復合材料夾芯結構真空灌注一次成型方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于復合材料加工制備技術領域，涉及復合材料成型技術，特別涉及復合材料夾芯結構真空灌注一次成型方法
【背景技術】
[0002]金屬夾芯結構是一類由芯子、上下面板及芯子與上下之間的上下界面組成的復合材料，因其自身具有的輕質、比剛度高、比強度大、可加工性良好、易于凸顯組合優(yōu)勢等性能特點，使得其在汽車、船舶制造、國防軍事、航空航天等領域扮演著十分重要角色。然而，目前在該類材料的制備工藝上還存在加工效率低、周期長、操作復雜以及成本高等一系列缺陷，這些制備工藝上的缺陷嚴重影響了廣大學者對金屬泡沫夾芯結構的研究進程，同時也大大限制了金屬泡沫夾芯結構的應用范圍。因此，改進和創(chuàng)新現(xiàn)有的制備工藝，設計和開發(fā)新的制備方法的對于發(fā)揮夾芯結構的優(yōu)越性能具有極其重要的作用。
[0003]本發(fā)明涉及一種真空輔助樹脂灌注復合材料成型工藝，該工藝通過利用真空負壓實現(xiàn)樹脂在纖維及其織物之間的浸漬，并在真空壓力下固化成型，全程可在室溫下進行。因此，與以往的手糊成型、模壓成型、熱壓罐成型相比，具有制造設備簡單、成本低、周期短及產品質量高等一系列特點。其次，該工藝過程無溶劑釋放，是一種十分環(huán)保的綠色制備工藝，具有十分廣泛的應用背景。
[0004]目前，復合材料夾芯結構的制備主要有兩種方法，一種是多步成型法，一種是一次成型法。多步成型法是指將復合材料夾芯結構兩側的纖維增強復合材料面板先單獨成型，然后采用粘接劑將面板和夾芯結構芯子粘接成型；一次成型法是指通過采用傳統(tǒng)的真空輔助樹脂灌注工藝，在夾芯結構芯子兩側鋪設纖維布預制件和脫模介質，并將整個預制件用密封介質密封，然后用抽氣罐抽掉預制件內的空氣，利用真空負壓將樹脂浸漬到纖維和芯子的表面，并在該壓力下固化成型。
[0005]專利CN1915650介紹了一種玻璃鋼復合材料夾芯結構的真空成型工藝，該工藝先制備各層材料，然后利用粘接劑將各層材料粘接形成復合材料預制件，最后利用上下合模將復合材料預制件在真空負壓下進行固化成型。
[0006]專利CN10352926介紹一種通過在芯子材料表面開槽后將其置于纖維中間，利用所開的槽將樹脂浸漬到纖維中的大型結構復合材料夾芯結構制備工藝。
[0007]專利CN104139529A介紹了一種基于真空輔助樹脂灌注技術，夾芯結構上下面分別利用導流介質和半透膜作為促進樹脂在纖維織物中流動和浸漬的夾芯結構制備工藝。
[0008]目前，國內外尚無在夾芯結構上下面鋪設聚乙烯導流網(wǎng)作為導流系統(tǒng)、并且整個過程在室溫下進行各金屬泡沫復合材料夾芯結構一次成型制備工藝的相關報道。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有復合材料夾芯結構制備工藝及成型方法的不足，基于樹脂傳遞模塑成型(Resin Transfer Molding, RTM)和真空輔助成型工藝(VacuumAssisted Resin Infus1n，VARI)的原理，以真空負壓代替RTM工藝中的機械注射壓力，完成對樹脂的灌注和浸漬，將VARI的應用范圍由樹脂基纖維增強復合材料的制備推廣到復合材料夾芯結構的制備，同時，由于本發(fā)明所涉及的工藝不受模具的限制，因此能夠提供一種復合材料夾芯結構真空灌注一次成型方法。
[0010]本發(fā)明的技術方案如下:
[0011]—種復合材料夾芯結構真空灌注一次成型方法，包括以下步驟:
[0012]A、纖維布預制件準備；
[0013]B、預制坯件鋪設；
