一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺。预型：将卷好的制品，放在室温‑80℃加热台上预热3‑60min，尽可能挤压排除层间气体，压平顺，然后将制品放在预型模内，按预型模设计的形状预型，入模成型，将成型好的模具送入冷却台冷却降温，再送入脱模台，开模取出制品，获得光滑饱满的制品外观。本发明专利技术技术方案取代繁琐的传统补土修补工艺，直接制备得到高品质纤维复材制品外观。

Internal pressure forming process using polymeric film to improve appearance of fiber composite

The invention discloses an internal pressure molding process using a polymeric film to improve the appearance of a fiber composite. Type: pre products will be rolled up, put in the room temperature of 80 DEG C preheating heating station 3 60min, as far as possible to squeeze to remove interlayer gas, flatten the product is then placed in the CIS, preform mould, preform design according to the shape of preform die, die molding, mold will be good to cooling cooling, sending into the release, opening out products, the appearance of smooth full products. The technical proposal of the invention replaces the tedious traditional patching process, and directly produces the appearance of high quality fiber composite products.

【技术实现步骤摘要】
一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺
本专利技术涉及纤维复材成型领域，尤其涉及一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺。
技术介绍
目前所有采用纤维复材生产的制品，如球拍、自行车、，无人机、球棒等，在制品生产过程中，由于受模具、材料、离型剂、气压以及天气的变化影响，产品出来后表面会出现不平、缺料、针孔的现象，特别是一些产品要求表面特殊材料的纹理时，一旦产品出现上述外观不良，产品就变为次级品，即便没有造成报废，外观也需要修复，当前各生产工厂都是采取增加后续繁锁的补土工序来弥补，以致达到修补外观的要求，通常的做法是采取在粗细补工段，以多补、多喷、多磨环氧树脂底漆填平的方式处理，这种方式，大大增加生产工厂的物料成本和员工的劳动强度，同时这种反复多补、多喷、多磨的外理方式，也会造成产品超磨，影响强度，拉长工序导致效率低下，还会造成产品的一些技术指标不达标，如：W/B(重量与平衡)、MOI(动力平衡)、SI(硬度)、RA(刚性)、VIBRATIONFREQUENCY(振动频率)等等，造成最终呆滞品。另外传统的补土车间，打磨粉尘大，工作环境恶劣，对操作工人存在安全隐患,间接增加劳动力成本,该问题已经成为制约行业发展的瓶颈,需要迫切对加工工艺进行革命。2012年，蔡锦云等人公开了一份专利技术专利201210158940.4,名称为“一种碳纤维加工用聚合膜”，涉及聚合膜配方。聚合膜不合适，则工人作业时会粘手，造成操作不便；若聚合膜相较纤维复材布中的固有树脂先固化，则其不到排除气泡改善外观的效果；当纤维复材布中的层间气泡在成型挤压作用下传递到聚合膜树脂层时，该聚合膜树脂的流动性不佳，会造成含有气泡的聚合膜树脂不能良好的从模具间的合模线排出，致使气泡仍然留在制品中，造成制品外观不良，有气孔、针孔、缺胶的现象，由此缺陷致使制品的强度下降，不良率提高。本专利技术在其基础上，经过长期实践和一系列的研究探索，拓展了聚合膜在改善纤维制品外观上的创新应用，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种取代了繁琐的传统补土修补工艺，直接制备得到高品质纤维复材制品外观的工艺。为实现上述目的，本专利技术提供一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺，其特征在于，步骤为，裁切：按结构设计规格尺寸，裁切纤维复材布、聚合膜、以及用于产生内压的材料并整理好待用。卷制品：根据力学结构设计要求将纤维复材布排叠铺层在内压材料的外部，聚合膜帖在纤维复材布的最外层或者夹在纤维之间。预型：将卷好的制品，放在室温-80℃加热台上预热3-60min，尽可能挤压排除层间气体，压平顺，然后将制品放在预型模内，按预型模设计的形状预型。入模成型：将预型好的制品，放入35-75℃预热烤箱内预热3-60min,然后取出放入成型模具内，合模盖紧；将模具送入热压成型台，若采用尼龙风管作为产生内压的材料,则要对其充气增压后，在相应加热和加压程序控制下使纤维复材制品成型完成。冷却脱模：若有采用尼龙风管充气，则同时对尼龙风管卸气恢复到环境大气压后进行后续步骤；将成型好的模具送入冷却台冷却降温，再送入脱模台，开模取出制品，获得光滑饱满的制品外观。进一步，所述纤维复材布是碳纤维复材布或玻璃纤维复材布中的至少一种。进一步，所述聚合膜是指单组份高温热固化树脂膜。进一步，所述聚合膜的软化点为50-80℃，略高于入模成型前的操作温度；凝胶温度为120-140℃，相较纤维复材布中的固有树脂的凝胶温度低5-15℃；固化温度为130-180℃，相较纤维复材布中的固有树脂的固化温度低5-20℃，但必须小于整个工艺制程的最高温度限制。进一步，所述用于产生内压的材料是尼龙风管或者热膨胀材料。进一步，所述热膨胀材料的启动膨胀温度60-230℃，膨胀前后体积倍率1-50倍，膨胀后产生的压力范围0.1-20MPa。进一步，所述尼龙风管产生内压的模式，对尼龙风管进行充气增压，压力为0.1～10MPa。进一步，所述入模成型步骤中的相应加热和加压程序为加热温度100-180℃，时间10-120min，内部压力5-15kg/cm2。进一步，所述冷却脱模步骤中的冷却降温为冷却温度15-45℃，冷却时间3-10min，冷却外部压力70-105kg/cm2。所述聚合膜，是指单组份高温热固化树脂膜，固化后与纤维复材的相容性和结合性均优良。其作用是在整个制品高温高压固化过程中，将制品内部的气体传递转移，通过合模线排走，最终获得无针孔缺胶的饱满制品外观。本专利技术所述聚合膜的选择原则见表1。表1本专利技术所述聚合膜的选择原则表本专利技术技术方案的加压方式分两种情况：情况一采用热膨胀材料，根据材料性能，当温度升至启动膨胀温度以上开始膨胀产生内压力；情况二采用尼龙风管，采用外接的压缩气体设备直接对尼龙风管进行充气产生所需内压力。所述热膨胀材料的启动膨胀温度60-230℃，膨胀前后体积倍率1-50倍，膨胀后产生的压力范围0.1-20MPa。膨胀材料受热膨胀后充满模腔内空间，对纤维复材产生压力，使纤维复材层间结合更加紧密，进而提高制品强度。从图1-2的工艺流程图可以看出，膨胀材料膨胀，充满了模腔内空间。所述尼龙风管产生内压的模式，对尼龙风管进行充气增压，压力为0.1～10MPa。其中所述纤维复材布，可以是碳纤维复材布，也可以是玻璃纤维复材布，或者是二者配合使用。尤其当最外层使用碳纤维3K织布时，本专利技术工艺可以获得表面光滑透明并且碳纤维3K织布纹理清晰有序的外观。与传统工艺流程之不同对比：1、本专利技术：裁切复材布—-》裁切聚合膜---》卷制品包聚合膜---》预型---》成型---》粗胚---》表面精细处理---》上面漆。2、现有方案：裁切复材布---》预型---》成型---》粗胚---》表面粗磨粗补---》喷环氧树脂底漆---》烘烤---》打磨---》表面细补细磨---》喷环氧树脂底漆---》烘烤---》表面精细处理---》上面漆。从以上流程可以看出，本专利技术技术方案流程明显比现有方案简单，实施方便，并且能改善产品的外观不良。优点：(1)克服原有工艺制品的外观不平整、缺胶、针孔的现象，获得制品外观饱满光滑，提供品质稳定性。(2)缩短传统工艺流程，革命性地省去补土修复外观的工序，极大地节省了设备和人力成本，提高生产效率，克服行业难题。附图说明图1是聚合膜加在纤维复材布最外层的结构示意图。图2是聚合膜加在纤维复材布夹层中的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。以下结合图1(聚合膜加在纤维复材料片最外层的结构示意图)和图2(聚合膜加在纤维复材料片夹层中的结构示意图)进行说明。其中1是上模具2是聚合膜，3是多层纤维复材布，4是下模具，5是可产生内压的尼龙风管或可产生内压的膨胀材料。实施例1：普通碳布表面试做网球拍，将厚度为0.3mm厚的聚合膜(来自厦门豪尔新材，溶剂含量0.1％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺，其特征在于，步骤为，裁切：按结构设计规格尺寸，裁切纤维复材布、聚合膜、以及用于产生内压的材料并整理好待用。卷制品：根据力学结构设计要求将纤维复材布排叠铺层在内压材料的外部，聚合膜帖在纤维复材布的最外层或者夹在纤维之间。预型：将卷好的制品，放在室温‑80℃加热台上预热3‑60min，尽可能挤压排除层间气体，压平顺，然后将制品放在预型模内，按预型模设计的形状预型。入模成型：将预型好的制品，放入35‑75℃预热烤箱内预热3‑60min,然后取出放入成型模具内，合模盖紧；将模具送入热压成型台，若采用尼龙风管作为产生内压的材料,则要对其充气增压后，在相应加热和加压程序控制下使纤维复材制品成型完成。冷却脱模：若有采用尼龙风管充气，则同时对尼龙风管卸气恢复到环境大气压后进行后续步骤；将成型好的模具送入冷却台冷却降温，再送入脱模台，开模取出制品，获得光滑饱满的制品外观。

