[发明专利]一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法

说明书

本发明公开了一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法，包括如下步骤：S1：成型硅胶底模；S2：在硅胶底模型腔内铺设连续纤维层；S3：在真空低温条件下用树脂浸润连续纤维层；S4：高温热压固化成型汽车零件。采用本申请的连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法，节约了生产成本以及保证了成型质量。

技术领域

本发明涉及连续纤维增强型塑料成型技术领域，具体涉及一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法。

背景技术

相比纤维束不连续的短纤、长纤增强树脂，连续纤维增强热固性树脂比强度、比模量更高，在汽车上使用，能大大降低整车重量，因此被广泛应用于汽车零件领域。

汽车零件为大批量生产品，常规的连续纤维增强树脂的生产工艺节奏较慢，不能满足汽车量产的需求。目前，连续纤维增强热固性树脂零件快速成型工艺有高压树脂传递模塑工艺(HPRTM)和湿法模压工艺(WCM)，HPRTM为高温合模树脂灌注工艺，由于树脂快速固化，要求较高的树脂注入压力以确保树脂凝胶前充分浸润纤维层，同时为避免高压树脂注入时冲散纤维层，需要采用热溶粘接树脂对纤维层进行预固定，这些均需要专门设备和模具，成本较高。WCM为高温开模浇淋树脂，再合模固化，在成型零件时，未制作真空，成型后的零件表面和内部均有小的气泡，外观和性能均不理想。同时这两种传统快速成型工艺，由于要求树脂快速浸润纤维层，对树脂的黏度和浸润性要求均较苛刻。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法，以便节约生产成本以及保证成型质量。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种连续纤维增强型塑料汽车零件的快速成型方法，包括如下步骤：

S1：成型硅胶底模：采用硅胶树脂热固成型工艺成型硅胶底模；

S2：在硅胶底模型腔内铺设连续纤维层：将硅胶底模型腔的表面擦拭干净，打上脱模剂，将连续纤维层紧密贴合在硅胶底模型腔内；

S3：在真空低温条件下用树脂浸润连续纤维层：在连续纤维层表面铺设覆盖层，覆盖层边缘通过密封胶与硅胶底模型腔边缘密封连接，通过树脂灌注设备往连续纤维层灌注树脂的同时，采用抽真空设备对覆盖层与连续纤维层之间抽真空，待树脂完全浸润连续纤维层后，关闭树脂灌注设备和抽真空设备，并将覆盖层从连续纤维层上剥离；

S4：高温热压固化成型汽车零件：包括如下步骤，

S41：将钢模型腔的表面擦拭干净，打上脱模剂，加热使得钢模温度比树脂快速固化的温度高10-15℃；

S42：将S3制备的被树脂浸润的连续纤维层和下面的硅胶底模一起转移至钢模的下模型腔中，在压强为5～20MPa的条件下热压固化2-20min；

S43：树脂固化后，开模取件。

进一步，步骤S3中，所述覆盖层包括自下而上依次叠置的剥离层、高渗透材料层和真空袋，所述真空袋边缘通过密封胶与硅胶底模型腔边缘密封连接；所述树脂灌注设备通过树脂导入管与连续纤维层连通；所述抽真空设备通过抽气管与真空袋连通。

进一步，在抽气管与真空袋的连接处设置有一个顶部开口的橡胶容器，所述橡胶容器处于真空袋与高渗透材料层之间，橡胶容器的侧壁开设有与抽气管连通的抽气孔。

进一步，所述橡胶容器的顶部侧壁为锯齿状结构或波纹状结构。

进一步，所述硅胶底模的厚度为5-10mm。

进一步，步骤S3中，灌注树脂时，树脂的温度为30-60℃。

进一步，步骤S4中，高温热压固化的温度为120～200℃。

进一步，树脂的黏度为100-400cP。

本发明的有益效果：