一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法技术

本发明专利技术涉及异型件成型技术领域，具体地说是一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法，其特征在于成型方法的步骤如下：（1）、制作有机硅模具，（2）、配置高分子材料；（3）、定模成型并脱模；（4）、碳纤维异型件成型支撑内芯覆膜；（5）、制备碳纤维异型结构件；（6）、脱除碳纤维异型件成型支撑内芯，采用上述方法，具有方法简单、成型效果好、成型效率高等优点。成型效率高等优点。成型效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法


[0001]本专利技术涉及异型件成型
，具体地说是一种方法简单、成型效果好、成型效率高的内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法。

技术介绍

[0002]众所周知，碳纤维是一种强度高、密度小、抗热冲击性能好、热膨胀系数低的高性能材料，与环氧树脂等基体树脂复合后，可得到综合性能优异的复合材料，广泛应用于航空航天、导弹外壳、高性能机动车配件和驱动轴等领域。目前，碳纤维复合材料的主要成型工艺有：注射成型、真空导流、压力罐和模压成型等工艺。限于模具的制备难度和脱模方式，这些成型工艺制备出的碳纤维复合材料件大多是结构简单的棒、杆或管状制品，对于结构复杂的碳纤维复合材料异形件的制备还是一个技术瓶颈，例如，桨杆末端的握把，握把设为T型，其只有一个开口。为了得到结构复杂的碳纤维异形件，其内模材料常选用吹气的尼龙袋。尼龙材料具有耐热性好（熔点260℃）、强度高（拉伸强度＞60 MPa）的特点，在尼龙袋的内部填充了一定压力的空气，其外形可以根据碳纤维复合材料样件的需求进行调整。在碳纤维复合材料的基体树脂按照预定工艺（如，90℃
×
30 min + 110℃
×
60 min）固化过程中，尼龙袋中的空气被加热膨胀将进一步挤压碳纤维和基体树脂，使碳纤维复合材料与模具能更好的贴合、维持异型材的形状。当温度降至室温后，将尼龙袋剪破放出袋子中的气体，就得到了内部是空腔，且尺寸稳定、强度高的碳纤维复合材料异形件。
[0003]尼龙分子结构中含有大量的酰胺键，与环氧树脂的环氧基或羟基不会进一步发生化学反应，二者在物理性质上也是不相容的。理论上，尼龙与固化后的环氧树脂基材是可以剥离开的。但是，室温下尼龙处于玻璃态，其性质表现为高强度低应变的硬质塑料。因其形变小、强度高，无法将其从固化后的碳纤维复合材料异形件的内腔中取出，以进一步减少碳纤维复合材料的单件重量，而且次品率高，成型效果不好，成型效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种方法简单、成型效果好、成型效率高的内腔大、外口小的异型件成型方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法，其特征在于成型方法的步骤如下：（1）、制作有机硅模具：按照需要成型的碳纤维异型件的内腔形状设计并制作成型有机硅模具；（2）、配置高分子材料：取丙烯酰胺、水、过硫酸钾/钠、固体颗粒，并按照丙烯酰胺40
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60份、水40
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60份、过硫酸钾/钠1
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2份的比例进行混合，形成高分子材料；（3）、定模成型并脱模：取步骤（2）的高分子材料30
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50份，再取固体颗粒50
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70份与高分子材料混合，混合后倒入步骤（1）成型的有机硅模具内，40
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60度下反应5
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6小时，再进入60
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80度的烘箱内干燥并固化成型，成型之后将有机硅模具脱模即可，形成碳纤维异型件
成型支撑内芯；（4）、碳纤维异型件成型支撑内芯覆膜：取聚己内酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸
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甲酯聚己内酯、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷
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聚己内酯、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷
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聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种与二氯甲烷或三氯甲烷配置成质量浓度为10
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15%的溶剂，然后将步骤（3）得到的碳纤维异型件成型支撑内芯放入溶剂内，提起后再次放入，重复多次直至碳纤维异型件成型支撑内芯的外表形成一层厚度为50
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100微米的薄膜，然后静置固化成型；（5）、制备碳纤维异型结构件：将步骤（4）覆膜后的碳纤维异型件成型支撑内芯外层依次包裹单向预浸碳纤维布和花纹3K布，然后置于带有上模腔的上模板和下模腔的下模板内进行压制成型，上模腔和下模腔的内壁上分别涂有脱模剂，待单向预浸碳纤维布和花纹3K布固化成型之后，打开上模板和下模板进行脱模，取下带有碳纤维异型件成型支撑内芯的碳纤维异型件；（6）、脱除碳纤维异型件成型支撑内芯：将带有碳纤维异型件成型支撑内芯的碳纤维异型件置于水中浸泡，碳纤维异型件的开口处的碳纤维异型件成型支撑内芯被浸泡松散，并逐渐渗透至碳纤维异型件内部，进而将整个碳纤维异型件成型支撑内芯浸泡松散并流出碳纤维异型件，而碳纤维异型件成型支撑内芯外层的薄膜留在了碳纤维异型件的内壁上，最终成型碳纤维异型件。
