复合材料管状结构产品的制作方法
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复合材料管状结构产品的制作方法
来源:德州盛邦体育产业集团有限公司
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简介: 本发明涉及复合材料制作技术领域,公开了一种复合材料管状结构产品的制作方法,该方法包括:通过创新的错台铺层设计和热压罐、真空袋压预浸料成型工艺,有效解决了传统钣金焊接工艺中存在的热变形和重量大的问题,以及复合材料粘接工艺中接缝处强度不足、整体强度较差的技术缺陷。同时,本工艺过程简单高效,成本较低,最终产品具有良好的表面光洁度和美观性。
权利要求

1.一种复合材料管状结构产品的制作方法,包括上、下模金属模具,其特征在于,还包括以下步骤:

将所述上、下模金属模具表面使用脱模剂进行涂层处理;

分别将预浸料铺贴在上模和下模上;

在金属模具铺贴过程中预浸料进行错台铺层,所述错台铺层将预浸料从模具边缘向内延伸一定距离后停止,使得上下模合模后预浸料在接缝处能够互相交错重叠;

错台铺层铺层结束后,上下模合模,两侧错台铺层预留的位置互相交错,使用压板从模具内部向内表面压平;

根据真空袋压工艺将合模完成后模具进行真空袋封装处理,以打包产品;

将打包后的产品,放入热压罐或者烘箱中,高温固化成型;

将产品固化成型后,将模具表面和产品内表面的真空袋膜和脱模布去除,并将产品表面打磨合模缝,以得到复合材料管状结构成品。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,包括外部金属模具和内部金属芯模,其特征在于,还包括另一种产品制作步骤,具体如下:

对外部金属模具和内部金属芯模进行涂抹脱模剂处理;

所述脱模剂处理包含使用硅基脱模剂或蜡基脱模剂涂抹2-3层,每层之间待3-5分钟;

在内部芯模表面铺贴预浸料;

将内部芯模放入外部模具中,合模;

通过真空袋压工艺对整个合模模具进行真空袋封装;

对真空袋进行真空抽气处理,并检查真空度;

将真空处理后的合模模具放入烘箱或热压罐中进行固化;

固化完成后,拆除真空袋,打开合模模具,取出芯模和产品;

根据芯模的设计,进行分段拆除脱模操作;

最后对产品进行后处理,以得到复合材料管状结构成品。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述预浸料为碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或芳纶纤维预浸料中的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述错台铺层的高度为产品壁厚的1.5-2倍,错台铺层的长度为产品壁厚的5-10倍。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述高温固化成型的温度为120-180℃,固化时间为2-4小时,升温速率和降温速率均控制在2-3℃/分钟。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述真空袋压工艺中的真空压力为0.7-1.0MPa。

7.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述预浸料的铺贴方式包括:0°和90°交替铺贴;0°、45°和90°复合角度铺贴。

8.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述预浸料分段铺贴,相邻片段之间保持50-100mm的重叠区域。

9.根据权利要求1所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述压板采用金属材料或复合材料制成,其表面涂抹脱模剂。

10.根据权利要求2所述的一种复合材料管状结构产品的制作方法,其特征在于,所述真空袋压工艺包括在模具外表面铺一层脱模布,在脱模布上铺一层透气毡,放置真空阀,用真空袋膜包裹整个模具,并用密封胶条在模具边缘进行密封。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及复合材料制作技术领域,更具体地说,它涉及一种复合材料管状结构产品的制作方法。

背景技术

[0002]目前复合材料行业正在高速发展,复合材料以低密度,高强度的特性,正在逐步替代原有的钣金件或其他结构材料,然而一些异形件的制作,目前复合材料尚未有一个比较好的方法。传统的异形件制造工艺主要采用钣金焊接成型和复合材料分体粘接两种技术方案,一种是将异形件制作视作由模具成型;另一种是简单组合构成的制造体系;前者基于金属材料延展特性通过焊接实现结构整合,后者依托复合材料分模制备通过胶接完成整体组装。这些方法大多基于现有的基础成型和接合技术,难以应对现代制造业对轻量化、高强度异形件日益提升的工艺要求。

[0003]因此,如何能够在传统钣金焊接和复合材料粘接工艺不完全可靠的情况下,既保证结构完整性又实现异形件的轻质高强度制造且不会产生手糊造成不美观得情况成为亟待解决的问题。

