[发明专利]芯模气囊的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空复合材料制品的生产技术领域，尤其涉及用于模压吹气成型中空复合材料制品的芯模气囊的制造方法。

背景技术

中空复合材料制品是指用碳纤维或玻璃纤维等增强材料与热固性树脂(环氧树脂等)复合而成的中空制品，其广泛应用于车架、前叉、车把、车圈等产品上。中空复合材料制品一般采用模压吹气成型工艺生产制造，气囊是用于模压吹气成型中空复合材料制品的一个重要部件。

传统技术中，用于模压吹气成型中空复合材料制品的气囊主要包括尼龙气管和3D尼龙芯模气囊这两种。其中，第一种的尼龙气管是目前应用得最多最广的通用型气囊，其具体生产工艺是：先用实心硅胶模卷上复合材料预浸料，然后拔出硅胶芯模得到未固化的复合材料制品分体，再把各复合材料制品分体接在一起，在各复合材料制品分体的中间穿上尼龙气管，放入复合材料制品的成型模具中，加热加压成型所需要的复合材料产品，最后再将尼龙气管排出形成中空复合材料制品。选用这种尼龙气管作为中空复合材料制品的气囊，虽然很便宜，但是，其在具体使用过程中会存在以下不足之处：

1)要先把中空复合材料制品进行肢解，并分别制造形成相对应的硅胶芯模，再对硅胶芯模进行手工精细地削皮肢解，以保证卷出的复合材料制品分体尺寸以及卷完料后能顺利抽出硅胶芯模，每次卷料要先拼上硅胶芯模并固定再卷料，工艺非常复杂，对操作工人的技能要求很高，生产效率低，且中空复合材料制品的物理性能偏差较大。

2)这种尼龙气管非常薄，只有0.3～0.5mm(厚了尼龙气管膨胀不起来)，这样，容易引发以下方面的问题出现：一方面由于尼龙气管生产时有结晶析出，而且肉眼无法辨别，所以容易导致吹气时漏气，从而导致中空复合材料制品报废；另一方面在成型中空复合材料制品时，由于是高温(150℃左右)高压(10个大气压以上)，所以，尼龙气管太薄非常容易被中空复合材料制品内壁的尖角刺破，需要借助硬度较大的工具(如铁线等)将尼龙气管移动到位，但是，这样又容易捅伤中空复合材料制品。

3)在穿上尼龙气管时，容易造成复合材料移位，最终造成中空复合材料制品的物理性能偏差很大。

4)在成型造型复杂的中空复合材料制品时，一条尼龙气管是不够的，经常要用到2～3条尼龙气管，这样，在吹气加压成型时，各尼龙气管之间会相互干涉，从而形成夹料现象，导致中空复合材料制品的内表面不光滑，使得中空复合材料制品的材料内折现象很严重，严重影响最终中空复合材料制品的各项物理性能。

第二种的3D尼龙芯模气囊是用尼龙薄膜根据中空复合材料制品的内腔焊接而成，其不需要卷料后抽出硅胶芯模，所以很好地避免了上述尼龙气管的各种不足。然而，3D尼龙芯模气囊在具体使用过程中也仍存在以下不足之处：

一方面，3D尼龙芯模气囊的成型很复杂，不单需要专用的裁剪尼龙薄膜的模具，而且焊接薄膜时也要使用专用的焊接治具，焊接完后又需要泡浸入水中充气来检验焊接效果，然后又要烘干水分才能包装，其制造过程复杂、生产效率低、成本高。

另一方面，3D尼龙芯模气囊因所用的尼龙薄膜很薄(与尼龙气管差不多)，所以其焊接质量难以保证，在高温高压的成型条件下，很容易在焊缝处漏气造成中空复合材料制品的报废，这种工艺生产的中空复合材料制品报废率很高，而且几乎无法避免。

再一方面，3D尼龙芯膜气囊在使用时先充上空气，变成中空复合材料制品芯模的形状，在上面卷上复合材料，但因尼龙薄膜表面非常光滑，在上面贴复合材料很不好定位，又不能承受太大压力，所以很难把料贴紧，产品的品质稳定性不高。

为了解决上述传统技术的问题，有部分研究人员提出了先通过模具制造EPS芯模、然后将该EPS芯模浸渍乳胶烘干硫化形成的芯模气囊，然而该方案并不没有得到大量推广应用，因为该方案在实施过程中会存在以下不足之处：

a)因为先成型EPS芯模，再去浸渍乳胶，所以乳胶只能低温(70℃～80℃)烘干硫化(烘干硫化温度超过100℃，乳胶内部的EPS芯模就会变型萎缩)，从而导致胶乳的硫化时间很长，最少要6～7小时以上，生产效率很低。

b)在EPS芯模浸胶后拿起来将乳胶烘干硫化的过程中，乳胶由于自身重力作用容易导致气囊厚薄不均的现象，这样，采用该芯模气囊进行模压吹气成型中空复合材料制品的过程中，很容易导致气囊薄的部位出现漏气现象，从而导致中空复合材料制品报废，进而难以实现制品报废率的降低。