復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，使用比重1.30、扯斷力6MPa、伸長率600%、硬度65°±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉硅橡膠板，高抗撕拉硅橡膠板的整個尺寸要大于復(fù)合材料制件尺寸，硅橡膠板的邊緣直接與模具表面接觸，不需要添加密封膠帶或者密封膠條；打開真空管路，硅橡膠板與模具之間的空氣被迅速抽走，硅橡膠板的邊緣吸在模具上，隨著抽真空的進(jìn)行，硅橡膠板與模具之間的空間達(dá)到真空，達(dá)到對復(fù)合材料制件預(yù)壓實的目的。本發(fā)明無需密封膠帶或膠條，操作簡單，該硅橡膠板可以重復(fù)使用，節(jié)約成本，而且在壓實的過程中可以檢測預(yù)壓實的真空度。對于機翼蒙皮類大型航空制件的預(yù)壓實非常實用，提高工作效率。
【專利說明】復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，屬于復(fù)合材料制備的工藝范疇，主要應(yīng)用于復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維增強樹脂基復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料，具有比強度高、比模量高、耐腐蝕等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于建筑、體育器材、軌道交通、軍事、航空航天等領(lǐng)域。增強纖維的種類主要分為玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維。樹脂基體主要分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂，其中熱固性樹脂的應(yīng)用最為廣泛，主要包括環(huán)氧樹脂、雙馬樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂和氰Ife酷樹脂。
[0003]目前制備纖維增強復(fù)合材料的工藝主要有熱壓罐工藝、RTM工藝、模壓工藝、纏繞工藝、VARI工藝和RIFI工藝。
[0004]軍事和航空航天領(lǐng)域采用較多的是熱壓罐工藝，該工藝的優(yōu)點是制備復(fù)合材料制件的可操作性比較強，復(fù)合材料制件的質(zhì)量比較高，孔隙率比較低；缺點是生產(chǎn)效率低、成本高。該工藝使用的中間材料是預(yù)浸料，它是用樹脂基體在嚴(yán)格控制條件下浸潰連續(xù)纖維和織物，制成樹脂基體與增強體的組合物。將預(yù)浸料按照結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求鋪貼在預(yù)先定制的模具上面，制件的厚度不同，鋪貼的層數(shù)也不相同。在鋪貼過程中，不可避免地造成預(yù)浸料層與層之間存在氣泡，這時需要對整個鋪貼制件進(jìn)行壓實，其目的是排除層與層之間的氣泡，提高制件的質(zhì)量，通常選擇每鋪貼4-6層預(yù)浸料進(jìn)行一次壓實，目前采用的壓實方法是先用密封膠將制件的四周密封，如圖1所示，然后在制件的表面上依次放有脫模布、隔離膜、透氣氈，再用真空袋封起來，抽真空，靠大氣壓進(jìn)行壓實，壓實的真空度要求在-0.85MPa以上，目前采用該預(yù)壓實方法影響生產(chǎn)效率。
[0005]第一，由于密封膠的粘性比較大，且真空袋容易破損，所以進(jìn)行一次預(yù)壓實之后很難重復(fù)使用。第二，通常使用的預(yù)浸料的單層厚度范圍為0.lmm-0.3mm，對于大面積的厚制件而言，鋪貼的層數(shù)比較多，壓實的次數(shù)也很多，這樣就會導(dǎo)致大部分的時間都用在預(yù)壓實上面，每一次預(yù)壓實都需要重新打真空袋，如此很大程度上降低了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種新型的復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，用來替代真空袋預(yù)壓實方法，避免使用無密封膠帶或膠條，真空度達(dá)到-0.85MPa以下，操作簡單且可以重復(fù)使用。該方法適用于制造小曲率的制件，尤其是適用于機翼蒙皮類大型制件。
[0007]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，使用比重1.30、扯斷力6MPa、伸長率600%、硬度65° ±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉娃橡膠板,高抗撕拉娃橡膠板的整個尺寸要大于復(fù)合材料制件尺寸，硅橡膠板的邊緣直接與模具表面接觸，不需要添加密封膠帶或者密封膠條；在硅橡膠板尺寸不足時，進(jìn)行拼接； 在硅橡膠板的兩端分別連接好真空度表和抽真空的管路，連接處保證絕對密封；通過真空度表可以實時監(jiān)測真空度。
[0008]復(fù)合材料制件在模具上鋪貼完畢后，按照輔助材料的擺放要求，依次放好脫模布、有孔隔離膜、透氣氈，再將硅橡膠板放置在透氣氈上面，表面平整，無褶皺，硅橡膠板的尺寸大于透氣氈的尺寸；
