一种夹芯结构复合材料成型方法技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域。采用真空辅助树脂灌注工艺，利用半透膜保证排净预制件中的空气和挥发物。本发明专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：所述导流系统带有脱气区1，制坯与导流系统还包括半透膜2，半透膜置于面板坯料7底部并全部或部分覆盖坯料排气端端面，脱气区1与半透膜部分重叠。该成型工艺耗材消耗量低，脱气效率高、工序简单，可有效保证夹芯结构复合材料的产品质量。适用于面板和背板的增强材料为纤维织物，夹芯材料为硬质不吸胶材料的制备，特别适用于夹芯材料为陶瓷、轻木、闭孔泡沫等小尺寸材料块或者是整体面内带孔材料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，涉及复合材料成型技术，特别涉及夹芯结构复合材料构件成型技术。
技术介绍
纤维增强树脂基夹芯结构复合材料的加工通常采用手糊、模压、热压罐成型或者真空辅助树脂灌注工艺。其中，真空辅助树脂灌注工艺利用真空负压实现树脂在纤维及其织物中的浸渍，并在真空压力下固化成型，具有成型设备简单、制造成本低、产品空隙率低的特点，该工艺无溶剂释放，是一种绿色制造工艺，在国防及国民经济各领域已有广泛应用。目前，应用RTM或VARI工艺制备夹芯结构复合材料有两种方法，一种是采用“多步法”成型，即将夹芯结构两侧的纯纤维增强复合材料面板和背板单独成型，然后再用胶黏剂将面板、夹芯结构和背板进行粘接成型。另一种是“一步法”成型，按照传统真空辅助树脂灌注工艺，在复合材料预制件的上侧铺设导流介质及脱模介质，此工艺只可成型夹芯材料块尺寸较小的夹芯结构复合材料，在制备夹芯材料块尺寸较大的夹芯结构复合材料时，其背面常常出现树脂浸透不充分、干斑或短路现象，造成夹芯结构复合材料质量缺陷甚至制造失败。CN 1915650介绍了一种玻璃钢复合材料夹芯结构件的真空成型工艺，先制备复合材料外层、内层和芯层，再用胶黏剂对三者进行粘接形成复合材料预制件，使用上下合模将复合材料预制件在真空负压下进行固化。CN 101352926介绍了一种大型夹芯复合材料制件的真空辅助成型工艺方法，主要是在轻质泡沫上开槽，将开槽后的泡沫放置在纤维预制件中间，通过开槽将树脂浸透到纤维织物上，完成夹芯复合材料制件的制备。对于在夹芯结构复合材料预制件上侧铺设导流系统，下侧铺设半透膜来实现夹芯结构复合材料的制造的工艺方法目前国内外尚无报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大型夹芯结构复合材料的加工方法，提高夹芯结构复合材料的质量可靠性。本专利技术的目的是这样实现的，采用真空辅助树脂灌注工艺，在常规布设导流系统的基础上，坯料下侧铺设半透膜，连续抽出预制件中的空气和挥发物，将“注胶死区”内的气体排净，实现树脂的有效导入，均匀浸渍，避免夹芯材料缺胶缺陷，提高产品质量和生产效率。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：所述导流系统带有脱气区1，制坯与导流系统还包括半透膜2，半透膜置于面板坯料7底部并全部或部分覆盖坯料排气端端面，脱气区1与半透膜部分重叠，铺层结构如附图1和附图2所示。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，脱气区1与半透膜2部分重叠，脱气区置于排气端一侧面板坯料底部的半透膜下层，与半透膜重叠10mm～30mm，结构如附图1所示。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，脱气区1与半透膜2部分重叠，脱气区与坯料排气端端面的半透膜部分重叠，脱气区不高于半透膜高度，结构如附图2所示。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，半透膜为可脱模介质。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，在坯料排气端端面处半透膜宽度与预制件宽度相同，高度不低于夹芯结构层6，在其它方向，半透膜尺寸比预制件单边大20mm～50mm，铺层结构如附图3所示。本专利技术涉及的夹芯结构复合材料成型方法，耗材消耗量低，脱气效率高、树脂浸渍均匀完全，工序简单，合格率高，可有效保证夹芯结构复合材料的产品质量。