[发明专利]使用低能量固化制造复合制品的方法

说明书

本文提供了制造复合制品，例如电机壳体的方法。该方法可包括将树脂‑纤维材料施加到成形表面以形成中间制品。树脂‑纤维材料包括未固化树脂组合物和纤维基材材料。该方法还包括凝固存在于中间制品中的未固化树脂组合物以形成复合制品。凝固可通过向中间制品施加热以引发放热反应来完成，所述放热反应包括未固化树脂组合物的聚合、交联或两者。在引发放热反应之后，可以停止从热源施加热量，但是在没有来自热源的热的情况下，剩余未固化树脂组合物的聚合、交联或两者可以穿过树脂‑纤维材料的厚度在径向、周向或轴向中的一个或多个方向上继续以形成复合制品。

技术领域

本发明涉及使用低能量固化制造复合制品的方法。

背景技术

本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

复合制品可通过使用纤维基材材料，例如碳纤维形成，所述纤维基材材料还包含树脂材料。包含树脂材料的纤维基材材料可以被施加到心轴或其它成形表面以形成符合成品复合制品的期望几何形状的复合材料或叠层（layup）。复合材料可以包括一个或多个层，其中每个层可以由包含树脂材料的纤维基材材料的接触和/或重叠条带形成。在将纤维基材材料施加到心轴或其它成形表面之后，可以固化或凝固树脂，从而在复合材料中将单个或多个层结合在一起。

通常有两种将树脂并入纤维基材材料中的方法：1)湿卷绕/叠层或2)预浸渍(称为“预浸料”)。对于湿卷绕，将干纤维在使用树脂时通常通过浸入浴中而用树脂“润湿”，然后可以将用树脂润湿的纤维施加或卷绕到心轴或其它成形表面。第二种方法，预浸料包括预先将树脂润湿到纤维基材材料中，这通常包括部分固化树脂的步骤，使得树脂具有粘性稠度(例如，至B-阶段部分固化状态)，然后卷绕基于纤维的基材材料或将其储存以备以后使用。无论将树脂并入纤维基材材料中的方法如何，都需要固化过程来凝固树脂材料以形成复合制品。固化通常包括将具有施加的纤维基材材料和树脂的心轴或其它成形表面放置在烘箱中一段时间，例如，取决于固化温度，为30分钟至2小时。然而，这样的固化时间和过程需要高能量和昂贵的设备。因此，需要能够以较低能量固化实现的用于生产复合制品的方法。

发明内容

本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

本公开涉及以较低能量固化制造复合制品的方法。

在各种方面中，本公开提供了制造复合制品的方法。该方法包括将树脂-纤维材料施加到成形表面以形成中间制品。树脂-纤维材料包括未固化树脂组合物和纤维基材材料。该方法还包括凝固存在于中间制品中的未固化树脂组合物以形成包括凝固树脂组合物和纤维基材材料的复合制品。凝固包括将来自热源的热施加到中间制品的第一外表面、成形表面或两者以引发放热反应，所述放热反应包括未固化树脂组合物的聚合、交联或两者。凝固还包括在引发放热反应之后停止从热源施加热，其中在不存在来自热源的热的情况下，剩余未固化树脂组合物的聚合、交联或两者穿过树脂-纤维前体材料的厚度在径向方向、周向方向、轴向方向或其组合上继续，以形成复合制品。

在各种方面中，将热从热源施加到中间制品的成形表面，并且在与中间制品的成形表面相邻的未固化树脂组合物中引发放热反应。在停止从热源施加热之后，剩余未固化树脂组合物的聚合、交联或两者穿过树脂-纤维材料的厚度朝向中间制品的第一外表面在向外的径向方向、周向方向、轴向方向或其组合上继续。

在各种方面中，将热从热源施加到中间制品的第一外表面，并且在与中间制品的第一外表面相邻的未固化树脂组合物中引发放热反应。在停止从热源施加热之后，剩余未固化树脂组合物的聚合、交联或两者穿过树脂-纤维材料的厚度朝向中间制品的成形表面在向内的径向方向、周向方向、轴向方向或其组合上继续。

在各种方面中，热源选自加热线圈、加热棒、加热毯、加热丝、加热灯、加热空气、紫外线源、烘箱或其组合。

在各种方面中，成形表面具有圆柱形形状，并且树脂-纤维材料围绕成形表面周向施加。成形表面包含金属材料。