一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法技术

本发明专利技术涉及一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，包括如下步骤：准备成型设备，成型设备包括上模板、下模板，上模板的下表面、下模板的上表面形成工作面；根据设定尺寸裁剪环氧树脂基碳纤维预浸料，并按设定方式进行铺设，铺设完成后在其表面设置隔离膜，得到预成型体；将上模板的下表面、下模板的上表面预热至设定预热温度，将预成型体直接放置在下模板的上表面，并使上模板向下运动至设定位置；在设定条件下使预成型体固化成型为环氧树脂基碳纤维板材。本发明专利技术使环氧树脂基碳纤维板在成型过程中无需采用模具或治具，极大降低了生产成本，且可防止成型后的板材表面出现针孔等缺陷，提高了板材的良品率，工艺过程简单，提高了生产效率。生产效率。生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法


[0001]本专利技术属于碳纤维材料成型
，具体涉及一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法。

技术介绍

[0002]碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，其微观结构类似人造石墨。环氧树脂基碳纤维板材是航空航天工业中最重要的材料之一，其中，碳纤维起增强作用，承受大部分载荷，使材料显示出较高的抗张强度和刚度，环氧树脂基体与碳纤维通过界面连在一起，基体将载荷通过界面传递给纤维，不仅能够发挥碳纤维的抗拉性能优异的特点，还能起到使载荷均匀分布和保护碳纤维免遭外界损伤的作用，可以更好的突出碳纤维的高模量、高强度、低密度的优良性能。
[0003]目前，在环氧树脂基碳纤维板材成型过程中，均需要在成型设备上设置模具或者限位治具进行成型。但是，高精度的模具与限位治具不仅价格极高，而且不利于成型过程中材料小分子挥发，有可能导致成型得到的碳纤维板材的表面出现针孔缺陷，对于较薄的碳纤维板材尤为明显，因此导致生产过程中碳纤维板材的良品率无法保证，生产效率降低，且生产成本增大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，用于解决现有成型技术生产成本高和易出现针孔缺陷等问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，包括如下步骤：S1：准备成型设备，所述的成型设备包括上模板、下模板，所述的上模板位于所述的下模板的上方，所述的上模板的下表面、下模板的上表面形成工作面，且工作面为平面；S2：根据设定尺寸裁剪环氧树脂基碳纤维预浸料，并按设定方式进行铺设，铺设完成后在其表面设置隔离膜，得到预成型体；S3：将所述的上模板的下表面、下模板的上表面预热至设定预热温度，将所述的预成型体直接放置在所述的下模板的上表面，并使所述的上模板向下运动至设定位置；S4：在设定条件下使所述的预成型体固化成型为环氧树脂基碳纤维板材，成型完成后使所述的上模板向上运动并取出环氧树脂基碳纤维板材。
[0006]优选地，在S3中，所述的设定预热温度为环氧树脂玻璃化转变温度的20%
‑
80%。
[0007]优选地，在S3中，所述的设定位置为所述的上模板的下表面接触所述的预成型体的上表面时的位置，且所述的上模板不对所述的预成型体施加任何压力。
[0008]优选地，在S4中，所述的设定条件包括设定时间和设定温度，所述的设定时间为45min
‑
90min，所述的设定温度为80℃
‑
170℃。
[0009]进一步优选地，在S2中，所述的隔离膜可耐温度大于等于180℃。
[0010]优选地，在S2中，所述的设定方式为按照0
°
/90
°
方向依次铺层。
[0011]优选地，在S2中，将所述的环氧树脂基碳纤维预浸料按设定方式铺设后在其上表面和下表面均铺设隔离膜。
[0012]优选地，在S2中，所述的设定尺寸为待成型碳纤维板材的尺寸。
[0013]优选地，在S2中，所述的环氧树脂基碳纤维预浸料的成分包括环氧树脂、碳纤维，所述的环氧树脂的含量为27
‑
45wt%；所述的环氧树脂基碳纤维预浸料的厚度为0.1
‑
0.6mm，所述的预成型体的厚度为5
‑
10mm。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供一种环氧树脂基碳纤维板材，为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种环氧树脂基碳纤维板材，所述的板材由所述的无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法制备而成。
[0015]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术通过对成型设备进行预热和将成型设备的上模板移动至设定位置进行成型，使环氧树脂基碳纤维板在成型过程中无需采用模具或治具，极大降低了生产成本，且可防止成型后的板材表面出现针孔等缺陷，提高了板材的良品率，且工艺过程简单，操作方便，提高了生产效率。
附图说明
[0016]附图1为本实施例一的环氧树脂基碳纤维板材的外观示意图；附图2为本实施例二的环氧树脂基碳纤维板材的外观示意图；附图3为本对比例一的环氧树脂基碳纤维板材的外观示意图；附图4为本对比例三的环氧树脂基碳纤维板材的外观示意图；附图5为本对比例四的环氧树脂基碳纤维板材的外观示意图；附图6为本实施例一的成型设备的结构示意图；附图7为本对比例一的成型设备的结构示意图。
[0017]以上附图中：1、上模板；2、下模板；3、预成型体；4、治具。
具体实施方式
[0018]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]一种环氧树脂基碳纤维板材，采用一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法制备而成。一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法具体包括如下步骤：S1：准备成型设备，成型设备包括上模板1、下模板2，如图6所示，上模板1位于下模板2的上方，上模板1的下表面、下模板2的上表面形成工作面，且工作面为平面。
[0022]S2：准备环氧树脂基碳纤维预浸料，环氧树脂基碳纤维预浸料的成分包括环氧树脂、碳纤维，环氧树脂的含量为27
‑
45wt%，环氧树脂基碳纤维预浸料的厚度为0.1
‑
0.6mm；根据设定尺寸裁剪环氧树脂基碳纤维预浸料，设定尺寸为待成型碳纤维板材的尺寸；按照设定方式铺设环氧树脂基碳纤维预浸料，设定方式为按照0
°
/90
°
方向依次铺层；环氧树脂基碳纤维预浸料铺设完成后在其上表面和下表面均铺设隔离膜，隔离膜可耐温度需大于等于180℃，铺设完成后得到预成型体3，预成型体3的厚度为5
‑
10mm。
[0023]S3：将上模板1的下表面、下模板2的上表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：准备成型设备，所述的成型设备包括上模板、下模板，所述的上模板位于所述的下模板的上方，所述的上模板的下表面、下模板的上表面形成工作面，且工作面为平面；S2：根据设定尺寸裁剪环氧树脂基碳纤维预浸料，并按设定方式进行铺设，铺设完成后在其表面设置隔离膜，得到预成型体；S3：将所述的上模板的下表面、下模板的上表面预热至设定预热温度，将所述的预成型体直接放置在所述的下模板的上表面，并使所述的上模板向下运动至设定位置；S4：在设定条件下使所述的预成型体固化成型为环氧树脂基碳纤维板材，成型完成后使所述的上模板向上运动并取出环氧树脂基碳纤维板材。2.根据权利要求1所述的无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，其特征在于：在S3中，所述的设定预热温度为环氧树脂玻璃化转变温度的20%
‑
80%。3.根据权利要求1所述的无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，其特征在于：在S3中，所述的设定位置为所述的上模板的下表面接触所述的预成型体的上表面时的位置，且所述的上模板不对所述的预成型体施加任何压力。4.根据权利要求1所述的无治具的环氧树脂基碳纤维板材成型方法，其特征在于：在S4中，所述的设定条件包括设定时间和设定温度，所述的设定时间为45min
‑
90m...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹景超，刘腾达，舒启彬，李奕，陈龙，
申请(专利权)人：江苏澳盛复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：