一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用技术

本申请提供一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用，方法包括：将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上，并使用胶黏剂固定，得到第一铺层组以及第二铺层组；将第一铺层组以及第二铺层组放入热压罐进行第一次固化处理，得到第一中间件以及第二中间件；将第一中间件以及第二中间件脱模以及打磨处理；将多个第一中间件以及第二中间件按照预设顺序组装到第三模具中；将碳纤维预浸料铺贴至第三模具中的预设区域，并使用胶黏剂固定，得到毛坯件；将毛坯件放入热压罐进行第二次固化处理；将第二次固化处理后的毛坯件脱模以及打磨处理得到碳纤维复合材料制件。本申请采用了共胶接和共固化工艺相结合，有效缓解制件一致性较差的问题。致性较差的问题。致性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用


[0001]本申请涉及碳纤维复合材料
，尤其涉及一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用。

技术介绍

[0002]碳纤维增强树脂基复合材料在航空、航天、航天器及导弹领域获得广泛应用。碳纤维复合材料具有较高的比强度和比高度，具有金属无法比拟的独特优势，改性环氧树脂的碳纤维复合材料的比强度可高出铝合金10倍，比刚度高出铝合金4倍，应用在飞机材料中，可使飞机的结构重量大幅度减少。
[0003]碳纤维多向编织碳化制成的碳纤维复合材料具有材料热导好、膨胀系数小、比热容大、辐射系数大，有很好的抗热震性能及抗烧蚀能力等特性，也可应用在民用火箭的支撑结构件中。在使用模压法制件时，在制件预型和铺贴过程中由于模具间隙的控制难度较大，从而导致制件重量控制较难，制件一致性较差的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用，以解决使用模压法制备碳纤维复合材料制件一致性较差的问题。
[0005]第一方面，本申请提供一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法，包括：
[0006]将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上，并使用胶黏剂固定，得到第一铺层组以及第二铺层组；
[0007]将所述第一铺层组以及第二铺层组放入热压罐进行第一次固化处理，得到第一中间件以及第二中间件；
[0008]将所述第一中间件以及所述第二中间件脱模以及打磨处理；
[0009]将多个所述第一中间件以及第二中间件按照预设顺序组装到第三模具中；
[0010]将碳纤维预浸料铺贴至所述第三模具中的预设区域，并使用胶黏剂固定，得到毛坯件；
[0011]将所述毛坯件放入热压罐进行第二次固化处理；
[0012]将第二次固化处理后的所述毛坯件脱模以及打磨处理得到碳纤维复合材料制件。
[0013]在一种可能实现方式中，将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上之前，所述方法还包括：使用风枪清除所述第一模具以及第二模具表面的灰尘，以及使用丙酮清洁所述第一模具以及第二模具上的污渍。
[0014]在一种可能实现方式中，所述胶黏剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚胺酯、聚乙烯醇缩醛、过氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合。
[0015]在一种可能实现方式中，第一次固化处理的第一工艺温度为150～200℃，反应时间为2～5h。
[0016]在一种可能实现方式中，第二次固化处理的第二工艺温度为160～250℃，反应时
间为2～4h。
[0017]在一种可能实现方式中，在将多个所述第一中间件以及第二中间件按照预设顺序组装到第三模具步骤中，所述第一中间件和所述第二中间件形成一个中空圆柱体，所述中空圆环体的中空区域为预设区域。
[0018]在一种可能实现方式中，在得到第一铺层组以及第二铺层组之后，所述方法还包括：
[0019]分别在所述第一铺层组以及第二铺层组表面上粘着隔离膜，并放置到平板工装上封装真空袋。
[0020]在一种可能实现方式中，在所述热压罐进行固化处理包括：
[0021]在所述热压罐的温度达到85～90℃时，保温50～70min；
[0022]在保温50～100min后，对所述热压罐继续升温，在热压罐的温度达到第一工艺温度或第二工艺温度时，保温70～200min；
[0023]在保温70～200min后，随炉保压降至室温。
[0024]在一种可能实现方式中，其特征在于，所述热压罐的升温速率小于或等于1℃/min，所述热压罐的降温速率小于或等于1℃/min。
[0025]第二方面，本申请提供一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法的应用，用于制备火箭多级发动机中最后一级发动机的支撑结构件的应用。