发明内容

[0004]本发明提供一种复合材料管状结构产品的制作方法,解决现有技术中能够在传统钣金焊接和复合材料粘接工艺不完全可靠的情况下,既保证结构完整性又实现异形件的轻质高强度制造且不会产生手糊造成不美观得情况的技术问题。

[0005]本发明提供了一种复合材料管状结构产品的制作方法,包括上、下模金属模具,还包括以下步骤:

[0006]将所述上、下模金属模具表面使用脱模剂进行涂层处理;

[0007]分别将预浸料铺贴在上模和下模上;

[0008]在金属模具铺贴过程中预浸料进行错台铺层,所述错台铺层将预浸料从模具边缘向内延伸一定距离后停止,使得上下模合模后预浸料在接缝处能够互相交错重叠;

[0009]错台铺层铺层结束后,上下模合模,两侧错台铺层预留的位置互相交错,使用压板从模具内部向内表面压平;

[0010]根据真空袋压工艺将合模完成后模具进行真空袋封装处理,以打包产品;

[0011]将打包后的产品,放入热压罐或者烘箱中,高温固化成型;

[0012]将产品固化成型后,将模具表面和产品内表面的真空袋膜和脱模布去除,并将产品表面打磨合模缝,以得到复合材料管状结构成品。

[0013]进一步地,包括外部金属模具和内部金属芯模,还包括另一种产品制作步骤,具体如下:

[0014]对外部金属模具和内部金属芯模进行涂抹脱模剂处理;

[0015]所述脱模剂处理包含使用硅基脱模剂或蜡基脱模剂涂抹2-3层,每层之间待3-5分钟;

[0016]在内部芯模表面铺贴预浸料;

[0017]将内部芯模放入外部模具中,合模;

[0018]通过真空袋压工艺对整个合模模具进行真空袋封装;

[0019]对真空袋进行真空抽气处理,并检查真空度;

[0020]将真空处理后的合模模具放入烘箱或热压罐中进行固化;

[0021]固化完成后,拆除真空袋,打开合模模具,取出芯模和产品;

[0022]根据芯模的设计,进行分段拆除脱模操作;

[0023]最后对产品进行后处理,以得到复合材料管状结构成品。

[0024]进一步地,所述预浸料为碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或芳纶纤维预浸料中的一种或几种组合。

[0025]进一步地,所述错台铺层的高度为产品壁厚的1.5-2倍,错台铺层的长度为产品壁厚的5-10倍。

[0026]进一步地,所述高温固化成型的温度为120-180℃,固化时间为2-4小时,升温速率和降温速率均控制在2-3℃/分钟。

[0027]进一步地,所述真空袋压工艺中的真空压力为0.7-1.0MPa。

[0028]进一步地,所述预浸料的铺贴方式包括:0°和90°交替铺贴;0°、45°和90°复合角度铺贴。

[0029]进一步地,所述预浸料分段铺贴,相邻片段之间保持50-100mm的重叠区域。

[0030]进一步地,所述压板采用金属材料或复合材料制成,其表面涂抹脱模剂。

[0031]进一步地,所述真空袋压工艺包括在模具外表面铺一层脱模布,在脱模布上铺一层透气毡,放置真空阀,用真空袋膜包裹整个模具,并用密封胶条在模具边缘进行密封。

[0032]本发明的有益效果在于:本发明通过创新的错台铺层设计和热压罐、真空袋压预浸料成型工艺,有效解决了传统钣金焊接工艺中存在的热变形和重量大的问题,以及复合材料粘接工艺中接缝处强度不足、整体强度较差的技术缺陷。同时,本工艺过程简单高效,成本较低,最终产品具有良好的表面光洁度和美观性。

附图说明

[0033]图1为本发明实施例提供的金属模具上下模示意图;

[0034]图2为本发明实施例提供的上下模立体示意图;

[0035]图3为本发明实施例提供的预浸料错台铺层的示意图;

[0036]图4为本发明实施例提供的预浸料铺层和错台的示意图;

[0037]图5为本发明实施例提供的上下模合模后错台互相交错的示意图;

[0038]图6为本发明实施例提供的表面铺脱模布和整体包真空袋膜的示意图;

[0039]图7为本发明实施例提供的最终产品成型的示意图。

具体实施方式

[0040]现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解,讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题,可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下,对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要,省略、替代或者添加各种过程或组件。另外,一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

[0041]本发明的至少一个实施例中公开了一种复合材料管状结构产品的制作方法,包括上、下模金属模具,还包括以下步骤:

[0042]如图1所示,将所述上、下模金属模具表面使用脱模剂进行涂层处理;

