【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，尤其涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法。
技术介绍
1、连续纤维增强热塑性树脂材料由于环保可回收的优点，近年来成为国内外研究的热点。但是连续纤维增强热塑性树脂复合材料需要在热塑性树脂熔点以上才可加工成型，因此若采用连续纤维增强热塑性树脂复合材料制备中空制品，传统的成型工艺则难以实现(模压、热压罐、缠绕等)。
2、中国专利cn 114867595 a公开了一种纤维增强树脂中空成形体及其制造方法，该方法将缠卷了树脂一体化纤维片的弹性体配置在具有中空形状的加热模具内，通过向弹性体的内部供给压力流体来进行压空成形，使所述热塑性树脂熔化，进而得到中空制品。对于低熔点热塑性树脂(熔融温度≤260℃)可采用此方法制备中空制品，但对于高熔点热塑性树脂(譬如，聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等)此方法并不适用，因为弹性体耐温性无法承受如此高温。
3、中国专利cn 113001820 a公开了一种一体化夹层结构热塑性复合材料成型方法，利用该成型方法，可以很好地解决热塑性树脂对三维中空预制体的浸润问题，保证中空织物的成型效果，具体的技术方案如下：(1)将连续增强纤维丝束与热塑性树脂丝束进行复合，形成复合纱；(2)将制备的复合纱通过专用特种织机织成一体化中空结构的三维织物预制体；(3)将所述三维织物预制体进行加热，使热塑性树脂丝束熔融并浸润增强纤维丝束；(4)冷却定型制成一体化夹层结构的复合材料。但该方法所制备的中空制品由于无芯模支撑，在熔融的过程中会发生变形。同时仅依靠树脂粘流
4、中国专利cn 114536725 a一种连续纤维增强热塑性复合管管件的制作装置及制作方法，采用缠绕成型的方式进行中空制品的制备。但该方法尽在中空制品单一方向上进行加压，无法保证树脂对纤维的浸润。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的问题，本专利技术提供一种连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，使得连续纤维增强热塑性复合材料的受热均匀性，有利于树脂浸润，同时缩短成型时间。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，包括以下步骤：
4、s1、将连续纤维增强热塑性复合材料缠绕在金属管材上，得到预成型件；
5、s2、将步骤s1中的预成型件转移至成型模具中，合模预压、升温；
6、s3、待步骤s2中升温至连续纤维增强热塑性复合材料熔融温度以上时，向金属管材内充入高温高压油，同时模具完全压合，保温保压；
7、s4、待步骤s3中保压结束后，排出金属管材内高温高压液体，对金属管材进行冷却，同时对模具快速降温；
8、s5、待步骤s4中模具温度降至连续纤维增强热塑性复合材料玻璃化转变温度以下时，取出产品后去掉金属管材，即得到连续纤维增强热塑性复合材料中空制品。
9、本专利技术通过向金属管材内通入高温高压液体，使得连续纤维增强热塑性复合材料的受热均匀性，有利于树脂浸润。
10、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述金属管材选自铝、铜、不锈钢、镁合金、铅、铁中的一种。
11、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述金属管材的管壁厚≥0.5mm。
12、优选地，金属管材的管壁厚为1-3mm。
13、本专利技术中，管壁厚度太薄在内高压下可能会导致金属管材破裂，因此控制管壁厚≥0.5mm。
14、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述高温高压液体的温度≥连续纤维增强热塑性复合材料的熔融温度。
15、优选地，高温高压液体的温度为连续纤维增强热塑性复合材料的熔融温度+(20-50)℃。
16、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述高温高压液体的温度≥模具的设置温度，此设计可以缩短对金属管材的加热时间。
17、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，步骤s2中，金属管材内高温高压液体的压力的计算公式如下：
18、其中p为充入金属管材内的高温高压液体的压力，δs为管坯材料屈服强度，t为管坯初始厚度；d为管坯直径。
19、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述金属管材内高温高压液体的压力为50-300mpa。
20、本专利技术中，控制液体压力为50-300mpa，压力低于50mpa，无法使金属管材外扩变形进而无法对金属管材上的复合材料施加压力。压力过高，金属管变形，施加在复合材料上的压力过大，导致树脂流失，纤维变形。
21、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，模具压合后的压力比高温高压液体的压力至少大于5mpa。
22、模具的压力一是对复材施压，赋予制品形状。二是抵抗油压，避免油压把金属管从模具中顶出。对本专利技术来说，模具压合后的压力比高温高压液体的压力至少大于5mpa才能满足需要。
23、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，步骤s2中，将冲头从金属管材两端压入金属管材内，通过冲头向金属管材内充入高温高压液体。
24、在本专利技术中，冲头在整个成型过程中不抽出，冲头上设有管道，继而实现液体的循环。
25、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述冲头材质为金属或金属包胶中的一种，所述冲头耐温性≥370℃。
26、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述高温高压液体为高温高压油，对金属管材进行冷却时使用冷油。
27、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述成型模具为上下开合结构，其型腔尺寸与连续纤维增强热塑性复合材料中空制品外形尺寸一致。
28、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，步骤s3中，保温保压时间为10-60min。
29、优选地，保温保压时间为15-30min。
30、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，步骤s4中，降温速率为5-10℃/min。
31、作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的成型方法中，所述连续纤维增强热塑性复合材料为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等其中的一种。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
33、(1)本专利技术的制备中空制品的芯模采用金属材质，向金属管材内内部通油加热，提高连续纤维增强热塑性复合材料的受热均匀性，有利于树脂浸润，同时缩短成型时间，简化了成型了工艺。
34、(2)本专利技术的中空制品内部利用高温高压液体，外部利用成型模具，内外部同时加压，有利于制品成型形状的保持和树脂对纤维的浸润。
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1.一种连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述金属管材选自铝、铜、不锈钢、镁合金、铅、铁中的一种；所述金属管材的管壁厚≥0.5mm。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述高温高压液体的温度≥连续纤维增强热塑性复合材料的熔融温度，所述高温高压液体的温度≥模具的设置温度。
4.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，步骤S2中，金属管材内高温高压液体的压力的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述金属管材内高温高压液体的压力为50-300MPa，模具压合后的压力比高温高压液体的压力至少大于5MPa。
6.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，步骤S2中，将冲头从金属管材两端压入金属管材内，通过冲头向金属管材内充入高温高
7.根据权利要求6所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述冲头材质为金属或金属包胶中的一种，所述冲头耐温性≥370℃。
8.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述高温高压液体为高温高压油，对金属管材进行冷却时使用冷油。
9.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，步骤S3中，保温保压时间为10-60min；步骤S4中，降温速率为5-10℃/min。
10.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性复合材料为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等其中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述金属管材选自铝、铜、不锈钢、镁合金、铅、铁中的一种；所述金属管材的管壁厚≥0.5mm。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述高温高压液体的温度≥连续纤维增强热塑性复合材料的熔融温度，所述高温高压液体的温度≥模具的设置温度。
4.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，步骤s2中，金属管材内高温高压液体的压力的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性复合材料中空制品的成型方法，其特征在于，所述金属管材内高温高压液体的压力为50-300mpa，模具压合后的压力比高温高压液体的压力至少大于5mpa。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊平，彭建非，李声耀，田芳林，张英伟，胡天辉，
申请(专利权)人：株洲时代工程塑料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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