采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法及成型模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其特征在于：利用成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使得 液態(tài) 基體取代成型模具中制品型腔內(nèi)的氣體，將氣體排出實現(xiàn)離心充型或浸漬；在浸漬的同時或完成浸漬后，成型模具內(nèi)的纖維增強材料與基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型制得增強復(fù)合材料制品。成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用基體、纖維增強材料與氣體離心力的差使得基體取代成型模具內(nèi)的氣體，氣體通過排氣通道排出實現(xiàn)無氣泡充型或浸漬；由于在充型或浸漬工序能夠充分的將氣體徹底排出，因而制造出的產(chǎn)品表面光滑，內(nèi)部無氣孔、縮松等缺陷，大大提高產(chǎn)品強度和模量。
【專利說明】采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法及 成型模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，還涉及 一種實現(xiàn)該方法的成型模具。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃纖維(英文原名為：glass fiber或fiberglass )是一種性能優(yōu)異的無機非金 屬材料，種類繁多，具有絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高的優(yōu)點。隨著市場經(jīng) 濟的迅速發(fā)展，玻璃纖維逐漸成為建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護、國防等行 業(yè)必不可少的原材料。
[0003] 玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強材料，在采用玻璃纖維制作復(fù)合材料制品 時，其原理是：玻璃纖維增強材料在模具內(nèi)被樹脂充分浸漬，排除氣泡，然后樹脂在常溫或 加溫下固化，脫模后即成為復(fù)合材料制品。
[0004] 其方法主要包括手糊FRP法、真空導(dǎo)流法、RTM法，（1)手糊FRP法是利用人工將樹 脂與纖維增強材料進行浸漬、排氣，其工作效率低、污染大，工作環(huán)境較差；（2)真空導(dǎo)流、 RTM法是利用壓力差，利用樹脂自高壓向低壓向流動實現(xiàn)充型、浸漬；其相對于傳統(tǒng)手糊法 相比，大大提高了工作效率，且改善了工作環(huán)境；但在充型時易造成短路，其即使保壓狀態(tài) 下，也可能無法完全排除模具內(nèi)的氣體，屬于靜態(tài)浸漬樹脂，造成充型不徹底；且又無法了 解內(nèi)部充型狀態(tài)，因此在針對產(chǎn)品進行排氣點、注射點的優(yōu)化設(shè)計時也較為困難。
[0005] 目前也出現(xiàn)了一種應(yīng)用于增強復(fù)合材料制品的離心成型方法，即公知的離心澆鑄 法，例如專利申請?zhí)?01010609423. 5公開了一種圓錐體復(fù)合材料桿的制造方法，主要為離 心澆鑄成型工藝，其特征在于：所述離心成型工藝之前，用纏繞的方法連續(xù)纏繞纖維織物至 芯軸上，然后在旋轉(zhuǎn)的錐形離心模具內(nèi)展開，緊貼在模具內(nèi)壁，然后高速旋轉(zhuǎn)模具，最后從 模具小口徑端注入樹脂，樹脂在離心力作用下填充纖維預(yù)成型體空隙，待樹脂固化后，脫模 制得管狀復(fù)合材料空心桿。
[0006] 該種方法在應(yīng)用于增強復(fù)合材料制品時，能夠提高產(chǎn)品強度和模量，同時一次成 型復(fù)合材料錐形桿，效率高，外表光滑，無需復(fù)雜的打磨處理，從而在同等剛度要求下可以 減少材料用量，降低成本，節(jié)約資源。但仍存在一定的局限性： 眾所周知，離心澆鑄法僅適用于成型空心回轉(zhuǎn)體或者近似結(jié)構(gòu)；通過繞模具自身的軸 心旋轉(zhuǎn)，即自轉(zhuǎn)，在離心力作用下將樹脂等物料緊貼在模具的內(nèi)壁上；在浸漬直到樹脂凝膠 固化，都必須在離心旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，否則材料會位移、坍塌而不能成型，因此對于能源的消耗 也較大，同時，需要相應(yīng)的增加離心設(shè)備才能確保產(chǎn)量，投資相對增大。
[0007] 因此，研發(fā)一種生產(chǎn)效率高、勞動強度低且適用范圍廣的復(fù)合材料制品制造方法 勢在必行。經(jīng)檢索有關(guān)文獻，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同或相似的技術(shù)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]
[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)效率高、勞動強度低且適用范圍廣的采 用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，同時，還提供一種實現(xiàn)該方法的成 型模具。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種采用纖維增強材料與基體制造 增強復(fù)合材料制品的方法，其創(chuàng)新點在于：所述方法依次包括充型、離心浸漬和固化工序， 具體為：充型工序前，將纖維增強材料預(yù)先置于成型模具中；充型工序中，將液態(tài)基體充入 成型模具中；離心浸漬工序中，完成充型的成型模具圍繞一離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)，使 得成型模具內(nèi)的纖維增強材料與液態(tài)基體充分接觸，進一步排出氣體實現(xiàn)離心浸漬；固化 工序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型為 一體制得增強復(fù)合材料制品。