[0043]分别将预浸料铺贴在上模和下模上;

[0044]在金属模具铺贴过程中预浸料进行错台铺层,所述错台铺层将预浸料从模具边缘向内延伸一定距离后停止,使得上下模合模后预浸料在接缝处能够互相交错重叠;

[0045]错台铺层铺层结束后,上下模合模,两侧错台铺层预留的位置互相交错,使用压板从模具内部向内表面压平;

[0046]根据真空袋压工艺将合模完成后模具进行真空袋封装处理,以打包产品;

[0047]将打包后的产品,放入热压罐或者烘箱中,高温固化成型;

[0048]将产品固化成型后,将模具表面和产品内表面的真空袋膜和脱模布去除,并将产品表面打磨合模缝,以得到复合材料管状结构成品。

[0049]本发明另一优选实施例,包括外部金属模具和内部金属芯模,还包括另一种产品制作步骤,具体如下:

[0050]对外部金属模具和内部金属芯模进行涂抹脱模剂处理;

[0051]所述脱模剂处理包含使用硅基脱模剂或蜡基脱模剂涂抹2-3层,每层之间待3-5分钟;

[0052]在内部芯模表面铺贴预浸料;

[0053]将内部芯模放入外部模具中,合模;

[0054]通过真空袋压工艺对整个合模模具进行真空袋封装;

[0055]对真空袋进行真空抽气处理,并检查真空度;

[0056]将真空处理后的合模模具放入烘箱或热压罐中进行固化;

[0057]固化完成后,拆除真空袋,打开合模模具,取出芯模和产品;

[0058]根据芯模的设计,进行分段拆除脱模操作;

[0059]最后对产品进行后处理,以得到复合材料管状结构成品;

[0060]对产品进行后处理,包括:

[0061](1)去除产品表面多余的树脂和毛刺;

[0062](2)使用400-600目细砂纸对合模缝进行打磨;

[0063](3)对产品表面进行清洁和检查;

[0064](4)根据需要进行表面处理,如喷漆、打蜡;

[0065](5)对产品尺寸和外观进行最终检验。

[0066]具体来说,根据上述操作方法进行多项实验验证:

[0067](1)错台高度和长度优化实验:

[0068]实验条件:壁厚3mm的管状结构试样,长度200mm;使用T300级碳纤维预浸料,树脂含量40±2%。

[0069]错台参数设置:

[0070]高度组:3mm、4.5mm、6mm、7.5mm(1-2.5倍壁厚);

[0071]长度组:15mm、21mm、27mm、33mm(5-11倍壁厚)。

[0072]测试方法:剪切强度:按GB/T 7124标准;剥离强度:按ASTM D1781标准。

[0073]错台高度分别设置为3mm、4.5mm、6mm、7.5mm(1-2.5倍壁厚);

[0074]错台长度分别设置为15mm、21mm、27mm、33mm(5-11倍壁厚);

[0075]测试结果,如表1和表2所示:

[0076]表1:高度组数据(剪切强度MPa):

[0077]

错台高度3mm4.5mm6mm7.5mm平均值42565851标准差±2.1±1.8±1.9±2.3

[0078]表2:长度组数据(剥离强度N/mm):

[0079]

错台长度15mm21mm27mm33mm平均值7.88.58.47.6标准差±0.3±0.2±0.3±0.4

[0080]测试结果显示:

[0081]错台高度1.5-2倍壁厚(4.5-6mm)时接缝剪切强度较高,达到56-58MPa;

[0082]错台长度5-10倍壁厚(15-30mm)时接缝剥离强度较佳,达到8.4-8.5N/mm。

[0083](2)固化工艺参数优化实验:

[0084]试样规格:100mm×100mm平板,16层铺层;

[0085]参数设置:

[0086]温度组:100℃、120℃、180℃、200℃;

[0087]时间组:1h、2h、3h、4h、5h;

[0088]升降温速率组:1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4℃/min。

[0089]关键结果数据,如表3所示:

[0090]表3:温度影响(2h固化):

[0091]

温度(℃)固化度(%)ILSS(MPa)Tg(℃)10098.26512812099.36814218099.56914520099.167140

[0092]固化温度范围测试:100℃-200℃;

[0093]固化时间范围测试:1-5小时,间隔1小时;

[0094]升降温速率测试:1-4℃/分钟,间隔0.5℃/分钟;

[0095]测试结果显示:120-180℃温度范围内树脂固化度>98%;2-4小时固化时间可保证完全固化;2-3℃/分钟的升降温速率可避免热应力开裂;

