[实用新型]连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备

说明书

本实用新型公开了一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，包括：阳模；与所述阳模对应的阴模，所述阴模具有充满液压介质的液压腔；用以夹紧连续纤维增强热塑性复合材料的夹具；给连续纤维增强热塑性复合材料加热的加热装置；为所述液压腔提供压力的液压装置。

技术领域

本实用新型涉及高分子复合材料加工技术领域，特别涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRT)的预浸料形式主要有纤维预浸料和织物预浸料两种形式。玻璃纤维和碳纤维是制作连续纤维增强热塑性复合材料的主要增强材料，树脂主要采用聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。由于连续纤维增强热塑性复合材料具有较高的强度、刚性、韧性和损伤容限，以及优异的耐高温使用性能，广泛应用于飞机、汽车、体育器械、运输、工业、医疗、船艇等。

连续纤维增强热塑性复合材料的密度低，比强度高，可以应用于安全帽(头盔)、安全鞋头、行李箱等一些壳体结构制件。但是，由于连续纤维增强热塑性复合材料预浸料在常温下属于固态，又加上纤维的延展性差，不像连续纤维增强热固性复合材料预浸料那样在模具中容易铺层，容易制备异形件。

模压法是连续纤维增强热塑性复合材料一种常用的热压成型方法，通常采用金属阴阳模。对于形状复杂的制品，模具加工费高，另外模具料腔设计裕度要准确。而对于安全帽(头盔)、安全鞋头、行李箱等一些壳体结构制件，由于金属阴阳模侧压不高，整体压力不均匀，会导致复合材料在结构发生异形变化时产生褶皱和折痕等，会造成制品受力不均，纤维分布不均，不密实。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，以解决上述问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

连续纤维增强热塑性复合材料的成型设备，其特征在于，包括：

阳模；

与所述阳模对应的阴模，所述阴模具有充满液压介质的液压腔；

用以夹紧连续纤维增强热塑性复合材料的夹具；

给连续纤维增强热塑性复合材料加热的加热装置；

为所述液压腔提供压力的液压装置。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述液压装置包括与所述液压腔连接的管路以及设置在所述管路上的液压马达、阀门和液压系统，所述液压系统还与压力表连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述液压腔面向阳模的一面设置有柔性隔膜。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述柔性隔膜为橡胶、硅胶或弹性体材质，厚度为10-20mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述加热装置为红外灯管加热装置或电阻丝加热装置。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述阳模由金属材质制成。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述液压介质为水或硅油或液压油。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型针对连续纤维增强热塑性复合材料壳体结构制件制备过程中，金属阴阳模侧压不高、压力不均匀等缺点，将金属阴阳模具中的阴模替换成液压腔，液压腔中使用液压介质，液压介质的压力为1-100MPa，通过抵靠金属阳模来压缩复合材料板材，制备特定形状的壳体结构制件。由于液压腔中液压介质静压均匀施加，复合材料在模具中模具高低部位压力均匀，从而减少了定型过程中的褶皱和折痕等。另外，本实用新型设计的成型设备是将热塑性复合材料的预热软化与成型、冷却分开，模具只负责成型、冷却即可，这样不仅增加了模具适应的复合材料种类，还提高了加工效率。