平板成型温度为290～320℃；

若高性能热塑性树脂为聚醚醚酮树脂，则步骤三中预热温度为370～400℃，模具温度为150～200℃；若高性能热塑性树脂为聚苯硫醚树脂，则步骤三中预热温度为300～340℃，模具温度为130～180℃；

步骤四中，若高性能热塑性树脂为聚醚醚酮树脂，则加热熔融温度为360～390℃，若高性能热塑性树脂为聚苯硫醚树脂，则加热熔融温度为290～320℃；

若高性能热塑性树脂为聚醚醚酮树脂，则降温到低于140℃后脱模，若高性能热塑性树脂为聚苯硫醚树脂，则降温到低于90℃后脱模；

工字梁模具为组合模具，组合模具包括下撑块(1)、外夹块(2)、内夹块(3)和上压块(4)；

所述的下撑块(1)和上压块(4)均为“U”形结构；外夹块(2)是由两个结构相同的斜块组成；每个斜块一侧上下两端面均向外延伸形成凸起；内夹块(3)是由两个结构相同的块体组成；每个块体的上端面分别向外延伸形成“L”结构；下端面分别向外延伸形成凸起；

外夹块(2)和内夹块(3)均置于下撑块(1)的“U”形结构内，且外夹块(2)的两个斜块设有凸起的一侧均朝外放置；外夹块(2)的两个斜块之间设置有内夹块(3)，内夹块(3)的两个块体设置有“L”结构和凸起的一侧均朝外设置；工字梁(5)置于内夹块(3)的两个块体之间；

上压块(4)的“U”形结构底部内壁上设置分别设置有凸台一(6)和两个凸台二(7)；凸台一(6)置于中间区域，两个凸台二(7)分别设置于上压块(4)的“U”形结构底部两侧；

上压块(4)开口朝下设置，并置于外夹块(2)和内夹块(3)上；其中，外夹块(2)两个斜块的上端面分别与凸台二(7)上端面接触；内夹块(3)的“L”结构上端分别置于凸台一(6)与凸台二(7)之间。

2.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于步骤三所述平板预热方式为红外加热、电加热或热风加热。

3.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于所述的预浸料非单向铺层。

4.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于平板模具中框采用多块拼装组合；C型梁模具阳模在下阴模在上；工字梁模具为多块拼装。

5.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于步骤二中平板成型压力为1～5MPa，施压时间为25～35分钟，然后保压降温。

6.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于步骤四施加压力为0.5～1.5MPa，降温过程中保持压力。

7.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性复合材料工字梁熔融粘接成型方法，其特征在于所述的平板模具、工字梁模具和C型梁模具均设计限位。