[发明专利]一种大型复合材料加筋薄壁支架结构的注塑工艺加工方法

说明书

本发明提供一种大型复合材料加筋薄壁支架结构的注塑工艺加工方法。本发明方法，包括如下步骤：注塑机对原材料加热，使其变成熔融态；模具在高压作用下合模，注塑机将熔融的物料喷射进浇注系统，其中，合模的同时冷却系统一直处于工作状态；注塑机喷射动作完成后，模具保压一段时间后开模；顶出系统顶出工件。本发明采用的是一种在热塑性材料处于粘流态直接进行模具注塑成型的工艺，产品性能要求与金属制件相当，生产能耗降低，生产操作环境优越，可以实现短时间内大批量生产，而且生产成本极大降低。

技术领域

本发明涉及薄壁铸件技术领域，尤其涉及一种大型复合材料加筋薄壁支 架结构的注塑工艺加工方法。

背景技术

大型复合材料加筋薄壁支架结构适用于承受高频振动等复杂载荷情况的 航空、航天和特种车辆等大型装备。采用短纤维增韧热塑性复合材料替代了 传统铝合金、镁合金和钛合金等金属材料，在保证高强度的同时极大地减轻 了重量，同时大幅度降低了制造成本。

公开号为CN111203514A的《一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法》 公开了一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法，其通过在模料表面上涂料 和撒砂，模料表面各处都要均匀涂上耐火涂料，并且根据熔模的结构特点在 耐火涂料筒中转动或上下移动，防止熔模上的凹角、沟槽和小孔集存气泡， 同时撒砂是为了增强型壳和耐火涂料，防止涂层干燥时由于凝胶收缩而产生 穿透型裂纹，采用压力结晶的方法，使得熔融金属在压力下凝固，保证液态 金属能更好的充填型腔，复制型腔的形状，提高铸件的精密度，防止气孔、 浇铸不足的缺陷，同时还能够增加铸件的致密度，使得型壳整体的稳定性变 得更好，在蜡料制成模料加热脱模后，可以对其进行回收循环利用，从而避 免原料的浪费，降低了使用成本。其利用传统意义上铸造方法生产薄壁金属 制件，生产成本非常高，生产过程能耗消耗也高，生产环境恶劣，而且污染 非常严重。对于形状复杂的零件还需做补料处理，后期再对产品进行机械加 工。

目前，对于采用铸造方法生产大型薄壁制件主要存在以下问题：一是金 属流动性差，在铸造充填过程中由于温度下降太快会形成背部收缩孔洞，形 成裂纹源，影响产品的使用性能；二是生产环境极度恶劣，容易给工人师傅 造成职业病，比如：活动性肺结核病、慢性阻塞性肺病、慢性间质性肺病、 伴肺功能损害的疾病等；三是生产过程能耗较高，对环境污染严重；四是生 产过程中的模具加工、维护、运营、质量控制、人工成本都很高，从而制造 一个产品的综合成本极高。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种大型复合材料加筋薄壁支架结构 的注塑工艺加工方法。本发明采用的技术手段如下：

一种大型复合材料加筋薄壁支架结构的注塑工艺加工方法，包括如下步 骤：

注塑机对原材料加热，使其变成熔融态；

模具在高压作用下合模，注塑机将熔融的物料喷射进浇注系统，其中， 合模的同时冷却系统一直处于工作状态；

注塑机喷射动作完成后，模具保压一段时间后开模；

顶出系统顶出工件。

进一步地，所述原材料由热塑性材料和20％的短切碳纤维复合而成。

进一步地，所述热塑性材料包括聚乙烯，超高分子量聚乙烯，聚丙烯， 聚苯乙烯，ABS树脂，聚酰胺PA6，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯醚，聚碳酸酯， 聚醚砜，聚酰亚胺，聚苯醚，聚醚醚酮。

进一步地，所述短切碳纤维包括碳纤维T800HB,碳纤维T700,碳纤维 T300，凯夫拉纤维，玻璃纤维E，玻璃纤维S，玻璃纤维C，玻璃纤维A。

本发明采用的是一种在热塑性材料处于粘流态直接进行模具注塑成型的 工艺，产品性能要求与金属制件相当，生产能耗降低，生产操作环境优越， 可以实现短时间内大批量生产，而且生产成本极大降低。

具体地，本发明具有如下优点：