一种不规则外形碳纤维管的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种不规则外形碳纤维管的制备方法，包括：S10、根据所需不规则外形碳纤维管的形状，分别制作规则外形的金属内芯和不规则外形的发泡塑料内芯；S20、将金属内芯与发泡塑料内芯组合形成组合型芯；S30、在碳纤维预浸布表面叠加离型膜后整体缠绕于组合型芯上；S40、合模加温加压成型，冷却定型，开模后先脱离金属内芯，然后揭除离型膜、连带去除已热膨胀成型的发泡塑料内芯，得到所述不规则外形碳纤维管。本发明专利技术提供的制备方法，省去了专门成型特定形状型芯整体的模具成本，成型完成后型芯易从碳纤维管中脱离，工艺简单、易于实施。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，包括：S10、根据所需不规则外形碳纤维管的形状，分别制作规则外形的金属内芯和不规则外形的发泡塑料内芯；S20、将金属内芯与发泡塑料内芯组合形成组合型芯；S30、在碳纤维预浸布表面叠加离型膜后整体缠绕于组合型芯上；S40、合模加温加压成型，冷却定型，开模后先脱离金属内芯，然后揭除离型膜、连带去除已热膨胀成型的发泡塑料内芯，得到所述不规则外形碳纤维管。本专利技术提供的制备方法，省去了专门成型特定形状型芯整体的模具成本，成型完成后型芯易从碳纤维管中脱离，工艺简单、易于实施。【专利说明】
本专利技术属于碳纤维复合材料
，尤其涉及。
技术介绍
碳纤维管，特别是表面由多个不规则曲面构成的异形管，不规则曲面可以为外凸或内凹曲面，整个管子皆为不规则曲面或者管子的一部分为规则曲面、另一部分为不规则曲面。由于不规则曲面大多为倒扣结构，例如垂直于产品脱模方向上有内凹或凸起等会导致无法脱模的结构，类似于手机卡扣，其无法用单一的芯棒型芯缠绕成型去实现，主要是芯棒型芯无法从倒扣结构中脱模出来。目前成型碳纤维管材主要有以下方式:(1)由金属芯棒和橡胶材料构成的芯棒缠绕碳纤维预浸布，合模后放入烘箱内热固化并冷却而成，其中金属芯棒表面包覆一层橡胶材料而制成芯模，成型时的压力由橡胶材料受热膨胀而提供。该方法主要用于成型规则外形的碳纤维管，其所采用的橡胶材料形状单一，线型膨胀系数U400K-410-6，体积膨胀系数)75001(-410-6,膨胀系数太小，无法用来成型曲率较大的异形不规则碳纤维管；而根据碳纤维管的异形面专门成型一套橡胶模具，成本则过高，且复杂倒包结构使得橡胶材料无法顺利脱模。(2)采用具有热收缩特性的发泡材料加工出适配碳纤维产品形状的内芯体，采用气袋包裹内芯体，再在内芯体外包裹碳纤维，最后吹气成型碳纤维产品。该方法一方面工艺复杂，另外还需要成型内芯体专门模具，成本仍然较高。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中成型不规则外形碳纤维管存在的工艺复杂、成本过高且芯轴不易脱模的技术问题。本专利技术提供了，包括以下步骤: S10、根据所需不规则外形碳纤维管的形状，将其拆分为规则外形部分和不规则外形部分，然后分别制作规则外形部分对应的金属内芯和不规则外形部分对应的发泡塑料内芯，所述发泡塑料内芯热膨胀成型后的形状与不规则外形部分形状匹配； S20、将金属内芯与发泡塑料内芯按照所需不规则外形碳纤维管的形状组合形成一个组合型芯； S30、在碳纤维预浸布表面叠加一层离型膜，然后将该叠加有离型膜的碳纤维预浸布缠绕于所述组合型芯上，缠绕时使离型膜与组合型芯接触； S40、将碳纤维预浸布与组合型芯的缠绕整体置于模具中，合模后加温加压成型，冷却定型，开模后得到带组合型芯的成型整体，先脱离金属内芯，然后揭除离型膜、连带去除已热膨胀成型的发泡塑料内芯，得到所述不规则外形碳纤维管。本专利技术提供的制备方法，根据不规则碳纤维的形状分别制作内芯，然后组合形成型芯整体，省去了专门开模制备特定形状的型芯整体的模具成本，同时在加温加压成型后先脱离金属内芯，由于金属内芯为规则外形，其可轻易从固化成型的碳纤维管中脱除，然后揭除离型膜，由于已膨胀成型的发泡塑料内芯体仅与离型膜附着，因此其可随离型膜从碳纤维管中脱除；针对形状复杂、不易脱模的倒包结构产品，脱模时可以破坏性的去除已膨胀的发泡塑料内芯体部分，保证组合型芯从产品中彻底脱离。