碳纤维复合材料空调风道成型方法技术

本发明专利技术是一种碳纤维复合材料风道成型方法，包括以下步骤：（1）模具处理（2）下料图设计（3）预浸料、胶膜裁剪（4）按铺层顺序铺贴5）封装（6）真空袋压固化（7）脱模（8）加工。本发明专利技术成型过程简单，成型制件表观质量较好，具备一定的阻燃性能。可用于批量生产、生产效率高、成本相对较低。

Carbon fiber composite air conditioning duct molding method

The invention relates to a method for air duct forming of carbon fiber composite materials, which comprises the following steps: (1) mold processing (2) blanking drawing design (3) prepreg, film cutting (4) laying 5 in laying sequence) packaging (6) vacuum bag pressing solidification (7) demoulding (8) processing. The invention has simple forming process, good appearance quality and certain flame retardancy. It can be used for mass production, high production efficiency and relatively low cost.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维复合材料空调风道成型方法
本专利技术属于复合材料工艺制造领域，具体为一种碳纤维复合材料风道成型方法。
技术介绍
碳纤维复合材料与传统的金属结构制品相比，比强度、比模量更高，因而通过参数优化设计更容易实现轻质、高强，碳纤维复合材料风道可应用于对减重要求较高的车载军用方舱、城市列车、地铁车厢等等，相对于铝合金风道，碳纤维复合材料空调风道可以减重约30%。关于空调风道专利有很多相关专利，包括构型、材料选型、连接设计、多功能设计，如：衡阳泰豪通信车辆有限公司、专利技术名称为一种方舱车用多功能的空调风道，专利申请号：201510798544.1、合肥美的荣事达电冰箱有限公司，专利技术名称为风道装置，专利号：201010526475.6，无锡金鑫集团股份有限公司，专利技术名称为一种有轨电车空调风道结构所用材料的制备方法，暂未见碳纤维复合材料空调风道。在轨道交通领域轻量化、阻燃的前提下，要成型碳纤维复合材料阻燃空调风道，存在两个较为棘手的问题，第一阻燃预浸料分散性差，成型后的制件表面存在针孔，甚至是气孔；第二铺层少，制件R角处存在严重的缺胶现象。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具备阻燃能力的碳纤维复合材料风道成型方法。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术是一种碳纤维复合材料空调风道成型方法，该成型方法包括如下步骤：（1）模具处理：先清理干净模具阴模表面，然后在模具表面铺贴一层带胶脱模布；（2）下料图设计：按照模具形状展开；沿①轴线位置将下料图分为两块区域；（3）预浸料、胶膜裁剪：将预浸料及胶膜从冷库取出，室温下回温12h，然后在裁剪机上按照下料图裁剪；（4）按铺层顺序铺贴：控制铺贴环境的温湿度，在第一层预浸料的铺贴面铺贴一层胶膜，然后再按预浸料的铺层顺序贴着模具铺层；（5）封装：铺贴完成后，在预浸料表面按顺序依次铺放脱模布、隔离膜，最后用真空袋包裹密封模具，安装真空快速接头，连接真空泵，抽真空；（6）真空袋压固化：将模具放入烘箱，全程保持真空系统运行，对真空袋抽真空。按照固化制度固化，固化的升温速率为2℃/min，固化完成后关闭加热及真空系统，制件随炉冷却；（7）脱模：待烘箱温度冷却至70℃以下时，打开烘箱，将模具取出，放置在工作平台上，依次拆除真空袋、隔离膜、脱模布；（8）加工：按照设计尺寸切割、打磨。本专利技术的进一步改进在于：在步骤（2）中，裁剪料预留余量，长度方向预留5-50mm，宽度方向预留5-30mm。本专利技术的进一步改进在于：在步骤（3）中，所述预浸料为阻燃织物预浸料，阻燃织物预浸料单层厚度为0.1mm-0.3mm。本专利技术的进一步改进在于：在步骤（4）中，铺贴料沿轴线①号位置分为两块，两块料之间采用搭接方式铺贴，搭接宽度为2-30mm，长度方向的预浸料允许对接，接缝≤1.5mm。本专利技术的进一步改进在于：在所述步骤（5）中，真空袋压封装的顺序从里往外依次是脱模布、隔离膜、真空袋。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用复合材料制作风道，较传统金属风道轻便；本专利技术成型简单，可用于批量生产，生产效率高、成本相对较低；本专利技术还解决阻燃预浸料成型后的表观质量问题。附图说明图1是本专利技术碳纤维复合材料空调风道的主视图。图2是本专利技术碳纤维复合材料空调风道的左视图。图3是本专利技术实施例一的主视图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合附图和实施例对本方面做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不对本专利技术的保护范围构成限定。