[发明专利]一种碳纤维复合材料赛车车身制造方法及其密封阴膜系统

摘要

一种碳纤维复合材料赛车车身制造方法及其密封阴膜系统，所述方法包括以下步骤：阳模制作、翻阴模、碳纤维复合材料车身成型、外表面处理和维修与修复，从而制得需要的车身；所述密封阴膜系统，包括翻阴模、真空袋以及注胶座，所述翻阴模的上表面从内向外依次设有脱模剂层、第一层脱模布层、碳纤维布层、第二层脱模布层以及导流网层；所述真空袋相对的两边各设有一个注胶座，并且每个注胶座对应一根树脂进料螺旋管，注胶座固定在树脂进料螺旋管的中间部位；整个真空袋无褶皱或者折痕的从前到后将整个翻阴模包覆在内，形成密封环境。本发明的有益效果是：该制造方法使得碳纤维复合材料赛车车身表面光滑，质量轻且具有较好力学性能。

主权项

1.一种碳纤维复合材料赛车车身制造方法，包括以下步骤：(1)制造阳模1)绘图软件添加骨架形状，即在已经设计好车体外形的catia图中导出长轴纵断面；2)将骨架图纸按1:1打印在图纸上并标号，然后固定在PVC发泡板上；3)将PVC发泡板按照图纸剪裁出来，拼接PVC骨架，将挤塑板填充至骨架中，其中挤塑板轮廓必须大于PVC板轮廓，泡沫专用胶固定PVC发泡板骨架和挤塑板，待泡沫专用胶固化后，然后按照形状进行打磨，两块PVC发泡板之间平滑过渡，获得模具A；4)在模具A表面涂抹一层环氧树脂，防止原子灰腐蚀挤塑板，待环氧树脂固化后，涂抹一层原子灰封孔，用刮刀刮板抹平，等待原子灰固化后用耐水砂纸进行打磨，目数由低到高进行打磨，获得模具B；5)用刷子在模具B表面涂刷第一层模具底漆；6)待模具B表面的第一层模具底漆固化后，使用P80～P240干砂纸由粗到细进行第二次打磨，获得模具C；7)用少量原子灰对模具C露出材料部分进行修补，获得模具D；8)待模具D表面的原子灰固化后，在模具D表面涂刷第二层模具底漆，获得模具E；9)用P80～P500的砂纸由粗到细对模具E进行第三次打磨后，用P500～P800的耐水砂纸对其进行水磨；10)水干后，涂刷高光胶衣，获得模具F；11)用P80～P500干砂纸由粗到细对模具F进行第四次打磨，再用P500～P1200的耐水砂纸进行水磨，得到光亮的阳模；(2)制造翻阴模：1)阳模表面预处理：在制作玻璃钢阴模之前首先要对制得的阳模进行表面处理，即用酒精擦拭阳模表面，清洗阳模表面的污渍，获得洁净阳模，定义为阳模A；2)涂覆化学脱模剂：在阳模A的表面涂覆多层化学脱模剂，形成脱模剂层，每层化学脱模剂层涂覆好后挥发5‑30秒后擦除多余的部分；每层化学脱模剂层之间需要至少15分钟的固化时间，在涂完最后一层之后至少需要固化一个小时，获得带多层化学脱模剂的模具，定义为阳模B；3)将制作好的法兰边用热熔胶固定在阳模B边缘，用压敏胶带密封PP空心板之间的缝隙，获得阳模C；4)用填充蜡密封法兰与阳模C的缝隙，注意拔模角度，获得阳模D；其中拔模角度控制在‑30°～+30°；5)在阳模D的表面涂刷模具胶衣层，其中模具胶衣层分两次涂覆，模具胶衣层的总厚度控制在0.8mm内，其中第一层刷0.3‑0.4mm均匀厚度，室温20℃固化2‑3小时后，再刷第二层0.3‑0.4mm厚度，室温下至少固化4小时，放置一夜，获得带涂覆模具胶衣的模具，定义为阳模E；6)在阳模E表面涂刷玻璃纤维作为偶联层，涂刷过程中确保玻璃纤维帖服阳模E上所有的拐角，需要特别注意尖角的地方，从而获得带偶联层的模具，定义为阳模F；7)在阳模F表面涂刷积层树脂：至少铺4层的玻璃纤维，在阳模F上刷一层树脂接着铺一层玻璃纤维，一层树脂对应一层玻璃纤维，每一层树脂的用量为铺覆在其上玻璃纤维质量的4倍，将玻璃纤维全部铺覆在阳模E上；当开始固化的时候，颜色将从棕色变为深棕色，保证树脂固化时间在24小时以上；其中树脂和玻璃纤维的重量比例为4:1，然后固化24小时，获得翻阴模；(3)制造碳纤维复合材料车身：1)在翻阴模表面涂上多层化学脱模剂，每层之间最少间隔15分钟，最后一层涂完之后至少要1小时之后，获得翻阴模A；2)在翻阴模A表面添加第一层脱模布层，这层脱模布是密封阴模中的第一层，是一层可撕掉的布料，完成部件后被撕掉，保证脱模布能够覆盖碳纤维布，获得带脱模布层的翻阴模，定义为翻阴模B；3)在翻阴模B的脱模层