[发明专利]一种轻型碳纤维车厢的整体成型工艺

说明书

本发明涉及一种轻型碳纤维车厢的整体成型工艺，包括如下步骤：（1）模具的组合装配，（2）工艺铺层，（3）导流网、螺旋管的布设，（4）模具的密封，（5）导流工序。本发明采用碳纤维布和芳纶纤维布两种材料，通过混合铺层，不仅提高了车厢箱体的强度、刚度，同时具备良好的韧性，提高了抗冲击的性能，实现了功能性的互补；另外芯材轻木比重小、强度优异，进一步实现了箱体的轻量化；采了高强、低温固化的环氧树脂，缩短了成型时间，简化了工艺流程，改善了作业环境。

技术领域

本发明涉及一种车厢成型工艺，具体涉及一种轻型碳纤维车厢的整体成型工艺。

背景技术

目前轻型复合材料车厢的整体成型工艺主要有热压罐成型、RTM、手糊工艺等。

1、热压罐工艺：通过制备预浸料、下料裁剪、铺叠、固化成型得到成品,主要用于航空、航天等高端产品上。

2、RTM成型：通过制备预成形体、装模、导入树脂、固化成型等得到成品，主要用于航空、航天、汽车与建筑行业中。

3、手糊成型：手工将增强纤维、树脂逐层涂敷在模具表面，直至达到所需的厚度（同时可以预埋骨架），然后固化成型、脱模得到所需制件。该工艺方法是目前最基本、应用最广泛的一种工艺方法。

对于长、宽、高尺寸较大的垂直壁厢体（模具尺寸5m×3.2m×2.3 m）的整体成型，上述工艺方法的缺陷主要有如下几点：

1、热压罐工艺受限于设备尺寸，能够满足中型厢体（4米）整体成型的热压罐体型大、运行能耗大、使用成本非常高；此外该工艺对模具的强度、刚度要求也非常高（通常为钢模），工艺过程复杂。一般该工艺主要应用航空、航天领域，对于地面机动装备其成本均难以承受；

2、RTM工艺受限于模具，一般需要对模（硬模和软模的组合），工艺过程较为复杂，成型件的树脂含量较高，重量较重；此外该工艺对模具的材质和密封性能要求高、成本也较大；

3、手糊工艺主要受限于产品质量的稳定性，制作出的成品存在纤维层间空隙率大、树脂含量高、表面不均匀等问题；此外该工艺方法作业环境较差，存在安全生产隐患。

目前采用上述工艺所制得的轻型碳纤维车厢综合性能欠佳。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种综合性能好、重量轻、成本低的轻型碳纤维车厢的整体成型工艺。

本发明的具体技术方案如下：

一种轻型碳纤维车厢的整体成型工艺，包括如下步骤：

（1）模具的组合装配

所述模具包括底模、四个侧模，底模和四个侧模可拆卸的围成一个顶部开口的矩形空腔，依次将底模和四个侧模放好后锁定模具，模具角落交接处采用密封胶带密封；

（2）工艺铺层

先在模具的侧模的内侧壁上依次铺设表面毡、±45°碳纤维布、0/90°碳纤维布、±45°芳纶纤维布、0/90°芳纶纤维布、轻木、±45°芳纶纤维布、0/90°碳纤维布、脱模布、隔离膜，并在轻木上预留埋铁；

模具的侧模铺完后，将底模的表面清洁打蜡，自下而上依次铺设表面毡、±45°碳纤维布、0/90°碳纤维布、±45°芳纶纤维布、0/90°芳纶纤维布、轻木、±45°芳纶纤维布、0/90°碳纤维布、脱模布、隔离膜；

（3）导流网、螺旋管的布设

在侧模和底模的隔离膜上均铺设一层导流网，侧模上铺设导流网时，用密封胶带将导流网固定在模壁上；在导流网上铺设螺旋管，底模和各个侧模上均分别铺设3条平行的螺旋管，每个螺旋管上用脱模布包裹好作为内进胶管，然后在侧模内侧的四周铺设内抽气管；

（4）模具的密封