假定成型风道制件截面尺寸如下图3所示，长1000mm，制件按阴模成型，假定织物预浸料铺层为0/45/0，预浸料单层厚度为0.22mm，幅宽为1000mm，胶膜单层厚度为0.08mm，幅宽为1000mm。该空调风道成型方法包括如下步骤：（1）模具处理：用丙酮清理干净模具阴模表面，然后在模具表面铺贴一层带胶脱模布，注意带胶脱模布无褶皱，无包裹气泡，铺贴完带胶脱模布的模具可重复使用10次以上；（2）下料图设计：按照模具形状展开；沿①轴线位置将下料图分为两块区域，在所述步骤（2）中，裁剪料预留余量，长度方向预留20mm，在靠近①轴线位置也就是宽度方向预留15mm余量，45°方向预浸料若长度方向不足，按对接形式设计；（3）预浸料、胶膜裁剪：将预浸料及胶膜从冷库取出，室温下回温12h，然后在裁剪机上按照下料图裁剪，胶膜按照预浸料0°方向的铺层裁剪，所述预浸料为阻燃织物预浸料，阻燃织物预浸料单层厚度为0.1mm-0.3mm，方舱风道厚度≥0.5m，所成型的板材燃烧等级不低于S-3，参考DIN5510-2:2009分级；（4）按铺层顺序铺贴：控制铺贴环境的温湿度，在第一层预浸料的铺贴面铺贴一层胶膜，然后再按预浸料的铺层顺序贴着模具铺层；胶膜与预浸料组合铺层，首层为胶膜铺层，后续为预浸料铺层，铺贴环境温度在22±4℃，湿度≤65%，铺贴顺序为：首先在第一层预浸料也就是0°料的铺贴面铺贴一层胶膜，确保胶膜平铺、无褶皱、无包裹气泡，然后再按预浸料的铺层顺序贴着模具铺层，各层铺贴料在①轴线位置的R角处需要搭接，搭接宽度为15mm，长度方向若需要对接，则对接缝按≤1.5mm处理，且各层之间的对接缝需错开至少200mm，每铺完一层，需要用压板或楔子压实预浸料，尤其注意①和②轴线位置的R角，必须压实，待预浸料完整贴合模具后才能将预浸料外表层的PE膜揭掉；简而言之，铺贴料沿轴线也就是长度方向①号位置分为两块，两块料之间采用搭接方式铺贴，搭接宽度为2-30mm，长度方向的预浸料允许对接，接缝≤1.5mm；（5）封装：铺贴完成后，在预浸料表面按顺序依次铺放脱模布、隔离膜，须确保脱模布展开无褶皱，且全覆盖预浸料，最后用真空袋包裹密封模具，安装真空快速结构，连接真空泵，抽真空，抽真空时注意控制抽气速度，理顺真空袋，使真空袋在R角处能够充分贴合、压实，真空袋压封装的顺序从里往外依次是脱模布、隔离膜、真空袋；（6）真空袋压固化：将模具放入烘箱，全程保持真空泵运行，抽真空，按照固化制度为：80℃/120min+120℃/40min固化，即先在80℃下保温120min，再在120℃下保温40min，固化的升温速率为2℃/min，固化完成后关闭加热及真空泵，制件随炉冷却；（7）脱模：待烘箱温度冷却至70℃以下时，打开烘箱，将模具取出，放置在工作平台上，依次拆除真空带、隔离膜、脱模布，可以采用聚四氟乙烯楔子沿边角轻轻插入制件与模具制件的间隙，将制件脱出；（8）加工：按照设计尺寸切割、打磨。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料空调风道成型方法，其特征在于：所述成型方法包括如下步骤：（1）模具处理：先清理干净模具阴模表面，然后在模具表面铺贴一层带胶脱模布；（2）下料图设计：按照模具形状展开，沿①轴线位置将下料图分为两块区域；（3）预浸料、胶膜裁剪：将预浸料及胶膜从冷库取出，室温下回温12h，然后在裁剪机上按照下料图裁剪；（4）按铺层顺序铺贴：控制铺贴环境的温湿度，在第一层预浸料的铺贴面铺贴一层胶膜，然后再按预浸料的铺层顺序贴着模具铺层；（5） 封装：铺贴完成后，在预浸料表面按顺序依次铺放脱模布、隔离膜，最后用真空袋包裹密封模具，安装真空快速接头，连接真空系统，抽真空；（6）真空袋压固化：将封装后的模具放入烘箱，全程保持真空系统运行，对真空袋抽真空，按照固化制度固化，固化的升温速率为2℃/min，固化完成后关闭加热及真空系统，制件随炉冷却；（7）脱模：待烘箱温度冷却至70℃以下时，打开烘箱，将模具取出，放置在工作平台上，依次拆除真空袋、隔离膜、脱模布；（8）加工：按照设计尺寸切割、打磨。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料空调风道成型方法，其特征在于：所述成型方法包括如下步骤：（1）模具处理：先清理干净模具阴模表面，然后在模具表面铺贴一层带胶脱模布；（2）下料图设计：按照模具形状展开，沿①轴线位置将下料图分为两块区域；（3）预浸料、胶膜裁剪：将预浸料及胶膜从冷库取出，室温下回温12h，然后在裁剪机上按照下料图裁剪；（4）按铺层顺序铺贴：控制铺贴环境的温湿度，在第一层预浸料的铺贴面铺贴一层胶膜，然后再按预浸料的铺层顺序贴着模具铺层；（5）封装：铺贴完成后，在预浸料表面按顺序依次铺放脱模布、隔离膜，最后用真空袋包裹密封模具，安装真空快速接头，连接真空系统，抽真空；（6）真空袋压固化：将封装后的模具放入烘箱，全程保持真空系统运行，对真空袋抽真空，按照固化制度固化，固化的升温速率为2℃/min，固化完成后关闭加热及真空系统，制件随炉冷却；（7）脱模：待烘箱温度冷却至70℃以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢昌江，潘勃，陈林，杨现伟，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32