一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法技术

发明专利技术公开了一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，包括步骤：S1、在产品外观尺寸设计时，在复合材料热压后出现褶皱位置预留注塑填充部，使注塑填充部完全包覆褶皱；在复合材料热压后边缘至产品成品边缘间预留注塑填充部，使注塑填充部由复合材料横向延伸至产品成品边缘；S2、在复合材料成型的热压模具内开设与注塑填充部对应的注塑型腔；S3、取复合材料片材进行加热至软化并送入热压模具内；S4、由热压模具对复合材料片材进行热压成型，并同时在注塑型腔内注塑，使注塑料与复合材料片材粘结；S5、模压注塑完成后取出产品得到成品。本发明专利技术可改善材料拉伸产生的褶皱以及产品边缘毛刺问题，提高开发效率。提高开发效率。提高开发效率。

【技术实现步骤摘要】
一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法


[0001]本专利技术涉及一种改善纤维复合材料产品外观的方法，特别是一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法。

技术介绍

[0002]随着全球环境污染和能源短缺问题的日益严重，节能减排是目前汽车产业的重要课题，汽车零部件的轻量化要求越来越高。各主机厂主要通过结构设计的优化、轻量化材料及轻量化材料的成型技术达到汽车轻量化的目的。连续纤维增强复合材料由于其轻质高强的特性，成为了替代传统金属实现汽车及其零部件轻量化的重要途径。
[0003]目前，连续纤维增强热塑性复合材料零部件的成型主要通过对连续纤维增强热塑性复合材料预浸料片材的热压实现。与钣金的冲压拉深成型过程类似，复合材料片材在热压拉深成型的过程中，零部件的翻边部分会产生褶皱、荷叶边等缺陷，对于汽车零部件尤其是用于外观件的汽车零部件来说这种缺陷是非常严重的。此外，在使用预裁切的连续纤维增强的复合材料片材作为原材料时，很多情况下复合材料的切边处会有纤维伸出、刺穿等外观现象，摸上去也会有毛刺感，而且由于纤维是连续的，很难通过打磨等传统方法进行改善。这些成品的外观缺陷直接限制了复合材料的应用。在现有的连续纤维热塑性复合材料的热压成型过程中，往往需要通过开软模具进行产品的试制，并同时大量调试模压机的工艺参数才能解决这类外观缺陷，导致零件开发成本居高不下。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术缺陷，本专利技术的任务在于提供一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，解决连续纤维增强热塑性复合材料在热压拉伸时产生的褶皱以及产品边缘毛刺问题。
[0005]本专利技术技术方案如下：一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、在产品外观尺寸设计时，在所述连续纤维增强热塑性复合材料热压后出现褶皱位置预留注塑填充部，使所述注塑填充部完全包覆所述褶皱；
[0007]S2、在所述连续纤维增强热塑性复合材料成型的热压模具内开设与所述注塑填充部对应的注塑型腔；
[0008]S3、取连续纤维增强热塑性复合材料片材进行加热至软化并送入所述热压模具内；
[0009]S4、由所述热压模具对所述连续纤维增强热塑性复合材料片材进行热压成型，并同时在所述注塑型腔内注塑，使注塑料与所述连续纤维增强热塑性复合材料片材粘结；
[0010]S5、模压注塑完成后取出产品得到成品。
[0011]进一步地，所述注塑填充部位于所述连续纤维增强热塑性复合材料的厚度方向的两侧。
[0012]进一步地，所述注塑填充部的表面至所述褶皱位置的起伏最高点距离不超过0.3mm。
[0013]一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，包括以下步骤：
[0014]S1、在产品外观尺寸设计时，在所述连续纤维增强热塑性复合材料热压后边缘至产品成品边缘间预留注塑填充部，使所述注塑填充部由所述连续纤维增强热塑性复合材料横向延伸至产品成品边缘；
[0015]S2、在所述连续纤维增强热塑性复合材料成型的热压模具内开设与所述注塑填充部对应的注塑型腔；
[0016]S3、取连续纤维增强热塑性复合材料片材进行加热至软化并送入所述热压模具内；
[0017]S4、由所述热压模具对所述连续纤维增强热塑性复合材料片材进行热压成型，并同时在所述注塑型腔内注塑，使注塑料与所述连续纤维增强热塑性复合材料片材粘结；
[0018]S5、模压注塑完成后取出产品得到成品。
[0019]进一步地，为了保证注塑部分与连续纤维增强热塑性复合材料稳定结合过渡，所述注塑填充部的厚度大于所述连续纤维增强热塑性复合材料的厚度且厚度差值不大于0.5mm。
