一种提高纤维布模压复合材料制品成品率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高纤维布模压复合材料制品成品率的方法，该方法包括以下步骤：一、采用整体铺设的方式在阳模外表面铺设至少一层纤维布预浸料，形成基础层；然后在基础层上逐层铺设纤维布预浸料，形成中间层；再采用整体铺设的方式在中间层上铺设至少一层纤维布预浸料，形成包裹层；最后将模具的阴模和阳模组合，得到组合件；二、将组合件热压固化；三、根据模具所用材料的热膨胀系数与模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数的大小关系，选择脱模顺序并控制脱模温度，得到模压制品。本发明专利技术通过控制铺设方式，同时选择特殊的脱模顺序和脱模温度，制备的模压制品具有缺陷少、完整性好、力学性能优异、可靠性高、表观质量好、成品率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，具体涉及。
技术介绍
纤维布模压复合材料制品属于定向铺设模压制品的范畴，在实际应用中具有纤维铺设方向与制品的主应力方向一致性好的优点，制品具有轻质、高强、高刚度、低热膨胀、耐疲劳性能好及高可靠性等优点。该制品适用于对产品热力学性能要求高的场合。现有纤维布模压复合材料制品在生产过程中采用常温脱模工艺，且制品外部无完全包裹其内外表面的纤维布；因此在脱模过程中常常出现局部位置开裂的问题，造成其废品率较高，产品浪费极大。特别是对一些无脱模角的制品，采用模压工艺一次成型几乎无法实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供。该方法采用在用于制备模压制品的纤维布预浸料的上、下表面均铺设至少一层纤维布的技术手段，提高了制品层间剪切强度，预防开裂的优势；另夕卜，根据模具材料的热膨胀系数与模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数之间的大小关系，选择不同的脱模顺序，并控制脱模的温度，可以减小脱模过程中模压制品与模具(阴模和阳模)之间的固化热应力，减少脱模过程中对模压制品的损伤开裂，提高模压制品的成品率。制备的模压制品具有缺陷少、完整性好、力学性能优异、可靠性高、表观质量好、成品率闻等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:，其特征在于，该方法包括以下步骤:步骤一、根据所要制备的模压制品的形状选择模具，采用整体铺设的方式在模具的阳模外表面铺设至少一层纤维布预浸料，形成基础层；然后在基础层上逐层铺设纤维布预浸料，形成中间层；再采用整体铺设的方式在中间层上铺设至少一层纤维布预浸料，形成包裹层；最后将模具的阴模和阳模组合，得到组合件；所述基础层、中间层和包裹层组成模压制品坯体；所述纤维布预浸料是指采用树脂浸溃的纤维布；步骤二、将步骤一中所述组合件置于热压机中进行热压固化；步骤三、当模具所用材料的热膨胀系数等于模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除阴模和阳模，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数大于模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阳模，然后将脱除阳模后的组合件加热至(T-30)°C?(T-10) °C后脱除阴模，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数小于模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阴模，然后将脱除阴模后的组合件加热至(T-30)°C?(T-1O) °C后脱除阳模，得到模压制品；所述T为纤维布预浸料中树脂的玻璃化转变温度，单位为。C。上述的，步骤一中所述整体铺设的方式是指采用一整块纤维布预浸料进行铺设。上述的，步骤一中铺设基础层时，纤维布预浸料的铺设范围超出模压制品的边缘。上述的，步骤一中铺设完包裹层后，将基础层纤维布预浸料超出模压制品边缘的部分折叠90°。上述的，步骤一中所述纤维布为无纺布、单向布、平纹布、斜纹布和缎纹布中的一种或几种。上述的，所述纤维布的材料为玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或几种。上述的，步骤三中将脱除阳模后的组合件加热至(T_20)°C后脱除阴模。上述的，步骤三中将脱除阴模后的组合件加热至(T_20)°C后脱除阳模。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术采用整体铺设的方式在模具的阳模外表面铺设至少一层纤维布预浸料，形成基础层，然后在基础层上逐层铺设纤维布预浸料，形成中间层，再采用整体铺设的方式在中间层上铺设至少一层纤维布预浸料，形成包裹层的技术手段，提高了制品层间剪切强度，预防开裂的优势，制备的模压制品具有缺陷少、完整性好、力学性能优异、可靠性高、表观质量好、成品率高等优点，模压制品的成品率可达80%以上。2、采用本专利技术的方法制备的模压制品的内、外表面均采用整体纤维布完全包裹，避免了脱模过程局部开裂的现象。3、本专利技术根据模具所用材料的热膨胀系数与模压制品环向和母线方向的最大热膨胀系数之间的大小关系，选择不同的脱模顺序，并控制脱模的温度，可以减小脱模过程中模压制品与模具之间的固化热应力，减少脱模过程中对模压制品的损伤开裂，提高模压制品的成品率。4、本专利技术的方法应用范围广，可广泛用于对产品热力学性能要求高的场合，如卫星主承力构件、低热胀构件等。下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。【附图说明】图1为本专利技术实施例1的组合件的结构示意图。图2为本专利技术实施例2的组合件的结构示意图。图3为本专利技术实施例3和实施例4的组合件的结构示意图。附图标记说明:I—阴模；2—阳模；3—模压制品。【具体实施方式】实施例1本实施例要求制备如下尺寸的纤维布模压制品(复合材料基座):模压制品3的最大直径为Φ300ι?πι,最小直径为ΦΙΟΟι?