碳纤维制品的成型装置制造方法及图纸

技术编号:14596910 阅读:236 留言:0更新日期:2017-02-09 01:11
一种炭纤维制品成型装置,具有一中空腔室;一热压板,置于中空腔室,设数个通孔并连接数个导管;一模具,置于中空腔室,为一热压板承接,设一对外开口;一气袋,安置于模具的模穴内,其袋口置于对外开口处,其表面贴附炭纤维复合材料;二气压管室,分别设于中空腔室两侧,壁面上设有抽气口、可开关的进气口、可开关的热媒入口及气压口,内部容有复数气压管;各个气压管的两端分别连接至气压口及对外开口,藉以对气袋进行周期性地充气及抽气;热媒入口与导管连接,导入外界热媒加热热压板;抽气口与一真空泵连接,对中空腔室分段抽真空。本实用新型专利技术装置所制作的碳纤维制品无气泡程度可达99%以上且强度提升至少5%。

Forming device for carbon fiber product

A carbon fiber molding device has a hollow chamber; a hot plate, placed in the hollow chamber, a plurality of through holes and connecting a plurality of tubes; a mold cavity chamber is arranged on a hot plate, undertake, with a foreign opening; an air bag, placed in the mold cavity, the bag placed in the external opening, attached with a carbon fiber composite surface; two pressure tube chamber are respectively arranged at the two sides of the hollow chamber, heat medium pressure and entrance wall surface is provided with a gas outlet and a switch of the air inlet, switch port, internal volume with a plurality of pressure pipes; both ends of each pressure pipe are respectively connected with the the pressure to export and foreign opening to the air bag to periodically inflating and pumping gas; heat medium entrance and duct connection into the heating medium outside pressing plate; the exhaust port is connected with a vacuum pump for vacuum chamber in subsection. The carbon fiber product manufactured by the utility model has the advantages of no air bubble degree of more than 99% and strength enhancement of at least 5%.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种碳纤维制品的成型装置,特别是涉及一种不具残留气体的碳纤维制品的成型装置。
技术介绍
碳纤维制品是以碳纤维复合材料所制作的产品,碳纤维复合材料是碳纤维与树脂、金属、陶瓷等集体复合制成的结构材料,碳纤维制品在航天、军工、电子等诸多领域都有着很广泛的应用。碳纤维制品的成型方法一般包括模压法、手糊压层法、真空袋热压法、缠绕成型法、挤拉成型法。模压法是将经过预浸树脂的碳纤维复合材料放入金属模具中,加压后使多余的胶液溢出来,然后高温固化成型,脱膜后得到成品;手糊压层法是将浸过胶后的碳纤维片材剪形叠层,并于叠层的同时刷上树脂,再热压成型;真空袋热压法是在模具中叠层碳纤维复合材,并覆上耐热薄膜,利用柔软的气袋向碳纤维复合材叠层施加压力,并在热压罐中固化;缠绕成型法是将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上;挤拉成型法是先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。无论何种方法,碳纤维复合材料在成型制程中必定产生气体,这些残留气体会造成碳纤维制品产生泡纱分层的现象,造成制品外观起泡并导致结构强度无法满足需求;因此需要对现有碳纤维制品的成型设备进行改良以去除所述残留气体并提高碳纤维制品的加工质量。
技术实现思路
为了解决前述问题,本技术提供一种碳纤维制品成型装置,其结构简单且于碳纤维制品的成型过程中能有效去除碳纤维制品中的残留气体。一实施例中,所述碳纤维制品成型装置包括有一第一腔体、至少二热压板、一模具、一气袋及一第二腔体。所述第一腔体,具有一中空腔室及一密封所述中空腔室的壁面;所述热压板,置于所述中空腔室内,各个所述热压板具有数个通孔,所述通孔连接数个导管;所述模具,置于所述热压板其中之一上且位于所述热压板之间,具有一公模及一母模,所述公模及所述母模之间形成一模穴,所述模穴形成一对外开口;所述气袋,置于所述模穴内,其一袋口置于所述对外开口处;所述第二腔体,装设于所述第一腔体的所述壁面的一侧,具有一用以容置至少一气压管的容纳空间及一密封所述容纳空间的壁面,所述容纳空间与所述中空腔室互相连通,所述壁面上设有一抽气口、一气压口、一可开关的进气口及一可开关的热媒入口,所述抽气口连接至一真空泵,所述气压管以一端连接至所述气压口并以另一端连接至所述袋口及所述对外开口,所述气压口连接至一气压源,所述进气口处于大气环境中,所述热媒入口连接所述导管及一热媒源。其中,所述进气口于所述公模及所述母模分离之前系关闭的;所述气袋外表面供披覆多个碳纤维复合材料层;所述热媒源的热媒透过所述热媒入口、所述导管及所述通孔导入所述热压板,使得所述模具具有不同的温度区段;所述气压源的气体透过所述气压口、所述气压管、所述对外开口及所述袋口进入所述气袋内;所述气袋内的气体透过所述袋口、所述对外开口、所述气压管及所述气压口排出;所述气袋内的气体的导入及排出于所述的不同的温度区段内具有不同的周期频率;所述中空腔室内的气体透过所述抽气口及所述真空泵抽出,且于所述的不同的温度区段内具有不同的压力;所述周期频率随着所述压力的下降而下降;所述碳纤维复合材料层成型后的碳纤维制品的无气泡率至少为80%。