同时，本专利技术提供的制备方法工艺简单、易于实施。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术提供的不规则外形碳纤维管的制备方法的流程图。图2是本专利技术实施例1中碳纤维预浸布缠绕于组合型芯表面后的正面剖视图。图3是图2的H-H剖视图。图4是本专利技术实施例2中碳纤维预浸布缠绕于组合型芯表面后的正面剖视图。图5是图4的1-1剖视图。图中，21——碳纤维预浸布，22——金属内芯，23——发泡塑料内芯。【具体实施方式】为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了，其流程如图1所示，具体包括以下步骤: S10、根据所需不规则外形碳纤维管的形状，将其拆分为规则外形部分和不规则外形部分，然后分别制作规则外形部分对应的金属内芯和不规则外形部分对应的发泡塑料内芯，所述发泡塑料内芯热膨胀成型后的形状与不规则外形部分形状匹配； S20、将金属内芯与发泡塑料内芯按照所需不规则外形碳纤维管的形状组合形成一个组合型芯； S30、在碳纤维预浸布表面叠加一层离型膜，然后将该叠加有离型膜的碳纤维预浸布缠绕于所述组合型芯上，缠绕时使离型膜与组合型芯接触； S40、将碳纤维预浸布与组合型芯的缠绕整体置于模具中，合模后加温加压成型，冷却定型，开模后得到带组合型芯的成型整体，先脱离金属内芯，然后揭除离型膜、连带去除已热膨胀成型的发泡塑料内芯，得到所述不规则外形碳纤维管。本专利技术提供的制备方法，根据不规则碳纤维的形状分别制作内芯，然后组合形成型芯整体，省去了专门开模制备特定形状的型芯整体的模具成本，同时在加温加压成型后先脱离金属内芯，由于金属内芯为规则外形，其可轻易从固化成型的碳纤维管中脱除，然后揭除离型膜，由于已膨胀成型的发泡塑料内芯体仅与离型膜附着，因此其可随离型膜从碳纤维管中脱除；针对形状复杂、不易脱模的倒包结构产品，脱模时可以破坏性的去除已膨胀的发泡塑料内芯体部分，保证组合型芯从产品中彻底脱离。同时，本专利技术提供的制备方法工艺简单、易于实施。本专利技术中，将不规则外形碳纤维管拆分性规则外形部分和不规则外形部分的数量没有特殊限制，可根据其具体形状进行适当拆分。例如，结构相对简单的不规则外形碳纤维管，可以仅拆成一个规则外形部分和一个不规则外形部分；而结构相对复杂的不规则外形碳纤维管，则可以拆成多个规则外形部分和多个不规则外形部分。需要注意地是，在保证能最后成型得到所述不规则外形碳纤维管的前提下，不规则外形部分和规则外形部分的总数量应越小越好，否则会增加工艺复杂程度。根据本专利技术的制备方法，然后根据所拆分的规则外形部分和不规则外形部分，分别成型内芯。其中，规则外形部分对应的内芯采用金属制作，即其对应的内芯为金属内芯。制作所述金属内芯的方法可采用CNC数控加工法，所采用的金属为模具钢、铝合金或者铜I=1-Wl O不规则外形部分对应的内芯，考虑其形状不规则性，本专利技术中，不规则外形部分对应的内芯采用发泡塑料制成，即其对应的内芯为发泡塑料内芯。制作所述发泡塑料内芯的方法为:按照不规则外形部分的形状选择适量发泡塑料，将发泡塑料与发泡剂、助剂混合后形成发泡母粒。所述发泡塑料可选自现有技术中常用的各种发泡性热塑性塑料或热固性塑料，例如可以选自EVA、PE、PP、PVC或酚醛树脂中的任意一种，优选采用EVA。发泡剂在热分解温度下分解，导致发泡母粒热膨胀成型，从而原发泡母粒的体积增大，最后得到与所述不规则外形碳纳米管中不规则外形部分形状相同的内芯体。因此，本专利技术中，采用不同的发泡塑料和发泡剂，由于其热膨胀体积率不同，其用量也会相应不同；本领域技术人员可根据其所选用的发泡塑料种类对其用量进行适当选择。一般情况下，发泡母粒的热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乐剑强，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：