采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法及成型模具技术

本发明专利技术涉及一种采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，其特征在于：利用成型模具围绕离心设备旋转中心进行公转产生离心力，使得液态基体取代成型模具中制品型腔内的气体，将气体排出实现离心充型或浸渍；在浸渍的同时或完成浸渍后，成型模具内的纤维增强材料与基体在动态或静态下固化成型制得增强复合材料制品。成型模具围绕离心设备旋转中心进行公转产生离心力，利用基体、纤维增强材料与气体离心力的差使得基体取代成型模具内的气体，气体通过排气通道排出实现无气泡充型或浸渍；由于在充型或浸渍工序能够充分的将气体彻底排出，因而制造出的产品表面光滑，内部无气孔、缩松等缺陷，大大提高产品强度和模量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，其特征在于：利用成型模具围绕离心设备旋转中心进行公转产生离心力，使得 液态 基体取代成型模具中制品型腔内的气体，将气体排出实现离心充型或浸渍；在浸渍的同时或完成浸渍后，成型模具内的纤维增强材料与基体在动态或静态下固化成型制得增强复合材料制品。成型模具围绕离心设备旋转中心进行公转产生离心力，利用基体、纤维增强材料与气体离心力的差使得基体取代成型模具内的气体，气体通过排气通道排出实现无气泡充型或浸渍；由于在充型或浸渍工序能够充分的将气体彻底排出，因而制造出的产品表面光滑，内部无气孔、缩松等缺陷，大大提高产品强度和模量。【专利说明】采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法及 成型模具
本专利技术涉及一种采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，还涉及 一种实现该方法的成型模具。
技术介绍
玻璃纤维(英文原名为：glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金 属材料，种类繁多，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高的优点。随着市场经 济的迅速发展，玻璃纤维逐渐成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行 业必不可少的原材料。 玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，在采用玻璃纤维制作复合材料制品 时，其原理是：玻璃纤维增强材料在模具内被树脂充分浸渍，排除气泡，然后树脂在常温或 加温下固化，脱模后即成为复合材料制品。 其方法主要包括手糊FRP法、真空导流法、RTM法，（1)手糊FRP法是利用人工将树 脂与纤维增强材料进行浸渍、排气，其工作效率低、污染大，工作环境较差；（2)真空导流、 RTM法是利用压力差，利用树脂自高压向低压向流动实现充型、浸渍；其相对于传统手糊法 相比，大大提高了工作效率，且改善了工作环境；但在充型时易造成短路，其即使保压状态 下，也可能无法完全排除模具内的气体，属于静态浸渍树脂，造成充型不彻底；且又无法了 解内部充型状态，因此在针对产品进行排气点、注射点的优化设计时也较为困难。 目前也出现了一种应用于增强复合材料制品的离心成型方法，即公知的离心浇铸 法，例如专利申请号201010609423. 5公开了一种圆锥体复合材料杆的制造方法，主要为离 心浇铸成型工艺，其特征在于：所述离心成型工艺之前，用缠绕的方法连续缠绕纤维织物至 芯轴上，然后在旋转的锥形离心模具内展开，紧贴在模具内壁，然后高速旋转模具，最后从 模具小口径端注入树脂，树脂在离心力作用下填充纤维预成型体空隙，待树脂固化后，脱模 制得管状复合材料空心杆。 该种方法在应用于增强复合材料制品时，能够提高产品强度和模量，同时一次成 型复合材料锥形杆，效率高，外表光滑，无需复杂的打磨处理，从而在同等刚度要求下可以 减少材料用量，降低成本，节约资源。但仍存在一定的局限性： 众所周知，离心浇铸法仅适用于成型空心回转体或者近似结构；通过绕模具自身的轴 心旋转，即自转，在离心力作用下将树脂等物料紧贴在模具的内壁上；在浸渍直到树脂凝胶 固化，都必须在离心旋转状态下，否则材料会位移、坍塌而不能成型，因此对于能源的消耗 也较大，同时，需要相应的增加离心设备才能确保产量，投资相对增大。 因此，研发一种生产效率高、劳动强度低且适用范围广的复合材料制品制造方法 势在必行。