一種樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樹脂基纖維增強復合材料的生產方法，尤其是一種大曲率或大長度異型橫截面板材/殼體類零部件，例如軌道車輛內外側流線型廂板、汽車擋泥板、側圍板等構件。屬于樹脂基復合材料產品設計制造領域。
【背景技術】
[0002]隨著節(jié)能減排、降低溫室效應等環(huán)保要求，軌道車輛、汽車等行業(yè)對其零部件都提出了更為嚴格的性能要求。同時，面對日益激烈的市場競爭，產品的換型、升級速度不斷提高，配套的零部件生產也呈現(xiàn)出小批量、多品種甚至定制化的特點。
[0003]目前，樹脂基纖維增強復合材料的常見生產方法主要有手糊成型、樹脂傳遞模塑成型(簡稱RTM)、SMC模壓成型。手糊成型不僅生產效率低、產品質量難以控制，而且生產過程存在大量有害揮發(fā)物的排放，不符合環(huán)保要求，應用范圍已經(jīng)逐漸減小。RTM成型屬于閉模生產，有利于環(huán)保，并且產品的成型模具成本低，適于中小批量、多品種的生產方式，產品質量高，被認為是未來主要的復合材料生產方法之一。但是，對于大尺寸構件，由于樹脂流動性能限制，通常需要設計復雜的樹脂注射系統(tǒng)，難以避免樹脂填充過程的氣泡、干斑等缺陷的形成。SMC成型同樣屬于閉模生產，在高溫下預浸料板材內部的樹脂熔融，在模具壓力作用下填充模具型腔獲得制件。因此，SMC成型通常需要較大的成型壓力，導致模具及設備投資高，一般用于大批量生產的場合。
[0004]綜上所述，為了滿足樹脂基纖維增強復合材料零部件小批量、多品種、高質量的市場要求，亟需設計開發(fā)新型的生產方法。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服現(xiàn)有樹脂基纖維增強復合材料生產方法的不足，本發(fā)明提供一種大曲率或大長度異型橫截面板材/殼體類零部件、高質量、低成本的生產方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是:一種樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法由上軋輥、上模、上乳輥油溫加熱管路、下乳輥、下模、下乳輥油溫加熱管路、支撐框架、送料機構、成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)所組成；其中，上軋輥、上模、上軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的上軋輥系統(tǒng)；下軋輥、下模、下軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的下軋輥系統(tǒng)；所述上、下軋輥均為空心圓筒，其內部均填充有用于模具加熱的油液，通過上、下軋輥油溫加熱管路可以控制油液的溫度，上、下軋輥表面除了上、下模安裝區(qū)域以外，其他區(qū)域均覆蓋有絕熱層，用于避免油液熱量不必要的損失；上、下模通過螺栓連接分別安裝在所述的上、下軋輥表面。所述的上、下軋輥系統(tǒng)分別安裝在支撐框架的上下兩處支撐卡槽內，兩處支撐卡槽均設有一定的調節(jié)距離，可以通過支撐框架側面的調節(jié)墊塊分別調整上、下軋輥的位置，從而實現(xiàn)軋輥間距的調節(jié)。送料機構通常放置在支撐框架的一側，用來夾持樹脂基纖維增強復合材料預浸料板材(以下簡稱預浸料板材)，并按照預定工作節(jié)拍實現(xiàn)預浸料板材的送進；成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制主機和溫度、位置等工況傳感器構成；用于設定和控制生產過程的主要工藝參數(shù)(如軋輥轉速、乳輥間距、油溫、送料速度、送料位置等)。
[0007]本發(fā)明所述的樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產過程如下:
[0008]首先，通過成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)設定各項工藝參數(shù)；整套系統(tǒng)完成自我檢測診斷。然后，預浸料板材由送料機構夾持送進到預定進料位置，處于相向旋轉狀態(tài)的上、下軋輥將預浸料板材咬入，并隨著旋轉角度的變化，逐步連續(xù)進入上、下模成型區(qū)；由于上、下軋輥油溫加熱管路的作用，上、下模均處于較高溫度，預浸料板材被咬入的部分依次受熱熔融，填充到該時刻上、下模所形成的型腔部分，并在軋輥的軋制力作用下固化成型。當上、下軋輥旋轉一周時，連續(xù)送進的預浸料板材被上、下模完整地成型一次，形成一個最終的樹脂基纖維增強復合材料制件。
[0009]本發(fā)明的有益之處在于:
[0010]I)樹脂基纖維增強復合材料制件在成型過程中，所承受的成型壓力只作用于被軋輥及模具咬入的局部區(qū)域。而SMC成型、RTM成型等方法均需要在模具閉合后，對制件的整體表面施加成型壓力。因此，其成型壓力顯著小于SMC成型和RTM成型。
[0011]2)熔融的樹脂所填充的區(qū)域僅為上、下模閉合所形成的局部型腔，樹脂流動長度短。因此，可以有效地避免RTM成型方法易于產生的氣泡、干斑等缺陷。
[0012]3)用于成型的上、下模所承受的壓力小，可以采用低成本的模具材料，模具投資小。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所述樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法總體示意圖。其中:
