[发明专利]一种碳纤维复合材料结构件真空灌注成型方法

摘要

本发明公开了一种碳纤维复合材料结构件真空灌注成型方法，采用真空灌注成型技术制作大尺寸碳纤维复合材料风电叶片结构件；将导流网用透明双面胶带粘接固定在模具上，防止导流网变形使碳纤维织物变形，保证碳纤维布取向一致,以便获得具有较高力学性能的复合材料结构件；树脂混合液和碳纤维预成型体先进行预热，保证树脂混合液在低粘度状态下快速灌注；用单向透气膜密封碳纤维预成型体的上表面形成表面透气通道，在真空状态下，树脂混合液由下向上表面渗透，充填饱满，完成真空灌注成型；该方法适用于热熔线定形的不同面密度的碳纤维织物，与碳纤维预浸料成型工艺相比具有材料可用期长、工艺稳定性高和产品成本低的优势，利于推广应用。

主权项

一种碳纤维复合材料结构件的真空灌注成型方法，包括预制模具的步骤，该模具的周边设有至少1个真空口；它还包括步骤如下：1）在所述模具表面上由下至上依次铺设透明双面胶带、底部导流网和下脱模布；所述底部导流网通过透明双面胶带与所述模具固定相接；2）在步骤1）下脱模布的上表面铺设有多层碳纤维布，形成一厚度为2～100mm的碳纤维预成型体；再在其上铺覆上脱膜布，上、下脱模布将整个碳纤维预成型体外周包严；3）在步骤2）碳纤维预成型体的宽向两侧边紧贴有与该碳纤维预成型体侧边形状吻合的贴边；4）在步骤3）碳纤维预成型体一侧边外侧的底部导流网上放置有与所述贴边长向平行的注胶管，用单向透气膜将所述碳纤维预成型体、两侧贴边和注胶管一起包住，再将该单向透气膜的周边与所述模具表面粘接密封，留出所述注胶管的进胶口端；其中，单向透气膜与模具粘接处位于所述模具真空口的内侧，注胶管的进胶口端装有阀门；5）在步骤4）单向透气膜的上表面铺覆有顶部导流网；在顶部导流网外侧再铺设一真空袋膜；该真空袋膜将顶部导流网和所述单向透气膜包覆的物体包严，再将真空袋膜的袋口周边与所述模具表面粘接密封；留出所述注胶管的进胶口端；其中，真空袋膜袋口周边与模具的粘接处位于所述模具真空口的外侧；所述顶部导流网与该模具真空口连通；6）用管路将所述模具真空口与外设的真空泵相接；同时将所述灌注的树脂和相应的固化剂分别预热至40‑80℃，达到预热温度后将树脂和固化剂胶液混合均匀形成树脂混合液；在开始铺放前即启动所述模具的加热装置，将模具加温至40～80℃；在铺放过程中，所述碳纤维预成型体随其模具预热，3～5h 小时后达到预热温度后保温，然后将所述真空袋膜内腔抽成真空状，达到负压状态；7）打开步骤4）所述管口上的阀门，由其向该真空袋膜内腔灌注加热后的树脂混合液；树脂混合液在底部导流网上分散，并在负压作用下，由下至上浸透于所述碳纤维预成型体；完全浸透后，直到碳纤维预成型体周边的单向透气膜表面色变均匀或真空袋膜内碳纤维预成型体的硬度下降后停止灌注并关闭所述阀门；成型为碳纤维复合材料结构胚体； 8）启动模具加热装置，将模具加温至85～120℃，所述碳纤维复合材料结构胚体固化3‑8h后停止加热；自然冷却至40℃后脱模，成型为所述碳纤维复合材料结构件。