[0014]C、包裝密封；
[0015]D、經(jīng)過真空調節(jié)系統(tǒng)調節(jié)真空度；
[0016]E、配置樹脂基體；
[0017]F、經(jīng)過樹脂灌注系統(tǒng)灌注樹脂；
[0018]G、經(jīng)過材料成型系統(tǒng)成型得出產品。
[0019]優(yōu)選的，所述樹脂灌注系統(tǒng)包括攪拌系統(tǒng)、空壓軟管和進料閥。
[0020]優(yōu)選的，所述材料成型系統(tǒng)包括密封膜、密封膠帶、脫模介質、導流系統(tǒng)、纖維布和泡沫鋁芯子。
[0021]優(yōu)選的，所述真空調節(jié)系統(tǒng)包括空壓軟管、不銹鋼罐、真空表、真空栗、真空調節(jié)閥和樹脂收集器。
[0022]優(yōu)選的，所述樹脂攪拌系統(tǒng)用于配置由環(huán)氧樹脂和固化劑組成的復合材料基體。
[0023]優(yōu)選的，空壓軟管用于連接所述樹脂攪拌系統(tǒng)和預制坯件的灌注口，進氣閥位于空壓軟管與灌注口的連接處，用于抽真空時控制空氣的流入。
[0024]優(yōu)選的，密封膜及密封膠帶用于形成預制坯件的封閉空間，確保抽真空后維持真空環(huán)境。
[0025]優(yōu)選的，導流管和導流網(wǎng)用于形成導流系統(tǒng)，促進樹脂在纖維布及其與芯子界面的流動和浸漬；脫模介質用于固化后成品與導流網(wǎng)的分離，同時便于形成良好的表面。
[0026]優(yōu)選的，真空栗和不銹鋼罐用于提供抽氣的動力和維持穩(wěn)定的氣壓；真空調節(jié)閥用于調節(jié)抽氣的速率；真空表用于監(jiān)測預制坯件內的實時氣壓。
[0027]優(yōu)選的，樹脂收集器用于收集加工過程中流過預制件后多余的樹脂。
[0028]本發(fā)明通過利用真空負壓實現(xiàn)樹脂在纖維及其織物之間的浸漬，并在真空壓力下固化成型，全程可在室溫下進行。因此，與以往的手糊成型、模壓成型、熱壓罐成型相比，具有制造設備簡單、成本低、周期短及產品質量高等一系列特點。其次，該工藝過程無溶劑釋放，是一種十分環(huán)保的綠色制備工藝，具有十分廣泛的應用背景。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0030]圖1為本發(fā)明所述的制備工藝的流程圖；
[0031]圖2為本發(fā)明所述的預制坯件的鋪層圖；
[0032]圖3為本發(fā)明所述的制備及控制系統(tǒng)的組成圖；
[0033]圖4為本發(fā)明所述的切割后的泡沫鋁夾芯結構試樣；
[0034]上述圖中:
[0035]附圖2中1和6為密封膜、2為導流網(wǎng)、3為脫模布、4為玻璃纖維布、5為泡沫鋁芯子、7和8為導流管。
[0036]附圖3中1為樹脂攪拌系統(tǒng)、2為空壓軟管、3為進氣閥、4為平面模具、5為密封的預制件、6為不銹鋼罐及樹脂收集器、7為真空表、8為真空調節(jié)閥、9為真空栗。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0038]圖1至4所示，一種復合材料夾芯結構真空灌注一次成型方法，包括以下步驟:
[0039]A、纖維布預制件準備；
[0040]B、預制坯件鋪設；
[0041]C、包裝密封；
[0042]D、經(jīng)過真空調節(jié)系統(tǒng)調節(jié)真空度；
[0043]E、配置樹脂基體；
[0044]F、經(jīng)過樹脂灌注系統(tǒng)灌注樹脂；
[0045]G、經(jīng)過材料成型系統(tǒng)成型得出產品。
[0046]所