打開真空管路，在強大的抽真空速度下，硅橡膠板與模具之間的空氣被迅速抽走，硅橡膠板的邊緣被緊緊地吸在模具上，隨著抽真空的進(jìn)行，硅橡膠板與模具之間的空間達(dá)到真空，從而達(dá)到了對復(fù)合材料制件預(yù)壓實的目的。
[0009]進(jìn)一步地，模具的表面粗糙度不超過Ral.6。抽真空的速度足夠大，短時間內(nèi)硅橡膠板吸緊在模具上面。
[0010]進(jìn)一步地，硅橡膠板采用平面型或曲面型硅橡膠板。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:采用高抗撕拉硅橡膠板，可以完全替代預(yù)壓實用的真空袋，無需密封膠帶或膠條，操作簡單，該硅橡膠板可以重復(fù)使用，節(jié)約成本，而且在壓實的過程中可以檢測預(yù)壓實的真空度。對于機翼蒙皮類大型航空制件的預(yù)壓實非常實用，提高工作效率，可以解決機翼蒙皮類大型航空制件的預(yù)壓實問題，提高生產(chǎn)效率，降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是采用密封真空袋的預(yù)壓實方式。
[0013]圖2是新型預(yù)壓實用硅橡膠板組合，主要應(yīng)用于平面型模具。
[0014]圖3是新型預(yù)壓實用硅橡膠板組合，主要應(yīng)用于曲面型模具。
[0015]圖中:1-模具，2-脫模布一，3-制件，4-脫模布二，5-隔離膜，6-透氣氈，7-密封膠，8-真空接頭，9-真空袋，10-硅橡膠板，11-真空度表，12-真空泵。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用密封真空袋9的預(yù)壓實方式。圖1中，采用的壓實方法是先用密封膠7將制件3的四周密封，在制件3的表面下放脫模布一 2，然后在制件3的表面上依次放有脫模布二 4、隔離膜5、透氣氈6，再用真空袋9封起來，通過真空袋9上的真空接頭8連通真空泵12，進(jìn)行抽真空，靠大氣壓進(jìn)行壓實，壓實的真空度要求在-0.85MPa以上，采用這種預(yù)壓實方法影響生產(chǎn)效率。
[0018]實施例一
在1200mmX2500mm的平面玻璃模具I上面鋪貼6個預(yù)浸料層壓板，尺寸大小為300mmX 300mm,每鋪貼6層預(yù)浸料進(jìn)行一次預(yù)壓實。
[0019]鋪貼完畢后，在層壓板的上面依次放有脫模布、有孔隔離膜5、透氣氈6和制作好的預(yù)壓實用硅橡膠板10，如圖2所示，透氣氈6要完全蓋住隔離膜5，硅橡膠板10要完全蓋住透氣氈6 ；
此時打開真空泵12，輕輕按壓硅橡膠板10的四周，以便更快地排盡內(nèi)部的空氣，從而達(dá)到吸緊的目的，通過真空度表11可以觀察到實際的真空度為-0.97MPa，每次預(yù)壓實的時間持續(xù)15min，鋪貼完畢后對層壓板進(jìn)行固化，對固化后的板材進(jìn)行無損檢測，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，與真空袋9預(yù)壓實結(jié)果一致。
[0020]由此，采用高抗撕拉硅橡膠板10，可以完全替代預(yù)壓實用的真空袋9，無需密封膠7帶或膠條。
[0021]實施例二
與實施例一同樣的做法，在小曲率的曲面上進(jìn)行測試。選取的模具I是表面粗糙度為Ral.6招板,尺寸大小為600mmX 1000mm,然后對其進(jìn)行彎折,兩端彎折的高度為150mm,使其具有一定的曲率，彎折的弧表面平整，在其上面鋪貼400mmX 800mm的預(yù)浸料20層，然后進(jìn)行預(yù)壓實，如圖3所示。對預(yù)壓實后的層壓板進(jìn)行固化，對固化后的板材進(jìn)行無損檢測，結(jié)果同樣沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，與真空袋9預(yù)壓實結(jié)果一致。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，其特征在于: 使用比重1.30、扯斷力6MPa、伸長率600%、硬度65° ±5°、厚度1.0mm的高抗撕拉硅橡膠板，高抗撕拉硅橡膠板的整個尺寸要大于復(fù)合材料制件尺寸，在硅橡膠板尺寸不足時，進(jìn)行拼接； 在硅橡膠板的兩端分別連接好真空度表和抽真空的管路，連接處保證絕對密封； 復(fù)合材料制件在模具上鋪貼完畢后，按照輔助材料的擺放要求，依次放好脫模布、有孔隔離膜、透氣氈，再將硅橡膠板放置在透氣氈上面，表面平整，無褶皺，硅橡膠板的尺寸大于透氣氈的尺寸； 打開真空泵，硅橡膠板與模具之間的空氣被迅速抽走，硅橡膠板的邊緣被緊緊地吸在模具上，隨著抽真空的進(jìn)行，硅橡膠板與模具之間的空間達(dá)到真空，從而達(dá)到了對復(fù)合材料制件預(yù)壓實的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，其特征在于:模具的表面粗糙度不超過Ral.6。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料制備過程中的預(yù)壓實方法，其特征在于:硅橡膠板采用平面型或曲面型硅橡膠板。
【文檔編號】B29C70/34GK104029398SQ201410266853
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】孫永鋒, 梁軍輝, 徐可勝, 吳小元 申請人:江蘇恒神纖維材料有限公司