[0096](3)真空压力优化实验:

[0097]标准管状结构试样,内径50mm,壁厚3mm;T300/环氧预浸料,0°-90°铺层;

[0098]测试压力:0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0MPa

[0099]测试结果,如表4所示:

[0100]表4:真空压力影响结果

[0101]

压力(MPa)空隙率(%)纤维体积分数(%)弯曲强度(MPa)0.52.856.57800.70.959.88650.90.860.28701.00.760.5868

[0102]测试结果显示:

[0103]0.7-1.0MPa压力范围内层间结合最佳;空隙率控制在1%以下;

[0104]纤维体积分数达到60±2%。

[0105](4)铺层方式优化实验:

[0106]管状结构试样,内径50mm,壁厚3mm;使用相同材料体系和工艺参数;

[0107]每种铺层方式5个试样;

[0108]铺层方案性能对比表:

[0109]

[0110]

[0111]重叠区域:30、50、70、90、110mm

[0112]测试项目:轴向压缩强度;环向抗压强度;扭转强度。综合性能测试结果:

[0113][0°、±45°和90°]铺层、70mm重叠区域最优:

[0114]轴向压缩强度:685MPa;

[0115]环向抗压强度:175MPa;

[0116]扭转强度:168MPa。

[0117](5)脱模剂涂抹工艺实验:

[0118]标准金属模具表面;

[0119]硅基脱模剂和蜡基脱模剂对比;

[0120]环境温度23±2℃,相对湿度50±5%。

[0121]脱模剂性能对比表:

[0122]

[0123]

[0124]涂抹层数:1-5层;

[0125]层间待时间:1-10分钟;

[0126]评价指标:脱模难易度(1-5分制);

[0127]产品表面质量;脱模剂残留情况;最优工艺参数。

[0128]硅基脱模剂:3层层间待4分钟;

[0129]蜡基脱模剂:2层层间待5分钟。

[0130]所有实验均在标准实验室条件下(23±2℃,50±5%RH)进行,每组参数重复测试3次以上,数据经统计分析处理,变异系数均控制在5%以内。通过以上系统的实验验证,为工艺参数的选择提供了可靠的科学依据。

[0131]实施例1

[0132]准备金属模具上下模,其中上模和下模的内部形状分别对应产品的外部和内部形状。模具材料可选用合金、钢材或其他适合真空袋压工艺的金属材料。模具表面应光滑无损伤,确保产品表面质量。

[0133]对模具表面进行脱模剂处理。具体地,使用专用脱模剂均匀涂抹在上模和下模的内表面上,确保脱模剂完全覆盖模具表面,待脱模剂干燥。脱模剂可选用硅基脱模剂或蜡基脱模剂,涂抹2-3层,每层之间待3-5分钟,确保脱模效果良好。

[0134]如图3和图4所示,分别使用预浸料铺贴在上模和下模上。在本实施例中,预浸料可以是碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或芳纶纤维预浸料,优选采用碳纤维预浸料。根据产品的设计要求,可以选择单向纤维预浸料或者多向编织的预浸料。预浸料的铺贴方式可以根据产品的受力情况进行设计,可以采用0°和90°交替铺贴;也可以采用0°、45°和90°复合角度铺贴。

[0135]在模具铺贴过程中预浸料应错台进行铺层。错台铺层是本发明的关键步骤,具体铺层交错的高度为产品壁厚的1.5-2倍,错台的长度为产品壁厚的5-10倍。例如,当产品壁厚为3mm,则错台高度为4.5-6mm,错台长度为15-30mm。

[0136]在本实施例中,使用环氧树脂基碳纤维预浸料,树脂含量为38±2%,面密度为200g/m2,铺层厚度为0.2mm/层。

[0137]如图5所示,铺层结束后,上下模合模,两侧错台铺层预留的位置互相交错,使用压板从模具内部将内表面压平。压板可以使用金属材料或复合材料制成,其表面应涂抹脱模剂,以防止与预浸料粘连

[0138]如图6所示,合模完成后,按真空袋压工艺的操作流程,表面铺脱模布和整体包真空袋膜。具体步骤包括:

[0139]在模具外表面铺一层脱模布,脱模布应覆盖整个模具表面;

[0140]在脱模布上铺一层透气毡,用于辅助抽真空;

[0141]放置真空阀,确保真空阀与透气毡良好接触;

[0142]用真空袋膜包裹整个模具,并用密封胶条在模具边缘进行密封;

