[发明专利]一种树脂基复合材料成型方法

说明书

本发明提出一种树脂基复合材料成型方法，属于树脂基复合材料技术领域，首先将不含固化剂的树脂与纤维复合得到预浸料，然后在预浸料铺叠过程中将树脂固化剂选择性分散在每一层需要固化区域，采用适当的成型方法减少树脂流动，保证树脂在固化成型过程中选择性固化，在没有模具限制的情况下实现对产品外形尺寸的控制，具有快速、低成本、适合复杂结构制造的优势。本发明公开的方法，可广泛应用于国防工业、军事、航天及建筑等领域。

技术领域

本发明涉及一种树脂基复合材料成型方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

随着先进树脂基复合材料逐渐由航空推广到汽车、建筑、轨道交通等领域，对于其低成本、快速制造的需求愈加迫切，同时越来越多的复杂结构采用树脂基复合材料制造，目前，常用的复合材料成型工艺有：模压成型、热压罐成型、RTM液态成型等，其中，模压成型中模具制造复杂，投资较大且周期长；热压罐成型的设备投资大，重量大，结构复杂且费用高；另外，RTM液态成型中树脂对纤维的浸渍可能不够理想，且大面积、结构复杂的模具型腔内，模塑过程中树脂的流动可能不均衡，不能进行预测和控制。综上，上述传统的复合材料成型方式采用的模具通用性差，对于复杂结构产品，模具的设计和制造成本非常高，并且加工周期长，延长了产品的研制周期。因此开发结构简单、具有统一性模具的复合材料成型方式对于复合材料的低成本、快速制造具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提出一种树脂基复合材料成型方法，通过树脂固化剂的选择性分散，来实现树脂选择性固化，由此完成产品的制造，且仅需平板模具即可实现不同形状产品的制备。

本发明的技术解决方案：一种树脂基复合材料快速成型方法，通过以下步骤实现：

1)将不含树脂固化剂的树脂与纤维复合制作预浸料；

2)利用模拟软件将产品数模从某一基准面开始按照预浸料厚度逐层进行片层切割；

3)将预浸料裁剪成尺寸相同的几何形状，预浸料大小以能够覆盖产品外轮廓为准，在预浸料上做好铺层基准标记，并将预浸料与步骤2)得到的每一片层中心对齐，两者差值部分制作成电子下料样板；

4)依照电子下料样板对离型纸进行下料；

5)预制体制备：首先铺敷一层预浸料，然后按照铺层基准铺敷对应的离型纸并在预浸料裸露区域喷涂固化剂，完成以后将离型纸揭离，得到一层预浸料-固化剂；

6)按照步骤5)的方式，逐层完成预浸料-固化剂-......预浸料-固化剂-预浸料的铺层；

7)将预制体上、下表面覆盖平板模具并进行固化成型；

8)将所得产品中未固化区域去除，即得所述树脂基复合材料。

上述方法中，

所述步骤7)的固化工艺优选为：首先加热到固化剂的熔点，不施加压力的状态下保温一段时间，当树脂粘度达到一定程度后，加压，保温固化一段时间后完成产品的固化，其目的在于：避免胶膜流动导致形状变化，以确保树脂原位固化，所述粘度优选为8×10⁴-1×10⁵厘泊。

所述纤维为制备树脂基复合材料常用纤维，包括碳纤维、石英纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等，但不限于上述几种。

所述预浸料厚度根据纤维种类选择。

所述树脂为制备树脂基复合材料常热固性树脂，如环氧树脂、双马树脂等，但不限于上述两种。

所述步骤8)未固化区域去除方法包括：吹砂法、溶剂浸泡法、机械打磨法等。

所述步骤3)中，制备电子下料样板时，可采用制备电子下料样板常用计算机程序，例如CAD、UG、CATIA、Fibersim等。