[0011] 優(yōu)選的，所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維 制品中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品 中的任意一種或一種以上的組合。
[0012] 優(yōu)選的，所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖 維、紗、織物或氈。
[0013] 優(yōu)選的，所述基體的主體為樹脂。
[0014] 優(yōu)選的，所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的 混合。
[0015] 優(yōu)選的，所述充型工序中，通過一離心設(shè)備進行離心充型；將儲存液態(tài)基體的容器 設(shè)置在離心設(shè)備上靠近旋轉(zhuǎn)中心的一側(cè)，通過成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn) 生離心力，利用離心力將靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的液態(tài)基體甩入成型模具內(nèi)取代成型模 具中制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型。
[0016] 優(yōu)選的，在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前，預(yù)先在成型模具的制 品型腔表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后，再將纖維增強材料置于成型 模具中；再通過上述充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0017] 優(yōu)選的，在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在充型工序 前，將預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中，同時將纖維增強材料 置于成型模具中；再通過上述充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0018] 優(yōu)選的，在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖 維增強材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
[0019] 優(yōu)選的，在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
[0020] 優(yōu)選的，所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加 速度為5g?1000g。
[0021] 一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其創(chuàng)新點在于：所 述方法依次包括模內(nèi)預(yù)浸漬、離心浸漬和固化工序，在模內(nèi)預(yù)浸漬工序中，在將纖維增強材 料鋪放到成型模具中的同時，充入液態(tài)基體使得各部分纖維增強材料均與液態(tài)基體充分接 觸實現(xiàn)模內(nèi)預(yù)浸漬；在離心浸漬工序中，通過一離心設(shè)備進行離心浸漬；通過成型模具圍 繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力使得成型模具內(nèi)的纖維增強材料與 液態(tài)基體充分接觸，排除成型模具內(nèi)的氣體實現(xiàn)離心浸漬；在固化工序中，完成浸漬后，成 型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型為一體制得增強復(fù)合材料 制品。
[0022] 優(yōu)選的，所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維 制品中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品 中的任意一種或一種以上的組合。
[0023] 優(yōu)選的，所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖 維、紗、織物或氈。
[0024] 優(yōu)選的，所述基體的主體為樹脂。
[0025] 優(yōu)選的，所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的 混合。
[0026] 優(yōu)選的，在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在模內(nèi)預(yù)浸漬前，預(yù)先在成型模具的 制品型腔表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后；再通過上述模內(nèi)預(yù)浸漬、離 心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0027] 優(yōu)選的，在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在模內(nèi)預(yù)浸 漬前，將預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中；再通過上述模內(nèi)預(yù) 浸漬、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0028] 優(yōu)選的，在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖 維增強材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
[0029] 優(yōu)選的，在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
[0030] 優(yōu)選的，所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加 速度為5g?1000g。
