碳纤维制品的成型方法技术

本发明专利技术涉及碳纤维成型领域，公开了一种碳纤维制品的成型方法，其中，该方法在液压机中进行，液压机包括上模板、下模板和模具，上模板与下模板之间形成密闭空间，模具设置在密闭空间内且位于下模板上，上模板设置有气体加压口，下模板和模具均设置有抽真空接口，且下模板的抽真空接口与模具的抽真空接口连通；所述方法包括将经过预浸渍的碳纤维置于模具中，并铺上真空袋，通过抽真空接口对模具进行抽真空并对模具进行加热，然后通过气体加压口向所述密闭空间充入气体，并使模具继续保持真空状态。本申请的成型方法制备的碳纤维制品质量更好，成本更低。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维制品的成型方法
本专利技术涉及碳纤维成型领域，具体涉及一种碳纤维制品的成型方法。
技术介绍
碳纤维重量比铝轻，强度却高于钢，又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点，被称为“新兴材料之王”。目前成熟的成型工艺主要有SMC、RTM、真空袋压以及热压罐等四种成型工艺。其中，大部分的制品都采用热压罐工艺。不同碳纤维制品在使用热压罐工艺时，方法与步骤类似，基本上都是按照铺叠毛坯件、制真空袋、真空检漏、工件入罐、开升温程序、加压、保温保压、降温、降压停机、工件出罐的顺序进行的，主要区别在于模具的不同以及根据制品所需性能而设定的工艺参数。热压罐成型法投资大、成本高，热压罐接轨复杂、造价高，投资大。每次使用时不仅消耗水、电、气等能源，还需要真空袋膜、密封胶条、吸胶粘、隔离布等辅助材料，使生产成本较大幅度增加。CN201611250618.9公开了一种用于制备碳纤维件的高压均温系统，属于碳纤维复合材料制造
该系统包括鼓风加热炉、设置在鼓风加热炉外的真空泵、设置在鼓风加热炉内的金属耐压罐、设置在鼓风加热炉外且与金属耐压罐相连通的空气压缩机；所述的金属耐压罐从外至内依次设置真空袋、呼吸布、隔离膜和模具，真空袋上设置真空嘴，真空嘴与真空泵连接。本专利技术的高压均温系统通过使用金属耐压罐和空气压缩机提供系统需要的气压，从而无需使用体积庞大、成本高的热压罐，实现高温高压环境下进行碳纤维材料成型；通过本专利技术的高压均温系统可对碳纤维产品柔性批量制造，具有低成本，灵活性高的特点。CN201010562570.1公开了一种混编式连续纤维增强热塑性结构板材热成型方法，首先在编织机上将预浸料混编为片状或带状预浸带；将预浸带铺放在模具上并用真空袋或聚酯薄膜密封；然后升温，抽真空，保持真空负压，当温度达到热塑性树脂的熔点时保温一段时间后保压降温成型；最后拆除真空袋或聚酯薄膜，得到结构板材。用此混编方法生产的结构板材，可以将预浸料内层间的空气驱除，压力通过纤维均匀传递，避免了纤维方向上发生偏移，还可以在原有纤维增强的基础上进一步强化，大大节约了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种碳纤维制品的成型方法，该方法制备的碳纤维制品的质量更好，成本更低。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种碳纤维制品的成型方法，其中，该方法在液压机中进行，所述液压机包括上模板、下模板和模具，所述上模板与所述下模板之间形成密闭空间，所述模具设置在所述密闭空间内且位于所述下模板上，所述上模板设置有气体加压口，所述下模板和所述模具均设置有抽真空接口，且所述下模板的抽真空接口与所述模具的抽真空接口连通；所述方法包括：将经过预浸渍的碳纤维置于所述模具中，并铺上真空袋，通过抽真空接口对模具进行抽真空并对模具进行加热，然后通过气体加压口向所述密闭空间充入气体，并使模具继续保持真空状态。通过上述技术方案，采用本申请的成型方法制备碳纤维制品，具有以下优势：(1)取消了复杂的热压罐结构以及热压罐工艺，使用液压机，且该液压机具有可以开闭的密闭空间，方便取放产品。(2)对于SMC工艺，取消了模具腔的上模，只保留下模，并且可以抽真空。(3)成品质量更好，成本更低，效率高。(4)对于真空袋压工艺，取消了大型烤箱，能耗低。(5)该液压机的上模板和下模板形成的密闭空间中的气体压力可以高达1.6Mpa，成品质量更稳定。附图说明图1是碳纤维制品的成型方法的示意图；图2是成型模具的示意图。附图标记说明1、主缸2、上模板3、哥林柱4、密封件5、下模板6、真空袋7、碳纤维8、模具本体具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。根据本专利技术提供了一种碳纤维制品的成型方法，其中，该方法在液压机中进行，所述液压机包括上模板、下模板和模具，所述上模板与所述下模板之间形成密闭空间，所述模具设置在所述密闭空间内且位于所述下模板上，所述上模板设置有气体加压口，所述下模板和所述模具均设置有抽真空接口，且所述下模板的抽真空接口与所述模具的抽真空接口连通；所述方法包括：将经过预浸渍的碳纤维置于所述模具中，并铺上真空袋，通过抽真空接口对模具进行抽真空并对模具进行加热，然后通过气体加压口向所述密闭空间充入气体，并使模具继续保持真空状态。