一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，包括如下步骤：将包含碳纤维预浸料、表面装饰膜和保护膜的碳纤维叠层放置于模具的下模上；将模具的上模与下模合模，使下模的模腔在上模和碳纤维叠层的作用下密闭；对碳纤维叠层进行加热，同时采用抽真空的方式对模腔上方的碳纤维叠层施加吸力，以及用高压气体对碳纤维叠层施加与吸力方向相同的压力；将加热温度升温至碳纤维预浸料固化温度，保温保压后得到成型制件。以高压气体代替传统上模，利用密闭模腔内气压均布特性可以达到压力均匀的效果，避免成型棱角区域碳纤维预浸料和表面装饰膜局部拉破或不均匀变形，提高碳纤维制件的质量和成型效率，能成型复杂制件。

An integrated molding / decoration process for carbon fiber products

The invention relates to an integrated molding/decoration process for carbon fiber products, which comprises the following steps: placing carbon fiber laminates containing carbon fiber preprepreg, surface decorative film and protective film on the lower die of the mold; closing the upper die and the lower die of the mold so that the cavity of the lower die is sealed under the action of the upper die and the carbon fiber lamination; Carbon fiber laminates are heated, and the carbon fiber laminates above the die cavity are sucked by vacuum, and the carbon fiber laminates are pressed in the same direction as the suction by high pressure gas. Using high pressure gas instead of traditional die, the pressure uniformity can be achieved by using the pressure uniform distribution characteristics in the closed die cavity, which can avoid the local breakage or uneven deformation of carbon fiber preprepreg and surface decorative film in the corner area of forming, improve the quality and forming efficiency of carbon fiber parts, and can form complex parts.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺
本专利技术涉及复合材料成型领域，尤其涉及一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺。
技术介绍
碳纤维复合材料(CFRP)具有“质轻高强”的特点，已广泛应用于航天航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺、运动器材和休闲用品等领域。目前的碳纤维制品所采用的成型工艺，如树脂传递模塑成型(RTM工艺)、热压罐成型工艺等，耗时长，成本高，严重影响生产效率，而且成型表面质量不佳。碳纤维制品在成型之后需要进行后续装饰工序，一般包括打磨、批灰、喷漆等过程，这些工序设备自动化程度低，劳动强度大，劳动条件差，生产效率低，且生产污染大，严重影响了碳纤维制品的生产效率和产品质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，以克服上述现有技术中的不足。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，包括如下步骤：S100、将包含碳纤维预浸料、表面装饰膜和保护膜的碳纤维叠层放置于模具的下模上；S200、将模具的上模与下模合模，使下模的模腔在上模和碳纤维叠层的作用下密闭；S300、对碳纤维叠层进行加热，同时采用抽真空的方式对模腔上方的碳纤维叠层施加吸力，以及用高压气体对碳纤维叠层施加与吸力方向相同的压力；S400、将加热温度升温至碳纤维预浸料固化温度，保温保压后得到成型制件。本专利技术的有益效果是：以高压气体代替传统上模，利用密闭模腔内气压均布特性可以达到压力均匀的效果，避免成型棱角区域碳纤维预浸料和表面装饰膜局部拉破或不均匀变形，提高碳纤维制件的质量和成型效率，能成型复杂制件，且成型后的碳纤维制件表面具有一层装饰膜，将碳纤维的成型与装饰一次性完成，提高生产效率，降低成本，既实用又美观。