[发明专利]一种纤维布复合材料成型方法

说明书

发明公开了一种纤维布复合材料成型方法，它具有第一阶段热冲压预成型：包括步骤1、铺层；步骤2、铺胶；步骤3、加热；步骤4、冲压；步骤5、脱模后处理；和第二阶段复合材料制品注射成型：包括步骤6、模具准备；步骤7、闭模；步骤8、注射；步骤9、成型固化：熔融状态下的树脂基体快速的浸透纤维织物，最后在密封模具内固化成型。本发明的优点是：通过热冲压工艺制作预成型体，大大减少了采用RTM工艺时手工铺覆预成型体的时间，热冲压预成型的模具能重复使用，提高了RTM工艺中注射成型模具的利用率，同时保证了复杂结构碳纤维复合材料成型一致性，并且通过冲压工艺与注射工艺实现了自动化生产，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于纤维织物复合材料成型的技术领域；具体是将树脂热冲压成型与注射成型有机结合，适用于热塑性树脂基体和热固性树脂基体的复合材料。

背景技术

连续碳纤维树脂基复合材料具有比模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，是实现汽车轻量化的重要途径之一，可以大规模应用于车身覆盖件、底盘结构件等结构件，比常规的金属件减重达20%～30%。连续碳纤维增强体的形式可分为单向带、二维机织物和三维编织物。相比于另外两种增强形式，碳纤维二维机织物增强的树脂基复合材料同时兼顾了成型性能、制品性能与制造成本，也可以适应多种成型工艺，如手糊成型、缠绕成型、热压罐成型、热模压成型、树脂传递模塑成型、热冲压成型等。但以上工艺都很难满足大批量且质量稳定的生产要求，限制了碳纤维二维机织物复合材料在汽车轻量化进程中的应用。

现有的碳纤维复合材料成型工艺过程中，从成型开始到脱模都使用一副模具。在树脂传递模塑(RTM，ResinTransferMolding)中，分为预制品成型和树脂注射及固化，在采用碳纤维二维机织物增强时，都是手工在模具中铺放纤维预成型体，然后进行树脂的传递、浸润与固化，脱模后经过一定的后处理得到两面光滑的复材制品。

但是，一方面由于RTM成型模腔内手工铺放纤维预成型体，降低了RTM工艺的效率；另一方面，由于RTM的成型模具成本高，从放置预成型体开始到固化都对应一套模具，生产一件制品占用成型模具的时间越长则相对生产成本越高。

发明内容

针对RTM手工铺放纤维预成型体存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种纤维布复合材料成型方法，它能减少模腔内铺放预成型体占用RTM成型模具的时间，提高生产效率，热冲压预成型的模具能重复使用，降低成本，实现复杂结构的复合材料成型。

本发明的构思是：将热冲压预成型工艺和复合材料制品注射成型工艺结合，两种工艺对应使用各自的模具，避免手工在模具中铺放纤维预成型体，实现了自动化生产，提高生产效率。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它按以下步骤：

第一阶段、热冲压预成型，包括：

步骤1、铺层：用干纤维布按照铺层要求放置于热冲压模具的压边装置中；

步骤2、铺胶：在干纤维布上铺放少量的热塑性颗粒，以热冲压成型之后预成型体能够基本保持变形为准；

步骤3、加热：利用加热方法对压边装置中铺层与铺胶的干纤维布进行加热，达到热塑性塑料的熔融温度，使其变为熔融状态；

步骤4、冲压：利用适于复合材料制品的预成型体简易冲压模具，在普通压机上进行快速冲压成型；

步骤5、脱模后处理：依据复合材料制品的注射成型模具，对热冲压成型的预成型体进行处理，去除多余部分，得到第二阶段注射成型中所需的预成型体；

第二阶段、复合材料制品注射成型，包括：

步骤6、模具准备：清理注射成型模具，按实际需要均匀喷涂脱模剂；