[发明专利]一种预浸料的成型方法及其成型模具

说明书

本发明提供了一种预浸料的成型方法及其成型模具，通过利用抽真空，除去残留空气、小分子，使树脂分布均匀、充分浸润，并且还采用闭合模具、内置气囊作为压实预浸料的辅助手段，由于气囊在充入有压流体后膨胀，在加热成型中，可以使预浸料在各个方向上获得均匀压力，得到压实来提高预浸料的性能。此外，通过设置梯度压力和温度，使树脂充分浸润纤维，可有效改善架桥、白斑、缺胶等贫树脂现象。本发明在密封模具内部加压，可控制性强，在改善复合成型的同时能有效节约成本、不污染环境，扩大了使用范围。更重要地，由于模具可设计性强、压力气囊变形性好、温度压力控制精度高，可以制得结构复杂且纤维含量高的复合材料制品。

技术领域

本发明涉及成型技术领域，具体而言，一种预浸料的成型方法及其成型模具。

背景技术

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料，可直接用于制造各种复合材料构件，因此，其质量优劣直接关系到复合材料的质量，而预浸料的成型方法也直接影响到预浸料的质量，因此，对预浸料成型方法的研究至关重要。

目前，预浸料的各种成型方法中仍然存在各种缺点，例如，邱启艳等在《消除复合材料热压罐阴模成型拐角缺陷的模具和方法》中采用在拐角处添加具有膨胀性能的垫片来消除热压罐阴模成型拐角区架桥和沟痕缺陷，但是在此方法中，由于不同位置、不同厚度垫片热膨胀系数不同，难以控制膨胀压力，而且对于复杂拐角，需要复杂形状垫片，受热膨胀易产生变形，从而影响拐角预浸料固化成型。朱家强等在《预浸料模压成型方法》中采用在模具的上模内、下模内或者上下模内贴覆有硅胶片，利用硅胶片受热膨胀产生内压，使预浸料获得压力，但是在此方法中，不仅存在硅胶片不均匀膨胀、预浸料受力不均等现象，而且对于曲面容易产生内侧拉力，不适合复杂构件。因此，研究出一种成本低、工艺简单且所制备的预浸料性能良好的成型方法具有十分重要的意义。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明研究了一种预浸料的成型方法及其成型模具，以提供一种成本低、工艺简单且所制备的预浸料性能良好的成型方法。

本发明提供的预浸料的成型方法，包括：步骤S1：将预浸料铺覆于阳模上，与附有气囊的阴模合模，形成密封模具；步骤S2：对所述密封模具抽真空；以及步骤S3：对所述预浸料施加外部压力并加热，固化，脱模，得到成型的预浸料制品。

在上述成型方法中，在所述步骤S1中，所述预浸料位于所述阳模和所述气囊之间。

在上述成型方法中，所述阳模和所述气囊与所述预浸料接触的一侧均铺覆有脱模布。

在上述成型方法中，所述步骤S2包括：采用真空泵对所述密封模具抽真空，在-0.95Bar以下抽真空至少15min。

在上述成型方法中，通过将有压流体通入位于所述阴模中的流体口对所述气囊施加外部压力来实现对所述预浸料施加外部压力。

在上述成型方法中，所述步骤S3包括：利用有压流体将所述气囊加压至第一预设压力P₁，同时将所述密封模具加热至预设温度T，保温保压，继续增加所述气囊中的压力至第二预设压力P₂，固化，脱模，得到所述成型的预浸料制品，其中，所述有压流体的压力为50～70psi，所述第一预设压力P₁为90～100psi，所述第二预设压力P₂为180～200psi，所述预设温度T为55～65℃。

在上述成型方法中，所述将所述密封模具加热至预设温度T的步骤包括：将所述密封模具加热至温度25～35℃，保温保压，之后再加热至所述预设温度T。