【技术特征摘要】
1.一种采用聚合膜改善纤维复材外观的内压成型工艺，其特征在于，步骤为，裁切：按结构设计规格尺寸，裁切纤维复材布、聚合膜、以及用于产生内压的材料并整理好待用。卷制品：根据力学结构设计要求将纤维复材布排叠铺层在内压材料的外部，聚合膜帖在纤维复材布的最外层或者夹在纤维之间。预型：将卷好的制品，放在室温-80℃加热台上预热3-60min，尽可能挤压排除层间气体，压平顺，然后将制品放在预型模内，按预型模设计的形状预型。入模成型：将预型好的制品，放入35-75℃预热烤箱内预热3-60min,然后取出放入成型模具内，合模盖紧；将模具送入热压成型台，若采用尼龙风管作为产生内压的材料,则要对其充气增压后，在相应加热和加压程序控制下使纤维复材制品成型完成。冷却脱模：若有采用尼龙风管充气，则同时对尼龙风管卸气恢复到环境大气压后进行后续步骤；将成型好的模具送入冷却台冷却降温，再送入脱模台，开模取出制品，获得光滑饱满的制品外观。2.如权利要求1所述采用聚合膜改善纤维复材外观的模压成型工艺，其特征在于，所述纤维复材布是碳纤维复材布或玻璃纤维复材布中的至少一种。3.如权利要求1所述采用聚合膜改善纤维复材外观的模压成型工艺，其特征在于，所述聚合膜是指单组份高温热固化树脂膜。4.如权利要求1所述采用聚合膜改善纤维复材外观的模压成型工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦云，官江全，谢容泉，李步龙，李卫平，
申请(专利权)人：厦门市豪尔新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35