[0014]1、上軋輥，2、上模，3、上軋輥油溫加熱管路，4、下軋輥，5、下模，6、下軋輥油溫加熱管路，7、支撐框架，8、送料機構，9、成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)，10、絕熱層，11、預浸料板材，12、油液。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法由上軋輥1、上模2、上軋輥油溫加熱管路3、下軋輥4、下模5、下軋輥油溫加熱管路6、支撐框架7、送料機構8、成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)9所組成；其中，上軋輥1、上模2、上軋輥油溫加熱管路3共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的上軋輥系統(tǒng)；下軋輥4、下模5、下軋輥油溫加熱管路6共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的下軋輥系統(tǒng)；上軋輥1、下軋輥4均為空心圓筒，其內部均填充有用于上模2、下模5加熱的油液12，通過上軋輥油溫加熱管路3、下軋輥油溫加熱管路6可以控制油液12的溫度，上軋輥1、下軋輥4的表面除了上模2、下模5的安裝區(qū)域以外，其他區(qū)域均覆蓋有絕熱層10，用于避免油液熱量不必要的損失。
[0016]上模2、下模5通過螺栓連接分別安裝在上軋輥1、下軋輥4的表面。所述的上、下軋輥系統(tǒng)分別安裝在支撐框架7的上下兩處支撐卡槽內，兩處支撐卡槽均設有一定的調節(jié)距離，可以通過支撐框架7側面的調節(jié)墊塊分別調整上軋輥1、下軋輥4的位置，從而實現(xiàn)軋輥間距的調節(jié)。送料機構8通常放置在支撐框架7的一側，用來夾持預浸料板材11，并按照預定工作節(jié)拍實現(xiàn)預浸料板材11的送進；成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)9由工業(yè)控制主機和溫度、位置等工況傳感器構成；用于設定和控制生產過程的主要工藝參數(shù)(如軋輥轉速、乳輥間距、油溫、送料速度、送料位置等)。
[0017]具體生產過程實例如下:
[0018]首先，通過成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)9設定各項工藝參數(shù)；整套系統(tǒng)完成自我檢測診斷。然后，預浸料板材11由送料機構8夾持送進到預定進料位置，處于相向旋轉狀態(tài)的上軋輥1、下軋輥4將預浸料板材11咬入，并隨著旋轉角度的變化，逐步連續(xù)進入上模2、下模5成型區(qū)；由于上軋輥油溫加熱管路3、下軋輥油溫加熱管路6的作用，上模2、下模5均處于較高溫度，預浸料板材11被咬入的部分依次受熱熔融，填充到該時刻上模2、下模5所形成的型腔部分，并在兩根軋輥的軋制力作用下固化成型。當上軋輥1、下軋輥4旋轉一周時，連續(xù)送進的預浸料板材11被上模2、下模5完整地成型一次，形成一個最終的樹脂基纖維增強復合材料制件。
【主權項】
1.一種樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法，其特征在于:由上軋輥、上模、上軋輥油溫加熱管路、下軋輥、下模、下軋輥油溫加熱管路、支撐框架、送料機構、成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)所組成，其中，上軋輥、上模、上軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的上軋輥系統(tǒng)；下軋輥、下模、下軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的下軋輥系統(tǒng)，樹脂基纖維增強復合材料預浸料板材被處于相向旋轉狀態(tài)的上、下軋輥咬入，并隨著旋轉角度的變化，逐步連續(xù)進入上、下模成型區(qū)；由于上、下軋輥油溫加熱管路的作用，上、下模均處于較高溫度，預浸料板材被咬入的部分依次受熱熔融，填充到該時刻上、下模所形成的型腔部分，并在兩根軋輥的軋制力作用下固化成型。
2.根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于:所述上、下軋輥均為空心圓筒，其內部均填充有油液，用于上、下模加熱，通過上、下軋輥油溫加熱管路可以控制油液的溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于:所述上、下軋輥表面除了上、下模安裝區(qū)域以外，其他區(qū)域均覆蓋有絕熱層，用于避免油液熱量不必要的損失。
【專利摘要】本發(fā)明為一種樹脂基纖維增強復合材料連續(xù)軋制的生產方法。所述的生產方法由上軋輥、上模、上軋輥油溫加熱管路、下軋輥、下模、下軋輥油溫加熱管路、支撐框架、送料機構、成型工藝參數(shù)控制系統(tǒng)所組成；其中，上軋輥、上模、上軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的上軋輥系統(tǒng)；下軋輥、下模、下軋輥油溫加熱管路共同構成所述連續(xù)軋制生產方法的下軋輥系統(tǒng)；所述上、下軋輥均為空心圓筒，其內部均填充有用于模具加熱的油液，通過上、下軋輥油溫加熱管路可以控制油液的溫度，上、下軋輥表面除了上、下模安裝區(qū)域以外，其他區(qū)域均覆蓋有絕熱層，用于避免油液熱量不必要的損失；上、下模通過螺栓連接分別安裝在所述的上、下軋輥表面。
【IPC分類】B29C70-50
【公開號】CN104552986
【申請?zhí)枴緾N201410843414
【發(fā)明人】李義, 梁繼才, 于開鋒, 梁策
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日