另一实施例中,所述碳纤维制品成型装置更包括有一驱动单元,装设于所述中空腔室内,且连接至所述热压板,用以驱动热压板升降,进而密合所述公模及所述母模。可选地,所述驱动单元一油压缸。可选地,所述第一腔体的所述壁面的一侧是一活动门或可动的。可选地,所述第二腔体的所述壁面的一侧是一活动门或可动的。再一实施例中,所述第二腔体的个数为二,分别装设于所述壁面的两侧,所述抽气口、所述气压口、所述进气口及所述热媒入口分别位于不同侧的所述第二腔体上。可选地,所述通孔贯穿所述热压板的内部。可选地,所述热媒入口处于所述第二腔体的所述壁面的下方位置。一实施例中,所述碳纤维制品成型装置更包括有一控制单元,连接至所述碳纤维制品成型装置,所述控制单元控制所述的不同的温度区段的温度于摄氏25度至150度、控制所述中空腔室的所述压力于0.6个标准大气压以下及控制所述周期频率于2次至50次。可选地,所述控制单元为一可编程逻辑控制系统(programmablelogiccontroller;PLC)。一实施例中,所述模具为气襄式模具、压模式模具、树脂转注成型(ResinTransferMolding;RTM)模具及真空导入(Vacuuminfusionprocessing;VIP)模具其中之一。本技术所提供的碳纤维制品成型装置利用所述中空腔室内的真空度变动与所述气袋内的气压周期变动互相作用,在所述的不同的温度区段的温度抵达碳纤维复合材料的玻璃转化温度Tg前把残留气体从碳纤维复合材料层中彻底排出,藉此制备的碳纤维制品强度好,无气泡,质量稳定,适用范围广。与现有技术相比,本技术所提供的碳纤维制品成型装置的有益效果是:除去了现有技术中,当碳纤维预浸布在模具内加温至树脂进行聚合反应时,于碳纤维复合材料中所产生的残留气体,避免了碳纤维制品因残留气体所产生的泡纱分层现象进而美化了外观,并且结构强度提升了至少5%。附图说明图1为一立体示意图,显示本技术一实施例中的碳纤维制品成型装置的内外部结构。图2为一立体透视图,局部显示本技术一实施例中的碳纤维制品成型装置的气压口及气压管。图3为一立体透视图,局部显示本技术一实施例中的碳纤维制品成型装置的热媒入口及导管。图4为一立体示意图,显示本技术一实施例中的碳纤维制品成型装置的模具、气袋及碳纤维复合材料层。具体实施方式本技术揭示一种碳纤维制品成型装置,其中所称的碳纤维制品的相关制作原理及方法,已为本领域普通技术人员所能明了,故以下文中的说明,不再作完整描述。同时,以下文中所对照的附图,意在表达与本技术特征有关的含义,并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制,在先声明。请参考图1至图4,一实施例中,碳纤维制品成型装置100包括有一第一腔体1、至少二热压板2、一模具3、一气袋4及一第二腔体5。第一腔体1,具有一中空腔室11及一密封中空腔室11的壁面12;热压板2,置于中空腔室11内,各个热压板2具有数个通孔21,通孔21贯穿热压板2的内部,通孔21并外接数个导管22;模具3,置于热压板2其中之一上且位于两个热压板2之间,具有一公模31及一母模32,公模31及母模32之间形成一模穴33,模穴33并形成一对外开口34;气袋4,置于模穴33内,其一袋口41置于对外开口34处,使得进入对外开口34的气体直接进入袋口41;第二腔体5,装设于第一腔体1的壁面12的一侧,具有一用以容置至少一气压管6的容纳空间50及一密封容纳空间50的壁面501,容纳空间50与中空腔室11互相连通,壁面501上设有一抽气口51、一气压口52、一可开关的进气口53及一可开关的热媒入口54,抽气口51连接至一真空泵7,气压管6以一端连接至气压口52并以另一端连接至袋口41及对外开口34,气压口52连接至一气压源8,进气口53处于大气环境中,热媒入口54连接导管22及一热媒源9。这里的热媒包含各种能提供热能的媒介,例如蒸汽或热媒油,而热媒源9为储存这些热媒的空间或容器。热压板2的个数并未特别限定,只要能够达到支撑、夹持及密合模具3的目的即可。其中,气袋4的外表面供披本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维制品成型装置(100),其特征在于,包括:一第一腔体(1),具有一中空腔室(11)及一密封所述中空腔室(11)的壁面(12);至少二热压板(2),置于所述中空腔室(11)内,各个所述热压板(2)具有数个通孔(21),所述通孔(21)连接数个导管(22);一模具(3),置于所述热压板(2)其中之一上且位于所述热压板(2)之间,具有一公模(31)及一母模(32),所述公模(31)及所述母模(32)之间形成一模穴(33),所述模穴(33)形成一对外开口(34);一气袋(4),置于所述模穴(33)内,其一袋口(41)置于所述对外开口(34)处;以及一第二腔体(5),装设于所述第一腔体(1)的所述壁面(12)的一侧,具有一用以容置至少一气压管(6)的容纳空间(50)及一密封所述容纳空间(50)的壁面(501),所述容纳空间(50)与所述中空腔室(11)互相连通,所述壁面(501)上设有一抽气口(51)、一气压口(52)、一可开关的进气口(53)及一可开关的热媒入口(54),所述抽气口(51)连接至一真空泵(7),所述气压管(6)以一端连接至所述气压口(52)并以另一端连接至所述对外开口(34),所述气压口(52)连接至一气压源(8),所述进气口(53)处于大气环境中,所述热媒入口(54)连接所述导管(22)及一热媒源(9);其中,所述进气口(53)于所述公模(31)及所述母模(32)分离之前系关闭的;所述气袋(4)于膨胀后具有与所要制作的碳纤维制品的外形相同的形状,且外表面供贴附多个碳纤维复合材料层(30);所述热媒源(9)的热媒透过所述热媒入口(54)、所述导管(22)及所述通孔(21)导入所述热压板(2),使得所述模具(3)具有不同的温度区段;所述气压源(8)的气体透过所述气压口(52)、所述气压管(6)、所述对外开口(34)及所述袋口(41)进入所述气袋(4)内;所述气袋(4)内的气体透过所述袋口(41)、所述对外开口(34)、所述气压管(6)及所述气压口(52)排出;所述气袋(4)内的气体的导入及排出于所述的不同的温度区段内具有不同的周期频率;所述中空腔室(11)内的气体透过所述抽气口(51)及所述真空泵(7)抽出,且于所述的不同的温度区段内具有不同的压力;所述周期频率 随着所述压力的下降而下降;所述碳纤维复合材料层(30)成型后的碳纤维制品的无气泡率至少为80%。...