[0006]本专利技术所述的步骤（2）中固体颗粒为沙子、锆珠、玻璃微珠、滑石料中的一种或多种。
[0007]本专利技术所述的步骤（5）中脱模剂为硅类或蜡类脱模剂。
[0008]本专利技术所述的步骤（5）中驱动上模板和下模板的压机内压制过程为：初始温度控制为130℃，压力为5MPa，30秒后卸压1秒排气，再进行合模，温度控制在150℃，压力为10 MPa，10分钟后保压降温，冷却后成型卸模。
[0009]本专利技术所述的步骤（2）中丙烯酰胺50份，水50份，过硫酸钾/钠2份。
[0010]本专利技术所述的步骤（2）中高分子材料45份，固体颗粒为70份。
[0011]本专利技术所述的步骤（4）中溶剂的质量浓度为12%。
[0012]本专利技术由于采用上述方案，具有方法简单、成型效果好、成型效率高等优点。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的桨杆握把结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术进一步说明：如附图所示，以制作桨杆握把为例：一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法，其特征在于成型方法的步骤如下：（1）、制作有机硅模具：按照需要成型的碳纤维异型件的内腔形状设计并制作成型有机硅模具；（2）、配置高分子材料：取丙烯酰胺、水、过硫酸钾/钠、固体颗粒，并按照丙烯酰胺40
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60份、水40
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60份、过硫酸钾/钠1
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2份的比例进行混合，形成高分子材料；
（3）、定模成型并脱模：取步骤（2）的高分子材料30
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50份，再取固体颗粒50
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70份与高分子材料混合，混合后倒入步骤（1）成型的有机硅模具内，40
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60度下反应5
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6小时，再进入60
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80度的烘箱内干燥并固化成型，成型之后将有机硅模具脱模即可，形成碳纤维异型件成型支撑内芯；（4）、碳纤维异型件成型支撑内芯覆膜：取聚己内酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸
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甲酯聚己内酯、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内腔大、外口小的碳纤维异型件成型方法，其特征在于成型方法的步骤如下：（1）、制作有机硅模具：按照需要成型的碳纤维异型件的内腔形状设计并制作成型有机硅模具；（2）、配置高分子材料：取丙烯酰胺、水、过硫酸钾/钠、固体颗粒，并按照丙烯酰胺40
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60份、水40
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60份、过硫酸钾/钠1
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2份的比例进行混合，形成高分子材料；（3）、定模成型并脱模：取步骤（2）的高分子材料30
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50份，再取固体颗粒50
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70份与高分子材料混合，混合后倒入步骤（1）成型的有机硅模具内，40
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60度下反应5
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6小时，再进入60
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80度的烘箱内干燥并固化成型，成型之后将有机硅模具脱模即可，形成碳纤维异型件成型支撑内芯；（4）、碳纤维异型件成型支撑内芯覆膜：取聚己内酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸
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甲酯聚己内酯、聚己内酯
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聚二甲基硅氧烷、聚己内酯
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聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种与二氯甲烷或三氯甲烷配置成质量浓度为10
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15%的溶剂，然后将步骤（3）得到的碳纤维异型件成型支撑内芯放入溶剂内，提起后再次放入，重复多次直至碳纤维异型件成型支撑内芯的外表形成一层厚度为50
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100微米的薄膜，然后静置固化成型；（5）、制备碳纤维异型结...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳志青，梁勇，郑耀臣，
申请(专利权)人：威海和利源碳纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：