[0031] 一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其創(chuàng)新點在于：在 制作以短切纖維作為主要纖維增強材料的增強復(fù)合材料制品時，所述方法依次包括模外預(yù) 浸漬、充型、離心浸漬和固化工序，在模外預(yù)浸漬工序，將纖維增強材料與液態(tài)基體在成型 模具外通過容器進行充分接觸混合實現(xiàn)模外預(yù)浸漬；在充型工序中，將纖維增強材料與液 態(tài)基體的混合物充入成型模具中；在離心浸漬工序中，通過一離心設(shè)備進行離心浸漬；通 過成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力使得成型模具內(nèi)的纖 維增強材料與液態(tài)基體充分接觸，進一步排除成型模具內(nèi)的氣體實現(xiàn)離心浸漬；在固化工 序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型為一 體制得增強復(fù)合材料制品。
[0032] 優(yōu)選的，所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維 制品中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品 中的任意一種或一種以上的組合。
[0033] 優(yōu)選的，所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖 維、紗、織物或氈。
[0034] 優(yōu)選的，所述基體的主體為樹脂。
[0035] 優(yōu)選的，所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的 混合。
[0036] 優(yōu)選的，所述充型工序中，通過一離心設(shè)備進行離心充型；將儲存增強復(fù)合材料和 液態(tài)基體混合物的容器設(shè)置在離心設(shè)備上靠近旋轉(zhuǎn)中心的一側(cè)，通過成型模具圍繞離心設(shè) 備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力將靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的液態(tài)基體甩入 成型模具內(nèi)取代成型模具中制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型。
[0037] 優(yōu)選的，在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前，預(yù)先在成型模具的制 品型腔表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后；再通過上述模外預(yù)浸漬、充 型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0038] 優(yōu)選的，在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在充型工序 前，將預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中；再通過上述模外預(yù)浸 漬、充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
[0039] 優(yōu)選的，在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖 維增強材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
[0040] 優(yōu)選的，在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
[0041] 優(yōu)選的，所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加 速度為5g?1000g。
[0042] 本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品方法的成型 模具，其創(chuàng)新點在于：成型模具具有一個封閉式或半封閉式的制品型腔，以及至少一個與制 品型腔連通的排氣通道，排氣通道可為排氣孔或者臨時容納氣體的排氣腔或者成型模具的 敞口結(jié)構(gòu)；所述成型模具在置于離心設(shè)備上使用時，制品型腔遠離離心設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，排 氣通道位于制品型腔中靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心的一端。
[0043] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用 基體、纖維增強材料與氣體離心力的差使得基體取代成型模具內(nèi)的氣體，氣體通過排氣通 道排出實現(xiàn)無氣泡充型或浸漬；由于在離心浸漬或離心充型與離心浸漬工序同時作用下能 夠充分的將氣體徹底排出，因而制造出的產(chǎn)品表面光滑，內(nèi)部無氣孔、縮松等缺陷，大大提 高產(chǎn)品強度和模量。
[0044] 該方法對于手糊法而言，無需手工排泡，大大降低工人的勞動強度，且采用封閉式 成型模具時與離心工藝相結(jié)合的使用，使得基體中易揮發(fā)物質(zhì)不外泄至生產(chǎn)車間，改善生 產(chǎn)時的工作環(huán)境；由于能夠順利排泡，使其能夠順利制作真空導(dǎo)流法、RTM法等排泡前置條 件高的制品，降低產(chǎn)品制造工藝的設(shè)計難度，提高產(chǎn)品合格率；而對于自轉(zhuǎn)式離心法制造的 復(fù)合材料制品，其能夠制造非回轉(zhuǎn)體類結(jié)構(gòu)，擴大適用產(chǎn)品的范圍，同時，其可無需在離心 設(shè)備上進行固化，大大提高了設(shè)備的利用率，提高了生產(chǎn)效率。