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述S100具体步骤如下：先将下模加热至接近于碳纤维叠层中碳纤维预浸料的成型温度，然后将碳纤维叠层中的保护膜、碳纤维预浸料、表面装饰膜从上至下依次堆叠在模具的下模上。进一步，所述S200具体步骤如下：将模具的上模与下模合模，由上模将碳纤维叠层压紧在下模上，并使下模的模腔在上模和碳纤维叠层的作用下密闭。进一步，所述表面装饰膜为耐高温高压的薄膜，且薄膜外表面设有图案，内表面涂覆有用于与碳纤维预浸料的树脂基体实现热结合的粘合层。进一步，所述保护膜为耐高温高压的薄膜，且与环氧树脂不粘。采用上述进一步的有益效果是：脱模方便。附图说明图1为本专利技术所述碳纤维制品成型/装饰一体化工艺的流程图；图2为本专利技术中将碳纤维叠层放置到下模上时的结构示意图；图3为本专利技术中碳纤维叠层放置到下模与上模之间时的结构示意图；图4为本专利技术中碳纤维叠层在模具上制成成型制件时的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、高压气体通道；2、上模；3、红外加热装置；4、保护膜；5、碳纤维预浸料；6、表面装饰膜；7、下模；8、抽真空通道。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图2、图3、图4所示，一种模具，包括上模2、下模7和红外加热装置3，其中，上模2布置在下模7的上方，红外加热装置3设置在上模2上，下模7与上模2的配合面上设有模腔，当上模2与下模7合模时，上模2的任何部位均不伸入到模腔内，上模2上设有高压气体通道1，当上模2与下模7合模时，高压气体通道1的一端与模腔相连通，高压气体通道1的另一端连接高压气泵，下模7上设有抽真空通道8，抽真空通道8的一端与模腔相连通，抽真空通道8的另一端连接真空泵。一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，图1为本专利技术的流程图，具体包括如下步骤：利用红外加热装置3先将下模7加热至接近于碳纤维叠层中碳纤维预浸料5的成型温度，其中，加热至接近于碳纤维预浸料5的成型温度，这样能使碳纤维预浸料5中的树脂在通入高压气体施加压力时可以充分流动，提高成型效果，另外，接近指相差10度左右，然后将碳纤维叠层中的保护膜4、碳纤维预浸料5、表面装饰膜6从上至下依次堆叠在模具的下模7上，其中，表面装饰膜6为耐高温高压的薄膜，且薄膜外表面设有图案，内表面涂覆有用于与碳纤维预浸料的树脂基体实现热结合的粘合层；保护膜为耐高温高压的薄膜，且与环氧树脂不粘，如图2所示；将模具的上模2与下模7合模，由上模2将碳纤维叠层压紧在下模7上，并使下模7的模腔在上模2和碳纤维叠层的作用下密闭，如图3所示；利用红外加热装置3对碳纤维叠层进行加热，同时开启真空泵，采用抽真空的方式对模腔上方的碳纤维叠层施加吸力，以及开启高压气泵，用高压气体对碳纤维叠层施加与吸力方向相同的压力；将红外加热装置3的加热温度升温至碳纤维预浸料固化温度，以使树脂充分流动和固化，保温保压，其中，根据碳纤维预浸料5所用树脂的特性确定所需温度和保温保压的时间，例如，碳纤维预浸料5所用树脂为环氧树脂，此时所需温度为150℃，保压时的压力为8atm，时间为10min，待树脂完全固化后，升起上模2，得到成型制件，如图4所示。本专利技术所用的模具仅下模7有模腔，上模2的作用仅为密封、红外加热装置3的存放处和用于布设高压气体通道1。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：S100、将包含碳纤维预浸料、表面装饰膜和保护膜的碳纤维叠层放置于模具的下模上；S200、将模具的上模与下模合模，使下模的模腔在上模和碳纤维叠层的作用下密闭；S300、对碳纤维叠层进行加热，同时采用抽真空的方式对模腔上方的碳纤维叠层施加吸力，以及用高压气体对碳纤维叠层施加与吸力方向相同的压力；S400、将加热温度升温至碳纤维预浸料固化温度，保温保压后得到成型制件。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：S100、将包含碳纤维预浸料、表面装饰膜和保护膜的碳纤维叠层放置于模具的下模上；S200、将模具的上模与下模合模，使下模的模腔在上模和碳纤维叠层的作用下密闭；S300、对碳纤维叠层进行加热，同时采用抽真空的方式对模腔上方的碳纤维叠层施加吸力，以及用高压气体对碳纤维叠层施加与吸力方向相同的压力；S400、将加热温度升温至碳纤维预浸料固化温度，保温保压后得到成型制件。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维制品成型/装饰一体化工艺，其特征在于，所述S100具体步骤如下：先将下模加热至接近于碳纤维叠层中碳纤维预浸料的成型温度，然后将碳纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，高成，王辉，陈一哲，刘志文，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42