[0020]进一步地，为了减小连续纤维增强热塑性复合材料尺寸变化对产品整体性能的影响，所述连续纤维增强热塑性复合材料的边缘至所述产品成品边缘的间距不大于5mm。
[0021]进一步地，所述注塑填充部的材料与所述连续纤维增强热塑性复合材料的热塑性基体为相同材质。
[0022]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0023]本专利技术通过在模压过程中同时完成的注塑来实现对复合材料表面外观的改善，不需要对复合材料进行裁切或大幅修改外形，不影响零件设计强度，开发过程不需要大量的试验和人工成本，节省了零件开发的时间和金钱投入；注塑和模压在同一工位中同时完成，加快了生产节拍，节省了后道修整工序，改善外观的同时还提高了产品的生产效率。
附图说明
[0024]图1为实施例1的连续纤维增强热塑性复合材料产品示意图。
[0025]图2为实施例1在热压拉伸时产生褶皱的示意图。
[0026]图3为图1的A处翻边部位剖面示意图。
[0027]图4为实施例2的连续纤维增强热塑性复合材料产品示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限定。
[0029]实施例1，请结合图1所示，本实施例涉及产品是一种具有翻边的复合材料盒体，中间内凹的盒体部分是在热压下拉伸成型的。在拉伸成型的过程中，翻边1位置由于受到了面内方向的力而产生褶皱，如图2所示。本实施例的改善该褶皱外观具体方法是，通过前期实验确定仅采用连续纤维增强热塑性复合材料2热压成型时，形成的翻边1位置褶皱的高低起伏最大落差，假设该最大落差为4mm。在产品外观尺寸设计时，请结合图3所示，增加翻边1厚
度，使翻边1位置的上表面到褶皱位置的起伏最高点距离以及翻边1位置的下表面到褶皱位置的起伏最低点距离不超过0.3mm，也就是说，翻边1厚度设计为4.6mm以内。在连续纤维增强热塑性复合材料2形成的褶皱至产品的上下表面间为注塑填充部3。注塑填充部3的宽度与翻边1宽度相当。在热压模具的翻边处设置与注塑填充部3相应的注塑型腔，使得注塑得到的材料能够完全遮掩翻边上的褶皱。生产时，取连续玻璃纤维/PA6平纹编制复合材料片材(以下简称玻璃纤维/PA6片材)进行加热至软化并送入热压模具内，由热压模具对玻璃纤维/PA6片材进行热压成型，报保持热压的同时在注塑型腔内进行注塑，使PA6注塑料与玻璃纤维/PA6片材粘结，模压注塑完成后取出产品得到最终成品，由于注塑料完全覆盖褶皱部分，因此在翻边1位置能够得到平整的表面。
[0030]实施例2，请结合图4所示，图4示意的是预切割的连续碳纤维/PP平纹编制复合材料片材(以下简称碳纤维/PP片材)4热压成型得到的零件的边缘。该碳纤维/PP片材4厚1.5mm，在片材的切割边缘处有碳纤维5的刺出现象。为了削除该毛刺，在产品外观尺寸设计时，在碳纤维/PP片材4热压后边缘至产品成品边缘间预留注塑填充部6，使注塑填充部6由碳纤维/PP片材4横向延伸至产品成品边缘7，在碳纤维/PP片材4成型的热压模具内开设与注塑填充部6对应的注塑型腔。生产时，取碳纤维/PP片材4进行加热至软化并送入热压模具内，由热压模具对碳纤维/PP片材4进行热压成型，保持热压的同时在注塑型腔内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在产品外观尺寸设计时，在所述连续纤维增强热塑性复合材料热压后出现褶皱位置预留注塑填充部，使所述注塑填充部完全包覆所述褶皱；S2、在所述连续纤维增强热塑性复合材料成型的热压模具内开设与所述注塑填充部对应的注塑型腔；S3、取连续纤维增强热塑性复合材料片材进行加热至软化并送入所述热压模具内；S4、由所述热压模具对所述连续纤维增强热塑性复合材料片材进行热压成型，并同时在所述注塑型腔内注塑，使注塑料与所述连续纤维增强热塑性复合材料片材粘结；S5、模压注塑完成后取出产品得到成品。2.根据权利要求1所述的改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，其特征在于，所述注塑填充部位于所述连续纤维增强热塑性复合材料的厚度方向的两侧。3.根据权利要求1所述的改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，其特征在于，所述注塑填充部的表面至所述褶皱位置的起伏最高点距离不超过0.3mm。4.根据权利要求1所述的改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外观的方法，其特征在于，所述注塑填充部的材料与所述连续纤维增强热塑性复合材料的热塑性基体为相同材质。5.一种改善连续纤维增强热塑性复合材料产品外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正伟，王惠添，赵海斌，傅浩，
申请(专利权)人：常熟常春汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：