[0045] 本發(fā)明在采用離心力進行充型或浸漬時，能夠與其他目前公知的真空導(dǎo)流法、RTM 法等相結(jié)合使用，使得制造工藝具有更多的靈活性，適用于各種領(lǐng)域的基于纖維增強材料 與基體復(fù)合的制品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明中玻璃纖維管接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047] 圖2為本發(fā)明中玻璃纖維管接頭成型模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048] 圖3為本發(fā)明中玻璃纖維罩殼結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049] 圖4為本發(fā)明中玻璃纖維罩殼成型模具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖5為本發(fā)明中玻璃纖維格柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051] 圖6為本發(fā)明中玻璃纖維格柵成型模具結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0052] 本發(fā)明公開了一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法：利用 成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使得液態(tài)基體取代成型模具中制品 型腔內(nèi)的氣體，將氣體排出實現(xiàn)離心充型或浸漬；在浸漬的同時或完成浸漬后，成型模具內(nèi) 的纖維增強材料與基體在動態(tài)或靜態(tài)下固化成型制得增強復(fù)合材料制品。
[0053] 本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)制造增強復(fù)合材料制品方法的成型模具，其具有一個封 閉式或半封閉式的制品型腔，以及至少一個與制品型腔連通的排氣通道，排氣通道可為排 氣孔或者臨時容納氣體的排氣腔或者成型模具的敞口結(jié)構(gòu)；成型模具在置于離心設(shè)備上使 用時，制品型腔遠離離心設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，排氣通道位于制品型腔中靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中 心的一端。
[0054] 本發(fā)明中制作的增強復(fù)合材料制品，其可以采用干法、濕法或混合法制成。本發(fā)明 中，干法是指纖維增強材料全部在放置到成型模具內(nèi)后，再充入液態(tài)基體；濕法是指在將纖 維增強材料放置到成型模具內(nèi)的過程中，放置或纏繞一層或數(shù)層纖維增強材料就充入部分 液態(tài)基體，重復(fù)該過程直至所有纖維增強材料均放置到位，使得纖維增強材料與液態(tài)基體 較好的接觸；混合法是指以短切纖維作為主的纖維增強材料與液態(tài)基體直接混合均勻。
[0055] 本發(fā)明中，纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維制 品中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品中 的任意一種或一種以上的組合。其中，纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維等，纖 維制品為短切纖維、紗、織物或氈等。
[0056] 本發(fā)明中，基體的主體為樹脂，樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂 與熱固性樹脂的混合。
[0057] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，上述纖維增強材料和液態(tài)基體僅僅是示例性的，不是 局限性的。
[0058] 實施例一： 以應(yīng)用于儲罐的玻璃纖維管接頭為例，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)為一端部具有限位法蘭1的 臺階狀圓管體2。為提高結(jié)構(gòu)強度，圓管體內(nèi)壁部分采用玻璃纖維纏繞管。
[0059] 本實施例中，如圖2所示，成型模具由金屬芯模3和外模4組成，在法蘭面外模上 設(shè)有樹脂注入口 5,合模后，管口頂端開口作為排氣通道6,供空氣排出。
[0060] 離心裝置或離心設(shè)備 離心機直徑1. 2米，轉(zhuǎn)速可調(diào)，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分 原材料部分 纖維增強材料：主要采用纖維制品，1)采用玻璃纖維材質(zhì)，規(guī)格分別為02無堿方格布； 纖維制品采用450克/平方米無堿短切氈，以下分別用"R"和"M"表示， 2)鋪層結(jié)構(gòu)，管部為8層氈4層布，共分三次，順序為3M2R，2M2R，3M。法蘭盤為11層 氈6層布，共分4次，順序為4M，M2R，M2R，M2R4M，鋪層時先進行法蘭盤部位第一次鋪層后進 行管部第一次鋪層，然后兩者交替進行，最后法蘭頸部鋪成錐形，頸部鋪層全為M。
[0061] 液態(tài)基體包括：樹脂1)采用DSM公司430環(huán)氧乙烯基樹脂，加入4%苯乙烯，固化 齊[J I. 2%，促進劑I. 0%，樹脂凝膠時間約45分鐘； 2)樹脂用量850克。
[0062] 實施步驟：主要依次包括充型、離心浸漬和固化工序， 1，模具常規(guī)處理：清理干凈，表面施加脫模劑。
[0063] 2,在充型工序前，在金屬芯模上鋪上上述設(shè)計的玻璃纖維層，合上外模。
[0064] 3,在充型工序中，采用離心充型，把上述模具水平安裝至離心機的徑向上，法蘭面 背向圓心，在靠近法蘭管口內(nèi)側(cè)安裝用于儲存液態(tài)基體的樹脂罐，并用塑料管連接樹脂罐 至成型模具的注入口。
[0065] 4,向樹脂罐中加入預(yù)先配置的樹脂膠料。
[0066] 5,在離心充型與離心浸漬工序中，啟動離心機，通過成型模具圍繞離心機旋轉(zhuǎn)中 心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力將靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的樹脂甩入成型模具內(nèi)取 代成型模具中制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型和離心浸漬。