πι,壁厚为IOmm ;米用的纤维布预浸料为ZEF-001环氧树脂浸溃的平纹布(M40J碳纤维编织，经纬向比例1:2，纬向沿产品轴向)；本实施例所用的ZEF-OOl环氧树脂的玻璃化转变温度约为220°C ;具体制备方法如下:步骤一、如图1所示，根据所要制备的模压制品3的形状和大小选择模具，采用整体铺设的方式在模具的阳模2外表面铺设一层纤维布预浸料，形成基础层；然后在基础层上逐层铺设(采用常规铺设方式)纤维布预浸料，形成中间层；再采用整体铺设的方式在中间层上铺设一层纤维布预浸料，形成包裹层；最后将模具的阴模I和阳模2组合，得到组合件；所述基础层、中间层和包裹层组成模压制品坯体；所述整体铺设的方式是指采用一整块纤维布预浸料进行铺设；步骤二、将步骤一中所述组合件置于热压机中进行热压固化；热压固化成型的制度为:先升温至90°C保温2h，然后升温至130°C保温2h，再升温至160°C保温6h，最后自然降温至室温，压机饱压5MPa ；步骤三、模具所用材料的热膨胀系数为10.6X 10_6/K，模压制品3环向和母线方向的最大热膨胀系数为5Χ10_6/Κ，选择先脱除阳模2的脱模方式，即在室温下先脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阳模2，然后升温至200°C (温度控制在190°C?210°C均可)脱除阴模1，得到模压制品。本实施例的模压制品生产工艺简单、制品力学性能优异、可靠性高、表观质量好、成品率闻、可一次成型制品，成型的1旲压制品的成品率由现有技术的20%提闻至90%,丰旲压制品的玻璃化转变温度为210°C?220°C。实施例2本实施例要求制备如下尺寸的纤维布模压制品(复合材料基座):模压制品3的最大直径为Φ 350mm,最小直径为C1IOOmm,壁厚为8mm ;米用的纤维布预浸料为LD-2001A/B树脂浸溃的平纹布(M40J碳纤维编织，经纬向比例1:2，纬向沿产品轴向)和LD-2001A/B树脂浸溃的斜纹布(T800碳纤维编织，经纬向比例1:1，纬向沿产品母线方向)；本实施例所用的LD-2001A/B树脂的玻璃化转变温度约为110°C ;具体制备方法如下:步骤一、如图2所示，根据所要制备的模压制品3的形状和大小选择模具，采用整体铺设的方式在模具的阳模2外表面铺设两层纤维布预浸料(LD-2001A/B树脂浸溃的斜纹布)，形成基础层，整体铺设纤维布预浸料时，纤维布预浸料的铺设范围略超出模压制品3的边缘；然后在基础层上逐层铺设(采用常规铺设方式)纤维布预浸料(LD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高纤维布模压复合材料制品成品率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据所要制备的模压制品(3)的形状选择模具，采用整体铺设的方式在模具的阳模(2)外表面铺设至少一层纤维布预浸料，形成基础层；然后在基础层上逐层铺设纤维布预浸料，形成中间层；再采用整体铺设的方式在中间层上铺设至少一层纤维布预浸料，形成包裹层；最后将模具的阴模(1)和阳模(2)组合，得到组合件；所述基础层、中间层和包裹层组成模压制品坯体；所述纤维布预浸料是指采用树脂浸渍的纤维布；步骤二、将步骤一中所述组合件置于热压机中进行热压固化；步骤三、当模具所用材料的热膨胀系数等于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除阴模(1)和阳模(2)，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数大于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阳模(2)，然后将脱除阳模(2)后的组合件加热至(T‑30)℃～(T‑10)℃后脱除阴模(1)，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数小于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阴模(1)，然后将脱除阴模(1)后的组合件加热至(T‑30)℃～(T‑10)℃后脱除阳模(2)，得到模压制品；所述T为纤维布预浸料中树脂的玻璃化转变温度，单位为℃。...

【技术特征摘要】
1.一种提高纤维布模压复合材料制品成品率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、根据所要制备的模压制品(3)的形状选择模具，采用整体铺设的方式在模具的阳模(2)外表面铺设至少一层纤维布预浸料，形成基础层；然后在基础层上逐层铺设纤维布预浸料，形成中间层；再采用整体铺设的方式在中间层上铺设至少一层纤维布预浸料，形成包裹层；最后将模具的阴模⑴和阳模⑵组合，得到组合件；所述基础层、中间层和包裹层组成模压制品坯体；所述纤维布预浸料是指采用树脂浸溃的纤维布； 步骤二、将步骤一中所述组合件置于热压机中进行热压固化； 步骤三、当模具所用材料的热膨胀系数等于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除阴模(I)和阳模(2)，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数大于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阳模⑵，然后将脱除阳模(2)后的组合件加热至(T-30)°C?(T-1O) °C后脱除阴模(I)，得到模压制品；当模具所用材料的热膨胀系数小于模压制品(3)环向和母线方向的最大热膨胀系数时，在室温下脱除步骤二中经热压固化后的组合件的阴模(1)，然后将脱除阴模(I)后的组合件加热至(T-30) V?(T-10) °C后脱除阳模(2)，得到模...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖英强，曾金芳，刘小建，景宽，周伟江，方毅，徐新山，张润阳，陈雯，胡涛，李锵，李翠云，邢新玲，江振波，樊蒙琪，
申请(专利权)人：西安航天复合材料研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61