经检索有关文献，未发现与本专利技术相同或相似的技术方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种生产效率高、劳动强度低且适用范围广的采 用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，同时，还提供一种实现该方法的成 型模具。 为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种采用纤维增强材料与基体制造 增强复合材料制品的方法，其创新点在于：所述方法依次包括充型、离心浸渍和固化工序， 具体为：充型工序前，将纤维增强材料预先置于成型模具中；充型工序中，将液态基体充入 成型模具中；离心浸渍工序中，完成充型的成型模具围绕一离心设备旋转中心进行公转，使 得成型模具内的纤维增强材料与液态基体充分接触，进一步排出气体实现离心浸渍；固化 工序中，完成浸渍后，成型模具中的纤维增强材料与液态基体在动态或静态下固化成型为 一体制得增强复合材料制品。 优选的，所述纤维增强材料为纤维中的任意一种或一种以上的组合，还可以纤维 制品中的任意一种或一种以上的组合，也可以为纤维中的任意一种或一种以上与纤维制品 中的任意一种或一种以上的组合。 优选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维或矿物纤维，纤维制品为短切纤 维、纱、织物或毡。 优选的，所述基体的主体为树脂。 优选的，所述树脂为热塑性树脂，或热固性树脂，或热塑性树脂与热固性树脂的 混合。 优选的，所述充型工序中，通过一离心设备进行离心充型；将储存液态基体的容器 设置在离心设备上靠近旋转中心的一侧，通过成型模具围绕离心设备旋转中心进行公转产 生离心力，利用离心力将靠近离心设备旋转中心侧的液态基体甩入成型模具内取代成型模 具中制品型腔内的气体，进而实现离心充型。 优选的，在制作含面层增强复合材料制品时，在充型工序前，预先在成型模具的制 品型腔表面预喷涂或涂刷一层面层，在面层固化70?85%后，再将纤维增强材料置于成型 模具中；再通过上述充型、离心浸渍和固化工序进行增强复合材料制品的制作。 优选的，在制作含预埋件、加强筋或夹芯材料的增强复合材料制品时，在充型工序 前，将预埋件、加强筋及夹芯材料定位在成型模具型腔的相应位置中，同时将纤维增强材料 置于成型模具中；再通过上述充型、离心浸渍和固化工序进行增强复合材料制品的制作。 优选的，在固化工序中，成型模具的排气通道朝上放置，或将排气通道封闭避免纤 维增强材料与基体分离，在静止状态固化成型。 优选的，在固化工序中，将成型模具继续放置在离心设备上动态固化成型。 优选的，所述成型模具在围绕离心设备旋转中心进行公转时，成型模具的向心加 速度为5g?1000g。 一种采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，其创新点在于：所 述方法依次包括模内预浸渍、离心浸渍和固化工序，在模内预浸渍工序中，在将纤维增强材 料铺放到成型模具中的同时，充入液态基体使得各部分纤维增强材料均与液态基体充分接 触实现模内预浸渍；在离心浸渍工序中，通过一离心设备进行离心浸渍；通过成型模具围 绕离心设备旋转中心进行公转产生离心力，利用离心力使得成型模具内的纤维增强材料与 液态基体充分接触，排除成型模具内的气体实现离心浸渍；在固化工序中，完成浸渍后，成 型模具中的纤维增强材料与液态基体在动态或静态下固化成型为一体制得增强复合材料 制品。 优选的，所述纤维增强材料为纤维中的任意一种或一种以上的组合，还可以纤维 制品中的任意一种或一种以上的组合，也可以为纤维中的任意一种或一种以上与纤维制品 中的任意一种或一种以上的组合。 优选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维或矿物纤维，纤维制品为短切纤 维、纱、织物或毡。 优选的，所述基体的主体为树脂。 优选的，所述树脂为热塑性树脂，或热固性树脂，或热塑性树脂与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用纤维增强材料与基体制造增强复合材料制品的方法，其特征在于：所述方法依次包括充型、离心浸渍和固化工序，具体为：    充型工序前，将纤维增强材料预先置于成型模具中；充型工序中，将液态基体充入成型模具中；离心浸渍工序中，完成充型的成型模具围绕一离心设备旋转中心进行公转，使得成型模具内的纤维增强材料与液态基体充分接触，进一步排出气体实现离心浸渍；固化工序中，完成浸渍后，成型模具中的纤维增强材料与液态基体在动态或静态下固化成型为一体制得增强复合材料制品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：顾清波，沈达泉，崔伯军，储开明，
申请(专利权)人：江苏九鼎新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32