[0067] 具體為：首先以200轉(zhuǎn)/分鐘(模具距圓心端離心加速度15G，模具遠離圓心端離 心加速度28G)，進行離心充型，離心旋轉(zhuǎn)10分鐘后，然后提高轉(zhuǎn)速至400轉(zhuǎn)/分鐘(模具距 圓心端離心加速度54G，模具遠離圓心端離心加速度108G)，旋轉(zhuǎn)5分鐘，停機，完成離心浸 漬。
[0068] 6,固化工序中，從離心裝置上卸下成型模具，將成型模具堅直放置，排氣通道朝 上；或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖維增強材料與基體分離，常溫固化后脫模得產(chǎn)品。
[0069] 在固化工序中，成型模具也可繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
[0070] 本實施例結(jié)果與同等手糊法、RTM法對比：
【權(quán)利要求】
1. 一種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其特征在于：所述方 法依次包括充型、離心浸漬和固化工序，具體為： 充型工序前，將纖維增強材料預(yù)先置于成型模具中； 充型工序中，將液態(tài)基體充入成型模具中； 離心浸漬工序中，完成充型的成型模具圍繞一離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)，使得成型 模具內(nèi)的纖維增強材料與液態(tài)基體充分接觸，進一步排出氣體實現(xiàn)離心浸漬； 固化工序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下固 化成型為一體制得增強復(fù)合材料制品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維制品中 的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品中的任 意一種或一種以上的組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖維、紗、 織物或氈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：所述基體的主體為樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：所述充型工序中，通過一離心設(shè)備進行離心充型；將儲存液態(tài)基體的容器設(shè)置 在離心設(shè)備上靠近旋轉(zhuǎn)中心的一側(cè)，通過成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離 心力，利用離心力將靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的液態(tài)基體甩入成型模具內(nèi)取代成型模具中 制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前，預(yù)先在成型模具的制品型腔 表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后，再將纖維增強材料置于成型模具中； 再通過上述充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前，將 預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中，同時將纖維增強材料置于 成型模具中；再通過上述充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其 特征在于：在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖維增強 材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方 法，其特征在于：所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加速 度為5g?lOOOg。
12. -種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其特征在于：所述 方法依次包括模內(nèi)預(yù)浸漬、離心浸漬和固化工序， 在模內(nèi)預(yù)浸漬工序中，在將纖維增強材料鋪放到成型模具中的同時，充入液態(tài)基體使 得各部分纖維增強材料均與液態(tài)基體充分接觸實現(xiàn)模內(nèi)預(yù)浸漬； 在離心浸漬工序中，通過一離心設(shè)備進行離心浸漬；通過成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn) 中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力使得成型模具內(nèi)的纖維增強材料與液態(tài)基體充分接 觸，排除成型模具內(nèi)的氣體實現(xiàn)離心浸漬； 在固化工序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下 固化成型為一體制得增強復(fù)合材料制品。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維制品 中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品中的 任意一種或一種以上的組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖維、 紗、織物或氈。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述基體的主體為樹脂。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的混合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在模內(nèi)預(yù)浸漬前，預(yù)先在成型模具的制品 型腔表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后；再通過上述模內(nèi)預(yù)浸漬、離心浸 漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在模內(nèi)預(yù)浸漬 前，將預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中；再通過上述模內(nèi)預(yù)浸 漬、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖維增 強材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加速度 為 5g ?1000g。