[0143]连接真空阀与真空泵,开始抽真空,真空压力应达到0.7-1.0MPa;

[0144]检查真空系统的密封性,确保无漏气现象。

[0145]如图2和图3所示,在模具铺贴过程中预浸料应错台进行铺层。错台铺层是本发明的关键步骤,具体铺层交错的高度根据制品的厚度、铺层数量和大小进行设计。在本实施例中,错台的高度一般为产品壁厚的1.5-2倍,错台的长度为产品壁厚的5-10倍。例如,如果产品壁厚为3mm,则错台高度为4.5-6mm,错台长度为15-30mm。

[0146]将打包后的产品,放入热压罐或者烘箱中,高温固化成型。固化温度控制在120-180℃,固化时间为2-4小时,升温速率和降温速率均控制在2-3℃/分钟。

[0147]错台铺层的具体方法为:

[0148]在上模内表面铺贴预浸料时,从上模边缘向内延伸一定距离(即错台长度)后停止;

[0149]在下模内表面铺贴预浸料时,同样从下模边缘向内延伸一定距离后停止;

[0150]错台铺层的位置应与上下模合模后的接缝处对应。

[0151]固化完成后,将模具表面和产品内表面的真空袋膜和脱模布去除,产品表面打磨合模缝。

[0152]这种错台铺层方式确保在合模后,上模和下模上的预浸料在接缝处能够互相交错重叠,从而形成连续的纤维结构,提高产品接缝处的强度。

[0153]实施例2

[0154]本实施例的预浸料的选择和铺贴方式:

[0155]压板可以使用金属材料或复合材料制成,其表面应涂抹脱模剂,以防止与预浸料粘连。在合模过程中,可通过定位销或定位工装确保上下模具的精确对位。

[0156]如图6所示,合模完成后,按真空袋压工艺的操作流程,表面铺脱模布和整体包真空袋膜。脱模布可以选用尼龙材质或聚酯材质,真空袋膜应选用耐高温的材料,如尼龙膜。在包装时,需要确保真空袋与模具之间完全密封,可以使用密封胶条进行密封。此外,需要在真空袋上安装真空阀,用于后续抽真空操作。

[0157]预浸料的选择可以是:碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料、或者是上述几种预浸料的组合。

[0158]真空袋压工艺的具体步骤为:

[0159]在模具外表面铺一层脱模布,脱模布应覆盖整个模具表面;

[0160]在脱模布上铺一层透气毡,用于辅助抽真空;

[0161]放置真空阀,确保真空阀与透气毡良好接触;

[0162]用真空袋膜包裹整个模具,并用密封胶条在模具边缘进行密封;

[0163]连接真空阀与真空泵,开始抽真空,抽真空压力应达到0.095MPa以上;

[0164]检查真空系统的密封性,确保无漏气现象。

[0165]将打包后的产品,放入热压罐或者烘箱中,高温固化成型。对于碳纤维预浸料,固化温度一般为120-180℃,固化时间为2-4小时,具体的固化温度和时间应根据所使用的预浸料树脂体系的要求进行设定。在固化过程中,需要保持真空状态,压力一般为0.7-1.0MPa。

[0166]本实施例针对大型复合材料管状结构产品的制作方法,采用分段铺贴的方式:

[0167]将预浸料切割成适当大小的片段,每个片段长度不超过1米;

[0168]在模具上分段铺贴预浸料,相邻片段之间保持50-100mm的重叠区域;

[0169]在重叠区域,采用交错铺贴的方式,确保纤维连续性。

[0170]固化工艺参数的控制对产品质量至关重要,应注意以下几点:

[0171]升温速率应控制在2-3℃/分钟,以避免树脂固化过快导致产品内部产生气泡;

[0172]固化温度应根据预浸料的技术要求进行设定,过高或过低的温度都会影响产品性能;

[0173]固化时间应充分,确保树脂完全固化;

[0174]降温速率也应控制在2-3℃/分钟,以避免产品因热应力产生变形或开裂。

[0175]固化完成后,将模具表面和产品内表面的真空袋膜和脱模布去除,产品表面打磨合模缝。打磨时应注意不要损伤到产品表面,可以使用细砂纸进行打磨。

[0176]产品脱模和后处理的步骤为:

[0177]待模具冷却至室温后,拆除真空袋系统;

[0178]小心地将产品从模具中取出;

[0179]去除产品表面多余的树脂或毛刺;

[0180]使用细砂纸(400-600目)对合模缝进行打磨;