适用于面板和背板的增强材料为纤维织物，夹芯材料为硬质不吸胶、厚度均一材料的制备，特别适用于夹芯材料为陶瓷、轻木、闭孔泡沫等其外扩尺寸的外接圆半径不大于100mm的小尺寸材料块或者是整体面内带孔材料的制备。附图说明附图1 本专利技术涉及的成型方法的半透膜铺设结构示意图附图2 本专利技术涉及的成型方法的另一种半透膜铺设结构示意图附图3 本专利技术涉及的成型方法的工艺铺层结构示意图附图4 本专利技术涉及的成型方法的工艺铺层结构示意图1-脱气区，2-半透膜，3-脱模介质，4-导流介质、5-背板坯料，6-夹芯层，7-面板坯料，8-注胶管，9-脱气管，10-模具，11-注胶口，12-抽气口。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例仅对
技术实现思路
作进一步说明，不作为对
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的限制。实施例一以一次加工面板厚度5mm、陶瓷夹芯层厚度15mm、背板厚度20mm、面内有效尺寸980mm×580mm的夹芯结构复合材料平板为例对专利技术涉及的成型工艺进行详细说明。以1000mm×600mm的玻纤织物EWR600平纹纤维织物为背板坯料5和面板坯料7，玻纤织物单层面密度为600g/m2，面板坯料对齐叠合12层，背板坯料对齐叠合46层,以一层密排的边长11mm、厚度15 mm的六边形氧化铝陶瓷为夹芯层6。以1层20目、单丝直径为0.4mm，尺寸为930mm×560mm的聚乙烯编织网作为导流介质4；半透膜2为面密度为105g/m2的环氧型Dahltexx，最大外廓尺寸为1050mm×660mm，排气端对角剪口，剪口尺寸25mm×30mm，折叠高度30mm。以1层0.5mm厚1090mm×690mm透气高温焊布作为脱模介质3。以2层1000mm×250mm的玻纤织物作为脱气区1。分别以980mm和940mm长的Φ12mm的螺旋导流管作为注胶管8和脱气管9。在平面模具10上，坯料排气端与半透膜剪口对齐，铺层结构如附图3所示，依次铺放半透膜、面板坯料、陶瓷块夹芯层、背板坯料、脱模介质、导流介质，铺完后将排气端超出坯料的半透膜折起，贴覆于坯料排气端表面，按附图2铺放脱气区用玻璃纤维织物，脱气区与坯料排气端端面重叠20mm；铺设脱气管9和抽气口12形成脱气系统。脱模介质完全覆盖预制件坯料。导流介质在与树脂流动方向的脱模介质上方垂直方向居中铺放，在注胶口方向一侧，导流介质与预制件平齐，将注胶管8铺设在导流介质上，采用“线型”注胶，将注胶口11布置在注胶管的两端，如附图3所示。在真空度≤-0.098MPa条件下，真空注胶树脂，在室温下53分钟固化，得厚度为40.3mm、有效尺寸980mm×580mm的陶瓷夹芯复合材料平板，平板表面平整，内部浸胶完全，无气泡、无缺胶，质量良好。实施例二以一次加工面板厚度15mm、泡沫夹芯层厚度20mm、背板厚度30mm、面内有效尺寸980mm×680mm的泡沫夹芯复合材料平板为例，对专利技术涉及的成型工艺进行详细说明。以1000mm×720mm的玻纤织物EW本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：所述导流系统带有脱气区（1），制坯与导流系统还包括半透膜（2），半透膜置于面板坯料（7）底部并全部或部分覆盖坯料排气端端面，脱气区（1）与半透膜（2）部分重叠。

【技术特征摘要】
1.一种夹芯结构复合材料成型方法，采用真空辅助树脂灌注工艺成型，包括制坯与导流系统布设、树脂注胶、固化成型等过程，其特征在于：所述导流系统带有脱气区（1），制坯与导流系统还包括半透膜（2），半透膜置于面板坯料（7）底部并全部或部分覆盖坯料排气端端面，脱气区（1）与半透膜（2）部分重叠。
2.根据权利要求1所述的夹芯结构复合材料成型方法，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，脱气区（1）与半透膜（2）部分重叠，脱气区置于排气端一侧面板坯料底部的半透膜下层，与半透膜重叠10mm～30mm。
3.根据权利要求1所述的夹芯结构复合材料成型方法，其特征在于：制坯与导流系统还包括半透膜，脱气区（1）与半透膜（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑威，孔令美，高泉喜，薛亚娟，王宝春，袁秀梅，齐燕燕，王小兵，王炤亮，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第五三研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37