一种碳纤维复合材料成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了碳纤维成型技术领域的一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层；S2：浸胶；S3：加热；S4：固化；S5：质检处理；本发明专利技术成型工艺简单、高效，碳纤维的原材料能够得到充分使用，不会造成材料的浪费，提高生产效率，碳纤维产品合格率高，使用热压罐进行固化，能够有效的消除透气毡和其他辅助材料在收缩时形成的条纹，并能保证材料在固化后表面光滑，无皱折，更好的提高产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维成型
，具体为一种碳纤维复合材料成型工艺。
技术介绍
碳纤维，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。现有的碳纤维成型工艺在成型中多采用透气毡和其他辅助材料，这些材料在添加后碳纤维会形成皱折和条纹的现象，影响外观的光滑度，从而影响碳纤维的整体质量，为此，我们专利技术了一种碳纤维复合材料成型工艺投入使用，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳纤维复合材料成型工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的传统成型工艺会出现皱折和条纹现象的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出；S4：固化：对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5--8bar，维持1.2--1.5h，使其固化；S5：质检处理：碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8--4.2bar对复合材料叠层块进行压紧。优选的，所述步骤S1中，预成型模具的尺寸为4--8mm宽，0.6--1.2m长，3--6mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑。优选的，所述步骤S2中，环氧树脂胶的温度保持在35--50℃，碳纤维在环氧树脂胶中浸润时间10--15min，刮胶辊的压力为2--5bar。优选的，所述步骤S3中，加热温度140--180℃，加热30--40min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为3--8m/min。优选的，所述步骤S4中，固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压1.5--3MPa。优选的，所述步骤S5中，对固化后的碳纤维表面多余的环氧树脂胶加热至40--60℃，使多余的环氧树脂胶再次融化，并利用刮胶铲将其铲除。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术成型工艺简单、高效，碳纤维的原材料能够得到充分使用，不会造成材料的浪费，提高生产效率，碳纤维产品合格率高，使用热压罐进行固化，能够有效的消除透气毡和其他辅助材料在收缩时形成的条纹，并能保证材料在固化后表面光滑，无皱折，更好的提高产品质量。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，预成型模具的尺寸为4mm宽，0.6m长，3mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出，环氧树脂胶的温度保持在35℃，碳纤维在环氧树脂胶中浸润时间10min，刮胶辊的压力为2bar；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，加热温度140℃，加热30min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为3m/min；S4：固化：对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5bar，维持1.2h，使其固化，固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压1.5MPa；S5：质检处理：碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8bar对复合材料叠层块进行压紧，对固化后的碳纤维表面多余的环氧树脂胶加热至40℃，使多余的环氧树脂胶再次融化，并利用刮胶铲将其铲除。实施例二一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，预成型模具的尺寸为5mm宽，0.8m长，4mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出，环氧树脂胶的温度保持在40℃，碳纤维在环氧树脂胶中浸润时间12min，刮胶辊的压力为3bar；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出，加热温度150℃，加热34min后停止加热，牵引机构的拉挤速度为4m/min；S4：固化：对加热后的碳纤维持续加压，并加压至6bar，维持1.3h，使其固化，固化过程在热压罐中进行，热压罐采用不锈钢焊接，其内部承压2MPa；S5：质检处理：碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至3.4bar对复合材料叠层块进行压紧，对固化后的碳纤维表面多余的环氧树脂胶加热至45℃，使多余的环氧树脂胶再次融化，并利用刮胶铲将其铲除。实施例三一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2，预成型模具的尺寸为8mm宽，1.2m长，6mm厚，模具内腔设有耐磨层，且耐磨层外壁打磨光滑；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出，环氧树脂胶的温度保持在50℃，碳纤维在环氧树脂胶中浸润时间15min，刮胶辊的压力为5bar；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，其特征在于：所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出；S4：固化：对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5‑‑8bar，维持1.2‑‑1.5h，使其固化；S5：质检处理：碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8‑‑4.2bar对复合材料叠层块进行压紧。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料成型工艺，包括铺层、浸胶、加热、固化和质检处理步骤，其特征在于：所述碳纤维复合材料成型工艺，具体包括以下步骤：S1：铺层：在预成型模具内，以轴向和径向两种铺层方向对碳纤维缠绕铺设，其中碳纤维轴向与径向的层数比为3:2；S2：浸胶：通过牵引机构将碳纤维拉伸至浸胶装置内部，以碳纤维完全浸入浸胶装置内的环氧树脂胶中为准，同时牵引机构同步运作，继续将碳纤维牵引，并通过刮胶辊将碳纤维表面多余的环氧树脂胶挤出；S3：加热：利用加热板将浸胶后的碳纤维加热，随着加热温度的升高，环氧树脂胶的黏性降低，并通过牵引机构将碳纤维缓慢拉出；S4：固化：对加热后的碳纤维持续加压，并加压至5--8bar，维持1.2--1.5h，使其固化；S5：质检处理：碳纤维在固化后会出现皱折和条纹现象，使用加压设备再次加压至2.8--4.2bar对复合材料叠层块进行压紧。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料成型工艺，其特征在于：所述步骤S1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翼，王毅，马震宇，任淑红，党利，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41