[0181]如有需要,可进行喷漆、打蜡表面处理。

[0182]实施例3

[0183]本实施例还提供了一种使用内外模具成型的替代方案:

[0184]在实施例1的基础上,本实施例提供了一种替代实施方式,即在模具内部使用硅胶袋或者PE真空袋的方法。具体步骤如下:

[0185]准备金属上下模,模具表面使用脱模剂进行处理;

[0186]分别使用预浸料铺贴在上模和下模上,预浸料进行错台铺层;

[0187]在上模和下模的内表面各铺贴一层硅胶袋或PE真空袋;

[0188]铺层结束后,上下模合模,两侧错台铺层互相交错;

[0189]通过模具上设置的抽真空管道从真空袋内部抽真空;

[0190]通过模具上设置的充气管道,向模具内部充入压缩空气,对产品施加压力;

[0191]将模具放入烘箱中进行高温固化;

[0192]固化完成后,打开模具,取出产品,打磨合模缝。

[0193]实施例4

[0194]该实施方式的优点在于,通过内部硅胶袋或PE真空袋的压力作用,可以使产品内表面更加平整光滑,适用于对产品内表面质量要求较高的场合。

[0195]在实施例1的基础上,本实施例提供了一种使用不同类型预浸料的方法。在本实施例中,使用玻璃纤维预浸料作为主要材料,并在关键部位使用碳纤维预浸料加强。

[0196]准备金属模具上下模,按实施例1进行模具准备和脱模剂处理;

[0197]在上模和下模上先铺贴2-3层玻璃纤维预浸料作为基础层;

[0198]在受力较大的部位,铺贴1-2层碳纤维预浸料作为加强层;

[0199]在加强层上再铺贴2-3层玻璃纤维预浸料作为表面层;

[0200]按实施例1进行错台铺层、合模、真空袋压和固化操作。

[0201]实施例5

[0202]该实施方式的优点在于,通过合理组合不同类型的预浸料,可以降低产品成本,同时保证关键部位的强度要求。

[0203]此外,本发明还可以采用内外模具成型的方法,即使用内部金属芯模和外部模具共同成型。但这种方法需要考虑金属芯模的分模以及脱模问题,制作过程相对复杂,且成本较高。相比之下,本发明的主要实施方式无需考虑脱模问题和分模问题,并且还可以节约制作芯模的成本。

[0204]内外模具成型方法的具体步骤如下:

[0205]准备外部金属模具和内部金属芯模,对模具和芯模表面进行脱模剂处理;

[0206]在内部芯模表面铺贴预浸料;

[0207]将内部芯模放入外部模具中,合模;

[0208]按照真空袋压工艺的操作流程,对整个模具系统进行真空袋封装;

[0209]抽真空,检查真空度;

[0210]将模具系统放入烘箱或热压罐中进行固化;

[0211]固化完成后,拆除真空袋系统,打开模具,取出芯模和产品;

[0212]根据芯模的设计,进行分段拆除或其他脱模操作;

[0213]对产品进行后处理,如打磨、喷漆。

[0214]实施例6

[0215]该方法适用于形状较为复杂,内外表面质量要求均较高的产品,但由于需要设计可拆卸的内部芯模,因此成本较高,操作也相对复杂。

[0216]在实施例1的基础上,本实施例提供了一种针对大型复合材料管状结构产品的制作方法。对于长度超过3米的管状结构产品,由于一次性铺贴困难,可采用分段铺贴的方式:

[0217]按实施例1准备模具并处理;

[0218]将预浸料切割成适当大小的片段,每个片段长度不超过1米;

[0219]在模具上分段铺贴预浸料,相邻片段之间保持50-100mm的重叠区域;

[0220]在重叠区域,采用交错铺贴的方式,确保纤维连续性;

[0221]按实施例1进行错台铺层、合模、真空袋压和固化操作。

[0222]该方法适用于大型复合材料管状结构产品的制作,通过分段铺贴和重叠连接,解决了大型产品一次性铺贴困难的问题。

[0223]通过上述实施例的详细说明,本发明的技术方案已经清楚地展示。本发明不局限于上述实施例,本领域技术人员可以根据本发明的技术方案做出各种变形和改进,这些变形和改进都应属于本发明要求保护的范围。

[0224]上面对本发明的实施例进行了描述,但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实施例的启示下,还可做出更多形式的同的实施例,均属于本实施例的保护之内。

说明书附图(7)

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标签:复合材料管状结构产品制作,复合材料技术
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