上按需求放置碳纤维布，并用透明胶带轻轻固定，获得带碳纤维布层的翻阴模，定义为翻阴模C；4)在翻阴模C的表面添加第二层脱模布层，这层脱模布层同样是一层可以撕掉的布料，完成部件后将会被撕掉，保证脱模布能够覆盖碳纤维布，获得翻阴模D；5)添加导流网层：将导流网剪成和脱模布层尺寸一样或者更大的形状后覆在翻阴模D位于上层的脱模布层表面，导流网充分延伸到注胶座，确保一旦抽真空，树脂从真空管和树脂进料螺旋管中自由贯穿到翻阴模D的碳纤维布层中，获得覆盖导流网层的翻阴模，定义为翻阴模E；6)固定螺旋管：将两根树脂进料螺旋管分别固定在翻阴模E相对两条边上的导流网上，使得树脂沿着翻阴模E的一侧向另一侧迅速均匀地分布，确保树脂从螺旋管进流到导流网中；7)定位注胶座：注胶座的下侧通道连通树脂进料螺旋管；树脂进入螺旋管从该通道穿过，确保树脂从真空管经过注胶座流到树脂进料螺旋管中去；注胶座固定在树脂进料螺旋管的中间部位，按下注胶座，使树脂进料螺旋管镶嵌到注胶座中，以便螺旋管在注胶座的底部将树脂均匀分布到翻阴模E的一边；8)粘贴密封胶带：密封胶带粘贴在翻阴模E的法兰边，将一块比翻阴模E面积大至少50％的真空袋薄膜，从角落里开始，剥离密封胶带背部的纸，按下真空袋薄膜，粘到暴露的密封胶带上，使真空袋薄膜和密封胶带粘在一起，建立一个密封环境，整个过程保证真空袋无褶皱或者折痕的从前到后将整个翻阴模E覆盖起来，形成密封阴膜系统；9)连接和密封树脂进料罐：所有真空袋薄膜都堆叠好后，即碳纤维布被密封到真空袋里，在树脂进料接头的真空袋薄膜上弄一个裂口，连接树脂导流管，树脂从进料罐通过注胶座顺畅地在密封阴膜系统中流动；10)连接和密封树脂收集器：剪下一段足够长的真空管，用于连接树脂收集器和在连接树脂进料罐的注胶座对面的那个注胶座，把真空管一端推进真空袋后用密封胶带密封，真空管另一端连接到树脂收集器的进口配件，并将真空管伸入树脂收集器内胆，防止树脂滴到内胆外侧，然后按顺时针拧紧进口配件，形成密封环境；11)连接真空泵和树脂收集器：准备两根真空管，并用止回阀将两根真空管连接，连接后的真空管的一末端连接到树脂收集器的进口配件，推动真空管穿过进口配件进入树脂收集器内一小段距离，然后按顺时针拧紧配件；真空管的另一端连接到真空泵上；在这个过程中，止回阀的方向是空气流向真空泵，反之则不能流通；12)夹紧树脂进料线，即连接树脂进料罐和注胶座的真空管：在树脂进料罐的始端放置管夹，转动翼形螺母关闭管夹，确保已经创造了一个密封环境；13)抽空空气，调节真空袋，确保真空泵连接正确的电压，适当倒入真空泵油，连接主电源，根据需要四周挪动并固定真空袋薄膜至合适的位置后，开启真空泵，当空气被从真空袋内抽走时，真空袋薄膜紧紧贴在翻阴模E表面；14)测试真空：打开真空泵并抽空真空袋，通过检测是否有真空泵油从泵中蒸发出来判断真空袋内是否完全真空，并通过相应的真空“跌落试验”检验确定真空袋薄膜是否有泄漏，必须要对真空袋进行调整，直到完全密封方可开始着手导流工作；15)计算树脂以及固化剂的正确用量，并根据需要将需要的树脂以及固化剂按正确比例混匀后，添加到树脂进料罐中；16)打开树脂进料管，真空泵运行时，轻轻拧开树脂进料管的管夹，当拧开螺母时会立刻看到树脂被吸进真空管开始导流，松开螺母时要确保树脂的导入没有受到任何限制；17)监控导流：树脂导流浸润60％～80％时，关闭树脂进料管的管夹；18)继续监督树脂导流：伴随着树脂进料管夹紧，部分完全导流，此时等待树脂固化；在固化周期期间真空泵应保持工作状态，直到制品完全固化，获得碳纤维复合材料的车身A；由于过量的混合树脂聚积在一起会急剧放热，需处理掉部分进料罐里的树脂；如果需要加快树脂固化，将翻阴模放入烘箱中高温固化，或者使制品在室温下进行固化作为高温固化的替代方法，这两种方法对于制品质量没有明显影响；19)脱模：真空泵应持续工作，直到部件完全固化，将真空袋薄膜从阴模上撕掉即可获得碳纤维复合材料的车身B；(4)处理车身外表面：1)将车身B的覆盖件脱模后表面存在的凹陷用原子灰补平；2)用水磨砂纸P80‑P500由粗到细进行打磨；3)用填眼灰补小砂眼；4)用P240‑P1200的水磨砂纸打磨整个制品表面；5)打磨完成后喷漆涂装即可获得最终产品。