[0026]由以上技术方案可知，本申请提供一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用，所述方法包括：将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上，并使用胶黏剂固定，得到第一铺层组以及第二铺层组；将所述第一铺层组以及第二铺层组放入热压罐进行第一次固化处理，得到第一中间件以及第二中间件；将所述第一中间件以及所述第二中间件脱模以及打磨处理；将多个所述第一中间件以及第二中间件按照预设顺序组装到第三模具中；将碳纤维预浸料铺贴至所述第三模具中的预设区域，并使用胶黏剂固定，得到毛坯件；将所述毛坯件放入热压罐进行第二次固化处理；将第二次固化处理后的所述毛坯件脱模以及打磨处理得到碳纤维复合材料制件。本申请采用了共胶接和共固化工艺相结合，有效缓解在由于模具间隙的控制难度较大，制件一致性较差的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的碳纤维复合材料制件示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供的第一模具示意图；
[0030]图3为本申请实施例提供的第二模具示意图；
[0031]图4为本申请实施例提供的第三模具示意图；
[0032]图5为本申请实施例提供的碳纤维复合材料成型毛坯件的实物图；
[0033]图6为本申请实施例提供的碳纤维复合材料成型制件的实物图。
具体实施方式
[0034]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0035]由于碳纤维复合材料密度小重量轻，可以用在自重较大的设备上减轻重量，节约大量的能源损耗。因为碳纤维板的强度非常高，可以承载更大的压力，强过钢板好几倍，加上不错的耐疲劳、耐酸碱、抗氧化等特性，使得碳纤维增强树脂基复合材料在航空、航天、航天器及导弹领域获得广泛应用。碳纤维复合材料不仅具有较高的比强度，还具有较高的比高度，具有金属无法比拟的独特优势，改性环氧树脂的碳纤维复合材料的比强度可高出铝合金10倍，比刚度高出铝合金4倍，应用在飞机材料中，可使飞机的结构重量大幅度减少。
[0036]碳纤维多向编织碳化制成的碳纤维复合材料具有材料热导好、膨胀系数小、比热容大、辐射系数大，有很好的抗热震性能及抗烧蚀能力等特性，也可应用在民用火箭的支撑结构件中。在使用模压法制件时，在制件预型和铺贴过程中由于模具间隙的控制难度较大，从而导致制件重量控制较难，制件一致性较差的问题。
[0037]基于此，本申请提供了一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法及其应用，以解决使用模压法制备碳纤维复合材料制件一致性较差的问题。
[0038]如图1所示，本申请提供的碳纤维复合材料制件一体成型的方法由三种铺层组组成即第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料制件一体成型的方法，其特征在于，包括：将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上，并使用胶黏剂固定，得到第一铺层组以及第二铺层组；将所述第一铺层组以及第二铺层组放入热压罐进行第一次固化处理，得到第一中间件以及第二中间件；将所述第一中间件以及所述第二中间件脱模以及打磨处理；将多个所述第一中间件以及第二中间件按照预设顺序组装到第三模具中；将碳纤维预浸料铺贴至所述第三模具中的预设区域，并使用胶黏剂固定，得到毛坯件；将所述毛坯件放入热压罐进行第二次固化处理；将第二次固化处理后的所述毛坯件脱模以及打磨处理得到碳纤维复合材料制件。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制件一体成型的方法，其特征在于，将碳纤维预浸料分别铺贴在第一模具以及第二模具上之前，所述方法还包括：使用风枪清除所述第一模具以及第二模具表面的灰尘，以及使用丙酮清洁所述第一模具以及第二模具上的污渍。3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制件一体成型的方法，其特征在于，所述胶黏剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚胺酯、聚乙烯醇缩醛、过氯乙烯树脂、氯丁橡胶、丁腈橡胶中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料制件一体成型的方法，其特征在于，第一次固化处理的第一工艺温度为150～200℃，反应时间为2～5h。5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料制件一体成型的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朋，张磊，房佳萌，魏伟，李哲，文江龙，张佳乐，
申请(专利权)人：西安嘉业航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：