22. -種采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法，其特征在于：在制 作以短切纖維作為主要纖維增強材料的增強復(fù)合材料制品時，所述方法依次包括模外預(yù)浸 漬、充型、離心浸漬和固化工序， 在模外預(yù)浸漬工序，將纖維增強材料與液態(tài)基體在成型模具外通過容器進行充分接觸 混合實現(xiàn)模外預(yù)浸漬； 在充型工序中，將纖維增強材料與液態(tài)基體的混合物充入成型模具中； 在離心浸漬工序中，通過一離心設(shè)備進行離心浸漬；通過成型模具圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn) 中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力使得成型模具內(nèi)的纖維增強材料與液態(tài)基體充分接 觸，進一步排除成型模具內(nèi)的氣體實現(xiàn)離心浸漬； 在固化工序中，完成浸漬后，成型模具中的纖維增強材料與液態(tài)基體在動態(tài)或靜態(tài)下 固化成型為一體制得增強復(fù)合材料制品。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述纖維增強材料為纖維中的任意一種或一種以上的組合，還可以纖維制品 中的任意一種或一種以上的組合，也可以為纖維中的任意一種或一種以上與纖維制品中的 任意一種或一種以上的組合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維或礦物纖維，纖維制品為短切纖維、 紗、織物或氈。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述基體的主體為樹脂。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方 法，其特征在于：所述樹脂為熱塑性樹脂，或熱固性樹脂，或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的混 合。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：所述充型工序中，通過一離心設(shè)備進行離心充型；將儲存增強復(fù)合材料和液 態(tài)基體混合物的容器設(shè)置在離心設(shè)備上靠近旋轉(zhuǎn)中心的一側(cè)，通過成型模具圍繞離心設(shè)備 旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，利用離心力將靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的液態(tài)基體甩入成 型模具內(nèi)取代成型模具中制品型腔內(nèi)的氣體，進而實現(xiàn)離心充型。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在制作含面層增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前，預(yù)先在成型模具的制品型 腔表面預(yù)噴涂或涂刷一層面層，在面層固化70?85%后；再通過上述模外預(yù)浸漬、充型、離 心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
29. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在制作含預(yù)埋件、加強筋或夾芯材料的增強復(fù)合材料制品時，在充型工序前， 將預(yù)埋件、加強筋及夾芯材料定位在成型模具型腔的相應(yīng)位置中；再通過上述模外預(yù)浸漬、 充型、離心浸漬和固化工序進行增強復(fù)合材料制品的制作。
30. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在固化工序中，成型模具的排氣通道朝上放置，或?qū)⑴艢馔ǖ婪忾]避免纖維增 強材料與基體分離，在靜止?fàn)顟B(tài)固化成型。
31. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的方法， 其特征在于：在固化工序中，將成型模具繼續(xù)放置在離心設(shè)備上動態(tài)固化成型。
32. 根據(jù)權(quán)利要求22或27所述的采用纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品的 方法，其特征在于：所述成型模具在圍繞離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)時，成型模具的向心加 速度為5g?lOOOg。
33. -種實現(xiàn)纖維增強材料與基體制造增強復(fù)合材料制品方法的成型模具，其特征在 于： 成型模具具有一個封閉式或半封閉式的制品型腔，以及至少一個與制品型腔連通的排 氣通道，排氣通道可為排氣孔或者臨時容納氣體的排氣腔或者成型模具的敞口結(jié)構(gòu)；所述 成型模具在置于離心設(shè)備上使用時，制品型腔遠離離心設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，排氣通道位于制 品型腔中靠近離心設(shè)備旋轉(zhuǎn)中心的一端。
【文檔編號】B29C70/40GK104309132SQ201410488662
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】顧清波, 沈達泉, 崔伯軍, 儲開明 申請人:江蘇九鼎新材料股份有限公司