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维制品成型装置(100),其特征在于,包括:一第一腔体(1),具有一中空腔室(11)及一密封所述中空腔室(11)的壁面(12);至少二热压板(2),置于所述中空腔室(11)内,各个所述热压板(2)具有数个通孔(21),所述通孔(21)连接数个导管(22);一模具(3),置于所述热压板(2)其中之一上且位于所述热压板(2)之间,具有一公模(31)及一母模(32),所述公模(31)及所述母模(32)之间形成一模穴(33),所述模穴(33)形成一对外开口(34);一气袋(4),置于所述模穴(33)内,其一袋口(41)置于所述对外开口(34)处;以及一第二腔体(5),装设于所述第一腔体(1)的所述壁面(12)的一侧,具有一用以容置至少一气压管(6)的容纳空间(50)及一密封所述容纳空间(50)的壁面(501),所述容纳空间(50)与所述中空腔室(11)互相连通,所述壁面(501)上设有一抽气口(51)、一气压口(52)、一可开关的进气口(53)及一可开关的热媒入口(54),所述抽气口(51)连接至一真空泵(7),所述气压管(6)以一端连接至所述气压口(52)并以另一端连接至所述对外开口(34),所述气压口(52)连接至一气压源(8),所述进气口(53)处于大气环境中,所述热媒入口(54)连接所述导管(22)及一热媒源(9);其中,所述进气口(53)于所述公模(31)及所述母模(32)分离之前系关闭的;所述气袋(4)于膨胀后具有与所要制作的碳纤维制品的外形相同的形状,且外表面供贴附多个碳纤维复合材料层(30);所述热媒源(9)的热媒透过所述热媒入口(54)、所述导管(22)及所述通孔(21)导入所述热压板(2),使得所述模具(3)具有不同的温度区段;所述气压源(8)的气体透过所述气压口(52)、所述气压管(6)、所述对外开口(34)及所述袋口(41)进入所述气袋(4)内;所述气袋(4)内的气体透过所述袋口(41)、所述对外开口(34)、所述气压管(6)及所述气压口(52)排出;所述气袋(4)内的气体的导入及排出于所述的不...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜伟德
申请(专利权)人:星领贸易有限公司
类型:新型
国别省市:中国香港;81

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