[发明专利]复合材料油箱的真空辅助树脂传递模塑整体成型工艺

摘要

本发明公开了一种树脂基复合材料油箱的真空辅助树脂传递模塑成型工艺，提供一种新型结构材料油箱，可有效降低现有油箱的结构重量和车辆噪声水平，并且具有抗冲击破坏和耐腐蚀等特征，同时可以大大缩短油箱的成型加工周期，提高油箱的生产效率。本发明是通过以下技术方案实现的：型芯三维建模；型芯成型模具制作；可溶（熔）性型芯制备；模具准备；增强材料的铺设与定型；合模；树脂胶液的配制；树脂注入；树脂固化；脱模；型芯溶（熔）出；复合材料制件修整。本发明生产效率高，脱模方便，成本低。

主权项

一种复合材料油箱的真空辅助树脂传递模塑整体成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）、型芯三维建模：根据油箱设计尺寸做出型芯图纸，再利用三维建模软件建立型芯三维模型； （2）、型芯模型的制备：根据型芯的三维模型制备得到型芯模型； （3）、水溶性型芯的制备：首先，根据型芯模型翻制型芯成型模具；之后，以重量比为3∶15∶10的聚乙烯吡咯烷酮K30、石英砂、去离子水为原料配置水溶性芯模材料；最后，型芯成型模具表面涂抹脱模蜡，并将配置的水溶性芯模材料倒入型芯成型模具中捣实，放入烘箱中在80℃下烘干，成型后倒模，制备出水溶性型芯；或者，可熔性型芯的制备：首先，根据型芯模型翻制型芯成型模具；之后，选择熔点在100℃以内的合金材料，熔化后利用型芯成型模具浇铸成型，得到可熔性型芯；（4）、模具准备：以水溶性型芯为内模，在水溶性型芯中预埋油箱加强隔板，并用水溶性腻子对水溶性型芯表面进行封孔处理；或者，以可熔性型芯为内模，在可熔性型芯中预埋油箱加强隔板，并对可熔性型芯表面进行打磨处理；（5）、增强材料的铺设与定型：在水溶性型芯或者可熔性型芯表面根据油箱厚度包覆多层纤维增强材料，在铺设每层纤维增强材料的同时喷洒定型剂，对纤维增强材料进行定型处理，制得纤维预成型体；（6）、真空袋膜的包覆：在纤维预成型体外铺设脱模布、隔离膜和导流网，在导流网表面按照设计要求在相应位置铺设螺旋管、注胶口和抽气口，最后用真空袋将其包裹起来，形成封闭的模腔；（7）、VARTM成型系统连接：将抽气口和注胶口分别通过树脂管与真空泵和树脂罐相连，并在各条管路中间设置控制阀，即分别形成抽气阀和注胶阀，形成抽气系统和注胶系统；（8）、注胶系统保压：在注胶口上连接一真空表，并对密封模腔抽真空至5～10mbar，关闭抽气阀和真空泵，真空保压，观察真空表在15到30min内真空度下降不超过3mbar，即表明该系统气密性良好，达到VARTM注射要求； （9）、树脂胶液的配置：按100∶30的比例将上纬环氧树脂和固化剂利用注射机混合均匀，制得环氧树脂胶液，并注入到树脂罐中，待用；（10）、树脂注入：打开注射机、真空泵，以及抽气阀、注胶阀，将树脂体系灌注到真空成型模具中浸润纤维增强材料，直至树脂充满模腔，纤维预成型体全部被浸润，关闭注胶阀和注射机；（11）、树脂固化：停止灌注后，继续抽真空保压，直至树脂体系开始凝胶并固化，关闭真空泵和抽气阀；（12）脱模：待树脂表面巴氏硬度达到15以上时，扯去实心油箱外侧所有物件，取出实心油箱制件；（13）、水溶性型芯溶出：使用热水冲洗，使水溶性型芯溶解，直至水溶性型芯材料全部从实心油箱制件中溶出，制得复合材料油箱制件；或者，可熔性型芯熔出：将实心油箱制件置于105℃的热烘箱中，直至可熔性型芯全部熔化，从实心油箱制件中倒出，得到复合材料油箱制件；（14）、油箱连接附件的安装：在贮油箱安放注油口、放油口、抽油管嵌件的部位利用环形打磨装置将其打磨出一环形凹面，并将注油口、放油口、连接管嵌件的连接环嵌入此环形凹面，并在环形凹面周边用碳纤维增强环氧树脂材料糊制补强；（15）、复合材料油箱制件的修整：对得到的复合材料油箱制件进行修整、检测，无质量问题后，即得到VARTM整体成型的树脂基复合材料油箱。