根据本专利技术的方法，在将所述模具本体进行抽真空处理之后，确保真空袋安全可靠，然后，可以通过所述气体加压口向所述的密闭空间充入压力小于1.6MPa的气体，优选为1.2-1.55MPa的气体，更优选为1.48-1.52MPa的气体；此时，所述模具本体继续保持真空状态，保压，让密闭空间的气体压力(通过真空袋)作用到碳纤维上，能够使制备的碳纤维制品的质量更好，成本更低。根据本专利技术的方法，所述气体可以为惰性气体，例如，所述的惰性气体可以为即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)，在本专利技术中，优选为氩气。根据本专利技术的方法，所述碳纤维可以为经过预浸渍的碳纤维片和/或经过预浸渍的碳纤维毡，优选地，所述碳纤维可以为粘胶基纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维中的一种或多种。根据本专利技术的方法，所述上模板和所述下模板之间可以设置有密封件，优选地，所述密封件为自密封形式的密封件。在本专利技术中，通过上模板、下模板和密封件形成密闭空间。根据本专利技术的方法，所述上模板、下模板可以固定设置，也可以非固定设置，没有具体限定，例如，可以将所述下模板固定设置，所述上模板设置为可升降；或者可以将所述上模板固定设置，所述下模板设置为可升降。在本专利技术中，优选地，将所述下模板固定设置，所述上模板设置为可升降。根据本专利技术的方法，优选地，在对模具进行抽真空的同时，可以对所述上模板和所述下模板之间形成的密闭空间进行抽真空处理。根据本专利技术的方法，所述下模板上还可以设置滑台，可以在滑台滑出时铺设(放置)碳纤维。根据本专利技术的方法，所述成型模具可以包括模具本体、真空袋和真空泵；其中，所述模具本体上形成有用于放置所述经过预浸渍的碳纤维的模具腔；另外，所述模具腔具有与所述碳纤维的贴合面，贴合面对所述碳纤维起着支撑作用。在本专利技术中，具体地，所述模具本体还包括基体部和侧壁部，所述侧壁部设置在所述基体部的外边缘且向上延伸，所述基体部与所述侧壁部之间限定出所述模具腔，模具腔近似“U”形结构，待压合材料碳纤维放入该模具腔后，会与该模具腔内表面贴合。其中，所述真空袋可以设置在所述模具本体上，且通过采用密封结构将所述真空袋和所述模具腔密封；具体地，所述真空袋与所述模具腔的侧壁部的上表面通过密封结构密封连接。在本专利技术中，例如，所述密封结构可以是密封条，密封结构可保证所述真空袋和所述模具腔之间形成的空间内的密封性能良好，从而通过外部压力施加给所述真空袋，进而给所述碳纤维施加有效的压力。也就是说，所述真空袋、所述碳纤维和所述模具腔形成一个所谓“三明治”结构，或者说，将所述碳纤维设置在所述真空袋和所述模具腔之间。其中，所述真空泵与所述真空袋可以相连且用于将所述真空袋抽真空，在抽真空的过程中，真空袋向待压合材料例如碳纤维施加一个持续的压力，并且能够使碳纤维表面整体受力均匀，从而使碳纤维更加密实，能够得到致密地组织结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维制品的成型方法，其特征在于，该方法在液压机中进行，所述液压机包括上模板、下模板和模具，所述上模板与所述下模板之间形成密闭空间，所述模具设置在所述密闭空间内且位于所述下模板上，所述上模板设置有气体加压口，所述下模板和所述模具均设置有抽真空接口，且所述下模板的抽真空接口与所述模具的抽真空接口连通；所述方法包括：将经过预浸渍的碳纤维置于所述模具中，并铺上真空袋，通过抽真空接口对模具进行抽真空并对模具进行加热，然后通过气体加压口向所述密闭空间充入气体，并使模具继续保持真空状态。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维制品的成型方法，其特征在于，该方法在液压机中进行，所述液压机包括上模板、下模板和模具，所述上模板与所述下模板之间形成密闭空间，所述模具设置在所述密闭空间内且位于所述下模板上，所述上模板设置有气体加压口，所述下模板和所述模具均设置有抽真空接口，且所述下模板的抽真空接口与所述模具的抽真空接口连通；所述方法包括：将经过预浸渍的碳纤维置于所述模具中，并铺上真空袋，通过抽真空接口对模具进行抽真空并对模具进行加热，然后通过气体加压口向所述密闭空间充入气体，并使模具继续保持真空状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述的密闭空间充入的气体为压力小于1.6MPa的气体，优选为1.2-1.55MPa的气体，更优选为1.48-1.52MPa的气体。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树明，王晓华，陈国聪，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44